專利名稱：一種伺服中心架的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種應用于機床上加工細長軸時為防止工件旋轉(zhuǎn)振動而對工件輔助支撐的中心架。
背景技術(shù)：
當工件的長徑比過大時，其自身靜剛度和動剛度往往都不足，對其加工時，如果中間沒有支撐，工件回轉(zhuǎn)振動過大，輕者造成工件加工后的精度差，表面粗糙度過大，重者無法進行正常的切削加工。因此當前普遍使用中心架對工件加以支撐，防止其因剛性不足而使其旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生振動。現(xiàn)行的中心架普遍都是固定在床身上的，雖然固定設置的支撐剛度比較高，但在加工過程中，既不能左右移動又不能上升下降的中心架勢必會加工產(chǎn)生阻礙。加工過程中，中心架阻擋了刀架的進給，使得加工工件時必須先加工工件中心架一側(cè)，然后將中心架拆掉，刀架運行到另一側(cè)，之后再將中心架裝到床身上，支撐到工件加工完的一側(cè)，再對工件另一側(cè)進行加工，這樣就會有接刀，既影響精度又影響表面粗糙度。加工工件所需中心架越多，倒換中心架次數(shù)就越多，加工精度就越差，效率就越低。
發(fā)明內(nèi)容為此，本實用新型為了克服固定中心架對切削加工負面影響大的缺陷，提供了一種在起到良好支撐的情況下對加工進程影響不大的伺服中心架。本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種伺服中心架，包括架體和設置在架體上的支撐部，所述支撐部通過豎直調(diào)整機構(gòu)安裝在所述架體上，同時至少在支撐架上設置有用于檢測刀架接近的檢測裝置，以控制所述豎直調(diào)整機構(gòu)下降，并在刀架越過中心架后，所述豎直調(diào)整機構(gòu)復位；所述支撐部還配有隨動于所述支撐部并被所述架體豎直導向的輔助支撐裝置。依據(jù)本實用新型的上述伺服中心架，具有升降功能，通過匹配檢測裝置，進行伺服控制，從而，滿足在刀架與中心架沒有沖突時，支撐架對工件進行支撐，當?shù)都芘c中心架即將產(chǎn)生沖突時，中心架下行以避開刀架，刀架可以因此而不受約束的完成相應的加工工序，不需要接刀，加工精度容易保證，且不需要頻繁的拆卸中心架，加工效率大大提高。另一方面，借助豎直導向的輔助支撐，形成豎直調(diào)整和豎直導向的支撐結(jié)構(gòu)，在非同步升降狀態(tài)下位剛性構(gòu)架，保證中心架的整體剛度。上述伺服中心架，所述豎直調(diào)整機構(gòu)為液壓缸，其缸體構(gòu)成所述架體或者固裝在一獨立架體上，而其活塞桿固定安裝所述支撐部。上述伺服中心架，所述輔助支撐機構(gòu)包括導向桿及配置的導向結(jié)構(gòu)。上述伺服中心架，所述導向桿的上端與所述支撐部構(gòu)成轉(zhuǎn)動副連接，而下端與一調(diào)節(jié)螺母螺紋配合，其中該調(diào)節(jié)螺母豎直導向于所述豎直調(diào)整機構(gòu)或者所述架體。上述伺服中心架，其特征在于，所述導向桿上端裝配有一驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動輸出構(gòu)件，以驅(qū)動導向桿繞其軸線轉(zhuǎn)動；同時，構(gòu)建所述轉(zhuǎn)動副的所述支撐部形成有沿所述導向桿的軸向延伸并與導向桿滑動配合的限位套。上述伺服中心架，所述驅(qū)動機構(gòu)為齒輪傳動機構(gòu)。上述伺服中心架，所述導向桿有兩根且共用一套所述導向結(jié)構(gòu)，并軸對稱地配置在所述豎直調(diào)整機構(gòu)的兩邊。上述伺服中心架，所述檢測裝置為接近開關(guān)。上述伺服中心架，所述檢測裝置還包括在使用狀態(tài)下設置在床身上的輔助檢測裝置。

圖1為依據(jù)本實用新型的一種伺服中心架的左剖結(jié)構(gòu)示意圖，雙點劃線部分為床身。圖2為相應于圖1的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、床體2、連接板3、支撐塊4、導向桿5、齒輪6、齒輪7、齒輪8、導向桿9、接近開關(guān)感應塊10、底座11、限位套12、液壓缸13、活塞桿14、調(diào)節(jié)螺母15、限位板16、調(diào)節(jié)六方17、接近開關(guān)；18、接近開關(guān)組19、拖板20、刀架。
具體實施方式
本文提出的伺服中心架涉及一個基本實現(xiàn)，即中心架的上下調(diào)整。一個方面，即檢測與升降的匹配。一個保證，在具有升降功能之后中心架的剛性。應當理解，伺服本是閉環(huán)結(jié)構(gòu)，但在很多應用中，如數(shù)控系統(tǒng)中的很多分立部件都稱為伺服部件，典型部件如伺服電機，實際上它是伺服系統(tǒng)的執(zhí)行部件。參見說明書附圖1所示的一種伺服中心架，包括架體和設置在架體上的支撐部，所述支撐部通過豎直調(diào)整機構(gòu)安裝在所述架體上，同時至少在支撐架上設置有用于檢測刀架接近的檢測裝置，以控制所述豎直調(diào)整機構(gòu)下降，并在刀架越過中心架后，所述豎直調(diào)整機構(gòu)復位；所述支撐部還配有隨動于所述支撐部并被所述架體豎直導向的輔助支撐裝置。其中，支撐部件，如圖1中所示的支撐快3，為滾動支撐或者滑動支撐部件，本文中所使用的支撐部件與現(xiàn)有技術(shù)中沒有實質(zhì)的區(qū)別，都是一種半封閉的支撐部件，在此不再贅述。同時，對于中心架的密度，同樣可以參考現(xiàn)有技術(shù)中的中心架密度，需要根據(jù)加工工件長度進行選擇，一般不少于兩個。在本文中所提出的伺服中心架尤其如此，因加工期間含有某一中心架脫離工件的一段時間，為了保證加工精度，在原有的密度基礎上，可以適當增加一個中心架，在大多數(shù)情況下，短時間的脫離支撐不會對加工精度不會有過大的影響，可以選擇不增加。關(guān)于上下調(diào)整，精度調(diào)整采用絲母絲杠機構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較緊湊，如圖1所示，其中的活塞桿13替換為絲杠時，絲杠上端通過軸承支撐支撐塊3上，然后通過位置固定的絲杠螺母進行驅(qū)動即可。[0029]不過絲母絲杠機構(gòu)成本偏高，且需要伺服控制，在一種實現(xiàn)是采用桿系機構(gòu)，通過止點/死點控制可以獲得很高的位置精度，并可以通過桿長涉及匹配不同的升降范圍。不過這類機構(gòu)安裝控件要求比較大，在安裝空間有限的情況下使用相對困難。一種結(jié)構(gòu)緊湊，且位置調(diào)整精度比較高的方案是采用流體缸控制，最好采用液壓缸，功率密度大，且沖擊小。如圖1所示，所述豎直調(diào)整機構(gòu)為液壓缸12，其缸體構(gòu)成所述架體或者固裝在一獨立架體上，而其活塞桿13固定安裝所述支撐部。數(shù)控機床一般都有獨立的液壓系統(tǒng)，因此，液壓缸12的使用可以滿足改動要求。液壓缸的缺陷在于可能會因為密封件老化產(chǎn)生的漏油問題。關(guān)于安裝，如圖1和2，一個參考的安裝方法是伺服中心架固定在床體I中間鐺內(nèi)齊子上。升降匹配，就是把檢測裝置和如液壓缸12的控制納入到數(shù)控系統(tǒng)中，由PLC進行控制。一是時機，不宜太早，否則對加工精度會產(chǎn)生影響，也不宜太晚，可能會因此撞傷設備。本領域的技術(shù)人員根據(jù)工進速度可以很容易的選擇檢測裝置的安裝位置。對于以上選擇，對于所說的實現(xiàn)，不采用伺服控制，通過如基于手輪的絲母絲杠機構(gòu)可以進行升降也可以實現(xiàn)，但由于細長軸的加工大多工時比較長，人力的精力必須比較集中才能避免打刀或者損壞機床絲杠，而且手動控制時，需要延伸出相關(guān)的控制部件，不利于床身的緊湊性，這里仍然傾向于伺服控制。中心架的剛度的保證一種情況是豎直調(diào)整機構(gòu)自身的剛度，如絲母絲杠機構(gòu)，其自身具有導向結(jié)構(gòu)，能夠形成較好的支撐剛度。本文側(cè)重用采用輔助支撐的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度更容易保證，且由于獨立設計，可以更好的匹配機床的結(jié)構(gòu)?；诒疚牡幕緲?gòu)思，輔助支撐隨動于如支撐塊2，為避免掣肘，對結(jié)構(gòu)設計更為簡單。進一步采用平行軸線兩個以上的部件剛性連接容易形成剛性構(gòu)架的特點，且對平行如軸類件，其徑向移動被約束，不會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，整體剛度可以保證。關(guān)于所述輔助支撐機構(gòu)包括導向桿4及配置的導向結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單。關(guān)于導向結(jié)構(gòu)，可以是單獨對導向桿4自身的導向，還可以是附加于其他部件之上的導向，本領域的技術(shù)人員可以根據(jù)具體結(jié)構(gòu)進行選擇。為了便于系統(tǒng)協(xié)調(diào)，當如導向桿有多支時，可以整體導向，設置專門的導向結(jié)構(gòu)，當獨立導向時，可以設置如導套結(jié)構(gòu)。在圖1上部所示的結(jié)構(gòu)中，所述導向桿4的上端與支撐塊3構(gòu)成轉(zhuǎn)動副連接，而下端與一調(diào)節(jié)螺母螺紋14配合，其中該調(diào)節(jié)螺母14豎直導向于所述豎直調(diào)整機構(gòu)或者所述架體。使用中，通過轉(zhuǎn)動導向桿，使得螺紋配合的部分動作，調(diào)整導向桿的長度，進而調(diào)整豎直調(diào)整機構(gòu)的止點，從而可以針對不同軸徑的工件進行調(diào)整，并且在加工過程中，若需切削幾刀，可以針對進刀量進行實時的調(diào)整。因此，調(diào)節(jié)螺母14的調(diào)整最好并入伺服系統(tǒng)，或者數(shù)控車床的PLC。那么，進一步地，所述導向桿4上端裝配有一驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動輸出構(gòu)件，通過動力調(diào)整，以驅(qū)動導向桿繞其軸線轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動表現(xiàn)在所述如調(diào)節(jié)螺母14上，就是產(chǎn)生導向桿4軸向的移動，從而，如圖1所示，液壓缸12的上止點就會收到調(diào)節(jié)螺母14的約束，這里的上止點恰好對應工件的支撐高度。[0041]進一步地，如圖1所示，構(gòu)建所述轉(zhuǎn)動副的所述支撐部形成有沿所述導向桿4的軸向延伸并與導向桿4滑動配合的限位套11。限位套11有兩個作用，其基礎作用是對如調(diào)節(jié)螺母14的位置約束，也就是導向桿4上止點的約束；另一個作用是可以提高導向桿4的靜剛度。限位套11可以固定在圖1所示的床體I上，也可以固定在液壓缸12的缸體上，還是同時連接與床體I和液壓缸12的缸體上，其中，第三種選擇為最佳的選擇，這樣液壓缸除了底部的支點外，又通過限位套11獲得另一個支點，整體剛度進一步提高。限位套11在床體I上的安裝位置參考圖1上部所示的底座10處。另外，在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，不僅因為存在兩個導向桿4而在上部設置兩個限位套11對床體I的連結(jié)點，即便是只有一個導向桿4，也最好設置兩個連接點，以保證整體的連接可靠性。所述驅(qū)動機構(gòu)為齒輪傳動機構(gòu)，在結(jié)構(gòu)緊湊的情況下，容易獲得更加精確的傳動。應知，轉(zhuǎn)動的獲得在機械領域是一種最常見的傳動輸出方式，依據(jù)此處所公開的技術(shù)內(nèi)容，本領域的技術(shù)人員容易選擇其他的傳動方式，比如鏈傳動、同步帶傳動等。在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，導向桿有兩根，采用齒輪5、齒輪6和齒輪7進行傳動，所要求的是兩導向桿的同步驅(qū)動，這里的同步是同步升降。單一齒輪傳動時，需要考慮導向桿的轉(zhuǎn)向問題，為匹配同步，減少惰輪的使用，可以考慮正反螺紋的使用，以簡化結(jié)構(gòu)。進而，如前所述所述導向桿4有兩根且共用一套所述導向結(jié)構(gòu)，并軸對稱地配置在所述豎直調(diào)整機構(gòu)的兩邊，調(diào)整時的產(chǎn)生平衡，不會產(chǎn)生卡滯。關(guān)于所述檢測裝置優(yōu)選接近開關(guān)，作用距離滿足刀架的工進速度與液壓缸12的響應速度。接近開關(guān)的缺陷是可能會因為某些原因產(chǎn)生誤動作，因此，當采用接近開關(guān)時，所述檢測裝置還包括在使用狀態(tài)下設置在床身上的輔助檢測裝置。如圖1和2所示的接近開關(guān)的配置方式，為了保證安全可靠的運行，接近檢測是，只要有一個接近開關(guān)動作，液壓缸12就響應該動作。而在遠離檢測時，必須兩個接近開關(guān)都動作液壓缸才能響應量接近開關(guān)，據(jù)此可以保證設備的可靠運行。在另一些實例中，采用行程控制，可以采用行程開關(guān)的方式進行行程控制，調(diào)整行程開關(guān)的力臂，匹配所需要的作用距離。接近開關(guān)屬于一種不接觸檢測，行程開關(guān)屬于一種接觸檢測，再一些實施例中，采用光電開關(guān)或者超聲傳感器進行檢測，成本稍高，但不容易受到干擾。應用于上述伺服中心架，匹配本文提出的升降、剛度和升降與檢測匹配一種較佳的伺服中心架的使用方法，通過豎直調(diào)整機構(gòu)支撐工件，并在中心架上和在床身上均設置檢測刀架的檢測裝置；從而，驅(qū)動刀架工進，當兩所述檢測裝置之一發(fā)出接近信號時，所述豎直調(diào)整機構(gòu)下降到位，使中心架避開刀架，進而在兩所述檢測裝置同時發(fā)出離開信號時，所述豎直調(diào)整機構(gòu)復位。當所使用的檢測裝置誤動作率非常低時，可以采用單獨的一個檢測裝置進行檢測，在上述的方法中不再進行多檢測裝置的邏輯配合。
權(quán)利要求1.一種伺服中心架，包括架體和設置在架體上的支撐部，其特征在于，所述支撐部通過豎直調(diào)整機構(gòu)安裝在所述架體上，同時至少在支撐架上設置有用于檢測刀架接近的檢測裝置，以控制所述豎直調(diào)整機構(gòu)下降，并在刀架越過中心架后，所述豎直調(diào)整機構(gòu)復位； 所述支撐部還配有隨動于所述支撐部并被所述架體豎直導向的輔助支撐裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服中心架，其特征在于，所述豎直調(diào)整機構(gòu)為液壓缸，其缸體構(gòu)成所述架體或者固裝在一獨立架體上，而其活塞桿固定安裝所述支撐部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的伺服中心架，其特征在于，所述輔助支撐機構(gòu)包括導向桿及配置的導向結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服中心架，其特征在于，所述導向桿的上端與所述支撐部構(gòu)成轉(zhuǎn)動副連接，而下端與一調(diào)節(jié)螺母螺紋配合，其中該調(diào)節(jié)螺母豎直導向于所述豎直調(diào)整機構(gòu)或者所述架體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的伺服中心架，其特征在于，所述導向桿上端裝配有一驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動輸出構(gòu)件，以驅(qū)動導向桿繞其軸線轉(zhuǎn)動；同時，構(gòu)建所述轉(zhuǎn)動副的所述支撐部形成有沿所述導向桿的軸向延伸并與導向桿滑動配合的限位套。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的伺服中心架，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)為齒輪傳動機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服中心架，其特征在于，所述導向桿有兩根且共用一套所述導向結(jié)構(gòu)，并軸對稱地配置在所述豎直調(diào)整機構(gòu)的兩邊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的伺服中心架，其特征在于，所述檢測裝置為接近開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的伺服中心架，其特征在于，所述檢測裝置還包括在使用狀態(tài)下設置在床身上的輔助檢測裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種伺服中心架，包括架體和設置在架體上的支撐部，所述支撐部通過豎直調(diào)整機構(gòu)安裝在所述架體上，同時至少在支撐架上設置有用于檢測刀架接近的檢測裝置，以控制所述豎直調(diào)整機構(gòu)下降，并在刀架越過中心架后，所述豎直調(diào)整機構(gòu)復位；所述支撐部還配有隨動于所述支撐部并被所述架體豎直導向的輔助支撐裝置。依據(jù)本實用新型在起到良好支撐的情況下對加工進程影響不大。
文檔編號B23Q1/76GK202922217SQ20122060297
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者王曉剛 申請人:山東普利森集團有限公司