CN103801983A - 转轴反馈检测液压锁定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种转轴锁定系统，提供了一种锁紧力矩大，定位精度高，并可精确识别和反馈转轴上的箱体位置的转轴反馈检测液压锁定系统，解决了现有技术中存在的转轴上的箱体定位精度低，且箱体位置无法进行调整和矫正，无法满足高精度多面体加工要求等技术问题。它包括芯轴及连接在芯轴一端的伺服电机，在芯轴的中部转动连接着箱体，与伺服电机相对的芯轴另一端套设与箱体相连的缸体，在缸体内对应的芯轴上固定有耐磨套，耐磨套上套有波纹套，波纹套的内侧端顶接在箱体上，外侧端延伸至耐磨套外，在波纹套外侧端对应的芯轴上滑动连接有活塞，活塞由动力装置驱动并推动波纹套向内压缩后使缸体胀紧固定在耐磨套上，且在芯轴上还设有可自动识别箱体相对芯轴位置的编码器，编码器通过控制系统连接在伺服电机上。

Description

转轴反馈检测液压锁定系统
 
技术领域
本发明涉及一种转轴锁定系统，尤其涉及可将套装在转轴上的箱体自动精准的锁定，且可自动检测箱体的位置，并将检测位置信息及时反馈到伺服电机上进行转轴调整的转轴反馈检测液压锁定系统。
背景技术
有些零件往往需要精准的固定在转轴上才能进行加工，如精密磨制多面体的设备，设备中用于固定多面体坯件的箱体即需要精准定位在转轴上，再通过转轴的转动带动箱体及箱体上的多面体坯件进行转角，但现有的加工设备中却没有专用的止动机构，一般是通过设备内的蜗轮蜗杆间的自锁力实现止动，但由于蜗轮与蜗杆间存在一定的间隙，而且随着使用时间的延长，磨损又导致蜗轮与蜗杆间的间隙加大，定位精度进一步下降，因此在多面体加工时转角定位精度低，无法保证多面体的加工质量。
中国专利“一种可止动的蜗轮蜗杆减速箱（CN201599363U）”公开了一种转轴锁定机构，它包括箱体和设于箱体内与电机相连的蜗杆及设于传动轴上与蜗杆啮合的蜗轮，在所述传动轴上设有与蜗轮同步转动的制动轮，在所述制动轮外缘的一侧设有一端与驱动装置相连，另一端可抵接在制动轮上的止动栓。此装置是通过驱动装置推动止动栓抱紧制动轮将传动轴锁紧，虽然传动轴定位精度有所提高，但在晶体进行磨面加工时，转轴在磨削力作用下还会出现晃动现象，定位精度较差，且装置无法有效识别和反馈当前位置以便于及时矫正，因此尤其是无法满足高精度多面晶体的加工要求。
发明内容
本发明主要是提供了一种锁紧力矩大，定位精度高，并可精确识别和反馈套装在转轴上的箱体位置的转轴反馈检测液压锁定系统，解决了现有技术中存在的套装在转轴上的箱体定位精度低，且无法有效识别和反馈箱体的位置，导致箱体位置无法进行及时调整和矫正，从而无法满足高精度多面体的加工要求等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种转轴反馈检测液压锁定系统，包括芯轴及同轴连接在芯轴一端的伺服电机，在芯轴的中部转动连接着箱体，在与所述伺服电机相对的芯轴另一端套设有缸体，缸体固定在箱体上，在缸体内对应的芯轴上固定有耐磨套，耐磨套外套设着波纹套，波纹套的内侧端顶接在箱体端面上，波纹套的外侧端延伸至耐磨套外，在波纹套外侧端对应的芯轴上滑动连接有活塞，活塞由动力装置驱动并推动波纹套向内压缩后使缸体胀紧固定在耐磨套上，且在芯轴上还设有可自动识别箱体相对芯轴锁定位置的编码器，编码器通过控制系统连接在伺服电机上。箱体套装在芯轴上，又在箱体外对应的芯轴上套装缸体，缸体与芯轴间设置波纹套，并在波纹套的外侧端设置活塞，箱体需锁紧固定在芯轴上时，由动力装置驱动活塞，活塞推动波纹套向内压缩，波纹套的薄壁侧弯曲变形，其内径尺寸变小、外径尺寸变大，从而波纹套胀紧固定在缸体与芯轴间，不仅锁紧力矩大，且消除了原有齿轮制动的背隙，定位精度高，结构简单，操作方便；通过在波纹套内侧对应的芯轴外套设耐磨套，使波纹套胀紧固定在耐磨套上，从而可避免波纹套与芯轴间的摩擦，减少芯轴磨损，只需定期更换耐磨套即可满足芯轴的定位要求，节省维修成本；又通过在芯轴的轴端设置与伺服电机相连接的编码器（或圆形光栅），转角时伺服电机带动芯轴及箱体转动，通过编码器即可随时检测箱体的转角位置，并将检测信息实时反馈到控制系统，并通过控制系统控制伺服电机转动以重新调整箱体的位置，提高多面体的转角位置精度，满足高精度多面体的加工要求。
作为优选，在所述耐磨套的内环面通过锥形胀紧机构固定在芯轴外环面上，锥形胀紧机构包括互配环套在芯轴上的内开口环和互配嵌装在耐磨套中孔内的外开口环，在与外开口环相对的内开口环一端设有外锥形面，与外锥形面相对的外开口环一端设有互配的内锥形面，内开口环通过轴向拉力螺栓与外开口环相连。锥形胀紧机构是一种无键联结装置，它是通过高强度的拉力螺栓轴向作用在内、外开口环之间，从而在内开口环与芯轴之间、外开口环与耐磨套之间产生巨大抱紧力，以实现耐磨套与芯轴的无键联结，具有结构简单，对中精度高，安装、调整、拆卸方便，强度高，联结稳定可靠，且在超载时可保护相连部件不受损坏等优点。
作为更优选，在与所述锥形胀紧机构对应的芯轴上设有定位轴肩，与定位轴肩对应的耐磨套内环面上设有环形定位凸台，与内开口环相对的外开口环端面同时抵接在定位轴肩和环形定位凸台端面上。定位轴肩及环形定位凸台用于锥形胀紧机构的定位，确保耐磨套精准固定在芯轴上。
动力装置可以是气缸、丝杆等动力结构，作为优选，在所述缸体外侧端对应的芯轴上套设有端盖，活塞滑动连接在波纹套与端盖间的芯轴上，且活塞与芯轴的外环面及活塞与缸体轴孔内环面间保持密封连接，在端盖上设有油路，油路的外端口连接在液压驱动系统上，油路的内端口连通在活塞与端盖间对应的密闭空间内。液压驱动系统具有传递效率高，可进行恒功率输出控制，功率利用充分，系统结构简单，输出转速无级调速，可正、反向运转，速度刚性大，动作实现容易等优点。
作为更优选，所述编码器同轴固定在端盖外侧对应的芯轴端部。确保编码器与芯轴同轴，保证编码器的测量精度。
作为优选，在与所述波纹套对应的活塞端面上设有环形卡槽，波纹套的外侧端延伸至环形卡槽内。波纹套延伸至环形卡槽内，确保波纹套沿轴向运动，避免波纹套在压缩过程中偏离方向，提高装置的可靠性。
因此，本发明的转轴反馈检测液压锁定系统具有下述优点：芯轴外通过锥形胀紧机构固定耐磨套，耐磨套外又通过波纹套固定连接着箱体的缸体上，波纹套通过活塞驱动压缩后使缸体胀紧在耐磨套上，结构简单，锁紧力矩大，定位精度高，适用于多面体的高精度转角定位要求；耐磨套避免芯轴在长期使用后出现磨损，通过定期更换耐磨套及可满足定位要求，降低了维修成本；锥形胀紧机构的固定方式简单可靠，且易于安装和拆卸，方便维修；通过设置编码器可随时检测箱体的位置，并将检测信息实时反馈到控制系统，并通过控制系统控制伺服电机带动箱体转动以重新调整箱体的位置，提高了多面体的转角精度，满足高精度多面体的加工要求。
附图说明：
图1是本发明转轴反馈检测液压锁定系统的结构示意图；
图2是图1所示A处的放大图。
具体实施方式：
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例： 
如图1和图2所示，本发明的一种转轴反馈检测液压锁定系统，包括芯轴1及通过联轴套同轴连接在芯轴1右端的伺服电机2，在芯轴1的中部转动连接着一个装有多面体坯件的箱体6，芯轴1的左端同轴套装着一个缸体3，缸体3的内侧端固定在箱体6上，在缸体3内对应的芯轴1上通过锥形胀紧机构套装固定着一个环形的耐磨套4，锥形胀紧机构包括互配的内开口环91和外开口环92，内开口环91互配环套在芯轴1上，外开口环92互配嵌装在耐磨套4的中孔内，在与外开口环92相对的内开口环91一端带有外锥形面93，与外锥形面93相对的外开口环92一端带有内锥形面94，外锥形面93与内锥形面94互配，在与外开口环92右端面对应的芯轴1上带有定位轴肩10，与定位轴肩10对应的耐磨套4内环面上带有环形定位凸台13，外开口环92右端面同时抵接在定位轴肩10和环形定位凸台13端面上。在内开口环91端面上轴向旋接着五个轴向拉力螺栓，五个轴向拉力螺栓在圆周方向均布，内开口环91通过轴向拉力螺栓与外开口环92相连，使耐磨套4胀紧固定在芯轴1外。在耐磨套4外又环套着一个波纹套5，波纹套5的右端顶接在箱体6左侧面上，波纹套5的外侧端延伸至耐磨套4外，且在波纹套5外侧端对应的芯轴1上滑动连接着一个环形的活塞7，在与波纹套5对应的活塞7端面上开有一个环形卡槽14，环形卡槽14与活塞7的外环面互通，波纹套5的左端延伸至环形卡槽14内，在缸体3外侧端对应的芯轴1上套有环形的端盖11，端盖11封装固定在缸体3外侧端面上，活塞7滑动连接在波纹套5与端盖11间的芯轴1上，且活塞7与芯轴1的外环面及活塞7与工件3轴孔内环面间通过密封圈保持密封连接，在端盖11上开有油路12，油路12的外端口连接在液压驱动系统上，油路12的内端口连接在活塞7与端盖11间对应的密闭空间内，活塞7由液压驱动系统驱动并推动波纹套5向内压缩后使工件3胀紧固定在耐磨套4上，在端盖11外侧对应的芯轴1上还同轴固定着可自动识别缸体3相对芯轴1锁定位置的编码器8，编码器8又通过控制系统连接在伺服电机2上。
转角时，首先启动液压驱动系统，活塞7沿芯轴1向右滑动，进而推动波纹套5压缩后使缸体3胀紧固定在耐磨套4上，再启动伺服电机2，伺服电机2带动缸体3及与缸体3相连的箱体6（箱体6上夹持固定着多面体坯件）转动至设定角度，编码器8随时检测箱体6的转角位置，并将检测信息实时反馈到控制系统，当编码器8检测到的箱体6转角位置与伺服电机2转角出现偏差时，编码器8又通过控制系统控制伺服电机2转动以重新调整箱体6的位置，直至箱体6转至设定角度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种转轴反馈检测液压锁定系统，包括芯轴（1）及同轴连接在芯轴（1）一端的伺服电机（2），在芯轴（1）的中部转动连接着箱体（6），其特征在于：在与所述伺服电机（2）相对的芯轴（1）另一端套设有缸体（3），缸体（3）固定在箱体（6）上，在缸体（3）内对应的芯轴（1）上固定有耐磨套（4），耐磨套（4）外套设着波纹套（5），波纹套（5）的内侧端顶接在箱体（6）端面上，波纹套（5）的外侧端延伸至耐磨套（4）外，在波纹套（5）外侧端对应的芯轴（1）上滑动连接有活塞（7），活塞（7）由动力装置驱动并推动波纹套（5）向内压缩后使缸体（3）胀紧固定在耐磨套（4）上，且在芯轴（1）上还设有可自动识别箱体（6）相对芯轴（1）锁定位置的编码器（8），编码器（8）通过控制系统连接在伺服电机（2）上。
2.根据权利要求1所述的转轴反馈检测液压锁定系统，其特征在于：在所述耐磨套（4）的内环面通过锥形胀紧机构固定在芯轴（1）外环面上，锥形胀紧机构包括互配环套在芯轴（1）上的内开口环（91）和互配嵌装在耐磨套（4）中孔内的外开口环（92），在与外开口环（92）相对的内开口环（91）一端设有外锥形面（93），与外锥形面（93）相对的外开口环（92）一端设有互配的内锥形面（94），内开口环（91）通过轴向拉力螺栓与外开口环（92）相连。
3.根据权利要求2所述的转轴反馈检测液压锁定系统，其特征在于：在与所述锥形胀紧机构对应的芯轴（1）上设有定位轴肩（10），与定位轴肩（10）对应的耐磨套（4）内环面上设有环形定位凸台（13），与内开口环（91）相对的外开口环（92）端面同时抵接在定位轴肩（10）和环形定位凸台（13）端面上。
4.根据权利要求1或2所述的转轴反馈检测液压锁定系统，其特征在于：在所述缸体（3）外侧端对应的芯轴（1）上套设有端盖（11），活塞（7）滑动连接在波纹套（5）与端盖（11）间的芯轴（1）上，且活塞（7）与芯轴（1）的外环面及活塞（7）与缸体（3）轴孔内环面间保持密封连接，在端盖（11）上设有油路（12），油路（12）的外端口连接在液压驱动系统上，油路（12）的内端口连通在活塞（7）与端盖（11）间对应的密闭空间内。
5.根据权利要求4所述的转轴反馈检测液压锁定系统，其特征在于：所述编码器（8）同轴固定在端盖（11）外侧对应的芯轴（1）端部。
6.根据权利要求1或2所述的转轴反馈检测液压锁定系统，其特征在于：在与所述波纹套（5）对应的活塞（7）端面上设有环形卡槽（14），波纹套（5）的外侧端延伸至环形卡槽（14）内。
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Address before: 322000 Building No. 43, No. 6, second village, Yiwu City, Zhejiang, Jinhua

Applicant before: Chen Xiaoqing

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Effective date of registration: 20240109

Address after: 315400 science and innovation center, No. 479, Yeshan Road, Yuyao City, Ningbo City, Zhejiang Province

Patentee after: Yuyao Robot Research Center

Address before: No. 6, Building 43, Jianshe Er Village, Yiwu City, Jinhua City, Zhejiang Province, 322000

Patentee before: Chen Xiaoqing

Patentee before: Taiyuan Institure of Technology

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