CN101612705A - 一种方便调整轴体位姿的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方便调整轴体位姿的装置，在对机床进行调试或者维修的时候，需对其轴体进行定期更换，而在这个过程中则涉及到如何把握精准度的问题，因为重新更换的轴体和将被更换的旧机轴，其有不同的尺寸偏差。因此，在完成对轴体的更换之后，我们要对轴体的位置重新进行设置。我们要花大量的时间完成调试工作。为使调试工作相对简单，有必要在标准机体与待调试机体之间安装一个复式偏心轮，其中复式偏心轮有两个互相紧挨着的偏心套管，且可以来回旋转，使调试工作变得更加省时，更加精准。本发明装置有利于把握轴体的位置和方向，作出相应地调整。

Description

一种方便调整轴体位姿的装置

技术领域

本发明涉及一种方便调整轴体位姿的装置。

背景技术

在车床和/或铣床，加工中心以及类似设备中的轴体，或者机床中轴体驱动系统车床中的副轴，在调整或修理时这些轴体经常必须进行更换。更换时常常出现精度问题，因为新的轴体和需要被更换的轴体之间的尺寸公差不同，使得在更换后必须重新调节轴体中心线的位置和定向。为此调整机床中轴体的位置和定向，以便借助垫板，间隔滑块，套管和类似的材料对其参考机体或者参考面调节要安装的轴体组件。对此将间隔滑块和类似的材料打磨到事先测定的尺寸。调节这些已知的轴体中心线的位置和定向是非常花费时间的。调节时间至少要1天。尤其是附加的调节元件(板，套管，间隔滑块和类似材料)作为附加组件必须安装在机器结构中，并且这些组件可能会影响机床的动态性能，非常不利。

已知德国专利(DE 299 24 562 U1)，通过压电调节元件翻转和移动工作轴体，以便校正与规定位置和规定方向的偏差。这种结构非常耗费精力和时间，价格昂贵，并需要占据较大的空间。

另外已知德国专利(DE 699 02 214 T2)，通过旋转两个圆盘扇形体来修正套管中电动轴体的角度误差。但通过这种方法只能修正角度误差，而不能修正轴体中心线的位置误差。

使用这些已知的方法使得要连接的和这些位置中要调节的组件之间的机械加工面变差。对此必须在机床中预先规定安装区域，尤其必须保证易于接近这些机械加工面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方便调整轴体位姿的装置。

本发明一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：在标准轴体腔9与待调试的轴体1，10之间安装一个复式偏心轮2，3，其中偏心轮由两个互相紧挨着的偏心套管2，3组成，且可以来回旋转。

其中，该偏心套管2的外壁6与偏心套管3的内壁7配合构成球面副。

其中，该偏心套管2的外壁6呈轴向凸出，该偏心套管2的内壁7则呈凹进状态。

其中，该偏心套管3由两个互相紧挨着的辅助套管3a，3b组成，通过螺栓18完成对该偏心套管的轴向调整。

其中，该偏心套管3上的两个辅助套管3a，3b可以通过螺栓18固定在偏心套管2上。

其中，该轴体10可以进行偏摆调整。

其中，该轴体单元8中设有一个连接轴体10的轴套。

其中，该轴体单元8中设有一个标准轴体腔9。

其中，该偏心套管2，3安装在标准轴体腔9与一个对中护套13之间，其中，对中护套起到支撑轴体1，10的作用。

其中，该轴体1，10可以围绕滚动轴承11，12进行旋转。

其中，该滚动轴承11，12上的内环28位于偏心套管2，3和轴体1，10之间。

其中，该偏心套管2，3与滚动轴承11，12一起构成一个控制单元。

其中，该偏心套管2，3要以滚动轴承11，12的高度为依据。

其中，该偏心套管2，3为两组，对轴体1，10的安装方向进行定位和调节。

其中，该偏心套管2和偏心套管3的偏心率保持一致。

其中，该轴体1，10上至少得设置一个标准面26，27。

本发明一种方便调整轴体位姿的装置，可以借助复式偏心轮将轴体移动两个偏心套筒偏心率的距离。轴体的新中心可以围绕以标准轴体腔的中心、半径r＝e(偏心率)的圆圈。一个偏心套筒的偏心率可以用第二个偏心套筒重新进行平衡，以便能够调整安装在两个偏心套筒中的轴体，使得其中心线在任何时候都处于原来的中心。例如，当轴体的中心线由于制造公差而没有处于规定位置时，则可以借助复式偏心轮将轴体精确地调整其规定的位置。由此便能毫无问题地更换轴体组件。如果由于制造公差已更换的轴体的中心线没有在规定的位置，那么可以借助两个交错放置的偏心套筒毫无问题地将轴体中心线调节到规定位置。

如果轴体装有两个相互隔开的复式偏心轮，则不仅能简便地调节轴体的位置，也能调节其姿态。

本发明一种方便调整轴体位姿的装置，其优点及功效在于：本发明装置有利于把握轴体的位置和方向，作出相应地调整；使调试工作变得更加省时，更加精准。

附图说明

图1本发明装置的围绕一根轴体的两个偏心套管的径向剖面图。

图2所示为根据图1所示的另一个位置中的两个偏心套管。

图3所示为同一轴体上的两个复式偏心轮，这两个偏心轮带有分别围绕轴体的两个偏心套管。

图4所示为本发明的装置的轴向剖面图。

具体实施方式

本装置用于能够尽可能简便地调节机床轴体的位置和姿态。图1至图3阐述了功能原理。图1显示了作为要调节的轴体1，此轴体装在偏心套管2中，它具有偏心度e。该内侧的偏心套管2是装在偏心套管3中的，其偏心度同样为e。

两个偏心套管2，3具有相同的偏心度，但也可以有不同的偏心度。轴体1有中心线4，此中心线从规定位置5朝Z方向被推移偏心度尺寸。中心线4的移动通过将偏心套管2朝偏心套管3尽量旋转，从而达到偏心度尺寸来实现。通过将外部的偏心套管3朝偏心套管2旋转，从这个偏心位置中心线4可以重新回到其规定位置5。以这种方式可以通过相对旋转偏心套管2，3将中心线4准确调节到规定位置5。

图2所示为当两个偏心套管2，3在同一个方向具有相同的最大偏心度时将达到的中心线4的最大位移。由于在本实施例中两个偏心套管2，3具有相同的偏心度e，中心线4的最大位移为2e。

在本实施例中，中心线4的位移在Z方向上进行。当然偏离的每个方向都可以借助两个偏心套管2，3进行修正。

偏心套管2用其外壁6紧贴在偏心套管3的内壁7上。在分别调节的位置中，两个偏心套管2，3以一定方式相互夹紧，以便确保两个偏心套管2，3的相对位置固定。

通过图1和2对中心线4的位置修正进行了说明。通过使用分别有两个偏心套管2，3的两个双复式偏心轮也可以修正或调节轴体1的位姿。轴体1在图3中用符号通过连接线A进行标识。调节图3中左边的复式偏心轮2，3，使中心线4在规定的位置5。例如通过相互旋转两个偏心套管2，3，使它们的两个偏心度e准确相反作用来达到这一效果。

图3中轴体1的右端位于中心线4，不在规定位置5，而是与其保持一定距离。所以有必要通过操作图3右边的复式偏心轮2，3将中心线4调整到规定位置5中。这通过旋转两个偏心套管2，3来实现。由此调节轴体1的位姿，使得图3中带有中心线4的轴体1的右端在规定位置5。

偏心套管2，3的结构使其调整尺寸足够用于平衡轴体1的位置和定向误差。

图4举例说明了装有两个复式偏心轮2，3的轴体机组8。轴体机组8有一个标准轴体腔9。在此标准轴体腔中装有需要调节的轴体10，其两端在轴向上稍微超出标准轴体腔9。在两端，轴体10通过滚动轴承11，12旋转支承在对中护套13中。滚动轴承11，12位于轴体10和对中护套13之间。

在滚动轴承11，12之间的范围内有一个用于旋转驱动轴体10的驱动器14。驱动器装有一个固定在轴体10外侧的转子15。此转子在构成空隙16的情况下被一个固定在对中护套13内壁上的定子17环绕。

在对中护套13的外侧，靠近其两端分别有一个偏心套管2。每个偏心套管2装在偏心套管3中。对中护套13两端上的偏心套管2，3构成两个复式偏心轮，通过这些偏心轮可以如图1至3举例说明的那样调节轴体10的位置和姿态。偏心套管2，3安装在滚动轴承11，12的外部。

偏心套管3是由两个具有极小轴向距离、并排放置的辅助套管3a，3b组成，这些辅助套管通过螺钉18紧固。螺钉分散排列在偏心套管3的四周，螺钉18嵌在偏心套管3中。

偏心套管2的圆柱形内壁19位于对中护套13上。偏心套管2的外壁6是球形结构，并在轴向剖面为凸起形状。两个辅助套管3a，3b在其内壁7相应的为球形和凹进结构。由此，辅助套管3a，3b在平面上用其内壁7压在偏心套管2的外壁6上。两个偏心套管2，3的相互排列成球形结构，以便在改变轴体10的位姿时在轴体10的滚动轴承11，12中不会产生过紧。

偏心套管3比偏心套管2稍微宽一点，以便两根偏心套管可以可靠地相互作用。偏心套管2固定在对中护套13外壳上的径向肩部20，21和一个安装在对中护套13的安全环22，23之间。由于辅助套管3a，3b内壁7的凹进结构，对其不需要附加轴向紧固。

在图4中标准轴体腔9的左端上安装了一个盖片24，此盖片用弯曲的边缘25压在标准轴体腔9的外侧，并且在径向上尽可能伸展到偏心套管3的高度，以遮盖住螺钉18。

为了调节轴体10的位置和/或姿态，首先松开螺钉18。随后可以相互旋转偏心套管2，3。一旦达到了所需要的位置或姿态，拧紧螺钉18，并以这种方式相互夹紧两根偏心套管2，3。由此在调节过程结束后偏心套管2，3不能再相互旋转。

就标准轴体腔9来说，轴体10在这种结构形式中进行调节。轴体10的校准是在轴体组件8内进行，不参照位于轴体组件外的机器部件。但如果组件8安装在承载外壳内，则将轴体10调节到承载外壳中的规定位置。

对轴体10位姿的校准可以通过一个(未图示的)其他的参考机体进行检测。此参考机体装有距离传感器。这类带有距离传感器的参考机体是已知的，对此将不进一步阐述。将参考机体引入轴体10中，在此情况下距离传感器检测到参考面的距离，并从测量点测算出将要计算其中点的圆。在图示实施例中，轴体10两端上规定了参考面26，27。这两个参考面是通过靠近其两端、轴体10内壁上精确加工的圆柱形表面构成。引入轴体10中的参考机体的距离传感器测量到参考面26，27的距离，以便能够简便地测算出。

当轴体10位置或姿态偏离时，相对相互旋转偏心套管2，3，直到偏离被排除。在测定轴体10的位置或姿态时也可以测算出机床上参考面26，27对任意参考面的位置。

本发明实施例中的结构形式可以毫无问题地更换轴体机组8，并能精确调节。借助两组交互安置的偏心套管2，3可以在最短的时间内毫无问题地调节轴体10的中心线。如果由于在规定或参考位置方面的制造公差要调整已更换的轴体机组8的轴体中心线，则可以借助两个偏心套管2，3重新精确调节此位置。偏心套管2，3的调节范围很大，使得轴体10的中心线与规定位置的偏差在此调节范围(偏心度)内。

在图示优先的结构形式示例中，通过使用两个复式偏心轮可以不仅能在位置上，也能在其姿态上调节轴体10。在较简单的结构形式中，只规定了可以修正轴体10位置的复式偏心轮2，3。

该滚动轴承11，12上的内环28位于偏心套管2，3和轴体1，10之间。滚动轴承11，12和复式偏心轮2，3也可以构成一个整体。

本发明所述的装置也可以在机器人中使用。例如两个机械臂借助所描述的结构在定向和位置上相互准确调节。这样，一个机械臂可以是标准轴体腔9的部分，另一个机械臂是轴体10的部分。用两个偏心套管2，3以本发明说明的方式调节机械臂的位置和/或姿态。

所述的偏心轮可以自动调节也可以电动调节。

Claims (16)

1、一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：在标准轴体腔(9)与待调试的轴体(1，10)之间安装一个复式偏心轮(2，3)，其中偏心轮由两个互相紧挨着的偏心套管(2，3)组成，且可以来回旋转。

2、根据权利要求1所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(2)的外壁(6)与偏心套管(3)的内壁(7)配合构成球面副。

3、根据权利要求2所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(2)的外壁(6)呈轴向凸出，该偏心套管(2)的内壁(7)则呈凹进状态。

4、根据权利要求1-3所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(3)由两个互相紧挨着的辅助套管(3a，3b)组成，通过螺栓(18)完成对该偏心套管的轴向调整。

5、根据权利要求4所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(3)上的两个辅助套管(3a，3b)可以通过螺栓(18)固定在偏心套管(2)上。

6、根据权利要求1-5所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该轴体(10)可以进行偏摆调整。

7、根据权利要求1-6所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该轴体单元(8)中设有一个连接轴体(10)的轴套。

8、根据权利要求1-7所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该轴体单元(8)中设有一个标准轴体腔(9)。

9、根据权利要求1-8所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(2，3)安装在标准轴体腔(9)与一个对中护套(13)之间，其中，对中护套起到支撑轴体(1，10)的作用。

10、根据权利要求1-9所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该轴体(1，10)可以围绕滚动轴承(11，12)进行旋转。

11、根据权利要求10所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该滚动轴承(11，12)上的内环(28)位于偏心套管(2，3)和轴体(1，10)之间。

12、根据权利要求10或11所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(2，3)与滚动轴承(11，12)一起构成一个控制单元。

13、根据权利要求10-12所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(2，3)要以滚动轴承(11，12)的高度为依据。

14、根据权利要求1-13所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(2，3)为两组，对轴体(1，10)的安装方向进行定位和调节。

15、根据权利要求1-14所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该偏心套管(2)和偏心套管(3)的偏心率保持一致。

16、根据权利要求1-15所述的一种方便调整轴体位姿的装置，其特征在于：该轴体(1，10)上至少得设置一个标准面(26，27)。

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