一种旋转工作平台及设备的制作方法

1.本发明属于先进制造技术领域，特别是涉及一种旋转工作平台及设备。


背景技术：

2.随着科技的不断发展，工件的复杂度也在不断增加；在工件加工时，不仅刀具需要围绕工件运动，而且固定工件的工作台也需要带动工件运动，从而在保证工件的精度要求的前提下，加工出工艺复杂的工件。现有技术中，工作台通常在吸附工件的同时，只能带动工件绕单轴转动，在需要旋转并通过吸附来实现紧固的各类加工工况下，例如车铣刨磨、电火花、及各类特种加工方式(如超声辅助抛光、化学机械抛光、电化学辅助抛光等)，不能满足复杂工件的加工要求以及高精度加工要求。


技术实现要素：

3.本发明解决了现有技术中加工台通常只能带动工件转动，不能满足复杂工件的加工要求和高精度加工要求的技术问题，提供了一种旋转工作平台及设备。
4.鉴于以上问题，本发明实施例提供的一种旋转工作平台，包括第一驱动件、第二驱动件、第一基座以及旋转吸附装置；
5.所述旋转吸附装置包括第二基座、旋转吸附组件以及吸附孔组，所述吸附孔组连接外部真空装置；所述第一驱动件的输出端连接所述第二基座，所述第一驱动件用于驱动所述第二基座绕第一轴线转动；所述第二驱动件的输出端连接所述旋转吸附装置，所述第二驱动件用于驱动所述旋转吸附装置绕第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线垂直。
6.可选地，所述旋转工作平台还包括万向轴，所述万向轴的一端连接所述旋转吸附装置，所述万向轴的另一端连接所述第二驱动件。
7.可选地，所述旋转工作平台还包括第一转轴，所述第一转轴一端固定连接于所述第二基座，所述第一转轴另一端与所述第一驱动件的输出端连接。
8.可选地，所述旋转工作平台还包括第二转轴，所述第二转轴一端连接于所述第二基座，所述第二转轴另一端连接于所述第一基座，所述第一转轴与所述第二转轴均沿所述第一轴线设置。
9.可选地，所述第一驱动件和/或第二驱动件固定于所述第一基座，所述第一驱动件和/或第二驱动件包括电机和/或减速器。
10.可选地，所述旋转工作平台还包括轴承，所述第二基座与所述旋转吸附组件通过所述轴承可转动连接。
11.可选地，所述旋转吸附装置内设置气体通道，所述气体通道包括设置于所述第二基座的第一连通孔和设置于所述旋转吸附装置中的所述吸附孔组，所述外部真空装置依次连接所述第一连通孔和所述吸附孔组。
12.可选地，所述吸附孔组包括环形槽和吸附孔，所述环形槽的一端连通所述吸附孔，
所述环形槽的另一端连通所述第一连通孔，所述旋转工作平台还包括用于密封所述第一连通孔与所述环形槽的连通处的密封环组件。
13.可选地，所述旋转吸附装置包括吸盘和连接所述吸盘的底盘，所述底盘和所述吸盘之间形成环形槽；所述吸附孔组还包括第二连通孔和第三连通孔，所述第一连通孔的一端连通所述环形槽，所述第一连通孔的另一端连通所述第二连通孔，所述第三连通孔的一端连通所述环形槽远离所述第一连通孔的一端，所述第三连通孔的另一端连通外部真空装置。
14.本发明另一实施例还提供了一种设备，包括上述的旋转工作平台。
15.本发明中，所述旋转吸附装置包括第二基座和设有吸附孔组的旋转吸附组件，所述吸附孔组连接外部真空装置；所述第一驱动件的输出端连接所述第二基座，所述第一驱动件用于驱动所述第二基座绕第一轴线转动；所述第二驱动件的输出端连接所述旋转吸附组件，所述第二驱动件用于驱动所述旋转吸附组件绕第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线垂直；也即，所述第二驱动件带动所述旋转吸附组件转动的同时，所述第一驱动件还可以带动整个所述旋转吸附装置转动，从而该旋转工作平台可以完成复杂工件的加工，提高了其适用性和通用性，以及提高了被加工件的加工精度。另外，在旋转吸附装置转动的过程中，所述吸附孔组始终处于导通的状态，从而所述吸附孔组可以将被加工件所述吸附在所述旋转吸附组件上，从而该旋转工作平台满足两个自由度转动的同时，还具有真空吸附功能，从而进一步提高了其适用性和通用性。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
17.图1为本发明第一实施例提供的旋转工作平台的结构示意图；
18.图2为本发明第一实施例提供的旋转工作平台另一视角的结构示意图；
19.图3为本发明第一实施例提供的旋转工作平台的部分结构示意图；
20.图4为本发明第一实施例提供的旋转工作平台的旋转吸附装置的俯视图；
21.图5为图4中a-a向的剖视图；
22.图6为图4中b-b向的剖视图；
23.图7为本发明一实施例提供的旋转吸附组件的结构示意图；
24.图8为本发明第二实施例提供的旋转吸附装置的结构示意图；
25.图9为本发明第二实施例提供的旋转吸附装置的剖视图。
26.说明书中的附图标记如下：
27.1、第一驱动件；11、第一电机；12、第一减速器；2、第二驱动件；21、第二电机；22、第二减速器；3、旋转吸附装置；31、第二基座；311、安装孔； 312、第一连通孔；313、第一转轴；314、第二转轴；32、旋转吸附组件；321、环形槽；322、吸附孔；323、底盘；324、吸盘；325、第二连通孔；326、第三连通孔；327、环形凹槽；33、万向轴；34、第一密封件；35、第二密封件；36、轴承；4、第一基座；41、凹槽；42、安装槽。
具体实施方式
28.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合
附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。
30.如图1至图3所示，本发明一实施例提供了一种旋转工作平台，包括第一驱动件1、第二驱动件2、第一基座4以及旋转吸附装置3。
31.所述旋转吸附装置3包括第二基座31和设有吸附孔组的旋转吸附组件32，所述吸附孔组连接外部真空装置；所述第一驱动件1的输出端连接所述第二基座31，所述第一驱动件1用于驱动所述第二基座31绕第一轴线转动；所述第二驱动件2的输出端连接所述旋转吸附组件32，所述第二驱动件2用于驱动所述旋转吸附组件32绕第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线垂直。具体地，第二基座31上设有安装孔311，旋转吸附组件32转动安装在所述安装孔311中；作为优选，所述旋转工作平台还包括轴承36，所述第二基座31与所述旋转吸附组件32通过所述轴承36可转动连接；也即，所述旋转吸附组件32通过所述轴承36转动安装在所述安装孔311中。需要说明地，该旋转吸附组件32可用于车铣刨磨、电火花辅助抛光、超声辅助加工、超声辅助抛光、化学机械抛光等各类特种精密加工场合。
32.在一具体实施例中，所述第一驱动件1可以带动所述第二基座31(包括旋转吸附装置3)绕x轴转动，所述第二驱动件2可以带动所述旋转吸附组件32 绕z轴转动，并且所述第二驱动件2带动所述旋转吸附组件32转动的过程中，所述吸附孔组始终被外部抽真空装置抽成真空状态，待加工件被所述吸附孔组吸附在所述旋转吸附组件32上。
33.本发明中，所述旋转吸附装置3包括第二基座31和设有吸附孔组的旋转吸附组件32，所述吸附孔组连接外部真空装置；所述第一驱动件1的输出端连接所述第二基座31，所述第一驱动件1用于驱动所述第二基座31绕第一轴线转动；所述第二驱动件2的输出端连接所述旋转吸附组件32，所述第二驱动件2用于驱动所述旋转吸附组件32绕第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线垂直；也即，所述第二驱动件2带动所述旋转吸附组件32转动的同时，所述第一驱动件1还可以带动整个所述旋转吸附装置3转动，从而该旋转工作平台可以完成复杂工件的加工，提高了其适用性和通用性，以及提高了被加工件的加工精度。另外，在旋转吸附装置3转动的过程中，所述吸附孔组始终处于导通的状态，从而所述吸附孔组可以将被加工件所述吸附在所述旋转吸附组件32上，从而该旋转工作平台满足两个自由度转动的同时，还具有真空吸附功能，从而进一步提高了其适用性和通用性。
34.在一实施例中，如图3所示，所述旋转工作平台还包括万向轴33，所述万向轴33的一端连接所述旋转吸附装置3，所述万向轴33的另一端连接所述第二驱动件2。具体地，所述第一驱动件1带动所述旋转吸附装置3转动的过程中，所述第二驱动件2位于所述第一基座4上不动，而所述万向轴33将跟随所述旋转吸附装置3的转动而转动，从而降低了旋转吸附装置3的负载，提高了所述旋转吸附装置3上所能承受的负载的重量。并且，所述第二驱动件2保持不动的状态，提高了该旋转工作平台装置的安全性，避免了该旋转加工平台带动所述第二驱动件2转动所产生的噪音等。需要说明地，万向轴33为长度可调的万向轴33连接器，当第二基座31沿第一轴线转动时，旋转吸附装置3与万向轴 33之间连接的臂长会伸长，这
时需要万向轴33不仅仅能调节方向，还需要能调节长度，长度可伸长或者可伸缩。
35.进一步的，当所述第一驱动件1将所述旋转吸附装置3转动至水平状态时，所述万向轴33处于竖直状态，从而所述第二驱动件2带动所述旋转吸附组件32 在绕z轴转动，进而所述旋转吸附组件32上的被加工件也可以绕z轴转动；当所述第一驱动件1带动所述旋转吸附组件32处于绕x轴转动时，所述万向轴 33处于扭转状态，所述第二驱动件2可以驱动所述旋转吸附组件32绕z轴转动，从而所述旋转吸附组件32上的被加工件可以处于不同的加工姿态。
36.在一实施例中，如图1所示，所述旋转工作平台还包括第一转轴313，所述第一转轴313一端固定连接于所述第二基座31，所述第一转轴313另一端与所述第一驱动件1的输出端连接。所述旋转工作平台还包括第二转轴314，所述第二转轴314一端连接于所述第二基座31，所述第二转轴314另一端连接于所述第一基座4，所述第一转轴313与所述第二转轴314均沿所述第一轴线设置。可以理解地，所述第一驱动件1的输出端通过所述第一转轴313连接所述第二基座31。在一具体实施例中，所述第一基座4上设有用于容纳所述旋转吸附装置 3的凹槽41，所述第二基座31的相对两侧分别通过所述第一转轴313和所述第二转轴314转动安装在所述凹槽41中；本实例中，该旋转工作平台的结构紧凑，占用空间小。
37.在一具体实施例中，如图2所示，所述所述第一基座4上设有连通所述凹槽41的安装槽42，所述第二驱动件2安装(通过螺钉连接、焊接等方式安装) 在所述安装槽42中。
38.在一实施例中，如图1至图3所示，所述第一驱动件1和/或第二驱动件2 固定于所述第一基座4，所述第一驱动件1和/或第二驱动件2包括电机和/或减速器。可以理解地，所述第一驱动件1和所述第二1驱动件都可以安装在所述第一基座4上，且所述第一驱动件1和所述第二驱动件2都可以为电机，或者所述第一驱动件1和/或第二驱动件2都为电机和连接电机的减速器；所述第一驱动件1和/或所述第二驱动件2还可以为皮带驱动机构、齿轮驱动机构等。
39.在一具体实施中，如图3所示，所述第一驱动件1包括第一电机11和安装在所述第一基座4上的第一减速器12，所述第一电机11的输出端连接所述第一减速器12的输入端，所述第一减速器12的输出端连接所述第二基座31；可以理解地，所述第一减速器12可以对所述第一电机11起到减速增扭的功能。
40.所述第二驱动件2包括第二电机21和第二减速器22，所述第二电机21的输出端连接所述第二减速器22的输入端，所述第二减速器22的输出端连接所述旋转吸附组件32。可以理解地，所述第二减速器22可以对所述第二电机21 起到减速增扭的功能；本实施例中，该旋转工作平台可以承受较大的负载。
41.在一体实施中，如图4至图6所示，所述旋转吸附装置3内设置气体通道，所述气体通道包括设置于所述第二基座31的第一连通孔312和设置于所述旋转吸附装置3中的所述吸附孔组，所述外部真空装置依次连接所述第一连通孔312 和所述吸附孔组。可以理解地，在所述第二驱动件2带动所述旋转吸附组件32 转动的过程中，所述第一连通孔312始终与所述吸附孔组保持连通的状态，从而所述吸附孔组可以将待加工件所述吸附在所述旋转吸附组件32上，从而该旋转工作平台满足两个自由度转动的同时，还具有真空吸附功能，从而进一步提高了其适用性和通用性。
42.在一体实施中，如图4至图6所示，所述吸附孔组包括环形槽321和吸附孔322，所述
环形槽321的一端连通所述吸附孔322，所述环形槽321的另一端连通所述第一连通孔312，所述旋转工作平台还包括用于密封所述第一连通孔 312与所述环形槽321的连通处的密封环组件。可以理解地，待加工件被所述吸附孔322吸附在旋转吸附组件32上，在所述第二驱动件2带动所述旋转吸附组件32转动的过程中，所述第一连通孔312始终与所述环形槽321保持连通的状态，且所述环形槽321始终与所述吸附孔322保持连通的状态，从而所述吸附孔322可以将待加工件所述吸附在所述旋转吸附组件32上，从而该旋转工作平台满足两个自由度转动的同时，还具有真空吸附功能。
43.在一体实施中，如图5和图6所示，所述旋转吸附装置3包括吸盘324和连接所述吸盘324的底盘323，所述底盘323和所述吸盘324之间形成环形槽 321；所述吸附孔组还包括第二连通孔325和第三连通孔326，所述第一连通孔312的一端连通所述环形槽321，所述第一连通孔312的另一端连通所述第二连通孔325，所述第三连通孔326的一端连通所述环形槽321远离所述第一连通孔 312的一端，所述第三连通孔326的另一端连通外部真空装置。
44.该旋转吸附装置3的工艺为：首先从所述吸盘324的底部向上加工所述第二连通孔325，再从侧方在所述吸盘324的上部加工所述第三连通孔326，所述第三连通孔326与外界环境之间可以通过堵头等封堵件密封，最后从所述吸盘 324的顶部加工所述吸附孔322，从而所述吸盘324上所有孔都是水平孔或竖直孔，其加工工艺简单。所述底盘323和所述吸盘324可以为分开的部件，也可以连接为一个整体，如所述底盘323和所述吸盘324为分开的部件，两者之间可以通过螺钉或紧固胶等方式连接且密封，优选地环形槽321形成于所述底盘 323和所述吸盘324的连接处；当所述吸盘324上加工完所述第二连通孔325、所述第三连通孔326以及所述吸附孔322之后，再通过焊接等工艺连接所述底盘323，并且所述底盘323和所述吸盘324之间形成所述环形槽321，从而降低了该旋转吸附装置3的制造工艺和制造成本。并且外部真空装置与所述底盘323 保持相对固定，其不会跟随所述吸盘324的转动而转动，因此外部真空装置无需受到该旋转吸附装置3尺寸或第一、第二驱动件2功率的限制，可以选着更大功率的外部真空装置以使吸盘324可以对被加工件具有较大的吸附力，增大了该旋转工作平台的适用性。
45.在一具体实施例中，如图5和图6所示，所述密封组件包括第一密封件34 和第二密封件35，所述第一密封件34和所述第二密封件35沿所述环形槽321 的轴向设置，所述环形槽321设置于所述第一密封件34和第二密封件35之间。所述第一密封件34安装在所述吸盘324和所述安装孔311的内侧壁之间，所述第二密封件35安装在所述底盘323和所述安装孔311的内侧壁之间；沿所述吸盘324的轴线方向，所述环形槽321位于所述第一密封件34和所述第二密封件 35之间。可以理解地，所述第一密封件34和所述第二密封件35可用来密封所述第一连通孔312和所述环形槽321的连通处。优选地，所述第一密封件34和第二密封件35均为骨架油封。需要说明地，所述密封组件从径向密封所述环形槽321，即所述第一连通孔312与所述环形槽321的连通处通过密封组件在径向进行密封，径向具体为密封组件的径向，也可以为与第二轴线垂直的方向。
46.具体地，所述第一密封件34密封安装在所述吸盘324和所述第二基座31 的内侧壁之间，所述第一密封件34的唇口与所述吸盘324的外壁抵接；所述第二密封件35密封安装在所述底盘323和所述第二基座31的内侧壁之间，所述第二密封件35的唇口与所述底盘323的外壁抵接。所述第一密封件34和所述第二密封件35在所述旋转吸附装置3高速旋转的过程
中，可以保证该旋转吸附装置3的密封性，从而该旋转工作平台可以对被加工件进行高速高精度的加工。并且，所述第一密封件34和第二密封件35由于自身的唇口具有弹性，在高速旋转式可以通过自身的弹性力而减小与所述旋转吸附组件32之间的摩擦力，从而减小所述第一密封件34和所述第二密封件35的发热量，进而所述第一密封件34和所述第二密封件35均不需要经常拆卸，延长了该旋转工作平台的使用寿命。
47.在另一具体实施例中，所述第二基座31上设置有第一密封件槽和第二密封件槽，所述第一连通孔312设置于第一密封件槽和第二密封件槽之间，第一密封件槽收纳第一密封件34，第二密封件槽收纳第二密封件35。
48.在一实施例中，如图7所示，所述第二连通孔325的中心线与所述吸盘324 的中心线平行，所述第一连通孔312的中心线和所述第三连通孔326的中心线均与所述第二连通孔325的中心线垂直。可以理解地，所述第二连通孔325沿竖直方向分布，所述第三连通孔326和所述第一连通孔312均沿水平方向布置。进一步地，所述吸附孔322也沿竖直方向分布，所述环形槽321的开口朝向所述第一连通孔312。本实施例中，该旋转吸附装置33的加工工艺简单，制造成本低。
49.在一实施中，如图8和图9所示，所述吸盘324还设有同轴分布的多个环形凹槽327，所述吸附孔322设置在所述环形凹槽327中。可以理解地，所述环形凹槽327设置在所述吸盘324的上表面，且所述吸附孔322设置在所述环形凹槽327的底部。本实施例中，所述环形凹槽327将被加工平面由连续面转变为不连续面，从而可显著提高吸盘324加工面的加工精度，并且所述环形凹槽 327的内部无需精加工；此外，在所述吸盘324的精加工面上无需加工所述吸附孔322，所述吸附孔322只需在所述环形凹槽327的槽底加工即可，从而避免了在所述吸盘324的精加工面上加工所述吸附孔322所产生的毛刺，影响所述吸盘324的精加工效果。
50.在一实施例中，所述旋转吸附装置3还包括用于密封所述第三连通孔326 的堵头(图未示)，所述堵头密封安装在所述第三连通孔326中。可以理解地，在所述堵头没有封堵所述第三连通孔326之前，所述第三连通孔326的一端连通外界环境，当所述第三连通孔326加工完毕之后，利用所述堵头将所述第三连通孔326堵住，从而避免所述第三连通孔326直接与外界环境连通。本实施例中，所述堵头的设计，保证了所述旋转吸附装置3的密封性的同时，还降低了该旋转吸附装置3的制造成本。
51.在一实施例中，如图7和图9所示，所述吸盘324上交叉设置有多个所述第三连通孔326，且所有所述第三连通孔326的交点在所述吸盘324的轴线上；每个所述第三连通孔326均连通一个所述第二连通孔325，所有所述第二连通孔 325均连通所述环形槽321。本实施例中，所述吸盘324设多个所述第三连通孔 326的设计，使得被加工件能够被稳固地吸附在所述吸盘324上。在如图1所示的具体实施例中，所述吸盘324上设有四个所述第三连通孔326和四个所述第二连通孔325，每个所述第三连通孔326上均设有多个所述吸附孔322。在其他实施例中，所述第三连通孔326的个数还可以根据实际需求来设计，例如所述第三连通孔326设计为3个、6个等。
52.在一实施中，如图7所示，相邻两个所述第三连通孔326的中心线之间的夹角相等。在如图7所示的具体实施例中，所述第三连通孔326设置为4个，相邻两个所述第三连通孔326的中心线之间的夹角为45度。本实施例中，多个所述第三连通孔326等角度布置在所述
吸盘324上，从而提高了被加工件被吸附在所述吸盘324上的稳定性。
53.本发明另一实施例还提供了一种设备，包括上述的旋转工作平台。可以理解地，该设备可以用于工件的加工、测量等。
54.以上仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。