[发明专利]内嵌升降式数控脉动进给和转位调姿作业平台及作业方法

摘要

本发明属于机械自动化加工技术领域，公开了一种内嵌升降式数控脉动进给和转位调姿作业平台及作业方法，所述的作业平台包括床身、内嵌升降式数控脉动进给机构和内嵌升降式数控转位机构。本发明通过采用多组伺服电机系统驱动方式，确保平台的高运动精度；采用数控系统控制工件转位调姿和脉动进给运动，具有高自动化特点；本发明采用工件托板和工件转位托盘内嵌升降式的结构形式，工件到达工位后工件托板和工件转位托盘均降回床身内，工件通过固定的工件安放平台提供支撑，不受进给机构和转台的机械间隙的影响，利于保持工件的位姿精度。本发明通过工件托板多次的“上升‑前进‑下降‑退回”的“口”形轨迹运动循环实现工件移位进给。

主权项

1.内嵌升降式数控脉动进给和转位调姿作业平台，其特征在于：包括床身(3)、内嵌升降式数控脉动进给机构(1)和内嵌升降式数控转位机构(2)；所述的床身(3)由底板(24)、支撑框架(25)和工件安放平台(26)组成；工件安放平台(26)通过支撑框架(25)固定安装于底板(24)上方，工件安放平台(26)设有工件托板伸出孔(27)和工件转位托盘伸出孔(28)；所述的内嵌升降式数控脉动进给机构(1)由导轨滑块副I(4)、丝杠I(5)、伺服电机系统I(6)、楔形滑块I(7)、楔形滑块II(8)、导轨滑块副II(9)、导轨滑块副III(10)、梯形升降台(11)、导轨滑块副IV(12)、丝杠II(13)、螺母座(14)、伺服电机系统II(15)、工件托板连接座(16)和工件托板(17)组成；导轨滑块副I(4)和丝杠I(5)固定安装于床身(3)下部的底板(24)上，丝杠I(5)的前端和尾端具有螺纹旋向相反的外螺纹；楔形滑块I(7)和楔形滑块II(8)为结构尺寸相同的楔形结构，中部具有与丝杠I(5)配合的内螺纹，顶端面和底端面成α角，楔形滑块I(7)的底端面与导轨滑块副I(4)的前端连接，楔形滑块I(7)的中部内螺纹与丝杠I(5)的前端外螺纹配合连接，楔形滑块II(8)的底端面与导轨滑块副I(4)的尾端连接，楔形滑块II(8)的中部内螺纹与丝杠I(5)的尾端外螺纹配合连接；梯形升降台(11)为梯形结构，梯形升降台(11)的前侧面和后侧面分别与顶面成α角，梯形升降台(11)的前侧面与楔形滑块I(7)的顶端面通过导轨滑块副II(9)连接，梯形升降台(11)的后侧面与楔形滑块II(8)的顶端面通过导轨滑块副III(10)连接，梯形升降台(11)的顶面处于水平面；伺服电机系统I(6)与丝杠I(5)连接，驱动楔形滑块I(7)和楔形滑块II(8)同步靠近或同步远离，实现梯形升降台(11)的上升或下降；导轨滑块副IV(12)和丝杠II(13)固定安装于梯形升降台(11)的顶面上，工件托板(17)通过工件托板连接座(16)与导轨滑块副IV(12)连接，工件托板连接座(16)通过螺母座(14)与丝杠II(13)相配合连接，伺服电机系统II(15)与丝杠II(13)连接，实现驱动工件托板(17)相对梯形升降台(11)水平向前或向后直线进给运动；所述的内嵌升降式数控转位机构(2)由安装底座(18)、下驱动缸(19)、上伸出缸(20)、转台(21)、伺服电机系统III(22)和工件转位托盘(23)组成；下驱动缸(19)通过安装底座(18)固定安装在床身(3)下部的底板(24)上，上伸出缸(20)安装于下驱动缸(19)上方，下驱动缸(19)实现上伸出缸(20)的伸出和退回；转台(21)安装在上伸出缸(20)上，工件转位托盘(23)安装在转台(21)上，伺服电机系统III(22)与转台(21)连接，驱动工件转位托盘(23)转动；所述的内嵌升降式数控脉动进给机构(1)中的伺服电机系统I(6)驱动工件托板(17)升起后，从工件托板伸出孔(27)中伸出，工件托板(17)顶面相对床身(3)中的工件安放平台(26)顶面突出距离L1；伺服电机系统I(6)驱动工件托板(17)下降后，工件托板(17)顶面相对工件安放平台(26)顶面凹进距离L1’；所述的内嵌升降式数控转位机构(2)中的下驱动缸(19)驱动工件转位托盘(23)升起后，从工件转位托盘伸出孔(28)中伸出，工件转位托盘(23)顶面相对床身(3)中的工件安放平台(26)顶面突出距离L2；下驱动缸(19)驱动工件转位托盘(23)下降后，工件转位托盘(23)顶面相对工件安放平台(26)顶面凹进距离L2’；所述的工件安放平台(26)中的工件托板伸出孔(27)长度大于工件托板(17)长度和工件托板(17)的水平直线进给行程之和，实现工件托板(17)相对梯形升降台(11)水平向前或向后直线进给运动过程中，工件托板(17)与工件托板伸出孔(27)不发生空间干涉；所述的内嵌升降式数控转位机构(2)中的安装底座(18)具有水平向通口(30)，内嵌升降式数控脉动进给机构(1)中的丝杠I(5)水平穿过水平向通口(30)，所述的内嵌升降式数控脉动进给机构(1)中的梯形升降台(11)具有竖直向通口(31)，内嵌升降式数控转位机构(2)中的安装底座(18)、下驱动缸(19)和上伸出缸(20)由下而上依次穿过竖直向通口(31)，实现内嵌升降式数控转位机构(2)与内嵌升降式数控脉动进给机构(1)无空间干涉。