CN101633130B - 一种铣床直接传动式进给装置 - Google Patents
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Abstract
一种铣床直接传动式进给装置，包括与铣床工作台丝杠驱动连接的低速电机和与低速电机连接的电机控制器，低速电机为无刷直流伺服电机，包括有转子和定子；转子的内圈轴套直接套在铣床工作台丝杠上并与铣床工作台丝杠键联接，转子的外壳自转子内圈轴套延伸出来，形成杯形转子罩于定子之外，并止于电机座外面；转子的外壳的内侧粘有一圈永久磁钢。本装置是通过低速电机直接驱动铣床工作台丝杠转动，不需任何减速装置，直接利用丝杠作为外转子电机转子轴，从而使电机的轴输出扭力直接作用于工作台丝杠，具有体积小、噪音低、力矩大、转速高、安装方便、操作灵活简单、外形美观、运行平稳等特点。
Description
技术领域
本发明属于机械加工设备领域，特别是一种带动铣床工作台丝杠转动的动力装置。
背景技术
传统的铣床实现工作台移动有两种方式，一是采用主电机通过齿轮传动带动工作台丝杠转动，实现工作台移动，这种移动方式制造成本高，移动速度低且可调整范围小，加工效率低，维修繁琐，配件供应不方便，经常耽误生产；二是采用有刷交直流两用电机加减速器的机电一体化结构置于工作台侧端，通过齿轮传动带动工作台丝杠转动，实现工作台移动。这种传动方式虽然比传统齿轮传动效率提高，但移动速度仍然不高，传动齿轮易损，电刷易损，维修不方便，经常耽误生产，制造成本较高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种铣床直接传动式进给装置，要解决传统方式的移动速度低且可调整范围小的技术问题；并解决传统方式效率低、制造成本高、易磨损、维修不方便的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铣床直接传动式进给装置，包括与铣床工作台丝杠驱动连接的低速电机和与低速电机连接的电机控制器，低速电机固定于电机座上，其特征在于：
所述低速电机为无刷直流伺服电机，它包括有转子和定子。
转子的内圈轴套直接套在铣床工作台丝杠上并与铣床工作台丝杠键联接，转子的外壳自转子内圈轴套延伸出来，形成杯形转子罩于定子之外，并止于电机座外面；转子的外壳的内侧粘有一圈永久磁钢。
定子的内圈轴套通过轴承套在转子的内圈轴套外侧，并通过其端部螺纹与电机座进行连接，带有位置传感器的定子铁芯的槽内安放有定子线圈。
所述铣床工作台丝杠的外端部靠近转子的内圈轴套顺序套有调整垫圈、摇把和锁紧螺母。
所述电机座可为轴盘形，其端面外缘与铣床工作台侧面通过连接螺钉固定连接，其中心轴套的内螺纹与定子的内圈轴套的端部外螺纹连接。
所述电机座可与一控制箱连接，电机控制器置于控制箱内，并通过电机引出线缆与低速电机连接。
所述电机座与控制箱可为一整体部件。
所述低速电机的转速可在500转/分钟以下。
所述转子的外壳外侧可套有刻度盘，刻度盘通过紧定螺钉与转子的外壳固定连接。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明俗称“走刀器”，用于铣床自动进给装置，是最新开发的一款新型铣床进给机构，通过低速电机直接驱动铣床工作台丝杠，去掉了以往进给器的电机带减速器的传统结构，既简化了机构，降低了传动噪声，提高了运行的平稳性，又提高了系统的可靠性和系统效率，由原来的50～55％效率提高到80～85％，从而节约了能源，并增加了输出扭矩。其安装在机床上，可给机床提供平稳的动力，大大提高了工作效率。
本发明主要用于铣床工作台在X、Y、Z三个坐标方向上的工作运动，实现正反换向和无级调速，可完全替代传统的齿轮箱变速机构，是铣床从整体型向分立单元化发展的一次革命性创新，具有体积小、噪音低、力矩大、转速高、安装方便、操作灵活简单、外形美观、运行平稳等特点，其仅旋动旋扭即可获得平稳的无级变速，符合人机工程学要求。
本发明用于铣床，其可直接带动铣床工作台前后左右移动，实现工件自动加工、装卸和调整功能。本发明是通过低速电机直接驱动铣床工作台丝杠转动，不需任何减速装置，直接利用丝杠作为外转子电机转子轴，从而使电机的轴输出扭力直接作用于工作台丝杠，另外通过电机控制器控制电机的转速，实现电机的无级调速.
本发明主要使用于高速万能摇臂铣床、钻镗床、小型磨床及专用机床等设备。铣床动力进给器采用独立的供电方式为铣床等设备提供工作台进给动力，以替代传统的铣床进给变速箱系统。
本动力源由原来的有刷直流电机，改变为无刷直流伺服电机，由原来的高速电机转变为现在的低速电机，由原来的二级齿轮传动转变为现在的直接驱动，从而使整个系统效率大幅提高，大大节省了能源；另外，由于本装置无电刷和齿轮，从而降低了装置的故障率，并减少了维修成本，大大提高了生产效率，降低生产成本。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
附图标记：1-摇把、2-锁紧螺母、3-调整垫圈、4-转子、4.1-转子的内圈轴套、4.2-转子的外壳、5-定子、5.1-定子的内圈轴套、5.2-带有位置传感器的定子铁芯、5.3-定子线圈、6-永久磁钢、7-刻度盘、8-电机座、9-轴承、10-铣床工作台丝杠、11-电机引出线缆、12-电机控制器、13-控制箱、14-紧定螺钉。
具体实施方式
实施例参见图1所示，这种铣床直接传动式进给装置，包括与铣床工作台丝杠驱动连接的低速电机和与低速电机连接的电机控制器，低速电机固定于电机座8上，所述低速电机为无刷直流伺服电机，它包括有转子4和定子5；转子的内圈轴套4.1直接套在铣床工作台丝杠10上并与铣床工作台丝杠键联接，转子的外壳4.2自转子内圈轴套4.1延伸出来，形成杯形转子罩于定子6之外，并止于电机座外面；转子的外壳4.2的内壁上粘有永久磁钢6；定子的内圈轴套5.1通过轴承10套在转子的内圈轴套外侧，带有位置传感器的定子铁芯5.2的槽内安放有定子线圈5.3；所述铣床工作台丝杠10的外端部靠近转子的内圈轴套顺序套有调整垫圈3、摇把1和锁紧螺母9。
所述电机座8为轴盘形，其端面外缘与铣床工作台侧面通过连接螺钉固定连接，其中心轴套的内螺纹与定子的内圈轴套5.1的端部外螺纹连接。
所述转子的外壳4.2外侧套有刻度盘7，刻度盘7通过紧定螺钉14与转子的外壳4.2固定连接。
所述电机座8与一控制箱13连接，电机控制器12置于控制箱13内，并通过电机引出线缆11与低速电机连接，所述电机座8与控制箱13为一整体部件。
所述低速电机的转速在500转/分钟以下。
摇把1可实现手动和自动同时进行；转子4以铣床工作台丝杠10为轴，直接带动铣床工作台丝杠10正反转，实现工作台前后左右移动；刻度盘7用于记录工作台行进距离，方便加工尺寸测量；电机座8是将低速电机固定于铣床工作台上；定子线圈5.3及永久磁钢6是电机进行机电能量转换的主要部件；位置传感器5.4是电机由机械换向变为无刷换向的主要部件之一；电机控制器12控制电机进行机电能量转换；铣床工作台丝杠10与转子4直接联接，为不采取任何减速装置的低速电机直接驱动方式。
本发明的工作原理：
铣床整机完成后，将本发明装于铣床工作台侧端面，将电机座8及定子5通过螺钉固定于铣床工作台侧端面，然后将转子4与铣床工作台丝杠10通过键相连接，最后把调整垫圈3、摇把1及锁紧螺母2进行锁紧即可，刻度盘7安装于转子的外壳上，为可调方式。控制箱13内装有电机控制器12，通过操作面板上的相应按扭可方便地控制电机转、停、正反转、速度快慢等。
电机电源接通，通过操作面板，调整电机控制器12的输入信号，由电机控制器12控制定子线圈5.3内的电流大小和方向，由此控制转子4转动或停止，从而实现电机转子带动丝杠正反快慢转动，进而实现工作台进给或停止。
转子4上有永久磁钢6，定子带有定子线圈5.3，当定子线圈5.3内通过电流后，就会形成磁场，两个磁场相互作用，因为定子线圈5.3不动，所以转子4转动。
本实施例的参数：
1、供电电源：AC220V 50/60HZ。
2、调速范围：0-350rpm。
3、最大速度：350rpm。
4、输出钮矩：15.5N.M。
5、外形尺寸：338*220.5*185mm。
6、重量：6.0kg。
Claims (6)
1.一种铣床直接传动式进给装置，包括与铣床工作台丝杠驱动连接的低速电机和与低速电机连接的电机控制器，低速电机固定于电机座(8)上，其特征在于：
所述低速电机为无刷直流伺服电机，它包括有转子(4)和定子(5)；
转子的内圈轴套(4.1)直接套在铣床工作台丝杠(10)上并与铣床工作台丝杠键联接，转子的外壳(4.2)自转子内圈轴套延伸出来，形成杯形转子罩于定子(5)之外，并止于电机座外面；转子的外壳(4.2)的内侧粘有一圈永久磁钢(6)；
定子的内圈轴套(5.1)通过轴承(9)套在转子的内圈轴套外侧，并通过其端部螺纹与电机座(8)进行连接，带有位置传感器的定子铁芯(5.2)的槽内安放有定子线圈(5.3)；
所述铣床工作台丝杠(10)的外端部靠近转子的内圈轴套顺序套有调整垫圈(3)、摇把(1)和锁紧螺母(2)。
2.根据权利要求1所述的一种铣床直接传动式进给装置，其特征在于：所述电机座(8)为轴盘形，其端面外缘与铣床工作台侧面通过连接螺钉固定连接，其中心轴套的内螺纹与定子的内圈轴套(5.1)的端部外螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种铣床直接传动式进给装置，其特征在于：所述电机座(8)与一控制箱(13)连接，电机控制器(12)置于控制箱(13)内，并通过电机引出线缆(11)与低速电机连接。
4.根据权利要求1所述的一种铣床直接传动式进给装置，其特征在于：所述电机座(8)与控制箱(13)为一整体部件。
5.根据权利要求1所述的一种铣床直接传动式进给装置，其特征在于：所述低速电机的转速在500转/分钟以下。
6.根据权利要求1所述的一种铣床直接传动式进给装置，其特征在于：所述转子的外壳(4.2)外侧套有刻度盘(7)，刻度盘(7)通过紧定螺钉(14)与转子的外壳(4.2)固定连接。
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