一种加工中心用工作台交换装置的制作方法

本发明涉及数控车床技术领域，具体为一种加工中心用工作台交换装置。

背景技术：

为了提高加工中心的加工效率，往往在机床上配置可自动交换的双交换工作台，使切削加工和辅助装卸工件同步进行，提高机床的有效利用率。双交换工作台的交换形式主要有两种:直线交换形式和回转交换形式，直线交换形式占地面积大，交换速度慢随着国内卧式加工中心机床的规格不断加大，双交换工作台的最大载重不断提高，对工作台的交换装置提出了更高的要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种加工中心用工作台交换装置，能够实现快速的工作台交换，准确的定位衔接，较小的噪音干扰。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种加工中心用工作台交换装置，包括基座、转位台、工作台a和工作台b，所述基座顶部中间通过空气弹簧气足安装有转位台，且所述空气弹簧气足安装在转位台底部表面的四个边角处，所述转位台上表面中间横向设置有滑轨槽，所述转位台内部中间横向安装有气浮动内板，且所述气浮动板横向贯穿转位台，所述气浮动内板顶部表面左右两端两端分别设置有长直线电机座，所述长直线电机座顶部分别固定连接有第一x轴向驱动杆和第二x轴向驱动杆，且所述长直线电机座在滑轨槽中横向运动，所述气浮动内板底部和转位台内部壁之间设置有浮动腔，且所述浮动腔中间设置有气垫轨，所述第一x轴向驱动杆和第二x轴向驱动杆分别连接有工作台a和工作台b，所述气浮动内板的两侧设置有限位槽，所述转位台的左端顶部侧面和右端底部侧面分别设置有驱动内板d和和驱动内板c，所述驱动内板d和驱动内板c均通过长直电机座连接有第二y轴向驱动杆和第一y轴向驱动杆，且所述第二y轴向驱动杆和第一y轴向驱动杆延伸至转位台中间，分别连接有工作台b和工作台a，所述转位台左端底侧面和右端顶侧面均安装有定位架，所述定位架延伸至转位台内部连接有限位板，且所述限位板延伸至限位槽中，所述工作台a和工作台b的四周侧面均设置有衔接孔。

作为本发明一种优选的技术方案，所述第一x轴向驱动杆、第二x轴向驱动杆、第一y轴向驱动杆和第二y轴向驱动杆与转位台上表面在装置工作时不接触连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述气浮动内板底部表面设置有和气垫轨相匹配的凹槽。

作为本发明一种优选的技术方案，所述气垫轨采用气垫滑轨的原理，所述气垫轨和气浮动内板的接触面均匀设置有通气孔，且所述气垫轨通过外部的气源供气。

作为本发明一种优选的技术方案，所述第一x轴向驱动杆和第一y相驱动杆，第二x轴向驱动杆和第二y轴向驱动杆均成垂直状态，分别安装在工作台a和工作台的相邻两侧面中间。

作为本发明一种优选的技术方案，该所述转位台的安装整体成中心对称。

作为本发明一种优选的技术方案，所述限位槽和限位板的截面形状相匹配。

作为本发明一种优选的技术方案，所述空气弹簧气足通过外置气源供气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置转位台和气浮动内板作为转换载体，提高了其运动的高效和稳定性，通过设置x轴向驱动杆和y轴向驱动杆，在两工作台之间进行便捷和准确行交换工作台的动作，通过长直线电机的控制使得驱动杆的给进和定位准确，同时能够通过驱动杆对交换完成后的工作台进行定位。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明转位板剖面结构示意图；

图3为本发明气浮动内板结构示意图；

图4为本发明工作台结构示意图。

图中：1-基座；2-转位台；3-工作台a；4-定位架；5-第一x轴向驱动杆；6-气浮动内板；7-第一y轴向驱动杆；8-驱动内板c；9-空气弹簧气足；10-第二y轴向驱动杆；11-驱动内板d；12-第二x轴向驱动杆；13-工作台b；14-滑轨槽；15-长直线电机座；16-浮动腔；17-气垫轨；18-限位板；19-限位槽；20-衔接孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1至图4所示，本发明提供一种技术解决方案，包括基座1、转位台2、工作台a3和工作台b13，所述基座1顶部中间通过空气弹簧气足9安装有转位台2，且所述空气弹簧气足9安装在转位台2底部表面的四个边角处，所述转位台2上表面中间横向设置有滑轨槽14，所述转位台2内部中间横向安装有气浮动内板6，且所述气浮动板6横向贯穿转位台2，所述气浮动内板6顶部表面左右两端两端分别设置有长直线电机座15，所述长直线电机座15顶部分别固定连接有第一x轴向驱动杆5和第二x轴向驱动杆12，且所述长直线电机座15在滑轨槽14中横向运动，所述气浮动内板6底部和转位台2内部壁之间设置有浮动腔16，且所述浮动腔16中间设置有气垫轨17，所述第一x轴向驱动杆5和第二x轴向驱动杆12分别连接有工作台a3和工作台b13，所述气浮动内板6的两侧设置有限位槽19，所述转位台2的左端顶部侧面和右端底部侧面分别设置有驱动内板d11和和驱动内板c8，所述驱动内板d11和驱动内板c8均通过长直电机座连接有第二y轴向驱动杆10和第一y轴向驱动杆7，且所述第二y轴向驱动杆10和第一y轴向驱动杆7延伸至转位台2中间，分别连接有工作台b13和工作台a3，所述转位台2左端底侧面和右端顶侧面均安装有定位架4，所述定位架4延伸至转位台2内部连接有限位板18，且所述限位板18延伸至限位槽19中，所述工作台a3和工作台b13的四周侧面均设置有衔接孔20。

优选的是，所述第一x轴向驱动杆5、第二x轴向驱动杆10、第一y轴向驱动杆7和第二y轴向驱动杆11与转位台2上表面在装置工作时不接触连接；所述气浮动内板6底部表面设置有和气垫轨17相匹配的凹槽；所述气垫轨17采用气垫滑轨的原理，所述气垫轨17和气浮动内板6的接触面均匀设置有通气孔，且所述气垫轨17通过外部的气源供气；所述第一x轴向驱动杆5和第一y相驱动杆7，第二x轴向驱动杆12和第二y轴向驱动杆10均成垂直状态，分别安装在工作台a3和工作台13的相邻两侧面中间；该所述转位台2的安装整体成中心对称；所述限位槽19和限位板18的截面形状相匹配；所述空气弹簧气足9通过外置气源供气。

本发明的工作方式：通过外置气源对空气弹簧气足和气浮动腔中的气垫轨进行充气，使得气浮动板成悬浮状态，从而控制气浮动板的横向运动，在交换操作时，长直线电机座驱动第一y轴向驱动板脱离工作台a，第二y轴向驱动杆脱离工作台b，气浮动内板通过气垫轨的驱动在滑轨槽中横向运动，当工作台a运动至工作台b初始位置时，第二y轴向驱动杆恢复至初始位置，从而第二y轴向驱动杆嵌入工作台a的衔接孔中，后气垫轨反向驱动气浮动内板，在第一x轴向驱动杆脱离工作台a时，第二y轴向驱动杆带动工作台a纵向运动，使得工作台a脱离气浮动板运动位，当工作台b运动至工作台a初始位置时，第一y轴向驱动杆恢复，并嵌入衔接孔中，从而实现定位，同时第二y轴向驱动杆回程，第二x轴向驱动杆回程，从而固定工作台a和工作台b，完成工作台的交换状态。

本发明的主要特点在于，本发明通过设置转位台和气浮动内板作为转换载体，提高了其运动的高效和稳定性，通过设置x轴向驱动杆和y轴向驱动杆，在两工作台之间进行便捷和准确行交换工作台的动作，通过长直线电机的控制使得驱动杆的给进和定位准确，同时能够通过驱动杆对交换完成后的工作台进行定位，长行程直线电机的动子与定子之间采用气浮结构代替传统的机械式接触，抑制了振动在系统内的传递，也减弱了机械摩擦产生的振动、噪声和发热的影响，通过转位台两侧的定位架的定位板在定位槽中的相对运动，在滑动时，限制其最大滑动位置，同时避免气浮动板的偏移，由于交换工作在气动悬浮状态下进行，极大的减小了机械摩擦，每个载物台沿x、y方向的运动分别由2个直线电机平行驱动，这样可以避免载物台在x、y平面内的转角过大。

气垫轨：它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。

空气弹簧气足：在可伸缩的密闭容器中充以压缩空气，利用空气弹性作用的弹簧。俗称气囊、气囊式气缸、皮囊气缸等。

长直线电机：直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置。它可以省去大量中间传动机构，加快系统反映速度，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。直线电动机的种类按结构形式可分为；单边扁平型、双边扁平型、圆盘型、圆筒型(或称为管型)等；按工作原理可分为：直流、异步、同步和步进等。下面仅对结构简单，使用方便，运行可靠的直线异步电动机做简要介绍。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。