一种拉头油缸位置检测机构的制作方法

本实用新型涉及一种数控机床的位置信号检测机构，具体是一种拉头油缸位置检测机构。

背景技术：

自动附件头是数控机床重要的功能部件，附件头与机床连接时，一般通过四个拉头油缸来拉紧附件头上的四个拉钉，四个拉钉对应四组拉头油缸组件，通过四组拉头油缸组件的四个拉头油缸的三段位来实现附件头的C轴夹紧、中位、松头这三个动作。

图1为一种现有自动附件头的结构剖视图，图2为图1所示附件头的拉头油缸拉紧附件头时的状态示意图，图2中仅示意了一组拉头油缸组件的状态，该拉头油缸组件的结构可参见CN107175505A。见图1和图2，拉头油缸4在拉紧状态，附件头上方下牙盘1和滑枕接油盘2下方的上牙盘3相啮合，此时附件头处于被拉紧状态，四个拉头油缸4拉紧附件头上的四个拉钉50，可直接加工。四个拉钉50的外侧分别设置有销套52。四个拉头油缸4的中位油缸41进油，拉爪5处于未打开状态并且下降10mm，此时上牙盘3和下牙盘1脱开，附件头主拉钉6还是被机床主轴7拉紧，图1中锥柄61和外齿轮62固定不动，附件头其余部分(包括内齿轮63、上箱体71、齿盘座64等零件)由于自重也同样下沉10mm，此时处于中位状态，内齿轮63和外齿轮62啮合，机床主轴7转动，可带动附件头C轴旋转；四个拉头油缸4的松头油缸42进油，拉爪5继续下降6mm，此时拉爪5完全打开，控制机床主轴拉爪打开，附件头就从滑枕接油盘2上脱离，实现机床松头动作。拉头油缸4由矩形弹簧51拉紧，通过增力机构将弹簧力放大，实现1.5～2T的拉紧力。要想实现如此巨大的拉紧力，必须保证拉头油缸压盖40和小活塞47之间留有一点间隙H，如果H=0，弹簧力就成了内力，不能给附件头提供所需的拉紧力，从而造成使用故障。为了确保操作系统能够识别附件头在C轴夹紧、中位和松头这三个状态的准确信息，在每组拉头油缸组件的拉头油缸4的顶端安装开关支架43，并在开关支架43上安装三个接近开关44，同时在拉头油缸4的活塞杆45上安装感应块46，与接近开关44配合，以判断拉头油缸4的到位信号。四组拉头油缸组件总共需要安装12个接近开关来判断位置信号，该位置检测机构的结构设计臃肿复杂，既对系统识别造成负载，装配也繁琐，又会降低拉头油缸使用的可靠性，例如，数控机床加工过程中的震动易造成个别接近开关松动，导致信号失灵。四组拉头油缸组件总共需要安装12个接近开关，每个接近开关的价格在600～800元，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种装配简便的低成本拉头油缸位置检测机构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种拉头油缸位置检测机构，包括分别固定在四个拉头油缸的缸体顶端的四个开关支架，所述的四个拉头油缸对应的四个拉钉的外侧分别设置有销套，四个所述的销套分别固定在滑枕接油盘上，一个所述的开关支架上安装有一个第一接近开关、一个第二接近开关和一个第三接近开关，其余三个所述的开关支架上分别安装有一个第四接近开关，所述的第一接近开关用于检测附件头C轴的中位状态，所述的第二接近开关用于检测附件头C轴的夹紧状态，所述的第三接近开关和所述的第四接近开关用于检测附件头C轴的松头状态，每个所述的拉头油缸的活塞杆的顶端自该拉头油缸的缸体的顶端伸出，各根所述的活塞杆的顶端均安装有感应块。

本实用新型的拉头油缸位置检测机构，只需6个接近开关即可实现对自动附件头工作过程中拉头油缸的位置检测，可大幅降低位置检测机构的装配复杂度，提高拉头油缸位置检测的可靠性，且成本较传统结构可降低50%以上。

对不会造成使用故障的附件头拉紧状态、中位状态，本实用新型拉头油缸位置检测机构只在四个拉头油缸上总共保留一个用于检测附件头C轴的夹紧状态的第二接近开关和一个用于检测附件头C轴的中位状态的第一接近开关，而松头状态是否到位对附件头使用来说尤为重要，因此本实用新型在四个拉头油缸上均保留了用于检测附件头C轴的松头状态的接近开关。

每个拉头油缸的三个状态位置都有细微差别，附件头拉紧状态时上下牙盘处于啮合状态，四个拉头油缸的H值存在差别，但反馈在拉紧力上的差别很小。而附件头处于中位状态时，四个拉头油缸上的拉爪位置会有高低差，这会造成附件头倾斜，导致C轴旋转负载大、定位不准等问题，此处在滑枕接油盘上固定的四个销套分别设置在四个拉钉的外侧，在附件头倾斜时，该结构会强行把附件头导正，使附件头与机床主轴对中，确保C轴转位平稳准确。这种拉头油缸上的销套的导正作用会降低拉头油缸中位位置偏差带来的影响，因此在四个拉头油缸上总共保留一个用于检测附件头C轴的中位状态的接近开关便已足够。在松头状态，只要有一个拉头油缸的拉爪未打开，就会造成机床不能正常松头，若信号检测不到位，则会造成操作系统误判，导致严重后果，因此有必要在四个拉头油缸上均安装用于检测附件头C轴的松头状态的接近开关。

作为优选，所述的第一接近开关设置在与其适配的活塞杆的一侧，所述的第二接近开关和所述的第三接近开关上下间隔设置在与其适配的活塞杆的另一侧，所述的第四接近开关设置在与其适配的活塞杆的一侧。

作为优选，所述的四个开关支架上分别开设有腰型孔，所述的第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关和第四接近开关分别穿过一个腰型孔并通过锁紧螺母固定在开关支架上。腰型孔的设计，便于装配过程中调整各个接近开关的安装位置，提高位置检测的精准度。

作为优选，所述的四个拉头油缸的缸体顶端分别固定有一块限位板，每块所述的限位板上开设有上端开口的限位槽，每块所述的感应块的外端伸入一个所述的限位槽内。限位板的设置，对感应块起限位作用，防止意外情况下感应块受损。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本实用新型公开的拉头油缸位置检测机构只需6个接近开关即可实现对自动附件头工作过程中拉头油缸的位置检测，可大幅降低位置检测机构的装配复杂度，提高拉头油缸位置检测的可靠性，且成本较传统结构可降低50%以上，以一个接近开关价格600～800元计，每个自动附件头上仅接近开关的购买成本即可节约3600～4800元。

附图说明

图1为一种现有自动附件头的结构剖视图；

图2为图1所示附件头的拉头油缸拉紧附件头时的状态示意图；

图3为实施例中位置检测机构安装后效果俯视图；

图4和图5为不同的接近开关安装后效果正视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例的拉头油缸1位置检测机构，如图3和图4所示，包括分别固定在四个拉头油缸1的缸体顶端的四个开关支架2，四个拉头油缸1对应的四个拉钉的外侧分别设置有销套（图3～图5中未示出），四个销套分别固定在滑枕接油盘（图3～图5中未示出）上，四个开关支架2中的一个开关支架2上安装有一个第一接近开关21、一个第二接近开关22和一个第三接近开关23，其余三个开关支架2上分别安装有一个第四接近开关24，第一接近开关21用于检测附件头C轴的中位状态，第二接近开关22用于检测附件头C轴的夹紧状态，第三接近开关23和第四接近开关24用于检测附件头C轴的松头状态，每个拉头油缸1的活塞杆11的顶端自该拉头油缸1的缸体的顶端伸出，各根活塞杆11的顶端均安装有感应块3。

本实施例中，如图4所示，第一接近开关21设置在与其适配的活塞杆11的一侧，第二接近开关22和第三接近开关23上下间隔设置在与其适配的活塞杆11的另一侧；如图5所示，第四接近开关24设置在与其适配的活塞杆11的一侧；四个开关支架2上分别开设有腰型孔25，第一接近开关21、第二接近开关22、第三接近开关23和第四接近开关24分别穿过一个腰型孔25并通过锁紧螺母固定在开关支架2上；四个拉头油缸1的缸体顶端分别固定有一块限位板12，每块限位板12上开设有上端开口的限位槽13，每块感应块3的外端伸入一个限位槽13内。

本实用新型拉头油缸1位置检测机构只需6个接近开关即可实现对自动附件头工作过程中拉头油缸1的位置检测，可大幅降低位置检测机构的装配复杂度，提高拉头油缸位置检测的可靠性，且成本较传统结构可降低50%以上。以一个接近开关价格600～800元计，每个自动附件头上仅接近开关的购买成本即可节约3600～4800元。