李全普 邵連英 王 坤

(大連華根機械有限公司，遼寧大連 116022)

在用加工中心批量加工切削時間較短的工件時，工件裝卸的時間占整個工件加工時間的比例很大，為了減少工件裝卸的時間，在機床上配置可自動交換的雙工位工作臺，使切削加工和輔助裝卸工件同步進行，提高機床的有效利用率。其中雙工位工作臺托盤的交換方式及驅(qū)動形式已經(jīng)成為機床整體設(shè)計中不可缺少的一環(huán)。國內(nèi)外雙交換工作臺的形式主要是平移式與直接回轉(zhuǎn)式，而直接交換式的占用空間小，交換速度快，是今后此類產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。以下介紹1種直接回轉(zhuǎn)式托盤交換的驅(qū)動形式。

1 傳統(tǒng)的驅(qū)動形式

傳統(tǒng)的驅(qū)動形式，如圖1所示。伺服電動機1通過與回轉(zhuǎn)體3之間傳動機構(gòu)使托盤在加工區(qū)圓周回轉(zhuǎn)，完成工作臺的角度分度;減速電動機8驅(qū)動使上升后的交換臂5旋轉(zhuǎn)180°，將托盤4及其上的已加工工件和托盤7及其上的待加工工件交換位置。這個結(jié)構(gòu)是由兩臺電動機驅(qū)動完成兩個動作循環(huán)。

2 新型驅(qū)動形式的結(jié)構(gòu)及動作循環(huán)

新型驅(qū)動形式，如圖2所示。

2.1 新型驅(qū)動形式的結(jié)構(gòu)

滑臺2的側(cè)面上固定有伺服電動機1，伺服電動機1與回轉(zhuǎn)體3之間設(shè)有傳動機構(gòu)，回轉(zhuǎn)體3與加工區(qū)的托盤4之間有可夾緊松開裝置，齒輪6以齒圈形式與回轉(zhuǎn)體3用螺釘固定連接;交換臂5可隨著升降機構(gòu)7上升及下降，齒輪9用螺釘固定在交換臂的下面;托架10用來支撐上下料區(qū)托盤8。

2.2 新型驅(qū)動形式的動作循環(huán)

(1)加工區(qū)的托盤4上的被加工件加工完成后滑移到待交換位置，托盤8上待加工件安裝夾緊后待交換(圖2a);

(2)回轉(zhuǎn)體3與托盤4之間的拉緊裝置松開;

(3)升降機構(gòu)7帶動交換臂5進行上升動作，交換手臂在上升過程中抬起兩邊的托盤4、8;此時與交換臂5連接在一起的齒輪9也上移，當(dāng)升降機構(gòu)達到設(shè)定的行程時，齒輪9與齒輪6恰好嚙合在一起(圖2b);

(4)伺服電動機1動作，通過與回轉(zhuǎn)體3之間的傳動機構(gòu)以及嚙合齒輪6與9將動力傳給交換臂5，齒輪6與齒輪9的齒數(shù)比為1∶2，也就是說齒輪6旋轉(zhuǎn)1周，齒輪9旋轉(zhuǎn)180°，交換手臂5隨動旋轉(zhuǎn)180°，完成兩個托板的交換動作;

(5)上升機構(gòu)開始下降的動作，帶動交換手臂5及托盤4、8下降;

(6)加工區(qū)托盤4與回轉(zhuǎn)體3定位后鎖緊，托盤8落到托架10上;

(7)托盤4上的工件進入加工程序，在加工過程中伺服電動機1根據(jù)加工工件的需要進行角度分度動作;托盤8上已加工工件卸下并安裝另一個待加工工件;

(8)重復(fù)以上循環(huán)。

3 結(jié)語

經(jīng)過改進后的直接回轉(zhuǎn)式托盤交換驅(qū)動形式省去一套轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，使設(shè)備結(jié)構(gòu)簡化，交換臂5的轉(zhuǎn)動由回轉(zhuǎn)工作臺的伺服電動機作為動力源，降低了設(shè)備的成本，伺服電動機定位準(zhǔn)確，提高了交換工作臺的交換精度，而且通過此種聯(lián)動裝置可靠性好，無需檢測信號，大大縮短了交換的時間，提高了設(shè)備的工作效率。

［1］孫大海.FMC托盤交換中對共面度問題的解決［J］.機械工程師，1995(5):17－18.

［2］鮑可進.柔性制造單元中的托盤交換［J］.機械工業(yè)自動化，1995(2):24－26.

［3］杜永鋒，徐增豪，施文軍，等.臥式加工中心托盤交換裝置的驅(qū)動機構(gòu)［J］.機械制造，2010(6):7 －9.

［4］張存英，楊錦斌.淺析加工中心多工位托盤定位鎖緊機構(gòu)［J］.制造技術(shù)與機床，2008(1):112－114.

［5］張孝恩，薛成明.加工中心交換工作臺鎖緊裝置的分析研究［J］.制造技術(shù)與機床，2006(7):34－35.

［6］邵連英.加工中心自動交換工作臺的兩種定位和夾緊結(jié)構(gòu)［J］.組合機床與自動化加工技術(shù)，2007(8):86－87.

［7］周建東.快速回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的設(shè)計［J］.制造技術(shù)與機床，2010(6):145－146.