[發明專利]用力矩電機直接驅動刀盤的動力刀塔

有效

• 申請號: 201310331653.3
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103464797A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王棟;郭翠娟;馮金龍;吳福海;畢云
• 申請（專利權）人: 大連光洋科技工程有限公司
• 主分類號: B23B29/32
• 分類號: B23B29/32;B23Q5/28
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 曲永祚;李洪福

技術領域

本發明所述的用力矩電機直接驅動刀盤的動力刀塔，涉及一種臥式車銑復合中心的刀塔。

背景技術

目前使用的傳統刀塔結構的刀盤轉動形式，主要是以普通的伺服電機帶動減速機轉動。傳統的刀塔結構復雜，組件需要的安裝空間大、刀塔的體積大，外形尺寸太長，多了減速機就多了一道傳動環節，傳動精度低，傳動間隙大等問題，而且成本高。而對于整體的機床整機設計而言，因為刀塔長度較長導致在整機結構設計時相應的Z向進給軸的行程要長一些，這樣相應與之有聯系的部件都會加長，例如機床的床體部分，外防護部分。床體部分對于機床整體來講是主要部件，床體尺寸的增加會直接增加成本。

對于機床的終端用戶來講，外形尺寸的增加會直接影響機床在廠房中的占地面積，對于機床的使用者則是，在滿足使用的前提下，占地面積當然是越小越好。

針對上述現有技術中所存在的問題，研究設計一種新型的用力矩電機直接驅動刀盤的動力刀塔，從而克服現有技術中所存在的問題是十分必要的。

發明內容

鑒于上述現有技術中所存在的問題，本發明的目的是研究設計一種新型的用力矩電機直接驅動刀盤的動力刀塔。用以解決現有技術中存在的：1、使用普通伺服電機帶減速機傳動的刀塔體積大、占用空間；2、多了減速機的傳動環節，傳動精度低，傳動間隙大；3、增加了設備成本及維護成本等問題。

本發明的技術解決方案是這樣實現的：

本發明所述的用力矩電機直接驅動刀盤的動力刀塔，是由刀盤、主軸電機、芯軸、導向銷、內齒盤、外齒盤、側齒盤、齒盤座及刀盤傳動內套所組成，刀盤傳動內套裝于芯軸的外部，齒盤座裝于刀盤傳動內套的前部，在齒盤座上依次裝有導向銷、側齒盤、外齒盤及內齒盤，芯軸的前端與電機主軸通過螺栓連接，刀盤分別通過螺栓與內齒盤及刀盤傳動內套相連接；其特征在于在刀盤傳動內套的后部裝有動力裝置及旋轉角度檢測裝置；箱體裝于動力裝置外部；芯軸的后部裝有芯軸固定支座，并通過鎖緊螺母固定，同時芯軸固定支座通過螺栓固定在箱體上。

本發明所述的動力裝置包括力矩電機定子及力矩電機轉子；所述的力矩電機轉子通過螺栓裝于刀盤轉動內套上，力矩電機定子裝在力矩電機轉子的外部，并通過螺釘與箱體相連接。

本發明所述的旋轉角度檢測裝置包括讀數頭安裝座、編碼器讀數頭、齒輪編碼器及編碼座；所述的編碼座通過螺栓裝于刀盤傳動內套的端部，齒輪編碼器裝于編碼座上；所述的讀數頭安裝座通過螺栓裝于力矩電機定子上，編碼器讀數頭裝于讀數頭安裝座上。

本發明的工作過程為：

在刀盤鎖緊狀態，側齒盤的左側油腔入油，則側齒盤以導向銷為導向向右端移動，此時側齒盤松開，內齒盤和外齒盤可以相對運動，刀盤可以轉動。

側齒盤松開后，力矩電機得電，力矩電機轉子開始帶動刀盤傳動內套旋轉，刀盤傳動內套帶動刀盤旋轉。經齒輪編碼器檢測，刀盤旋轉到位后，力矩電機斷電。

刀盤旋轉到位后，側齒盤右側油腔進油，側齒盤以導向銷為導向向左端移動，將內齒盤和外齒盤鎖緊，使其不能相對運動，則刀盤鎖緊。

當再換下一個刀位時，主軸需經過一步準停，停到換刀位置，使其能與刀座端的鍵相配，則可重復以上換刀動作，開始換刀。

本發明的優點是顯而易見的，主要表現在：

1、本發明使用了力矩電機代替了原有的普通伺服電機帶動減速機傳動方式，使刀塔的安裝長度大大縮短。例如，額定轉速3000r/min，額定扭矩2Nm，減速比1：70的伺服電機加減速機方案，如果用力矩電機方案替代的話，用力矩電機直接驅動刀盤的動力刀塔整體長度尺寸可減小近350mm，總長度減少了約1/3；

2、本發明使用了力矩電機代替了原有的普通伺服電機帶動減速機傳動方式，減少了原來用減速機的這個傳動環節，提高了在機械傳動上的精度。

3、本發明使用了力矩電機代替了原有的普通伺服電機帶動減速機傳動方式，減少了加工成本，降低了維護成本。

4、本發明在刀塔傳動內套上加裝了齒輪編碼器，能直接讀取刀盤轉動的角度，對刀盤的轉位動作進行閉環控制，提高了轉位的控制精度。

根據這些優點,我們在設計將原傳動模式（普通伺服電機帶減速機傳動）更改為力矩電機傳動，用力矩電機后，刀塔的安裝長度可以減小近350mm，大大縮短了長度尺寸，減少了原來用減速機的這個傳動環節，提高了在機械傳動上的精度。

本發明具有結構新穎、加工簡便、體積小、扭矩大、提高了精度、減少加工成本及降低了維護成本等優點，其大批量投入市場必將產生積極的社會效益和顯著的經濟效益。