機械加工中心托板交換裝置的快速抬起機構(gòu)你了解多少？

    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(xiàn)在制造廠商首選的裝備母機。為此，在開發(fā)高速加工中心時，為了縮短托板交換裝置的抬起時間，設(shè)計出一種快速抬起機構(gòu)，其承載能力強，沖擊力又小，結(jié)構(gòu)簡單，真正實現(xiàn)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(gòu)，以油缸為動力驅(qū)動移動凸輪，準(zhǔn)確實現(xiàn)了抬起裝置在全程抬起運行中的快速、平穩(wěn)、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(qū)間凸輪的輪廓曲線設(shè)計為拋物線，拋物線加速度為常數(shù)，使抬起機構(gòu)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(gòu)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(chǎn)生的沖擊力及噪聲，就必須降低這些瞬間的運行速度。由于托板交換裝置在轉(zhuǎn)動之前，需要將其抬起，以往的傳統(tǒng)設(shè)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(tài)下才能確保安全和平穩(wěn)，否則會造成沖擊力極大且不可靠。

    所以，抬起機構(gòu)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(shè)計一條既能適應(yīng)速度變化、而且性能良好的特性曲線，從而實現(xiàn)抬起機構(gòu)既變速又能平穩(wěn)的快速運動。這一結(jié)構(gòu)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。其中，具有雙托板交換裝置的加工中心的應(yīng)用又最為廣泛，其所具備的雙工作臺，節(jié)省了用于工件裝夾與拆卸的耗時。

    利用移動凸輪的曲面結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)連續(xù)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(qū)間的凸輪輪廓線采用拋物線，拋物線的運動加速度為常數(shù)，大幅降低了速度的變化率，減小了沖擊，從而令運動平穩(wěn)可靠。機械結(jié)構(gòu)快速抬起機構(gòu)的機械結(jié)構(gòu)如圖1所示，該機構(gòu)主要有四部分組成：驅(qū)動油缸；移動凸輪；支撐滾輪；推桿。抬起機構(gòu)主視圖抬起機構(gòu)的具體運動過程是：驅(qū)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(jīng)移動到終點位置，而推桿達(dá)到最高點的狀態(tài)。

    工作過程分析高速加工中心托板交換裝置在回轉(zhuǎn)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(tài)。推桿抬起行程50mm，要求時間0.8秒。運動軌跡的分配第一段垂直行程0mm，水準(zhǔn)行程5mm，由一段直線組成。