力矩電機直驅式雙擺頭的製作方法
2023-10-11 16:45:29 2
力矩電機直驅式雙擺頭的製作方法
【專利摘要】本發明涉及數控工具機擺頭，尤其是一種力矩電機直驅式雙擺頭，包括萬向支架、高速主軸、主軸支架、力矩電機、安裝法蘭和油氣耦合器；萬向支架包括一安裝槽和一連接柱，安裝槽包括兩個對立面，力矩電機分別固定於兩個對立面的內部和連接柱的柱面上；高速主軸與連接柱同心地設於安裝槽中，高速主軸沿其徑向被主軸支架貫穿，高速主軸與主軸支架相互固定，主軸支架的兩端分別與兩個對立面內的力矩電機固接；安裝法蘭的內表面套設於連接柱上並與力矩電機的外殼固接；油氣耦合器設置於安裝法蘭的頂面。本發明的有益效果在於：有效提高了加工精度，且簡化了擺頭結構，使擺頭運轉更加靈活，對於運動方向改變的輪廓加工精度有顯著的提高。
【專利說明】力矩電機直驅式雙擺頭
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及數控工具機擺頭，尤其涉及一種力矩電機直驅式雙擺頭。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經濟、國防科技的快速發展，航空航天領域在廣泛運用新材料的背景下，要求製造技術與工藝手段不斷提高，具有高速、多軸聯動、工序複合化等特點的高檔數控工具機需求量越來越大。
[0003]為了適應市場的需求及加工需要，國內多家企業從國外進口五軸聯動數控工具機，引進國外先進技術，自主研發五軸擺頭。但由於研發時間較短，五軸擺頭在國內的使用和研發還處在較低的水準。國內大部分五軸擺頭採用的是伺服電機帶動齒輪傳動來完成五軸加工，其加工精度較三軸、四軸工具機有了很大的提升，但由於傳統五軸擺頭依靠伺服電機帶動齒輪轉動，其機械誤差對加工精度的影響較大，再加上擺頭的齒輪傳動，使得擺頭結構複雜，零件之間的幹涉也同樣對精度會有影響。由於以上原因，五軸聯動工具機對零件的加工精度提高有限，達不到五軸加工應有的水平。
【發明內容】
[0004]本發明所解決的技術問題在於克服五軸聯動工具機對零件的加工達不到五軸加工應有水平的問題，提供一種力矩電機直驅式雙擺頭。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為:一種力矩電機直驅式雙擺頭，包括萬向支架、高速主軸、主軸支架、力矩電機、安裝法蘭和油氣耦合器；所述萬向支架包括一安裝槽和一連接柱，所述安裝槽包括兩個對立面，所述力矩電機分別固定於兩個所述對立面的內部和所述連接柱的柱面上；所述高速主軸與連接柱同心地設於安裝槽中，高速主軸沿其徑向被所述主軸支架貫穿，高速主軸與主軸支架相互固定，主軸支架的兩端分別與兩個對立面內的力矩電機固接；所述安裝法蘭的內表面套設於連接柱上並與力矩電機的外殼固接；所述油氣耦合器設置於安裝法蘭的頂面。
[0006]本發明的有益效果在於:利用內置式力矩電機直驅擺頭，有效提高了加工精度，且簡化了擺頭結構，使擺頭運轉更加靈活，力矩電機對於運動方向改變的輪廓加工精度有顯著的提高；且與市場現有的五軸擺頭相比，體積小，運轉靈活，可靠性更高，在有效完成加工要求的前提下，能夠最大程度的提高加工的效率，具有很廣闊的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明實施例的力矩電機直驅式雙擺頭的結構示意圖。
[0008]標號說明:
[0009]1、高速主軸；2、第一力矩電機；3、第一軸承；4、主軸支架；5、第一剎車系統；6、萬向支架；7、安裝法蘭；8、第二軸承；9、第二力矩電機；10、第二剎車系統；11、油氣耦合器。
【具體實施方式】
[0010]為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
[0011]本發明最關鍵的構思在於:利用內置式力矩電機直驅擺頭，有效提高了加工精度，且簡化了擺頭結構，使擺頭運轉更加靈活，力矩電機對於運動方向改變的輪廓加工精度有顯著的提高。
[0012]請參閱圖1，本【具體實施方式】採用以下技術方案:一種力矩電機直驅式雙擺頭，包括萬向支架6、高速主軸1、主軸支架4、力矩電機、安裝法蘭7和油氣耦合器11。
[0013]所述萬向支架6包括一安裝槽和一連接柱，所述安裝槽包括兩個對立面，所述力矩電機分別固定於兩個所述對立面的內部和所述連接柱的柱面上。
[0014]所述高速主軸I與連接柱同心地設於安裝槽中，高速主軸I沿其徑向被所述主軸支架4貫穿，高速主軸I與主軸支架4相互固定，主軸支架4的兩端分別與兩個對立面內的力矩電機固接。
[0015]所述安裝法蘭7的內表面套設於連接柱上並與力矩電機的外殼固接。
[0016]所述油氣耦合器11設置於安裝法蘭7的頂面。
[0017]從上述描述可知，本發明的有益效果在於:利用內置式力矩電機直驅擺頭，有效提高了加工精度，且簡化了擺頭結構，使擺頭運轉更加靈活，力矩電機對於運動方向改變的輪廓加工精度有顯著的提高；且與市場現有的五軸擺頭相比，體積小，運轉靈活，可靠性更高，在有效完成加工要求的前提下，能夠最大程度的提高加工的效率，具有很廣闊的應用前景。
[0018]進一步地，還包括剎車系統和軸承，所述剎車系統和軸承分別設於所述力矩電機兩端。
[0019]從上述描述可知，剎車系統用於制動力矩電機，軸承用於減小傳動過程中的載荷摩擦係數。
[0020]請參照圖1，本發明的實施例1為:一種力矩電機直驅式雙擺頭，包括萬向支架6、高速主軸1、主軸支架4、安裝法蘭7和油氣耦合器11，以及第一力矩電機2、第二力矩電機
9、第一軸承3、第二軸承8、第一剎車系統5、第二剎車系統10。
[0021]所述萬向支架6包括一安裝槽和一連接柱，安裝槽包括兩個對立面。第一力矩電機2固定於兩個所述對立面的內部，第一力矩電機2的兩端分別設有第一軸承3和第一剎車系統5 ;第二力矩電機9安裝於連接柱的柱面上，第二電機9的兩端分別設有第二軸承8和第二剎車系統10。第一力矩電機2用於直接驅動主軸支架4沿圖1中所示的A軸旋轉，第二力矩電機9通過安裝法蘭7驅動萬向支架6沿圖1中所示的C軸旋轉。
[0022]所述高速主軸I與連接柱同心地設於安裝槽中，高速主軸I沿其徑向被所述主軸支架4貫穿，高速主軸I與主軸支架4相互固定，主軸支架4的兩端分別與兩個對立面內的第一力矩電機2固接。
[0023]所述安裝法蘭7的內表面套設於連接柱上並與第二力矩電機9的外殼固接。
[0024]所述油氣耦合器11設置於安裝法蘭的頂面。
[0025]該實施例的原理為:利用內置式力矩電機直接驅動擺頭，將第二力矩電機9的動力通過安裝法蘭7直接驅動萬向支架6，同時可利用第一力矩電機2直接驅動主軸支架4，實現力矩電機對主軸頭的直接驅動；雙力矩電機直驅擺頭採用內置式力矩電機，大大節省了空間，通過直接驅動的方式，避免了中間過程產生的機械誤差，有效的提高了加工精度。
[0026]綜上所述，本發明提供的力矩電機直驅式雙擺頭與其他設備在結合使用中具有以下的5個優點。
[0027]1、降低機械運轉的噪聲，提高運轉平穩度:機械傳動鏈中機械噪聲不復存在，高速旋轉部件轉動不平衡帶來的噪聲大為降低。
[0028]2、提高控制精度及工具機的加工精度:減速機構的傳動間隙加大了傳動控制誤差，降低了系統的結構諧振頻率，採用轉速低、輸出力矩大的力矩電機後，系統增益可以進一步提高，控制對象的動態、靜態誤差都得到有效控制，從而顯著提高了運動方向改變時的輪廓精度，並且其重複精度也得到顯著改善。
[0029]3、簡化擺頭結構，提高其靈活性:普通電機一般要經過2?3級減速機減速才能達到低轉速大扭矩的要求，機構龐大笨重，而本方案採用轉速低、輸出力矩大的力矩電機的體積和重量通常不到同類型電機與減速機之和的一半，而且結構簡單零部件少，拆裝維修較為方便。
[0030]4、提高擺頭精度的同時也極大的降低了使用及維修成本:現有的齒輪傳動擺頭精度較差，而採用貼圓光柵的辦法提高精度卻需要花費高昂的代價，由於加工環境的原因，圓光柵易受到汙染及損壞，並且其維修成本和難度也較高；本方案採用的力矩電機還可自帶編碼器直接反饋擺頭運轉情況，有效的提高了擺頭控制精度，極大的節省了使用及維修成本。
[0031]5、提高工具機擺頭運轉的可靠性:潤滑油不會洩漏，設備對安裝、調試、維護的要求也大為降低，而且由於高速轉動和振動導致的磨損、機件鬆動、變形、疲勞失效等故障大為降低。
[0032]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種力矩電機直驅式雙擺頭，其特徵在於，包括萬向支架、高速主軸、主軸支架、力矩電機、安裝法蘭和油氣耦合器； 所述萬向支架包括一安裝槽和一連接柱，所述安裝槽包括兩個對立面，所述力矩電機分別固定於兩個所述對立面的內部和所述連接柱的柱面上； 所述高速主軸與連接柱同心地設於安裝槽中，高速主軸沿其徑向被所述主軸支架貫穿，高速主軸與主軸支架相互固定，主軸支架的兩端分別與兩個對立面內的力矩電機固接； 所述安裝法蘭的內表面套設於連接柱上並與力矩電機的外殼固接； 所述油氣耦合器設置於安裝法蘭的頂面。
2.根據權利要求1所述的力矩電機直驅式雙擺頭，其特徵在於，還包括剎車系統和軸承，所述剎車系統和軸承分別設於所述力矩電機兩端。
【文檔編號】B23Q5/10GK104191299SQ201410424228
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】劉華, 吳靚, 戴琳, 陶志鵬, 張軍, 鄭德新, 阮子宏 申請人:江西佳時特數控技術有限公司