- 加工中心托板交換裝置的快速抬起機構
- 發布時間：2019-06-05 09:30:14點擊次數：次所屬欄目：新聞資訊 > 行業新聞
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臥式加工中心由于具有良好的柔性，易于組成柔性加工自動線，成為現在制造廠商首選的裝備母機。其中，具有雙托板交換裝置的加工中心的應用又最為廣泛，其所具備的雙工作臺，節省了用于工件裝夾與拆卸的耗時。
由于托板交換裝置在轉動之前，需要將其抬起，以往的傳統設計都是利用無自鎖功能的油缸直接頂起抬起裝置，僅在慢速運行狀態下才能確保安全和平穩，否則會造成沖擊力極大且不可靠。
為此，在開發高速加工中心時，為了縮短托板交換裝置的抬起時間，設計出一種快速抬起機構，其承載能力強，沖擊力又小，結構簡單，真正實現了快速抬起。
工作原理
高速加工中心雙托板交換裝置的快速抬起機構，以油缸為動力驅動移動凸輪，準確實現了抬起裝置在全程抬起運行中的快速、平穩、無沖擊、噪音小。凸輪的輪廓曲線由兩段直線、一段斜線、四段拋物線吻接而成，加速和減速區間凸輪的輪廓曲線設計為拋物線，拋物線加速度為常數，使抬起機構變速時沖擊最小。
在托板抬起過程中，為了減少工作時間，抬起機構要快速運行。抬起時為減小抬起裝置在激活瞬間、與托板接觸瞬間、行程到終點時的瞬間所產生的沖擊力及噪聲，就必須降低這些瞬間的運行速度。
所以，抬起機構在整個運動過程中的速度不能恒定，而是變化的，同時考慮到變化率（加速度）越高沖擊力則越大，必須設計一條既能適應速度變化、而且性能良好的特性曲線，從而實現抬起機構既變速又能平穩的快速運動。
這一結構以移動凸輪為主要部件，凸輪的輪廓曲線則由兩段直線、一段斜線、四段拋物線吻接而成。利用移動凸輪的曲面結構來實現連續抬起，由零速-加速-勻速-
減速-勻速-加速-勻速-減速-零速。在速度變化區間的凸輪輪廓線采用拋物線，拋物線的運動加速度為常數，大幅降低了速度的變化率，減小了沖擊，從而令運動平穩可靠。
機械結構
快速抬起機構的機械結構如圖1所示，該機構主要有四部分組成：驅動油缸；移動凸輪；支撐滾輪；推桿。
圖1 抬起機構主視圖
抬起機構的具體運動過程是：驅動油缸1推動移動凸輪2向前移動，移動凸輪的工作輪廓曲線推動支撐滾輪3作垂直運動，支撐滾輪通過銷軸帶動推桿4作垂直運動，圖中所示為移動凸輪已經移動到終點位置，而推桿達到最高點的狀態。
工作過程分析
高速加工中心托板交換裝置在回轉前必須將托板快速抬起，兩個托板連同托板上的夾具重量大約為4噸，托板交換裝置本身重約1噸。
整個抬起過程如下: 抬起裝置加速抬起快速接近托板—慢速接觸托板并抬起托板—加速抬起托板—接近終點減速—進入承重狀態。推桿抬起行程50mm，要求時間0.8秒。
1. 運動軌跡的分配
第一段垂直行程0mm，水準行程5mm，由一段直線組成。
圖2 移動凸輪輪廓曲線圖
第二段垂直行程12.5mm，水準行程48mm，由兩段拋物線組成，并且與下一段上升的直線相吻接。推桿先加速5.48m、后減速7.02m。抬起裝置已接近托板并插銷。
第三段垂直行程5mm，水準行程80mm，由一段直線組成，慢速勻速運動，完成托板交換裝置慢速接觸托板（完成插銷）并準備抬起托板。
第四段垂直行程32.5mm，水準行程112mm，由兩段拋物線組成，并且與下一段水準的直線相吻接。先加速抬起托板18.288mm再減速14.212mm，到達終點。
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