[發明專利]雙驅動靜壓數控擺頭

有效

• 申請號: 201010102063.X
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101829907A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 陳耀龍;何仲赟;趙萬華;薛飛;位文明;盧秉恒
• 申請（專利權）人: 西安瑞特快速制造工程研究有限公司;西安交通大學
• 主分類號: B23Q1/25
• 分類號: B23Q1/25;B23Q5/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種機床用數控擺頭，具體涉及一種雙驅動靜壓數控擺頭。

背景技術

數控擺頭主要應用于立式或龍門式五軸聯動數控機床的刀具擺軸，擺動范圍一般在-90°～90°之間，通過擺頭的擺動來改變刀具的加工角度，以實現自由形面的加工。現有擺頭設計方案主要有單驅動和雙驅動兩種形式，單驅動采用減速機構聯接伺服電機和擺軸，而減速機構往往存在傳動間隙，從而降低了擺頭的精度，高精度單驅動擺頭通常采用精密蝸輪蝸桿傳動，而精密渦輪蝸桿造價不匪，而且其傳動加速度受到限制。雙驅動擺頭采用兩個直驅電機同步驅動主軸，從而消除了傳動間隙，同時可獲得較大的驅動轉矩和較好的動態性能。現有雙驅動擺頭主要采用滾子軸承組合支撐方式，其回轉精度較低，在高精度雙驅動擺頭中，有部分產品采用氣浮軸承，其回轉精度較高，但軸向和徑向剛度較低。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種能夠消除擺頭的背隙，提高擺頭的回轉定位精度和重復定位精度，同時使其具有較高的軸向剛度和徑向剛度的雙驅動靜壓數控擺頭。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：包括擺頭支撐件以及安裝在擺頭支撐件兩側的左、右軸承徑向支撐，在左、右軸承徑向支撐的軸向外側分別安裝左、右電機固定件，主軸固定件置于擺頭支撐件的內側，在主軸固定件內側安裝有電主軸，在主軸固定件的兩側分別安裝有左、右傳動軸構成剛性體結構，左、右傳動軸分別穿過擺頭支撐件及左、右軸承徑向支撐，左、右軸承徑向支撐與左、右傳動軸外圓之間分別設置軸承徑向靜壓油腔，右軸承徑向支撐的軸向外側安裝軸承軸向支撐板，在右軸承徑向支撐的兩端面與右傳動軸對應臺階面及軸承軸向支撐板的端面之間分別設置軸承軸向靜壓油腔，在左、右電機固定件的徑向內側分別安裝有左、右直驅電機，左、右直驅電機分別通過左、右電機轉接件連接在左、右傳動軸與主軸固定件構成的剛性體結構上，在右電機轉接件的軸向外側安裝旋轉編碼器。

本發明的左右直驅動電機在機械結構上并聯，而在電器連接上采用串級連接方法；左傳動軸的軸向末端設置電磁離合器；左、右傳動軸采用空心結構；左、右電機轉接件與左、右傳動軸之間分別通過左、右鍵或脹緊套緊固連接；擺頭支撐件與左、右傳動軸外圓之間分別設置有左、右傳動軸密封圈；擺頭支撐件的左右兩側分別安裝有左、右擺頭防護罩；軸承軸向支撐板與右電機固定件通過鎖緊螺母緊固；左軸承徑向支撐的軸向外側安裝有軸承密封環，左軸承徑向支撐與軸承密封環之間設置左密封圈，右軸承徑向支撐與軸承軸向支撐板之間設置右密封圈。

本發明雙驅動靜壓數控擺頭采用兩個直驅電機同步驅動，液體靜壓軸承支撐的方式，同時采用單側軸向支撐設計，提高了擺頭的精度和剛度，其定位精度設計值達3.5″，重復定位精度設計值達1″，分辨率設計值達0.5″，軸向和徑向跳動設計值不大于0.1μm，徑向剛度設計值高于800N/μm，軸向剛度設計值高于3000N/μm，該擺頭采用旋轉編碼器檢測反饋實現閉環控制，采用電磁離合器實現掉電保護功能。

附圖說明

圖1為本發明雙驅動靜壓數控擺頭的軸向剖視圖；

圖2為本發明圖1的A-A向剖視圖；

圖3為本發明雙驅動靜壓數控擺頭的左視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作進一步詳細說明。