專利名稱：基于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的直驅(qū)式雙軸轉(zhuǎn)臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于數(shù)控機床的新型直驅(qū)式雙軸轉(zhuǎn)臺，具體說是應(yīng)用內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的直接驅(qū)動技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蝸輪蝸桿驅(qū)動技術(shù)來實現(xiàn)雙軸轉(zhuǎn)臺的一種新的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的雙軸轉(zhuǎn)臺多數(shù)采用機械式的傳動方案，主要是利用蝸輪蝸桿、齒輪齒條等傳動機構(gòu)來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動和擺動，其不足之處在于機械傳動環(huán)節(jié)存在反向間隙、更大的轉(zhuǎn)動慣量、長時間使用容易產(chǎn)生磨損從而導(dǎo)致精度下降等缺點。
隨著直接驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，用力矩電機代替機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)運動和擺動已成為轉(zhuǎn)臺未來發(fā)展的必然趨勢。力矩電機主要分為外轉(zhuǎn)子式力矩電機禾吶轉(zhuǎn)子式力矩電機，現(xiàn)國內(nèi)外的主要的力矩電機廠商生產(chǎn)的力矩電機多數(shù)為內(nèi)轉(zhuǎn)子式力矩電機，因此內(nèi)轉(zhuǎn)子式力矩電機價格相對較低，更容易普及并降低生產(chǎn)成本。雖然外轉(zhuǎn)子式力矩電機具有相同體積條件下產(chǎn)生扭矩大的特點，但同時也存在因為散熱在定子內(nèi)圈，散熱面積小，溫升過高，從而導(dǎo)致扭矩下降的缺點。同時由于相同轉(zhuǎn)矩條件下，基于外轉(zhuǎn)子力矩電機的雙軸轉(zhuǎn)臺在內(nèi)部空間較小，內(nèi)部空間利用率較低，因此存在設(shè)計的旋轉(zhuǎn)臺高度較大的缺點。即使是用內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機實現(xiàn)的轉(zhuǎn)臺也同樣存在轉(zhuǎn)臺高度大，夾緊扭矩低的缺點。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的問題，本實用新型提供一種扭矩大、運行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱效果好的基于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的直驅(qū)式雙軸轉(zhuǎn)臺；本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的基于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的直驅(qū)式雙軸轉(zhuǎn)臺，包括臺體
(011)，在臺體(011)上安裝工作臺(014)，臺體(011)兩側(cè)X寸稱設(shè)有左基座(001)、右基座(029)，在臺體(011)內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)軸力矩電機定子(012)，在
3旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子(013)內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸支撐體(016)，旋轉(zhuǎn)軸支撐體(016)的一端固定在臺體(011)上，另一端安裝有軸向/徑向軸承(017)，旋轉(zhuǎn)軸支撐體(016)內(nèi)側(cè)安裝有旋轉(zhuǎn)軸圓形光柵尺(015)，在旋轉(zhuǎn)軸支撐體(016)和旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子(013 )之間的設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸夾鉗機構(gòu)(019)，在旋轉(zhuǎn)軸夾鉗機構(gòu)(019)和旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子(013)之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸隔套(018)，旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子
(013)通過旋轉(zhuǎn)軸隔套(018)和工作臺(014)連接，在左基座(001)上安裝有左側(cè)力矩電機定子(002)，夾鉗機構(gòu)(005)與左側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子(003)之間設(shè)有隔套(004)，夾鉗機構(gòu)(005)固定在左基座(001)的端蓋(007)上，左側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子(003)通過隔套(004)與左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(008)連接，左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(008)上安裝有軸向/徑向軸承(009)在左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(008)與端蓋(007)之間安裝有旋轉(zhuǎn)接頭(006)，右基座(029)內(nèi)部內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機定子、轉(zhuǎn)子、夾鉗機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)與左基座(001)內(nèi)相同，在右基座(029)的端蓋(023)與右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸
(021)之間安裝擺動軸圓形光柵尺(024)，左偵lj、右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(008、 021)分別通過搖臂(010、 020)與臺體(011)連接。
所述各內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的冷卻槽設(shè)置在各自定子的外部。
本實用新型的有益效果本實用新型采用內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機直接驅(qū)動，把進給傳動鏈的長度縮短為零，解決了以往機械式傳動環(huán)節(jié)存在的中的反向間隙、多余轉(zhuǎn)動慣量、磨損等問題，實現(xiàn)了力矩電機獨有的高速、高加速度、低噪音、高精度的特性；采用對稱并聯(lián)布置的兩臺內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機，解決了內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機扭矩相對較小的缺點，對稱布置的結(jié)構(gòu)設(shè)計也使搖籃結(jié)構(gòu)受力更為均勻，運動更平穩(wěn)；由于同樣扭矩的力矩電機，內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機具有相對較大的內(nèi)部空間，因此將軸承，夾鉗機構(gòu)設(shè)在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，有效地降低了旋轉(zhuǎn)臺的厚度。(0660毫米的臺面，旋轉(zhuǎn)臺的厚度可降到230毫米以內(nèi))使結(jié)構(gòu)更為緊湊；在各電機的轉(zhuǎn)子和夾鉗機構(gòu)之間設(shè)置了隔套，將轉(zhuǎn)子和夾鉗機構(gòu)分開，這樣在有效的降低夾鉗力對轉(zhuǎn)子的損害的同時也增加了夾鉗機構(gòu)的作用面積，增大夾緊扭矩。集成式夾鉗機構(gòu)，采用插拔式的安裝方式，使整個轉(zhuǎn)臺夾緊機構(gòu)更為簡單，安裝更為方便；由于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的冷卻槽設(shè)置在定子的外側(cè)，具有較大的散熱面積，因此具有更為優(yōu)良的散熱效果，增加了各軸的扭矩，而且冷卻走線更為方便可靠；相對較薄的旋轉(zhuǎn)臺體的厚度，使擺動軸和工作臺面的距離的控制上更為靈活，更利于根據(jù)工件的重量和體積的實際情況進行調(diào)整，減小擺動軸傾覆力矩。

圖1是本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的側(cè)視圖。
圖中，001左基座，002左側(cè)力矩電機定子，003左側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子，004隔套，005夾鉗機構(gòu)，006旋轉(zhuǎn)接頭，007端蓋，008左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸，009軸向/徑向軸7承，010搖臂，011臺體，012旋轉(zhuǎn)軸力矩電機定子，013旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子，014工作臺，015旋轉(zhuǎn)軸圓形光柵尺，016旋轉(zhuǎn)軸支撐體，017軸向/徑向軸承，018旋轉(zhuǎn)軸隔套，019旋轉(zhuǎn)軸夾鉗機構(gòu)，020搖臂，021右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸，022右側(cè)力矩電機定子，023端蓋，024擺動軸圓形光柵尺，025軸向/徑向軸承，026夾鉗機構(gòu)，027隔套，028右側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子，029右基座，030、 031、 032冷卻槽，033擺動軸、034旋轉(zhuǎn)軸。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1所示，基于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的直驅(qū)式^又軸轉(zhuǎn)臺，在臺體011上安裝工作臺014，在臺體Oll內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)軸力矩電機定子012，在旋轉(zhuǎn)軸力矩電機定子012的夕卜側(cè)制有冷卻槽031，在旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子013內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸支撐體016，旋轉(zhuǎn)軸支撐體016的一端固定在臺體011上，另一端安裝有軸向/徑向軸承017，旋轉(zhuǎn)軸支撐體016內(nèi)側(cè)安裝有旋轉(zhuǎn)軸圓形光柵尺015，在旋轉(zhuǎn)軸支撐體016和旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子013之間的設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸夾鉗機構(gòu)019，在旋轉(zhuǎn)軸夾鉗機構(gòu)019和旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子013之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸隔套018，旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子013通過旋轉(zhuǎn)軸隔套018和工作臺014連接，在臺體011兩側(cè)對稱設(shè)有左基座001、右基座029，在左基座OOl上安裝有左側(cè)力矩電機定子002，在左側(cè)力矩電機定子002的夕卜側(cè)制有冷卻槽030，夾鉗機構(gòu)005與左側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子003之間設(shè)有隔套004，夾鉗機構(gòu)005固定在左基座001的端蓋007上，左側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子003通過隔套004與左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸008連接，左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸008上安裝有軸向/徑向軸承009，在左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸008與端蓋007之間安裝有旋轉(zhuǎn)接頭006，在右基座029上安裝有右側(cè)力矩電機定子022，在右側(cè)力矩電機定子022的外側(cè)制有冷卻槽032，夾鉗機構(gòu)026與右側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子022之間設(shè)有隔套027，夾鉗機構(gòu)026固定在右基座029的端蓋023上，右側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子028通過隔套027與右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸021連接，右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸021上安裝有軸向/徑向軸承025，在右基座029的端蓋023與右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸021之間安裝擺動軸圓形光柵尺024，左側(cè)、右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸008、 021分別通過搖臂010、 020與臺體011連接。
將內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的冷卻槽設(shè)置在定子的外側(cè)，不僅具有散熱面積大的優(yōu)點，而且也給冷卻水的走線帶來了方便，冷卻水的走線孔均開在臺體或者左右基座之上，減小了臺體內(nèi)管線的復(fù)雜程度。充分利用內(nèi)轉(zhuǎn)子的內(nèi)部空間，在轉(zhuǎn)臺的左基座安裝有旋轉(zhuǎn)接頭，解決了旋轉(zhuǎn)軸運動過程中的冷卻和液壓油的走線問題；右基座實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的電纜走線和設(shè)置擺動軸圓形光柵尺，實現(xiàn)擺動角度士95。范圍內(nèi)的精確定位。
本實用新型基于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的雙軸直驅(qū)式雙軸轉(zhuǎn)臺的工作過程是通過T型槽固定在工作臺面上的工件，由旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機直接驅(qū)動實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，由旋轉(zhuǎn)軸圓形光柵尺保證其360。xn角度范圍內(nèi)的精確定位，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到指定的加工要求角度需要定位時，液壓油通ffi側(cè)的旋轉(zhuǎn)接頭進入到旋轉(zhuǎn)臺的夾鉗機構(gòu)中，夾鉗機構(gòu)外脹與旋轉(zhuǎn)軸隔套內(nèi)表面貼合，產(chǎn)生夾鉗扭矩，旋轉(zhuǎn)軸定位，工作過程中，冷卻水通ffi側(cè)旋轉(zhuǎn)接頭、左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸、左側(cè)搖臂和臺體上的油路進入到電機的環(huán)形腔內(nèi)，將電機產(chǎn)生的熱量帶出。同時，在擺動軸033上，與旋轉(zhuǎn)軸034關(guān)聯(lián)的擺動，由兩臺并聯(lián)驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機直接驅(qū)動，處于右側(cè)基座內(nèi)的擺動軸圓形光柵尺，如圖2所示，保證工件在擺動區(qū)間士95。范圍內(nèi)的精確定位。當(dāng)擺動至U指定的加工要求角度需要定位時，液壓油分別同時進入到左右兩側(cè)的夾鉗機構(gòu)中，左右兩側(cè)的夾鉗機構(gòu)外脹，分別與左右兩個的隔套的內(nèi)表面貼合，共同作用，產(chǎn)生夾鉗扭矩，擺動軸定位。工作過程中，兩臺電機的熱量由左右兩側(cè)及體內(nèi)通入的冷卻水帶走。作為多軸聯(lián)動高檔數(shù)控機床的功能部件，進行例如葉片等曲面加工時，由數(shù)控系統(tǒng)控制，旋轉(zhuǎn)軸和擺動軸聯(lián)動完成曲面的加工。
權(quán)利要求1.基于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的直驅(qū)式雙軸轉(zhuǎn)臺，包括臺體(011)，在臺體(011)上安裝工作臺(014)，其特征在于臺體(011)兩側(cè)對稱設(shè)有左基座(001)、右基座(029)，在臺體(011)內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)軸力矩電機定子(012)，在旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子(013)內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸支撐體(016)，旋轉(zhuǎn)軸支撐體(016)的一端固定在臺體(011)上，另一端安裝有軸向/徑向軸承(017)，旋轉(zhuǎn)軸支撐體(016)內(nèi)側(cè)安裝有旋轉(zhuǎn)軸圓形光柵尺(015)，在旋轉(zhuǎn)軸支撐體(016)和旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子(013)之間的設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸夾鉗機構(gòu)(019)，在旋轉(zhuǎn)軸夾鉗機構(gòu)(019)和旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子(013)之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸隔套(018)，旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子(013)通過旋轉(zhuǎn)軸隔套(018)和工作臺(014)連接，在左基座(001)上安裝有左側(cè)力矩電機定子(002)，夾鉗機構(gòu)(005)與左側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子(003)之間設(shè)有隔套(004)，夾鉗機構(gòu)(005)固定在左基座(001)的端蓋(007)上，左側(cè)力矩電機轉(zhuǎn)子(003)通過隔套(004)與左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(008)連接，左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(008)上安裝有軸向/徑向軸承(009)在左側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(008)與端蓋(007)之間安裝有旋轉(zhuǎn)接頭(006)，右基座(029)內(nèi)部內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機定子、轉(zhuǎn)子、夾鉗機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)與左基座(001)內(nèi)相同，在右基座(029)的端蓋(023)與右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(021)之間安裝擺動軸圓形光柵尺(024)，左側(cè)、右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸(008、021)分別通過搖臂(010、020)與臺體(011)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的直驅(qū)式雙軸轉(zhuǎn)臺，其特征在于，所述各內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的冷卻槽設(shè)置在各自定子的外部。
專利摘要本實用新型涉及一種基于內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機的直驅(qū)式雙軸轉(zhuǎn)臺，它包括臺體、工作臺、左右基座，在臺體內(nèi)安裝有旋轉(zhuǎn)軸力矩電機定子、旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)軸支撐體、旋轉(zhuǎn)軸圓形光柵尺，在旋轉(zhuǎn)軸支撐體和旋轉(zhuǎn)軸力矩電機轉(zhuǎn)子之間的設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸夾鉗機構(gòu)，在左基座上安裝有左側(cè)力矩電機定子、夾鉗機構(gòu)、右基座內(nèi)部內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機定子、轉(zhuǎn)子、夾鉗機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)與左基座內(nèi)相同，在右基座的端蓋與右側(cè)旋轉(zhuǎn)軸之間安裝擺動軸圓形光柵尺。本實用新型采用內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機直接驅(qū)動，無多余傳動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，磨損小，精度高，扭矩大，擺動軸對稱分布的兩臺內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機，克服了內(nèi)轉(zhuǎn)子力矩電機扭矩小的缺點，受力更為均勻、合理，運行平穩(wěn)。
文檔編號B23Q1/25GK201316907SQ20082023173
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者劉春時, 張文博, 徐吉存, 焱 李, 柳耀陽 申請人:沈陽機床(集團)設(shè)計研究院有限公司