一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯的製作方法

2023-06-16 06:04:51

本發明屬於工具機附件領域，特別涉及一種傾斜軸雙電機驅動的搖籃對稱式雙軸數控迴轉工作檯。

背景技術：

隨著科學技術的發展，採用直驅電機控制的迴轉功能部件已成為五軸數控工具機發展的趨勢，數控迴轉工作檯採用直驅電機直接控制具有體積小、精度高、速度快、無機械磨損、無間隙、受力狀態優良等優勢。現有的雙軸直驅數控迴轉工作檯結構多是由一個直驅電機驅動第四軸上的擺臂旋轉，第五軸旋轉軸則安裝於擺臂上，要求第四軸必須具有很好的機械剛性、輸出力矩和響應特性。但是受直驅轉臺自身性能的影響，目前的雙軸直驅數控迴轉工作檯第四軸很難達到較好的輸出特性，在一定程度上限制了數控迴轉工作檯性能的提高。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、體積小、精度高、機械剛性好、輸出扭矩大、響應特性好的雙軸直驅數控迴轉工作檯。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯，由左傾斜軸組件、右傾斜軸組件、旋轉軸組件以及底板組成，左傾斜軸組件和右傾斜軸組件對稱安裝於底板的左右兩側；左傾斜軸組件包含左芯軸和左驅動電機，右傾斜軸組件包含右芯軸和右驅動電機，所述左芯軸和右芯軸處於同軸心，並且由同一驅動指令控制分別在左驅動電機和右驅動電機的帶動下進行同步旋轉；旋轉軸組件由旋轉工作檯和驅動旋轉工作檯旋轉的驅動電機組成，並通過其左右兩側的左擺臂和右擺臂分別與左芯軸和右芯軸相聯接，可隨左芯軸和右芯軸一起往復擺動。

上述一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯，所述左傾斜軸組件還包括左基座、左軸承、左軸承座、左定位鉗夾以及左側密封防護裝置；所述左驅動電機為直驅電機，由左電機轉子和左電機定子組成，左電機定子固定於左軸承座內，左電機轉子安裝在左芯軸上；左芯軸通過左軸承支承於左軸承座內；左軸承座安裝於左基座上，二者之間設置有冷卻循環通道；左定位鉗夾安裝於左軸承座上，其內圈與左芯軸的外圈相配合；左側密封防護裝置設置於左芯軸的前後兩端。

上述一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯，所述左芯軸上還設置有安全剎車裝置。

上述一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯，所述右傾斜軸組件還包括右基座、右軸承、右軸承座、編碼器以及右側密封防護裝置；所述右驅動電機為直驅電機，由右電機轉子和右電機定子組成，右電機定子固定於右軸承座內，右電機轉子安裝在右芯軸上；右芯軸通過右軸承支承於右軸承座內；右軸承座安裝於右基座上，二者之間設置有冷卻循環通道；編碼器安裝於右芯軸的尾部；右側密封防護裝置設置於右芯軸的前後兩端。

上述一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯，所述旋轉軸組件還包括旋轉芯軸、軸承、軸承座、旋轉定位鉗夾、水套、橋板以及旋轉密封防護裝置；所述驅動電機為直驅電機，由電機定子和電機轉子組成，電機定子套裝在軸承座內，軸承座安裝在水套內，並與水套一同安裝在橋板上，軸承座與水套之間設置有冷卻循環通道，橋板兩端分別與左擺臂和右擺臂聯接；電機轉子安裝在旋轉芯軸上，旋轉芯軸通過軸承支承在軸承座內；旋轉定位鉗夾安裝於軸承座上，其內圈與旋轉芯軸的外圈相配合；旋轉芯軸的上下兩端還設置有旋轉密封防護裝置；旋轉工作檯安裝於旋轉芯軸的輸出端。

上述一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯，所述左傾斜軸組件和右傾斜軸組件內均設置有冷卻循環裝置。

上述一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯，所述左側密封防護裝置、右側密封防護裝置以及旋轉密封防護裝置均由機械密封裝置和氣體正壓密封兩部分組成。

與現有技術相比，本發明的有益效果在於：本發明第四軸傾斜軸採用兩個直驅電機並聯驅動的形式，扭矩輸出能力和承載能力大大增強，能夠獲得更好的響應特性；並且採用採用搖籃對稱式結構布置，結構剛性強，可大大減小受力變形帶來的影響。第五軸旋轉軸採用直驅電機控制，運行平穩、精度高；並且傾斜軸直驅電機和旋轉軸直驅電機還能實現互換使用，靈活性強。同時傾斜軸和旋轉軸的直驅電機均具有冷卻循環裝置，能夠大大降低熱變形帶來的不利影響，保證電機性能。另外，機械密封和正壓密封的雙重防護，防護能力強，可有效減小摩擦損耗和發熱。

附圖說明

圖1是本發明整體結構示意圖。

圖2是本發明左傾斜軸組件結構示意圖。

圖3是本發明右傾斜軸組件結構示意圖。

圖4是本發明旋轉軸組件結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

如圖1所示，本發明的一種傾斜軸雙電機驅動的雙軸數控迴轉工作檯，由左傾斜軸組件100、右傾斜軸組件200、旋轉軸組件300以及底板400組成。左傾斜軸組件100和右傾斜軸組件200對稱安裝於底板400的左右兩側，旋轉軸組件300裝架於左傾斜軸組件100和右傾斜軸組件200之間。

如圖2所示，左傾斜軸組件100由左基座101、左芯軸102、左電機轉子103、左電機定子104、左軸承105、左軸承座106、左定位鉗夾107、安全剎車裝置108、前防護殼109、前防護罩110以及後防護蓋111組成。左電機轉子103和左電機定子104組成左傾斜軸組件100的直驅電機，其中左電機定子104固定於左軸承座106內，左軸承座106安裝於基座101上；左電機轉子104安裝於左芯軸102上，左芯軸102通過左軸承105支承於左軸承座106內。左定位鉗夾107安裝在左軸承座106上，其內圈對左芯軸102起著定位抱緊的作用，可實現左芯軸102的精確定位。同時，為防止突然斷電等意外情況發生，左芯軸102的尾部設置有安全剎車裝置108，可實現斷電保護功能。前防護殼109固定安裝在左軸承座106上，為不動體；前防護罩110安裝在左芯軸102的最外端，為旋轉體；前防護殼109與前防護罩110之間設置有環形機械密封通道，可以抵擋外界雜物進入，同時在環形機械密封通道內通入壓縮氣體形成正壓密封，通過氣體外溢阻礙外界雜物進入，兩種密封共同作用實現雙重防護。左芯軸102後端的後防護蓋111安裝在左基座101上，可起到密封防水功能。為降低,熱變形帶來的不利影響，在左軸承座106與左基座101之間設置有冷卻循環通路112，實現對直驅電機的冷卻循環。

如圖3所示，右傾斜軸組件200由右基座201、右芯軸202、右電機轉子203、右電機定子204、右軸承205、右軸承座206、編碼器207、前防護殼208、前防護罩209以及後防護蓋210組成。右電機轉子203和右電機定子204組成右傾斜軸組件200的直驅電機，其中右電機定子204固定於右軸承座206內，右軸承座206安裝於基座201上；右電機轉子204安裝於右芯軸202上，右芯軸202通過右軸承205支承於右軸承座206內。編碼器207安裝在右芯軸202上，能夠及時讀取右芯軸202的旋轉角度位置。前防護殼208固定安裝在右軸承座206上，為不動體；前防護罩209安裝在右芯軸202的最外端，為旋轉體；前防護殼208與前防護罩209之間設置有環形機械密封通道，可以抵擋外界雜物進入，同時在環形機械密封通道內通入壓縮氣體形成正壓密封，通過氣體外溢阻礙外界雜物進入，兩種密封共同作用實現雙重防護。右芯軸202後端的後防護蓋210安裝在右基座201上，可起到密封防水功能。為降低,熱變形帶來的不利影響，在右軸承座206與右基座201之間設置有冷卻循環通路211，實現對直驅電機的冷卻循環。

如圖4所示，旋轉軸組件300由旋轉工作檯301、旋轉芯軸302、電機定子303、電機轉子304、軸承305、軸承座306、水套307、橋板308、旋轉定位鉗夾309、上防護殼310、上防護罩311、外防護殼312、下防護罩313以及下端蓋314組成。電機定子303和電機轉子304組成旋轉軸組件300的直驅電機，其中電機定子303套裝在軸承座306內，軸承座306安裝在水套307內，並與水套307一同安裝在橋板308上，軸承座306與水套307之間設置有冷卻循環通道317，橋板308兩端分別與左擺臂315和右擺臂316聯接；電機轉子304安裝在旋轉芯軸302上，旋轉芯軸302通過軸承305支承於軸承座306內。旋轉定位鉗夾309安裝在軸承座306上，內圈對旋轉芯軸302起著定位抱緊作用。上防護殼310固定安裝在電機定子303上，為不動體；上防護罩311安裝在旋轉芯軸302的最外端，為旋轉體；上防護殼310與上防護罩311之間設置有環形機械密封通道，可以抵擋外界雜物進入，同時在環形機械密封通道內通入壓縮氣體形成正壓密封，通過氣體外溢阻礙外界雜物進入，兩種密封共同作用實現雙重防護。下端蓋314安轉在水套307的下端，可起到密封防水功能。同時，為了起到更好的防護效果和美觀效果，橋板308的上方安裝有外防護殼312，下方安裝有下防護罩313。旋轉工作檯301安裝於旋轉芯軸302的輸出端，可隨旋轉芯軸302一起高速旋轉。

結合圖1、圖2、圖3和圖4所示，左芯軸102和右芯軸202同軸心安裝，並且由同一驅動指令控制分別在左右兩個直驅電機的帶動下進行同步旋轉；旋轉軸組件300則分別通過左擺臂315和右擺臂316聯接於左芯軸102和右芯軸202上，並在左芯軸102和右芯軸202的共同作用下進行往復擺動，從而實現雙直驅電機並聯驅動旋轉，大大增強整體結構剛性。

儘管上文對本發明進行了詳細說明，但是本發明不限於此，本領域技術人員可以根據本發明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發明原理所作的修改，都應當理解為落入本發明的保護範圍。