一种主轴方向快速定位机构制造技术

本发明专利技术涉及一种主轴方向快速定位机构，解决了通过信号感应来进行主轴定位导致工作效率低的问题，其包括一种主轴方向快速定位机构，其包括周向设有定位槽的定位轮、顶杆和推动顶杆沿其长度方向滑移的驱动装置，所述定位轮套接在主轴上并与主轴联动旋转，所述顶杆上端设有与定位轮周表面接触后可带动定位轮旋转一定角度的助动件，所述助动件与定位槽相卡合以定位主轴,还涉及一种实现主轴方向定位的方法，通过助动件产生沿斜面或者圆弧面的斜推力，利用斜推力使得定位轮沿斜推力方向旋转，至助动件移动到定位槽中，与定位槽相卡合，全程无需信号，能快速实现机械主轴定位，提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种主轴方向快速定位机构
本专利技术涉及定位机构，特别涉及一种主轴方向快速定位机构。
技术介绍
通常主轴只是进行速度控制，但在一些特殊的情况下也需要对主轴进行位置控制。例如：在加工中心上进行自动换刀时、镗孔加工中因工艺要求而需要让刀时，以及车床在装卡工件等时都需要主轴准确的停在一个特定的位置上,这就是我们通常所说的主轴定位功能。主轴定位功能就是NC发出定向命令，通过主轴上的位置传感器上的一转信号使主轴停止在一个确定的位置上，并向伺服电机位置环一样提供一定的保持力矩，但是通过信号感应来进行主轴定位的存在以下不足：（1）当更换夹紧装置或者变换主轴转速后，就需要重新调试，来确保信号对主轴的定位；（2）加工异形件时，主轴上设有夹紧装置，此时需要对主轴定位使得该夹紧装置与自动送料装置相适配，实现快速领料，而当采用这种信号感应主轴定位方式，只能在主轴转速降低后完全停止旋转前对主轴进行定位，这过程需要几秒的等待时间，尤其在批量加工时，所需等待时间的累积，严重制约了加工效率。
技术实现思路
为了克服通过信号感应来进行主轴定位导致工作效率低的不足，本专利技术提供一种主轴方向快速定位机构。本专利技术所采用的技术方案是：一种主轴方向快速定位机构，其包括周向设有定位槽的定位轮、顶杆和推动顶杆沿其长度方向滑移的驱动装置，所述定位轮套接在主轴上并与主轴联动旋转，所述顶杆上端设有与定位轮周表面接触后可带动定位轮旋转一定角度的助动件，所述助动件与定位槽相卡合以定位主轴。所述定位轮采用一个定位槽，所述定位槽采用圆形，所述助动件采用相对顶杆可旋转的定位轴承。所述定位轮为心形，定位轮最凸点b到轴心的距离S1与定位槽的最低点a到轴心的距离S2比为3:1。所述定位轮采用周向阵列的多个定位槽，所述助动件为相对顶杆可旋转的定位轴承或与顶杆连固的上凸圆弧，与之卡合的定位槽采用圆形。所述定位轮采用多个定位槽，所述助动件为与顶杆连固的三角形，与之卡合的定位槽也采用三角形。还包括机座，以及固定在机座上的第一固定座，所述顶杆套设在第一固定座内。所述驱动装置包括与第一固定座连固的第二固定座和置于第二固定座内的活塞，所述活塞与顶杆下端相连接，以驱动顶杆。一种实现主轴方向定位的方法，其步骤如下：1）电机制动，实现主轴急停；2）开启驱动装置，通过驱动装置推动顶杆沿定位轮径向方向滑移，使得助动件与定位轮接触；3）继续推动顶杆，通过助动件产生沿斜面或者圆弧面的斜推力，利用斜推力使得定位轮沿斜推力方向旋转，至助动件移动到定位槽中，与定位槽相卡合，将主轴定位在特定方向上。本专利技术的有益效果是：该专利技术采用助动件与定位轮相适配，利用斜推力使得定位轮沿斜推力方向旋转，使得助动件固定在定位槽中，全程无需信号，且只需零点几秒即可完成，能快速实现机械主轴定位，提高工作效率。附图说明图1、图2是本专利技术整体示意图。图3是本专利技术具有六个定位槽的定位轮。图4、图11是本专利技术具有一个定位槽的心形定位轮。图5是本专利技术第一固定座和第二固定座的连接示意图。图6是本专利技术顶杆和活塞向远离主轴方向滑移，达到最大位移量的示意图。图7是本专利技术顶杆和活塞向靠近主轴方向滑移，达到最大位移量的示意图。图8是本专利技术助动件与定位轮任一位置接触示意图。图9是本专利技术相对于顶杆可旋转的助动件与定位轮的斜面接触后的受力分析图。图10是本专利技术相对于顶杆是连固的助动件与定位轮的斜面接触后的受力分析图。1-主轴，2-机座，3-定位轮，31-定位槽，32-斜面，33-圆弧面，4-顶杆，41-助动件，5-第一固定座，6-第二固定座，61-活塞，62-第一通压孔，63-第二通压孔，64-限位孔，7-电机，8-皮带轮。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例作进一步说明：如图1、图2、图6所示，一种主轴1方向定位机构，其包括主轴1、机座2、电机7、皮带轮8，主轴1水平固定在机座2上，所述电机7通过皮带轮8带动主轴1旋转或制动，还包括周向设有定位槽31的定位轮3、顶杆4、位于主轴1下方的第一固定座5和推动顶杆4沿其长度方向滑移的驱动装置，所述定位轮3套接在主轴1上靠近电机7一侧，通过压紧螺栓固定在主轴1上，并与主轴1联动旋转，所述第一固定座5垂直于主轴1，并通过四枚螺栓水平固定在机座2上，所述顶杆4套设在第一固定座5内，上端设有与定位轮3周表面接触后可带动定位轮3旋转一定角度的助动件41，优选的，所述助动件41相对于顶杆4有一个小角度的偏心设置，避开完全受力均衡的状态，所述助动件41与定位槽31相卡合以定位主轴1，驱动装置推动顶杆4，使顶杆4相对第一固定座5向靠近主轴1方向或远离主轴1方向的滑移配合，根据待加工件的要求，在主轴1上加装特定的带有定位槽31的定位轮3，通过急停主轴1，助动件41与定位槽31的机械卡合，将主轴1准确的停在一个特定的位置上。如图5、图6所示，所述驱动装置包括侧边设有第一、第二通压孔的第二固定座6和与顶杆4下端相连接的活塞61，所述第二固定座6与第一固定座5连固，所述活塞61置于第二固定座6内，构成通过第二通压孔63施压推动活塞61，带动顶杆4向靠近主轴1方向滑移或通过第一通压孔62施压推动活塞61，带动顶杆4向远离主轴1的方向滑移。所述驱动装置为气缸驱动装置或者液压驱动装置，且在第一、第二通压孔接入口设有调压阀，通过调压阀控制气压或者液压通过第一、第二通压孔推动活塞61的速度，确保速度不会过快而导致冲力过大，损坏定位轮3，也不会过慢而耗时长。如图7所示，通过第一通压孔62施压推动活塞61，带动顶杆4向主轴1方向滑移，构成助动件41与定位槽31相适配，此时定位轮3构成顶杆4和活塞61的限位机构，限制顶杆4和活塞61继续朝主轴1方向滑移，顶杆4和活塞61达到最大位移量；如图6所示，通过第二通压孔63施压推动活塞61，带动顶杆4向远离主轴1的方向滑移，顶杆4到达设置在所述第二固定座6与第一固定座5连接处的限位孔64，顶杆4与所述限位孔64相适配，此时限位孔64限制顶杆4继续朝远离主轴1的方向滑移，顶杆4和活塞61达到反向最大位移量，即处于初始状态。如图3、图4所示，所述定位轮3周向表面为圆弧面33，该圆弧面33与定位槽31边缘光滑过渡，当然，圆弧面33也可以通过斜面32与定位槽31边缘连接，圆弧面33、斜面32、定位槽31之间都是光滑过渡，保证助动件41在定位轮3上可以滑移，最终至定位槽31中。所述定位轮3采用周向阵列的多个定位槽31，所述助动件41为相对顶杆4可旋转的定位轴承或与顶杆4连固的上凸圆弧，与之卡合的定位槽31采用圆形。当然的，当所述定位轮3采用周向阵列的多个定位槽31时，所述助动件41也可以采用与顶杆4连固的三角形，与之卡合的定位槽31也采用三角形。如图3、图8、图9所示，定位轮3采用周向阵列的六个定位槽31，助动件41采用定位轴承，与之卡合的定位槽31采用圆形，当主轴1急停后，顶杆4带动定位轴承向靠近主轴1方向滑移，至定位轴承接触定位轮3的斜面32或圆弧面33，由于顶杆4的推力，定位轴承被接触面阻挡不能继续直线上升，定位轴承给接触面一个垂直于接触点的作用力F1，该作用力F1在接触面上被分解为与推力平行的分力F2和与接触点相切且背离定位槽31方向的分力F3，其中分力F3使得定位轴承沿分力F3方向旋转，并产生反向摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主轴方向快速定位机构，其特征在于：其包括周向设有定位槽（31）的定位轮（3）、顶杆（4）和推动顶杆（4）沿其长度方向滑移的驱动装置，所述定位轮（3）套接在主轴（1）上并与主轴（1）联动旋转，所述顶杆（4）上端设有与定位轮（3）周表面接触后可带动定位轮（3）旋转一定角度的助动件（41），所述助动件（41）与定位槽（31）相卡合以定位主轴（1）。

【技术特征摘要】
1.一种主轴方向快速定位机构，其特征在于：其包括周向设有定位槽（31）的定位轮（3）、顶杆（4）和推动顶杆（4）沿其长度方向滑移的驱动装置，所述定位轮（3）套接在主轴（1）上并与主轴（1）联动旋转，所述顶杆（4）上端设有与定位轮（3）周表面接触后可带动定位轮（3）旋转一定角度的助动件（41），所述助动件（41）与定位槽（31）相卡合以定位主轴（1），所述定位轮（3）采用一个定位槽（31），所述定位槽（31）采用圆形，所述助动件（41）采用相对顶杆（4）可旋转的定位轴承，所述定位轮（3）为心形，定位轮（3）表面最凸点到轴心的距离为S1，定位轮（3）表...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建象，
申请(专利权)人：乐清市象塔机床厂，
类型：发明
国别省市：浙江;33