一種數(shù)控平旋盤的制作方法
【專利摘要】一種數(shù)控平旋盤，其安裝固定在滑鞍(1)中，滑鞍(1)又直接與機(jī)床的主軸前端連接，主軸通過(guò)端面連接帶動(dòng)滑鞍(1)旋轉(zhuǎn)，所述數(shù)控平旋盤構(gòu)成如下：方滑枕(2)、中空伺服力矩電機(jī)(3)、定位軸(4)、滾珠絲杠(5)、編碼器連接軸(6)、中空絕對(duì)位置編碼器(7)、向心推力球軸承(8)、絲母座(9)、絲母(14)、電機(jī)定子(16)、電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)。本發(fā)明創(chuàng)造性的采用導(dǎo)電滑環(huán)作為轉(zhuǎn)換線路，解決了電機(jī)殼體旋轉(zhuǎn)造成中空伺服力矩電機(jī)3的控制線路接線難的問(wèn)題。其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、密封防振性能良好，其可實(shí)現(xiàn)很好的精度，技術(shù)效果優(yōu)良。本發(fā)明具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種數(shù)控平旋盤

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控平旋盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別提供了一種結(jié)構(gòu)形式新穎且技術(shù)效果明顯更優(yōu)的數(shù)控平旋盤。

【背景技術(shù)】
[0002]目前現(xiàn)有的大中型數(shù)控平旋盤傳動(dòng)原理通常如下:蝸桿由電機(jī)帶動(dòng)，用于提供滑板進(jìn)給動(dòng)力；齒輪由銑軸帶動(dòng)，提供旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；行星輪差動(dòng)機(jī)構(gòu)排除旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)滑板進(jìn)給的影響，實(shí)現(xiàn)滑板的正常進(jìn)給。
[0003]根據(jù)專業(yè)常識(shí)我們知道差動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，故差動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠排除旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)滑板進(jìn)給的影響，從而解決了平旋盤設(shè)計(jì)中傳動(dòng)系統(tǒng)的困難，但同時(shí)差動(dòng)機(jī)構(gòu)往往會(huì)造成了傳動(dòng)鏈過(guò)長(zhǎng)，傳遞動(dòng)力不足，不易維護(hù)等問(wèn)題，制造難度及制造成本很高等問(wèn)題。所以現(xiàn)有技術(shù)中在數(shù)數(shù)控平旋盤領(lǐng)域并無(wú)相關(guān)應(yīng)用。
[0004]人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的數(shù)控平旋盤。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的數(shù)控平旋盤，其創(chuàng)造性地應(yīng)用差動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了新興的數(shù)控平旋盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0006]本發(fā)明提供了一種數(shù)控平旋盤，其安裝固定在滑鞍I中，滑鞍I又直接與機(jī)床的主軸前端連接，主軸通過(guò)端面連接帶動(dòng)滑鞍I旋轉(zhuǎn)，其特征在于:所述數(shù)控平旋盤構(gòu)成如下:方滑枕2、中空伺服力矩電機(jī)3、定位軸4、滾珠絲杠5、編碼器連接軸6、中空絕對(duì)位置編碼器7、向心推力球軸承8、絲母座9、鎖緊螺母10、壓板11、脹緊套12、端蓋13、絲母14、壓蓋15、電機(jī)定子16、電機(jī)轉(zhuǎn)子17、編碼器連接壓蓋18 ;其中:
[0007]滾珠絲杠5兩端通過(guò)連接結(jié)構(gòu)與方滑枕2兩端固定連接為一體，將絲杠5兩端與方滑枕2兩端固定連接為一體的連接結(jié)構(gòu)具體是鎖緊螺母10、端蓋13的組合或者脹緊套12和脹緊套壓蓋14的組合；
[0008]滾珠絲杠5的絲母14固連在定位軸4上,定位軸4通過(guò)一對(duì)背對(duì)背安裝的向心推力球軸承8 (其為角接觸球軸承)與絲母座9的下部進(jìn)行相互分隔并構(gòu)成配合關(guān)系，定位軸4與絲母座9分別與向心推力球軸承8的內(nèi)圈和外圈構(gòu)成配合接觸；
[0009]定位軸4的內(nèi)壁與絲母14配合連接并固定為一個(gè)整體；在布置有向心推力球軸承8處外部的絲母座9與絲母14之間還設(shè)置有封堵連接用的壓蓋15 ；
[0010]電機(jī)定子16、電機(jī)轉(zhuǎn)子17共同構(gòu)成中空伺服力矩電機(jī)3的主要構(gòu)成部分；電機(jī)定子16、電機(jī)轉(zhuǎn)子17都布置安裝在絲母座9內(nèi)腔中；電機(jī)定子16布置在絲母座9上部的內(nèi)腔中且二者相互固定連接為一個(gè)整體；電機(jī)轉(zhuǎn)子17布置在電機(jī)定子16內(nèi)腔中且二者之間為間隙配合；電機(jī)轉(zhuǎn)子17與套裝在滾珠絲杠5上的編碼器連接軸6相互固定連接為一個(gè)整體，中空絕對(duì)位置編碼器7固定在絲母座9的上部近端處，中空絕對(duì)位置編碼器7內(nèi)壁與編碼器連接軸6上部的外壁之間為構(gòu)成間隙配合；
[0011]中空絕對(duì)位置編碼器7內(nèi)壁與編碼器連接軸6 二者配合連接間隙的上方端部處還設(shè)置有編碼器連接壓蓋18，編碼器連接壓蓋18與中空絕對(duì)位置編碼器7固定連接；
[0012]中空伺服力矩電機(jī)3和安裝在編碼器連接軸6上的中空絕對(duì)位置編碼器7的線路通過(guò)安裝在主軸尾端上的導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)換引出，從而解決了平旋盤中中空交流伺服力矩電機(jī)3的供電問(wèn)題。
[0013]本發(fā)明所述數(shù)控平旋盤，還要求保護(hù)下述內(nèi)容:
[0014]所述數(shù)控平旋盤中還設(shè)置有下述結(jié)構(gòu):壓蓋15、編碼器連接壓蓋18、壓片19 ;具體地滿足下述要求:
[0015]在布置有向心推力球軸承8處外部的絲母座9與絲母14之間還設(shè)置有封堵連接用的壓蓋15;
[0016]中空絕對(duì)位置編碼器7內(nèi)壁與編碼器連接軸6 二者配合連接間隙的上方端部處還設(shè)置有編碼器連接壓蓋18，編碼器連接壓蓋18與中空絕對(duì)位置編碼器7固定連接；
[0017]壓片19為套裝在絲母14外部的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其下端面與絲母14下部構(gòu)成端面接觸；其上端面內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部分別與定位軸4下端以及最下部的那一個(gè)向心推力球軸承8的內(nèi)圈下端部這二者同時(shí)構(gòu)成端面接觸。
[0018]將滾珠絲杠5兩端與方滑枕2兩端固定連接為一體的連接結(jié)構(gòu)具體是鎖緊螺母10、端蓋13的組合或者脹緊套12和脹緊套壓蓋21的組合；其中:
[0019]鎖緊螺母10、端蓋13的組合布置在滾珠絲杠5下端部，端蓋13套裝在滾珠絲杠5下端近端處的軸段上，端蓋13與方滑枕2的下部固定連接為一個(gè)整體；鎖緊螺母10套裝在滾珠絲杠5下部的端蓋13下方處；
[0020]脹緊套12和脹緊套壓蓋21的組合布置在滾珠絲杠5上端部，脹緊套壓蓋21布置在方滑枕2上部安裝滾珠絲杠5的孔外端近端處的孔段處，脹緊套12布置在脹緊套壓蓋21下方且其套裝在滾珠絲杠5上端部上。
[0021]本發(fā)明還有其他需要說(shuō)明的內(nèi)容簡(jiǎn)要羅列如下:
[0022]向心推力球軸承8具體為60度接觸角的推力角接觸球軸承，其作用是為用于輔助固定絲母14。
[0023]本發(fā)明所述數(shù)控平旋盤采用中空伺服力矩電機(jī)3旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠5的絲母14旋轉(zhuǎn)，絲母14帶動(dòng)滾珠絲杠5做直線運(yùn)動(dòng)，滾珠絲杠5兩端均與方滑枕2相連，方滑枕2與滾珠絲杠5做同步直線運(yùn)動(dòng)，安裝在方滑枕2上的車削刀具(例如車刀20)對(duì)工件進(jìn)行徑向切削。中空伺服力矩電機(jī)3加工時(shí)是與主軸旋轉(zhuǎn)同步進(jìn)行的，軸向進(jìn)給由Z軸伺服電機(jī)29驅(qū)動(dòng)Z軸絲杠26帶動(dòng)主軸箱22移動(dòng)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明使用轉(zhuǎn)矩電機(jī)簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使平旋盤具有體積小、重量輕、部件少，高動(dòng)態(tài)性能和高精度，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳動(dòng)鏈最短，半閉環(huán)或閉環(huán)控制既得到很好的精度，又簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而減小了制造難度，降低了制造成本。
[0024]為了解決轉(zhuǎn)盤中的中空伺服力矩電機(jī)3(交流電機(jī))的控制問(wèn)題，本發(fā)明所述技術(shù)方案中采用導(dǎo)電滑環(huán)作為轉(zhuǎn)換線路，解決了電機(jī)殼體旋轉(zhuǎn)造成中空伺服力矩電機(jī)3的控制線路接線難的問(wèn)題。由于電機(jī)殼體隨主運(yùn)動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以避免中空伺服力矩電機(jī)3的電線所帶來(lái)的不便。另外，中空伺服力矩電機(jī)3體積小、重量輕，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊。中空絕對(duì)位置編碼器7的密封防振性能良好，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)使用的電機(jī)在使用上的不足。綜合上述因素，所以選用中空伺服力矩電機(jī)3和中空絕對(duì)位置編碼器7，半閉環(huán)或閉環(huán)控制既能得到很好的精度，又能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0025]中空伺服力矩電機(jī)3的特點(diǎn)說(shuō)明:
[0026]能夠順利實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能和高精度
[0027]在機(jī)床工業(yè)以及其它領(lǐng)域，對(duì)高精度和高轉(zhuǎn)矩的需求一直是一個(gè)永恒的話題。以西門子直線電機(jī)為例，其直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)很好地解決了這兩個(gè)相互矛盾的目標(biāo)。這種以同步電機(jī)方式運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩電機(jī)適合用于旋轉(zhuǎn)軸和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以及動(dòng)態(tài)刀庫(kù)和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的車床主軸。轉(zhuǎn)矩電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子(永久磁鐵)組成,并籍其高精度和高動(dòng)態(tài)性能而出類拔萃。具體說(shuō)明如下:
[0028]1.部件減少，性能提高
[0029]使用轉(zhuǎn)矩電機(jī)后，就不再需要聯(lián)軸器或齒輪等機(jī)械傳動(dòng)部件。因此所需安裝空間顯著減少。另外，部件的減少降低了連接數(shù)量和維護(hù)成本以及備件庫(kù)存。進(jìn)而降低了機(jī)器停工時(shí)間，提高了利用率。
[0030]2.精密加工
[0031]轉(zhuǎn)矩電機(jī)從原理上排除了機(jī)械傳動(dòng)誤差。因?yàn)檗D(zhuǎn)矩電機(jī)直接集成在機(jī)器結(jié)構(gòu)中，從而避免了不必要的彈性變形和傳動(dòng)問(wèn)題。其優(yōu)點(diǎn)一目了然:能實(shí)現(xiàn)更高的精度。
[0032]3.降低輔助工藝時(shí)間
[0033]由于在轉(zhuǎn)矩電機(jī)中沒有采用機(jī)械傳動(dòng)部件，減少了磨擦，使得輔助工藝時(shí)間顯著降低，有利于實(shí)現(xiàn)更高的動(dòng)態(tài)性能。
[0034]4.無(wú)間隙
[0035]由于轉(zhuǎn)矩電機(jī)不需要采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此也就不再存在眾所周知的間隙問(wèn)題。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)性精度也得到顯著改善。
[0036]5.帶有冷卻套的轉(zhuǎn)矩電機(jī)
[0037]對(duì)于小軸徑轉(zhuǎn)矩電機(jī)，西門子直線電機(jī)系統(tǒng)公司采用了一種高效而經(jīng)濟(jì)的冷卻系統(tǒng):水冷外部冷卻套，可保證電機(jī)溫度穩(wěn)定地被保持在規(guī)定范圍內(nèi)。
[0038]6.簡(jiǎn)便集成
[0039]由于轉(zhuǎn)矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子已經(jīng)預(yù)裝配，且接線也是標(biāo)準(zhǔn)化的，所以西門子轉(zhuǎn)矩電機(jī)可以很容易地與現(xiàn)有機(jī)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行集成。
[0040]7.大轉(zhuǎn)矩
[0041]例如，西門子轉(zhuǎn)矩電機(jī)的最大輸出為7430Nm。
[0042]本發(fā)明提出了一種新的數(shù)控平旋盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)方案，其創(chuàng)造性的采用導(dǎo)電滑環(huán)作為轉(zhuǎn)換線路，解決了電機(jī)殼體旋轉(zhuǎn)造成中空伺服力矩電機(jī)3的控制線路接線難的問(wèn)題。其具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、密封防振性能良好、可以方便地實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)或閉環(huán)控制，其可實(shí)現(xiàn)很好的精度，技術(shù)效果優(yōu)良。本發(fā)明具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0043]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0044]圖1為使用數(shù)控平旋盤的某型臥式鏜銑床的部分結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；
[0045]圖2為圖1中央稍偏左處虛線框內(nèi)的數(shù)控平旋盤部分的局部放大圖；
[0046]圖3為以圖1為主視圖的對(duì)應(yīng)的右視圖；
[0047]圖4為以圖1為主視圖的對(duì)應(yīng)的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0048]附圖標(biāo)記含義說(shuō)明如下:
[0049]滑鞍1、方滑枕2、中空伺服力矩電機(jī)3、定位軸4、滾珠絲杠5、編碼器連接軸6、中空絕對(duì)位置編碼器7、向心推力球軸承8、絲母座9、鎖緊螺母10、壓板11、脹緊套12、端蓋13、絲母14、壓蓋15、電機(jī)定子16、電機(jī)轉(zhuǎn)子17、編碼器連接壓蓋18、壓片19、車刀20、脹緊套壓蓋21、主軸箱22、帶配水器配油器的導(dǎo)電滑環(huán)23、變頻主電機(jī)24、行星減速機(jī)25、Z軸絲杠26、Z軸滑板27、Z軸伺服電機(jī)減速機(jī)28、Z軸伺服電機(jī)29、工作臺(tái)30、床身31、滑動(dòng)鑲鋼導(dǎo)軌32。
[0050]實(shí)施例1
[0051]一種數(shù)控平旋盤，其安裝固定在滑鞍I中，滑鞍I又直接與機(jī)床的主軸前端連接，主軸通過(guò)端面連接帶動(dòng)滑鞍I旋轉(zhuǎn)；所述數(shù)控平旋盤構(gòu)成如下:方滑枕2、中空伺服力矩電機(jī)3、定位軸4、滾珠絲杠5、編碼器連接軸6、中空絕對(duì)位置編碼器7、向心推力球軸承8、絲母座9、鎖緊螺母10、壓板11、脹緊套12、端蓋13、絲母14、壓蓋15、電機(jī)定子16、電機(jī)轉(zhuǎn)子17、編碼器連接壓蓋18 ;其中:
[0052]滾珠絲杠5兩端通過(guò)連接結(jié)構(gòu)與方滑枕2兩端固定連接為一體；
[0053]滾珠絲杠5的絲母14固連在定位軸4上,定位軸4通過(guò)一對(duì)背對(duì)背安裝的向心推力球軸承8 (其為角接觸球軸承)與絲母座9的下部進(jìn)行相互分隔并構(gòu)成配合關(guān)系，定位軸4與絲母座9分別與向心推力球軸承8的內(nèi)圈和外圈構(gòu)成配合接觸；
[0054]定位軸4的內(nèi)壁與絲母14配合連接并固定為一個(gè)整體；在布置有向心推力球軸承8處外部的絲母座9與絲母14之間還設(shè)置有封堵連接用的壓蓋15 ；
[0055]電機(jī)定子16、電機(jī)轉(zhuǎn)子17共同構(gòu)成中空伺服力矩電機(jī)3的主要構(gòu)成部分；電機(jī)定子16、電機(jī)轉(zhuǎn)子17都布置安裝在絲母座9內(nèi)腔中；電機(jī)定子16布置在絲母座9上部的內(nèi)腔中且二者相互固定連接為一個(gè)整體；電機(jī)轉(zhuǎn)子17布置在電機(jī)定子16內(nèi)腔中且二者之間為間隙配合；電機(jī)轉(zhuǎn)子17與套裝在滾珠絲杠5上的編碼器連接軸6相互固定連接為一個(gè)整體，中空絕對(duì)位置編碼器7固定在絲母座9的上部近端處，中空絕對(duì)位置編碼器7內(nèi)壁與編碼器連接軸6上部的外壁之間為構(gòu)成間隙配合；
[0056]中空伺服力矩電機(jī)3和安裝在編碼器連接軸6上的中空絕對(duì)位置編碼器7的線路通過(guò)安裝在主軸尾端上的導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)換引出，從而解決了平旋盤中中空交流伺服力矩電機(jī)3的供電問(wèn)題。
[0057]所述數(shù)控平旋盤中還設(shè)置有下述結(jié)構(gòu):壓蓋15、編碼器連接壓蓋18、壓片19 ;具體地滿足下述要求:
[0058]在布置有向心推力球軸承8處外部的絲母座9與絲母14之間還設(shè)置有封堵連接用的壓蓋15;
[0059]中空絕對(duì)位置編碼器7內(nèi)壁與編碼器連接軸6 二者配合連接間隙的上方端部處還設(shè)置有編碼器連接壓蓋18，編碼器連接壓蓋18與中空絕對(duì)位置編碼器7固定連接；
[0060]壓片19為套裝在絲母14外部的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其下端面與絲母14下部構(gòu)成端面接觸；其上端面內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部分別與定位軸4下端以及最下部的那一個(gè)向心推力球軸承8的內(nèi)圈下端部這二者同時(shí)構(gòu)成端面接觸。
[0061]將滾珠絲杠5兩端與方滑枕2兩端固定連接為一體的連接結(jié)構(gòu)具體是鎖緊螺母10、端蓋13的組合或者脹緊套12和脹緊套壓蓋21的組合；其中:
[0062]鎖緊螺母10、端蓋13的組合布置在滾珠絲杠5下端部，端蓋13套裝在滾珠絲杠5下端近端處的軸段上，端蓋13與方滑枕2的下部固定連接為一個(gè)整體；鎖緊螺母10套裝在滾珠絲杠5下部的端蓋13下方處；
[0063]脹緊套12和脹緊套壓蓋21的組合布置在滾珠絲杠5上端部，脹緊套壓蓋21布置在方滑枕2上部安裝滾珠絲杠5的孔外端近端處的孔段處，脹緊套12布置在脹緊套壓蓋21下方且其套裝在滾珠絲杠5上端部上。
[0064]本實(shí)施例還有其他需要說(shuō)明的內(nèi)容簡(jiǎn)要羅列如下:
[0065]向心推力球軸承8具體為60度接觸角的推力角接觸球軸承，其作用是為用于輔助固定絲母14。
[0066]本實(shí)施例所述數(shù)控平旋盤采用中空伺服力矩電機(jī)3旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠5的絲母14旋轉(zhuǎn)，絲母14帶動(dòng)滾珠絲杠5做直線運(yùn)動(dòng)，滾珠絲杠5兩端均與方滑枕2相連，方滑枕2與滾珠絲杠5做同步直線運(yùn)動(dòng)，安裝在方滑枕2上的車削刀具(例如車刀20)對(duì)工件進(jìn)行徑向切削。中空伺服力矩電機(jī)3加工時(shí)是與主軸旋轉(zhuǎn)同步進(jìn)行的，軸向進(jìn)給由Z軸伺服電機(jī)29驅(qū)動(dòng)Z軸絲杠26帶動(dòng)主軸箱22移動(dòng)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例使用轉(zhuǎn)矩電機(jī)簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使平旋盤具有體積小、重量輕、部件少，高動(dòng)態(tài)性能和高精度，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳動(dòng)鏈最短，半閉環(huán)或閉環(huán)控制既得到很好的精度，又簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而減小了制造難度，降低了制造成本。
[0067]為了解決轉(zhuǎn)盤中的中空伺服力矩電機(jī)3 (交流電機(jī))的控制問(wèn)題，本實(shí)施例所述技術(shù)方案中采用導(dǎo)電滑環(huán)作為轉(zhuǎn)換線路，解決了電機(jī)殼體旋轉(zhuǎn)造成中空伺服力矩電機(jī)3的控制線路接線難的問(wèn)題。由于電機(jī)殼體隨主運(yùn)動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以避免中空伺服力矩電機(jī)3的電線所帶來(lái)的不便。另外，中空伺服力矩電機(jī)3體積小、重量輕，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊。中空絕對(duì)位置編碼器7的密封防振性能良好，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)使用的電機(jī)在使用上的不足。綜合上述因素，所以選用中空伺服力矩電機(jī)3和中空絕對(duì)位置編碼器7，半閉環(huán)或閉環(huán)控制既能得到很好的精度，又能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0068]中空伺服力矩電機(jī)3能夠順利實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能和高精度，其特點(diǎn)說(shuō)明:
[0069]在機(jī)床工業(yè)以及其它領(lǐng)域，對(duì)高精度和高轉(zhuǎn)矩的需求一直是一個(gè)永恒的話題。以西門子直線電機(jī)為例，其直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)很好地解決了這兩個(gè)相互矛盾的目標(biāo)。這種以同步電機(jī)方式運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩電機(jī)適合用于旋轉(zhuǎn)軸和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以及動(dòng)態(tài)刀庫(kù)和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的車床主軸。轉(zhuǎn)矩電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子(永久磁鐵)組成,并籍其高精度和高動(dòng)態(tài)性能而出類拔萃。具體說(shuō)明如下:
[0070]1.部件減少，性能提高使用轉(zhuǎn)矩電機(jī)后，就不再需要聯(lián)軸器或齒輪等機(jī)械傳動(dòng)部件。因此所需安裝空間顯著減少。另外，部件的減少降低了連接數(shù)量和維護(hù)成本以及備件庫(kù)存。進(jìn)而降低了機(jī)器停工時(shí)間，提高了利用率。
[0071]2.精密加工轉(zhuǎn)矩電機(jī)從原理上排除了機(jī)械傳動(dòng)誤差。因?yàn)檗D(zhuǎn)矩電機(jī)直接集成在機(jī)器結(jié)構(gòu)中，從而避免了不必要的彈性變形和傳動(dòng)問(wèn)題。其優(yōu)點(diǎn)一目了然:能實(shí)現(xiàn)更高的精度。
[0072]3.降低輔助工藝時(shí)間由于在轉(zhuǎn)矩電機(jī)中沒有采用機(jī)械傳動(dòng)部件，減少了磨擦，使得輔助工藝時(shí)間顯著降低，有利于實(shí)現(xiàn)更高的動(dòng)態(tài)性能。
[0073]4.無(wú)間隙由于轉(zhuǎn)矩電機(jī)不需要采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此也就不再存在眾所周知的間隙問(wèn)題。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)性精度也得到顯著改善。
[0074]5.帶有冷卻套的轉(zhuǎn)矩電機(jī)對(duì)于小軸徑轉(zhuǎn)矩電機(jī)，西門子直線電機(jī)系統(tǒng)公司采用了一種高效而經(jīng)濟(jì)的冷卻系統(tǒng):水冷外部冷卻套，可保證電機(jī)溫度穩(wěn)定地被保持在規(guī)定范圍內(nèi)。
[0075]6.簡(jiǎn)便集成由于轉(zhuǎn)矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子已經(jīng)預(yù)裝配，且接線也是標(biāo)準(zhǔn)化的，所以西門子轉(zhuǎn)矩電機(jī)可以很容易地與現(xiàn)有機(jī)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行集成。
[0076]7.大轉(zhuǎn)矩西門子轉(zhuǎn)矩電機(jī)的最大輸出為7430Nm。
[0077]本實(shí)施例對(duì)應(yīng)圖1-4補(bǔ)充說(shuō)明如下內(nèi)容:方滑枕2又稱U形滑板，其行程可達(dá)170mm,最大可加工工件長(zhǎng)度為2100mm,可加工最短工件長(zhǎng)度1050mm,可加工最小內(nèi)徑為Φ 580mm,可加工最大內(nèi)徑為Φ 1250mm,伺服滑臺(tái)的Z向行程為2800mm;
[0078]滾珠絲杠5具體為滾珠絲杠R40-5B2-FSW-0.008 ;中空絕對(duì)位置編碼器7具體為海德漢絕對(duì)位置編碼器RCN727F;中控伺服力矩電機(jī)3具體為力士樂中控伺服電機(jī)MST160A0050。
[0079]動(dòng)作說(shuō)明:力士樂中空伺服電機(jī)(MST160A0050)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)絲杠的絲母旋轉(zhuǎn)，絲母帶動(dòng)絲杠做直線運(yùn)動(dòng)，絲杠兩端與方滑枕相連，方滑枕與絲杠做同步直線運(yùn)動(dòng)，安裝在方滑枕上的車削刀具對(duì)工件進(jìn)行徑向切削。中空伺服電機(jī)加工時(shí)進(jìn)給速度只需達(dá)到1.5轉(zhuǎn)/分左右即可，退刀速度轉(zhuǎn)速要求正常。以上動(dòng)作是與主軸旋轉(zhuǎn)同步進(jìn)行的，軸向進(jìn)給由Z軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠帶動(dòng)主軸箱移動(dòng)實(shí)現(xiàn)。主軸旋轉(zhuǎn)通過(guò)變頻電機(jī)帶減速機(jī)傳動(dòng)皮帶傳遞實(shí)現(xiàn)的。
[0080]本實(shí)施例所述數(shù)控平旋盤的加工范圍:加工H355、H400、H450、H500、H560、H630、H710-2P電機(jī)座內(nèi)孔及兩平面。夾具:可根據(jù)不同零件更換液壓夾緊壓板，滿足不同大小零件的液壓自動(dòng)夾緊、松開，中心高可根據(jù)不同中心高更換墊塊。主電機(jī):為變頻主電機(jī)。(注:考慮用正、反裝雙刀一次加工內(nèi)孔及端面。)
[0081]本實(shí)施例提出了一種新的數(shù)控平旋盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)方案，其創(chuàng)造性的采用導(dǎo)電滑環(huán)作為轉(zhuǎn)換線路，解決了電機(jī)殼體旋轉(zhuǎn)造成中空伺服力矩電機(jī)3的控制線路接線難的問(wèn)題。其具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、密封防振性能良好、可以方便地實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)或閉環(huán)控制，其可實(shí)現(xiàn)很好的精度，技術(shù)效果優(yōu)良。本實(shí)施例具有可預(yù)期的較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控平旋盤，其安裝固定在滑鞍(I)中，滑鞍(I)又直接與機(jī)床的主軸前端連接，主軸通過(guò)端面連接帶動(dòng)滑鞍(I)旋轉(zhuǎn)，其特征在于:所述數(shù)控平旋盤構(gòu)成如下:方滑枕(2)、中空伺服力矩電機(jī)(3)、定位軸(4)、滾珠絲杠(5)、編碼器連接軸(6)、中空絕對(duì)位置編碼器⑵、向心推力球軸承(8)、絲母座(9)、絲母(14)、電機(jī)定子(16)、電機(jī)轉(zhuǎn)子(17);其中: 滾珠絲杠(5)兩端通過(guò)連接結(jié)構(gòu)與方滑枕(2)兩端固定連接為一體；定位軸(4)的內(nèi)壁與絲母(14)配合連接并固定為一個(gè)整體； 滾珠絲杠(5)的絲母(14)固連在定位軸(4)上，定位軸(4)通過(guò)一對(duì)背對(duì)背安裝的向心推力球軸承(8)與絲母座(9)的下部進(jìn)行相互分隔并構(gòu)成配合關(guān)系，定位軸(4)與絲母座(9)分別與向心推力球軸承(8)的內(nèi)圈和外圈構(gòu)成配合接觸； 電機(jī)定子(16)、電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)都布置安裝在絲母座(9)內(nèi)腔中；電機(jī)定子(16)布置在絲母座(9)上部的內(nèi)腔中且二者相互固定連接為一個(gè)整體；電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)布置在電機(jī)定子(16)內(nèi)腔中且二者之間為間隙配合；電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)與套裝在滾珠絲杠(5)上的編碼器連接軸(6)相互固定連接為一個(gè)整體，中空絕對(duì)位置編碼器(7)固定在絲母座(9)的上部近端處，中空絕對(duì)位置編碼器(7)內(nèi)壁與編碼器連接軸(6)上部的外壁之間為構(gòu)成間隙配合； 中空伺服力矩電機(jī)(3)和安裝在編碼器連接軸(6)上的中空絕對(duì)位置編碼器(7)的線路通過(guò)安裝在主軸尾端上的導(dǎo)電滑環(huán)轉(zhuǎn)換引出。
2.按照權(quán)利要求1所述數(shù)控平旋盤，其特征在于:所述數(shù)控平旋盤中還設(shè)置有下述結(jié)構(gòu):壓蓋(15)、編碼器連接壓蓋(18)、壓片(19);具體地滿足下述要求:在布置有向心推力球軸承(8)處外部的絲母座(9)與絲母(14)之間還設(shè)置有封堵連接用的壓蓋(15);中空絕對(duì)位置編碼器(7)內(nèi)壁與編碼器連接軸(6) 二者配合連接間隙的上方端部處還設(shè)置有編碼器連接壓蓋(18)，編碼器連接壓蓋(18)與中空絕對(duì)位置編碼器(7)固定連接；壓片(19)為套裝在絲母(14)外部的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其下端面與絲母(14)下部構(gòu)成端面接觸，其上端面內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部分別與定位軸(4)下端以及最下部的那一個(gè)向心推力球軸承(8)的內(nèi)圈下端部這二者同時(shí)構(gòu)成端面接觸。
3.按照權(quán)利要求所述數(shù)控平旋盤，其特征在于:將滾珠絲杠(5)兩端與方滑枕(2)兩端固定連接為一體的連接結(jié)構(gòu)具體是鎖緊螺母(10)、端蓋(13)的組合或者脹緊套(12)和脹緊套壓蓋(21)的組合；其中: 鎖緊螺母(10)、端蓋(13)的組合布置在滾珠絲杠(5)下端部，端蓋(13)套裝在滾珠絲杠(5)下端近端處的軸段上，端蓋(13)與方滑枕(2)的下部固定連接為一個(gè)整體；鎖緊螺母(10)套裝在滾珠絲杠(5)下部的端蓋(13)下方處； 脹緊套(12)和脹緊套壓蓋(21)的組合布置在滾珠絲杠(5)上端部，脹緊套壓蓋(21)布置在方滑枕(2)上部安裝滾珠絲杠(5)的孔外端近端處的孔段處，脹緊套(12)布置在脹緊套壓蓋(21)下方且其套裝在滾珠絲杠(5)上端部上。
【文檔編號(hào)】B23Q5/22GK104325341SQ201410539612
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】楊偉良, 唐若軍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)盛京精益數(shù)控機(jī)械有限公司