電主軸鎖刀驅動機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高速加工中心電主軸鎖刀機構，尤其是伺服驅動電主軸鎖刀機構。
【背景技術】
[0002]高速加工中心是高速機床的典型產品，高速加工技術越來越受到人們的關注。為了實現機床的高效率，作為加工中心的重要部件之一的自動換刀裝置(ATC)的高速化也相應成為高速加工中心的重要技術內容，對換刀時間的要求也在逐步提高，換刀的時間是高效率加工中心的一項重要指標。盡量減少松刀鎖刀時間又變得尤其重要！目前很多加工中心采用液壓驅動實現電主軸的松刀與鎖刀，但是由于液壓缸的控制需要依靠PLC和行程開關，只有接到行程開關的位置信號才可以執(zhí)行下一個動作，這樣將需要較長的控制時間，使換刀時間加長。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明提供電主軸鎖刀驅動機構，利用伺服電機驅動鎖刀裝置，采用伺服控制，減少了控制時間，縮短了換刀時間周期。
[0004]為此，本發(fā)明的技術方案如下:電主軸鎖刀驅動機構，包括運動執(zhí)行機構、諧波減速機構和松鎖刀伺服電機，
其特征在于:
諧波減速機構，包括低速軸、柔輪、剛輪、軸承、雙波發(fā)生桿、高速軸、左體、右體、銷軸；高速軸通過軸承固定在右體內，高速軸左端通過鍵與雙波發(fā)生桿相連；在雙波發(fā)生桿上裝有兩個軸承，軸承通過銷軸連在雙波發(fā)生桿上，相對雙波發(fā)生桿回轉中心呈對稱分布；剛輪與左體和右體通過螺釘固定連接，在剛輪上加工有內齒輪；柔輪與低速軸通過螺釘和銷固定連接，低速軸通過軸承固定在左體內，能與柔輪一起旋轉，在柔輪上加工有外齒輪；柔輪和剛輪模數相同，齒數不同，相差2個齒；雙波發(fā)生桿上的軸承與柔輪接觸，在接觸部位柔輪與剛輪嚙合，非接觸位置柔輪與剛輪脫開；當雙波發(fā)生桿旋轉180度時，將迫使柔輪和剛輪相對位移一個齒距，由于剛輪固定，柔輪將相對剛輪旋轉一個角度，低速軸也將旋轉一個角度；
運動執(zhí)行機構，在諧波減速機構的低速軸上加工有滾珠絲杠，滾珠絲杠與絲杠螺母相配，絲杠螺母通過導向鍵與滑套相連，絲杠螺母在滑套內可以左右移動，不能轉動；推板通過螺釘與滑軸相連，推板上方通過螺釘、彈簧連接在支撐體上，在彈簧的作用下，滑軸有向右移動的趨勢，使滑軸與推力軸分離；
所述松鎖刀伺服電機與諧波減速機構的高速軸連接，以驅動諧波減速機構；當諧波減速機構的柔輪轉動帶動低速軸，進而帶動運動執(zhí)行機構(滾珠絲杠轉動，絲杠螺母沿滑套向左移動推動推板、滑軸、推力軸)，向左推動電主軸鎖刀驅動機構的拉桿，拉桿帶動卡爪向左移動，實現松刀；當諧波減速機構的柔輪反向轉動帶動低速軸，進而帶動運動執(zhí)行機構回位(滾珠絲杠轉動，絲杠螺母沿滑套向右移動，推板、滑軸、推力軸復位)，電主軸鎖刀驅動機構的拉桿在蝶形彈簧力的作用下回位，實現鎖刀。
[0005]有益效果:本發(fā)明利用松鎖刀伺服電機與諧波減速機構連接，經諧波減速機構減速之后，經過運動執(zhí)行機構(滾珠絲杠和絲杠螺母，將滾珠絲杠的旋轉運動轉化為絲杠螺母的直線運動，利用絲杠螺母推動推板、滑軸和推力軸)推動拉桿，拉桿克服電主軸的碟形彈簧的彈力，實現鎖刀裝置的卡爪松開，最終達到快速換刀的目的；整個過程采用開環(huán)伺服驅動，不需要檢測裝置，縮短了控制輔助時間，提高了生產效率。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的機構主剖視圖。
[0007]圖2是圖1所示沿A-A的剖視圖(放大圖)。
[0008]圖1中所示:1為卡爪；2為主軸；3為碟形彈簧；4為轉子；5為拉桿；6為推力軸；7為支撐體；8為滑軸；9為彈簧；10為推板；11為滑套；12為絲杠螺母；13為滾珠絲杠；14為低速軸；15為左體；16為柔輪；17為剛輪；18為軸承；19為銷軸；20為雙波發(fā)生桿；21為高速軸；22為右體；23為松鎖刀伺服電機。
[0009]圖2中所示:17為剛輪；19為銷軸；18為軸承；21為高速軸；20為雙波發(fā)生桿；16為柔輪。
【具體實施方式】
[0010]如圖1、2所示，圖1是本發(fā)明的機構主剖視圖；圖2是圖1所示沿A-A的剖視圖，它展示了諧波減速器柔輪與剛輪的嚙合關系。
[0011]如圖1所示，為了描述電主軸鎖刀驅動機構，先描述現有技術(電主軸的)刀具鎖刀裝置結構:主要包括卡爪1、主軸2、碟形彈簧3、轉子4、拉桿5、推力軸6、支撐體7、滑軸8、彈簧9、推板10 (刪除的不是現有技術);主軸2前后兩端由多個軸承支撐；主軸2中部裝有主軸伺服電機轉子4，在轉子4驅動下可繞主軸3軸線自由轉動；拉桿5從主軸3中心穿過，拉桿5左端與卡爪I相連，右端與推力軸6相連；在拉桿5中部裝有若干碟形彈簧3，碟形彈簧3右端與拉桿軸軸肩接觸，左端與主軸孔軸肩接觸，在碟形彈簧3推力作用下，推桿5可向右移動，從而帶動卡爪I向右移動，實現夾緊功能。
[0012]如圖1、圖2所示，描述電主軸鎖刀驅動機構的結構:包括運動執(zhí)行機構、諧波減速機構和松鎖刀伺服電機23，諧波減速機構，包括低速軸14、左體15、柔輪16、剛輪17、軸承18、銷軸19、雙波發(fā)生桿20、高速軸21、右體22 ;高速軸21通過軸承固定在右體22上，高速軸21左端通過鍵與雙波發(fā)生桿20相連；在雙波發(fā)生桿20上裝有兩個軸承18，軸承18通過銷軸19連在雙波發(fā)生桿20上，相對雙波發(fā)生桿回轉中心呈對稱分布；剛輪17與左體15和右體22通過螺釘固定連接，在剛輪17上加工有內齒輪；柔輪16與低速軸14通過螺釘和銷固定連接，低速軸14通過軸承固定在左體15內，能與柔輪16—起旋轉，在柔輪16上加工有外齒輪；柔輪16和剛輪17模數相同，齒數不同，相差2個齒；雙波發(fā)生桿上的軸承18與柔輪16接觸，在接觸部位柔輪16與剛輪17嚙合，非接觸位置柔輪16與剛輪17脫開；當雙波發(fā)生桿20旋轉180度時，將迫使柔輪16和剛輪17相對位移一個齒距，由于剛輪17固定，柔輪16將相對剛輪旋轉一個角度，低速軸14也將旋轉一個角度；松鎖刀伺服電機23與諧波減速機構連接。
[0013]運動執(zhí)行機構，在諧波減速機構的低速軸14上加工有滾珠絲杠13，滾珠絲杠13與絲杠螺母12相配，將滾珠絲杠13的旋轉運動轉化為絲杠螺母12的直線運動；絲杠螺母12通過導向鍵與滑套11相連，絲桿螺母12在滑套11內可以左右移動，不能轉動；推板10通過螺釘與滑軸8相連，推板10上方通過螺釘、彈簧9連接在支撐體7上，在彈簧的作用下，滑軸8有向右移動的趨勢，使滑軸8與推力軸6分離；
所述松鎖刀伺服電機與諧波減速機構的高速軸(通過鍵)連接，以驅動諧波減速機構；當諧波減速機構的柔輪16轉動帶動低速軸14，進而帶動運動執(zhí)行機構(滾珠絲杠13轉動，絲杠螺母12沿滑套11向左移動推動推板10、滑軸8、推力軸6)推動拉桿4，拉桿4帶動卡爪I向左移動，實現松刀；當諧波減速機構的柔輪16反向轉動帶動低速軸14，進而帶動運動執(zhí)行機構回位(滾珠絲杠13轉動，絲杠螺母12沿滑套11向右移動，推板10、滑軸8、推力軸6復位)，電主軸鎖刀驅動機構的拉桿在蝶形彈簧力的作用下回位，實現鎖刀。松刀時推板10處于最左端，鎖刀時推板10處于最右端。
[0014]所述的松鎖刀伺服電機23是標準的伺服電機，“松鎖刀”是對其功能的限定。
【主權項】
1.電主軸鎖刀驅動機構，包括運動執(zhí)行機構、諧波減速機構和松鎖刀伺服電機，其特征在于: 諧波減速機構，包括低速軸、柔輪、剛輪、軸承、雙波發(fā)生桿、高速軸、左體、右體、銷軸；高速軸通過軸承固定在右體內，高速軸左端通過鍵與雙波發(fā)生桿相連；在雙波發(fā)生桿上裝有兩個軸承，軸承通過銷軸連在雙波發(fā)生桿上，相對雙波發(fā)生桿回轉中心呈對稱分布；剛輪與左體和右體通過螺釘固定連接，在剛輪上加工有內齒輪；柔輪與低速軸通過螺釘和銷固定連接，低速軸通過軸承固定在左體內，能與柔輪一起旋轉，在柔輪上加工有外齒輪；柔輪和剛輪模數相同，齒數不同，相差2個齒；雙波發(fā)生桿上的軸承與柔輪接觸，在接觸部位柔輪與剛輪嚙合，非接觸位置柔輪與剛輪脫開；當雙波發(fā)生桿旋轉180度時，將迫使柔輪和剛輪相對位移一個齒距，由于剛輪固定，柔輪將相對剛輪旋轉一個角度，低速軸也將旋轉一個角度； 運動執(zhí)行機構，在諧波減速機構的低速軸上加工有滾珠絲杠，滾珠絲杠與絲杠螺母相配，絲杠螺母通過導向鍵與滑套相連，絲杠螺母在滑套內可以左右移動，不能轉動；推板通過螺釘與滑軸相連，推板上方通過螺釘、彈簧連接在支撐體上，在彈簧的作用下，滑軸有向右移動的趨勢，使滑軸與推力軸分離； 所述松鎖刀伺服電機與諧波減速機構的高速軸連接，以驅動諧波減速機構；當諧波減速機構的柔輪轉動帶動低速軸，進而帶動運動執(zhí)行機構，向左推動電主軸鎖刀驅動機構的拉桿，拉桿帶動卡爪向左移動，實現松刀；當諧波減速機構的柔輪反向轉動帶動低速軸，進而帶動運動執(zhí)行機構回位，電主軸鎖刀驅動機構的拉桿在蝶形彈簧力的作用下回位，實現鎖刀。
【專利摘要】本發(fā)明提出了電主軸鎖刀驅動機構，包括運動執(zhí)行機構、諧波減速機構和松鎖刀伺服電機，松鎖刀伺服電機驅動諧波減速機構，運動執(zhí)行機構的結構：在諧波減速機構的低速軸上加工有滾珠絲杠，滾珠絲杠與絲杠螺母相配，絲杠螺母通過導向鍵與滑套相連；推板通過螺釘與滑軸相連，推板上方通過螺釘、彈簧連接在支撐體上，使滑軸與推力軸分離。諧波減速機構帶動運動執(zhí)行機構，推動電主軸鎖刀驅動機構的拉桿、卡爪向左移動，實現松刀；諧波減速機構的柔輪反向轉動帶動低速軸，帶動運動執(zhí)行機構回位，電主軸鎖刀驅動機構的拉桿在蝶形彈簧力的作用下回位，實現鎖刀。本發(fā)明利用松鎖刀伺服電機、諧波減速機構、運動執(zhí)行機構帶動拉桿，最終達到快速換刀的目的。
【IPC分類】B23Q3/157
【公開號】CN104907870
【申請?zhí)枴緾N201510359300
【發(fā)明人】邱新橋, 楊斌
【申請人】湖北汽車工業(yè)學院
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月26日