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力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭的制作方法

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力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及數(shù)控機(jī)床擺頭,尤其是一種力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭,包括萬(wàn)向支架、高速主軸、主軸支架、力矩電機(jī)、安裝法蘭和油氣耦合器;萬(wàn)向支架包括一安裝槽和一連接柱,安裝槽包括兩個(gè)對(duì)立面,力矩電機(jī)分別固定于兩個(gè)對(duì)立面的內(nèi)部和連接柱的柱面上;高速主軸與連接柱同心地設(shè)于安裝槽中,高速主軸沿其徑向被主軸支架貫穿,高速主軸與主軸支架相互固定,主軸支架的兩端分別與兩個(gè)對(duì)立面內(nèi)的力矩電機(jī)固接;安裝法蘭的內(nèi)表面套設(shè)于連接柱上并與力矩電機(jī)的外殼固接;油氣耦合器設(shè)置于安裝法蘭的頂面。本實(shí)用新型的有益效果在于:有效提高了加工精度,且簡(jiǎn)化了擺頭結(jié)構(gòu),使擺頭運(yùn)轉(zhuǎn)更加靈活,對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向改變的輪廓加工精度有顯著的提高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)控機(jī)床擺頭,尤其涉及一種力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防科技的快速發(fā)展,航空航天領(lǐng)域在廣泛運(yùn)用新材料的背景下,要求制造技術(shù)與工藝手段不斷提高,具有高速、多軸聯(lián)動(dòng)、工序復(fù)合化等特點(diǎn)的高檔數(shù)控機(jī)床需求量越來(lái)越大。
[0003]為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求及加工需要,國(guó)內(nèi)多家企業(yè)從國(guó)外進(jìn)口五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床,引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),自主研發(fā)五軸擺頭。但由于研發(fā)時(shí)間較短,五軸擺頭在國(guó)內(nèi)的使用和研發(fā)還處在較低的水準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)大部分五軸擺頭采用的是伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)來(lái)完成五軸加工,其加工精度較三軸、四軸機(jī)床有了很大的提升,但由于傳統(tǒng)五軸擺頭依靠伺服電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),其機(jī)械誤差對(duì)加工精度的影響較大,再加上擺頭的齒輪傳動(dòng),使得擺頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零件之間的干涉也同樣對(duì)精度會(huì)有影響。由于以上原因,五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床對(duì)零件的加工精度提高有限,達(dá)不到五軸加工應(yīng)有的水平。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床對(duì)零件的加工達(dá)不到五軸加工應(yīng)有水平的問(wèn)題,提供一種力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭,包括萬(wàn)向支架、高速主軸、主軸支架、力矩電機(jī)、安裝法蘭和油氣耦合器;所述萬(wàn)向支架包括一安裝槽和一連接柱,所述安裝槽包括兩個(gè)對(duì)立面,所述力矩電機(jī)分別固定于兩個(gè)所述對(duì)立面的內(nèi)部和所述連接柱的柱面上;所述高速主軸與連接柱同心地設(shè)于安裝槽中,高速主軸沿其徑向被所述主軸支架貫穿,高速主軸與主軸支架相互固定,主軸支架的兩端分別與兩個(gè)對(duì)立面內(nèi)的力矩電機(jī)固接;所述安裝法蘭的內(nèi)表面套設(shè)于連接柱上并與力矩電機(jī)的外殼固接;所述油氣耦合器設(shè)置于安裝法蘭的頂面。
[0006]進(jìn)一步地,還包括剎車(chē)系統(tǒng)和軸承,所述剎車(chē)系統(tǒng)和軸承分別設(shè)于所述力矩電機(jī)兩端。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果在于:利用內(nèi)置式力矩電機(jī)直驅(qū)擺頭,有效提高了加工精度,且簡(jiǎn)化了擺頭結(jié)構(gòu),使擺頭運(yùn)轉(zhuǎn)更加靈活,力矩電機(jī)對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向改變的輪廓加工精度有顯著的提高;且與市場(chǎng)現(xiàn)有的五軸擺頭相比,體積小,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,可靠性更高,在有效完成加工要求的前提下,能夠最大程度的提高加工的效率,具有很廣闊的應(yīng)用前景。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0010]1、高速主軸;2、第一力矩電機(jī);3、第一軸承;4、主軸支架;5、第一剎車(chē)系統(tǒng);6、萬(wàn)向支架;7、安裝法蘭;8、第二軸承;9、第二力矩電機(jī);10、第二剎車(chē)系統(tǒng);11、油氣耦合器。

【具體實(shí)施方式】
[0011]為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果,以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。
[0012]本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:利用內(nèi)置式力矩電機(jī)直驅(qū)擺頭,有效提高了加工精度,且簡(jiǎn)化了擺頭結(jié)構(gòu),使擺頭運(yùn)轉(zhuǎn)更加靈活,力矩電機(jī)對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向改變的輪廓加工精度有顯著的提高。
[0013]請(qǐng)參閱圖1,本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案:一種力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭,包括萬(wàn)向支架6、高速主軸1、主軸支架4、力矩電機(jī)、安裝法蘭7和油氣耦合器11。
[0014]所述萬(wàn)向支架6包括一安裝槽和一連接柱,所述安裝槽包括兩個(gè)對(duì)立面,所述力矩電機(jī)分別固定于兩個(gè)所述對(duì)立面的內(nèi)部和所述連接柱的柱面上。
[0015]所述高速主軸I與連接柱同心地設(shè)于安裝槽中,高速主軸I沿其徑向被所述主軸支架4貫穿,高速主軸I與主軸支架4相互固定,主軸支架4的兩端分別與兩個(gè)對(duì)立面內(nèi)的力矩電機(jī)固接。
[0016]所述安裝法蘭7的內(nèi)表面套設(shè)于連接柱上并與力矩電機(jī)的外殼固接。
[0017]所述油氣耦合器11設(shè)置于安裝法蘭7的頂面。
[0018]從上述描述可知,本實(shí)用新型的有益效果在于:利用內(nèi)置式力矩電機(jī)直驅(qū)擺頭,有效提高了加工精度,且簡(jiǎn)化了擺頭結(jié)構(gòu),使擺頭運(yùn)轉(zhuǎn)更加靈活,力矩電機(jī)對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向改變的輪廓加工精度有顯著的提高;且與市場(chǎng)現(xiàn)有的五軸擺頭相比,體積小,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,可靠性更高,在有效完成加工要求的前提下,能夠最大程度的提高加工的效率,具有很廣闊的應(yīng)用前景。
[0019]進(jìn)一步地,還包括剎車(chē)系統(tǒng)和軸承,所述剎車(chē)系統(tǒng)和軸承分別設(shè)于所述力矩電機(jī)兩端。
[0020]從上述描述可知,剎車(chē)系統(tǒng)用于制動(dòng)力矩電機(jī),軸承用于減小傳動(dòng)過(guò)程中的載荷摩擦系數(shù)。
[0021]請(qǐng)參照?qǐng)D1,本實(shí)用新型的實(shí)施例1為:一種力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭,包括萬(wàn)向支架6、高速主軸1、主軸支架4、安裝法蘭7和油氣耦合器11,以及第一力矩電機(jī)2、第二力矩電機(jī)9、第一軸承3、第二軸承8、第一剎車(chē)系統(tǒng)5、第二剎車(chē)系統(tǒng)10。
[0022]所述萬(wàn)向支架6包括一安裝槽和一連接柱,安裝槽包括兩個(gè)對(duì)立面。第一力矩電機(jī)2固定于兩個(gè)所述對(duì)立面的內(nèi)部,第一力矩電機(jī)2的兩端分別設(shè)有第一軸承3和第一剎車(chē)系統(tǒng)5 ;第二力矩電機(jī)9安裝于連接柱的柱面上,第二電機(jī)9的兩端分別設(shè)有第二軸承8和第二剎車(chē)系統(tǒng)10。第一力矩電機(jī)2用于直接驅(qū)動(dòng)主軸支架4沿圖1中所示的A軸旋轉(zhuǎn),第二力矩電機(jī)9通過(guò)安裝法蘭7驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向支架6沿圖1中所示的C軸旋轉(zhuǎn)。
[0023]所述高速主軸I與連接柱同心地設(shè)于安裝槽中,高速主軸I沿其徑向被所述主軸支架4貫穿,高速主軸I與主軸支架4相互固定,主軸支架4的兩端分別與兩個(gè)對(duì)立面內(nèi)的第一力矩電機(jī)2固接。
[0024]所述安裝法蘭7的內(nèi)表面套設(shè)于連接柱上并與第二力矩電機(jī)9的外殼固接。
[0025]所述油氣耦合器11設(shè)置于安裝法蘭的頂面。
[0026]該實(shí)施例的原理為:利用內(nèi)置式力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)擺頭,將第二力矩電機(jī)9的動(dòng)力通過(guò)安裝法蘭7直接驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向支架6,同時(shí)可利用第一力矩電機(jī)2直接驅(qū)動(dòng)主軸支架4,實(shí)現(xiàn)力矩電機(jī)對(duì)主軸頭的直接驅(qū)動(dòng);雙力矩電機(jī)直驅(qū)擺頭采用內(nèi)置式力矩電機(jī),大大節(jié)省了空間,通過(guò)直接驅(qū)動(dòng)的方式,避免了中間過(guò)程產(chǎn)生的機(jī)械誤差,有效的提高了加工精度。
[0027]綜上所述,本實(shí)用新型提供的力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭與其他設(shè)備在結(jié)合使用中具有以下的5個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
[0028]1、降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲,提高運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)度:機(jī)械傳動(dòng)鏈中機(jī)械噪聲不復(fù)存在,高速旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡帶來(lái)的噪聲大為降低。
[0029]2、提高控制精度及機(jī)床的加工精度:減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)間隙加大了傳動(dòng)控制誤差,降低了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)諧振頻率,采用轉(zhuǎn)速低、輸出力矩大的力矩電機(jī)后,系統(tǒng)增益可以進(jìn)一步提高,控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)誤差都得到有效控制,從而顯著提高了運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí)的輪廓精度,并且其重復(fù)精度也得到顯著改善。
[0030]3、簡(jiǎn)化擺頭結(jié)構(gòu),提高其靈活性:普通電機(jī)一般要經(jīng)過(guò)2?3級(jí)減速機(jī)減速才能達(dá)到低轉(zhuǎn)速大扭矩的要求,機(jī)構(gòu)龐大笨重,而本方案采用轉(zhuǎn)速低、輸出力矩大的力矩電機(jī)的體積和重量通常不到同類(lèi)型電機(jī)與減速機(jī)之和的一半,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單零部件少,拆裝維修較為方便。
[0031]4、提高擺頭精度的同時(shí)也極大的降低了使用及維修成本:現(xiàn)有的齒輪傳動(dòng)擺頭精度較差,而采用貼圓光柵的辦法提高精度卻需要花費(fèi)高昂的代價(jià),由于加工環(huán)境的原因,圓光柵易受到污染及損壞,并且其維修成本和難度也較高;本方案采用的力矩電機(jī)還可自帶編碼器直接反饋擺頭運(yùn)轉(zhuǎn)情況,有效的提高了擺頭控制精度,極大的節(jié)省了使用及維修成本。
[0032]5、提高機(jī)床擺頭運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性:潤(rùn)滑油不會(huì)泄漏,設(shè)備對(duì)安裝、調(diào)試、維護(hù)的要求也大為降低,而且由于高速轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)導(dǎo)致的磨損、機(jī)件松動(dòng)、變形、疲勞失效等故障大為降低。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例,并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍,凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同變換,或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】,均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭,其特征在于,包括萬(wàn)向支架、高速主軸、主軸支架、力矩電機(jī)、安裝法蘭和油氣耦合器; 所述萬(wàn)向支架包括一安裝槽和一連接柱,所述安裝槽包括兩個(gè)對(duì)立面,所述力矩電機(jī)分別固定于兩個(gè)所述對(duì)立面的內(nèi)部和所述連接柱的柱面上; 所述高速主軸與連接柱同心地設(shè)于安裝槽中,高速主軸沿其徑向被所述主軸支架貫穿,高速主軸與主軸支架相互固定,主軸支架的兩端分別與兩個(gè)對(duì)立面內(nèi)的力矩電機(jī)固接; 所述安裝法蘭的內(nèi)表面套設(shè)于連接柱上并與力矩電機(jī)的外殼固接; 所述油氣耦合器設(shè)置于安裝法蘭的頂面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力矩電機(jī)直驅(qū)式雙擺頭,其特征在于,還包括剎車(chē)系統(tǒng)和軸承,所述剎車(chē)系統(tǒng)和軸承分別設(shè)于所述力矩電機(jī)兩端。
【文檔編號(hào)】B23Q5/10GK203993302SQ201420484297
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】劉華, 吳靚, 戴琳, 陶志鵬, 張軍, 鄭德新, 阮子宏 申請(qǐng)人:江西佳時(shí)特?cái)?shù)控技術(shù)有限公司
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