一種機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及機床，特別是一種采用力矩電機直接驅(qū)動的機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺O
【背景技術(shù)】
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[0002]隨著現(xiàn)代數(shù)控機床日益集成化、自動化，各類高效加工中心相繼出現(xiàn)，并有向多級化發(fā)展的趨勢。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺作為四軸以上數(shù)控機床的關(guān)鍵部件之一，安裝于各類加工中心，用其配合機床不但可完成各種加工要求，而且可擴大機床的加工范圍，提高機床的加工精度和加工效率。五軸數(shù)控加工中心可以應(yīng)用于航空航天、國防軍工以及精密電子等領(lǐng)域，對于國防力量的發(fā)展有不可忽視的重要作用。因此，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的研制成為機床工業(yè)發(fā)展的重要課題。
[0003]現(xiàn)有的機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺為機械傳動傾覆式結(jié)構(gòu)，這種回轉(zhuǎn)工作臺采用蝸輪蝸桿傳動形式，由伺服電機帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，響應(yīng)速度慢；機械傳動存在磨損，磨損后產(chǎn)生的傳動誤差會導(dǎo)致回轉(zhuǎn)定位不夠精確；同時，這種回轉(zhuǎn)工作臺的蝸桿蝸輪及端齒盤加工制造要求嚴格，加工工藝比較復(fù)雜。
【實用新型內(nèi)容】:
[0004]針對上述現(xiàn)有機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺存在的缺陷和問題，本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、回轉(zhuǎn)定位精確的機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。
[0005]本實用新型提供的機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺由回轉(zhuǎn)機構(gòu)和回轉(zhuǎn)臺組成；
[0006]所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括箱體；在箱體內(nèi)橫向安裝有第一力矩電機，第一力矩電機定子與箱體固定連接，第一力矩電機轉(zhuǎn)子與耳軸固定連接；耳軸前端裝有第一 YRT軸承；耳軸后端裝有圓錐滾子軸承；耳軸的中部裝有用以鎖定耳軸的第一液壓環(huán)抱式鎖緊裝置；耳軸的后端有導(dǎo)電觸頭接觸部，箱體的后蓋內(nèi)側(cè)有與導(dǎo)電觸頭接觸部相配合的導(dǎo)電觸頭。
[0007]所述回轉(zhuǎn)臺包括“ 形轉(zhuǎn)臺基座；轉(zhuǎn)臺基座的側(cè)邊與所述耳軸的前端固定連接；轉(zhuǎn)臺基座中安裝有第二力矩電機，第二力矩電機定子與轉(zhuǎn)臺基座固定連接，第二力矩電機轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸上面帶有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)軸通過第二力矩電機轉(zhuǎn)子裝有第二 YRT軸承；轉(zhuǎn)軸的下部裝有用以鎖定轉(zhuǎn)軸的第二液壓環(huán)抱式鎖緊裝置。
[0008]為給控制系統(tǒng)提供控制信號，在所述箱體的前端、對應(yīng)所述轉(zhuǎn)臺基座的內(nèi)側(cè)安裝有第一圓光柵，用于測量轉(zhuǎn)盤在空間內(nèi)的回轉(zhuǎn)速度和回轉(zhuǎn)角度；在所述轉(zhuǎn)臺基座上、對應(yīng)所述轉(zhuǎn)盤安裝有第二圓光柵，用于測量轉(zhuǎn)盤在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角。
[0009]本實用新型的工作原理:
[0010]回轉(zhuǎn)臺及轉(zhuǎn)盤在空間回轉(zhuǎn):第一力矩電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，驅(qū)動耳軸轉(zhuǎn)動，耳軸帶動轉(zhuǎn)臺基座轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)臺及轉(zhuǎn)盤在空間轉(zhuǎn)動；當(dāng)回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動到設(shè)定位置需要保持固定時，第一液壓環(huán)抱式鎖緊裝置通入液壓油，將耳軸抱緊鎖定，與耳軸固定連接的轉(zhuǎn)臺基座使回轉(zhuǎn)臺及轉(zhuǎn)盤被鎖定。
[0011]轉(zhuǎn)盤在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動:第二力矩電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)盤在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到設(shè)定位置需要保持固定時，第二液壓環(huán)抱式鎖緊裝置通入液壓油，將轉(zhuǎn)軸抱緊，轉(zhuǎn)盤被鎖定。
[0012]控制系統(tǒng)根據(jù)第一圓光柵和第二圓光柵檢測到的轉(zhuǎn)盤在空間回轉(zhuǎn)和在平面內(nèi)自傳的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角對實用新型進行控制。
[0013]本實用新型有如下優(yōu)點:
[0014]1、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用力矩電機驅(qū)動與轉(zhuǎn)臺基座固定連接的耳軸，取代了復(fù)雜的蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)，工藝上更容易實現(xiàn)。
[0015]2、回轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)盤由力矩電機直接驅(qū)動，避免了傳動副存在的機械磨損，且無反向背隙，消除了傳動中產(chǎn)生的誤差，精確度高，可實現(xiàn)高精度回轉(zhuǎn)定位。
[0016]3、通過控制系統(tǒng)直接控制力矩電機工作，其間沒有電機與工作臺之間的傳動裝置，消除了冗余的響應(yīng)時間，使動態(tài)響應(yīng)快速。
[0017]4、適應(yīng)性廣，可滿足各種機床(包括各種臥式機床和立式機床)的加工要求，簡化機床的加工過程。
【附圖說明】
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[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)立體示意圖
[0019]圖2為本實用新型的回轉(zhuǎn)機構(gòu)示意圖(剖視圖);
[0020]圖3為本實用新型的回轉(zhuǎn)臺示意圖(剖視圖)。
[0021]圖中:1-回轉(zhuǎn)機構(gòu)，2-回轉(zhuǎn)臺，3-后蓋，4-導(dǎo)電觸頭接觸部，5-導(dǎo)電觸頭，6-圓錐滾子軸承，7-第一力矩電機轉(zhuǎn)子，8-第一力矩電機定子，9-箱體，10-第一液壓環(huán)抱式鎖緊裝置，11-第一 YRT軸承，12-轉(zhuǎn)臺基座，13-耳軸，14-第一圓光柵，15-通孔，16-底蓋，17-第二液壓環(huán)抱式鎖緊裝置，18-第二 YRT軸承，19-第二力矩電機轉(zhuǎn)子，20-第二力矩電機定子，21-第二圓光柵，22-轉(zhuǎn)盤，23-轉(zhuǎn)軸。
【具體實施方式】
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[0022]以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0023]本實施例如圖1所示，由回轉(zhuǎn)臺2和回轉(zhuǎn)機構(gòu)I兩部分組成，回轉(zhuǎn)機構(gòu)I與回轉(zhuǎn)臺2固定連接，回轉(zhuǎn)機構(gòu)I帶動回轉(zhuǎn)臺2可在空間作回轉(zhuǎn)運動。
[0024]回轉(zhuǎn)機構(gòu)I如圖2所示，由箱體9、耳軸13、第一力矩電機定子8、第一力矩電機轉(zhuǎn)子7、第一 YRT軸承11、第一液壓環(huán)抱式鎖緊裝置10、圓錐滾子軸承6和第一圓光柵14組成。在箱體內(nèi)橫向安裝第一力矩電機，將第一力矩電機定子8與箱體9用螺釘固定連接；將第一力矩電機轉(zhuǎn)子7與耳軸13的前側(cè)軸肩用螺釘固定連接，以驅(qū)動耳軸13轉(zhuǎn)動；將第一YRT軸承11的內(nèi)圈與耳軸13的右端用螺釘固定連接，第一 YRT軸承11的外圈與箱體9用螺釘固定連接；將圓錐滾子軸承6與耳軸13的后側(cè)軸肩固定連接(用以平衡轉(zhuǎn)臺基座12所受的力矩)；將用于鎖定耳軸13的第一液壓環(huán)抱式鎖緊裝置10套在耳軸13的中部，其法蘭盤與箱體9用螺釘固定連接；在耳軸13的后端焊接導(dǎo)電觸頭接觸部4，在箱體9的后端用螺釘安裝后蓋3，在后蓋的內(nèi)測安裝與導(dǎo)電觸頭接觸部4相配合的導(dǎo)電觸頭5;在箱體9的前端、對應(yīng)轉(zhuǎn)臺基座12的內(nèi)側(cè)圓柱面用螺釘固定安裝第一圓光柵14，用于測量轉(zhuǎn)盤在空間內(nèi)的回轉(zhuǎn)速度和回轉(zhuǎn)角度。
[0025]回轉(zhuǎn)臺2如圖3所示，由轉(zhuǎn)盤22、轉(zhuǎn)臺基座12、第二力矩電機定子20、第二力矩電機轉(zhuǎn)子19、第二 YRT軸承18、第二液壓環(huán)抱式鎖緊裝置17和第二圓光柵21組成。其中轉(zhuǎn)臺基座12為“ 形，其側(cè)邊與耳軸13的前端用螺釘固定連接；在轉(zhuǎn)臺基座12中安裝第二力矩電機，第二力矩電機定子20與轉(zhuǎn)臺基座12用螺釘固定連接；將轉(zhuǎn)盤22下面的轉(zhuǎn)軸23和第二力矩電機轉(zhuǎn)子19及第二 YRT軸承18的外圈用螺釘固定連接成一體，將第二 YRT軸承18的內(nèi)圈與轉(zhuǎn)臺基座12用螺釘固定連接，第二力矩電機轉(zhuǎn)子19則可帶動轉(zhuǎn)盤22的轉(zhuǎn)軸23在第二 YRT軸承18中轉(zhuǎn)動；將用以鎖定轉(zhuǎn)軸23的第二液壓環(huán)抱式鎖緊裝置17套在轉(zhuǎn)軸23的下部，用螺釘將其法蘭盤與轉(zhuǎn)臺基座12固定連接；用底蓋16將轉(zhuǎn)臺基座12下端與第二力矩電機轉(zhuǎn)子安裝孔相對應(yīng)的通孔15封閉；在轉(zhuǎn)臺基座12對應(yīng)轉(zhuǎn)盤22內(nèi)側(cè)圓柱面位置用螺釘固定安裝第二圓光柵21，用于測量轉(zhuǎn)盤在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角。
[0026]本實施例可與三軸機床配合使用，實現(xiàn)五軸聯(lián)動的功能，具有高精度，快速響應(yīng)，應(yīng)用廣泛的特點。
【主權(quán)項】
1.一種機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，由回轉(zhuǎn)機構(gòu)(I)和回轉(zhuǎn)臺(2)組成；其特征在于: 所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)(I)包括箱體(9);在箱體(9)內(nèi)橫向安裝有第一力矩電機，第一力矩電機定子(8)與箱體(9)固定連接，第一力矩電機轉(zhuǎn)子(7)與耳軸(13)固定連接；耳軸(13)前端裝有第一 YRT軸承(11);耳軸(13)后端裝有圓錐滾子軸承￠);耳軸(13)的中部裝有用以鎖定耳軸的第一液壓環(huán)抱式鎖緊裝置(10);耳軸(13)的后端有導(dǎo)電觸頭接觸部(4)，箱體(9)的后蓋(3)內(nèi)側(cè)有與導(dǎo)電觸頭接觸部⑷相配合的導(dǎo)電觸頭(5); 所述回轉(zhuǎn)臺⑵包括“ 形轉(zhuǎn)臺基座(12);轉(zhuǎn)臺基座(12)的側(cè)邊與所述耳軸(13)的前端固定連接；轉(zhuǎn)臺基座(12)中安裝有第二力矩電機，第二力矩電機定子(20)與轉(zhuǎn)臺基座(12)固定連接，第二力矩電機轉(zhuǎn)子(19)與轉(zhuǎn)軸(23)固定連接，轉(zhuǎn)軸(23)上面帶有轉(zhuǎn)盤(22)，轉(zhuǎn)軸(23)通過第二力矩電機轉(zhuǎn)子(19)裝有第二 YRT軸承(18);轉(zhuǎn)軸(23)的下部裝有用以鎖定轉(zhuǎn)軸的第二液壓環(huán)抱式鎖緊裝置(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，其特征在于:在所述箱體(9)的前端、對應(yīng)所述轉(zhuǎn)臺基座(12)的內(nèi)側(cè)安裝有第一圓光柵(14);在所述轉(zhuǎn)臺基座(12)上、對應(yīng)所述轉(zhuǎn)盤(22)安裝有第二圓光柵(21)。
【專利摘要】一種由回轉(zhuǎn)機構(gòu)和回轉(zhuǎn)臺組成的機床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，回轉(zhuǎn)機構(gòu)的箱體內(nèi)橫向安裝第一力矩電機，第一力矩電機轉(zhuǎn)子與耳軸固定連接；耳軸裝有YRT軸承和圓錐滾子軸承；耳軸有鎖緊裝置；在箱體后蓋和耳軸后端設(shè)有導(dǎo)電觸頭及其接觸部；回轉(zhuǎn)臺的“┕”形轉(zhuǎn)臺基座的側(cè)邊與耳軸前端固定連接；轉(zhuǎn)臺基座中安裝第二力矩電機，第二力矩電機轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸上面帶有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)軸通過第二力矩電機轉(zhuǎn)子裝有YRT軸承；轉(zhuǎn)軸下部有鎖緊裝置；在箱體前端和轉(zhuǎn)臺基座上分別設(shè)有用于測量轉(zhuǎn)盤在空間內(nèi)和在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動速度及轉(zhuǎn)角的圓光柵。該回轉(zhuǎn)工作臺用力矩電機直接驅(qū)動取代蝸輪蝸桿傳動，具有結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快，回轉(zhuǎn)定位精確，適應(yīng)性廣的特點。
【IPC分類】B23Q1-26
【公開號】CN204277480
【申請?zhí)枴緾N201420712860
【發(fā)明人】于天彪, 王紫瑄, 趙緒峰, 劉世軒, 王宛山
【申請人】東北大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月21日