CN105014535A - 一种应用于五轴数控磨床的c轴旋转装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，包括壳体、以及设置于壳体内的主轴、转子和定子，所述壳体的底部与工作台连接固定，转子套接于主轴之上与主轴固定连接，定子与壳体连接，转子上设置有与定子相对应的绕组线圈，转子上端通过螺栓连接有转子上盖，转子上盖套接有前轴承、转子套接有后轴承，转子与转子上盖通过前轴承与后轴承在壳体内一体旋转，转子下端连接有编码器，编码器固定于壳体底部之上，本发明结构紧凑稳定性好，散热能力强，编码器检测主轴的位置信息，上位机根据主轴的位置调整主轴的转动达到次微米级的定位精度，满足了五轴联动数控机床的加工精度要求。

Description

一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置
技术领域
本发明涉及一种应用于数控机床的旋转轴单元，具体涉及一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置。
背景技术
高速数控机床(CNC)是装备制造业的技术基础和发展方向之一，高速数控机床的工作性能，首先取决于各运动轴单元的性能，数控机床运动轴单元影响加工系统的精度、稳定性及应用范围，其动力性能及稳定性对高速加工起着关键的作用。
目前国内现有技术的现有的磨床的C轴转动装置直接通过驱动马达固定于机床的上工作台或者下工作台，C轴转动装置上安装有A轴旋转装置，并使A轴旋转装置上可进行C轴方向上的旋转。在工作过程当中，由于整个C轴转动装置呈悬空状态，使得A轴旋转装置的安装刚性降低，无法实现工件低转速、大扭矩、大磨削量的加工，严重阻碍加工作业效率，且定位角度调整偏差较大，稳定性差，严重影响加工作业精度。此外，由于在工件加工过程当中需要进行油雾喷洒以使工件降温，所以对C轴旋转装置的防水性和散热性也提出了更高的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，通过编码器控制次微米级的角度定位，提高了工件加工的精度和稳定性。
为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，安装于五轴数控磨床的工作台之上，包括壳体、以及设置于壳体内的主轴、转子和定子，所述壳体的底部与工作台连接固定，所述转子套接于主轴之上与主轴固定连接，所述定子与壳体连接，所述转子上设置有与定子相对应的绕组线圈，所述转子上端通过螺栓连接有转子上盖，所述转子上盖套接有前轴承、所述转子套接有后轴承，所述转子与转子上盖通过前轴承与后轴承在壳体内一体旋转，所述转子下端连接有编码器，所述编码器固定于壳体底部之上。
进一步的，所述转子上盖为圆台体，其上底面凸起于壳体之上，其下底面与转子连接，所述转子上盖的上底面直径大于下底面的直径，所述转子上盖内设置有可安装其他运动轴移动装置的接口。
进一步的，所述壳体内还设置有冷却水腔，所述冷却水腔套设于转子和转子上盖之上与定子和壳体相互连接，所述冷却水腔内注满冷却油液。
进一步的，所述编码器还连接有上位机，所述编码器将主轴的位置检测信息发送到上位机，所述上位机根据主轴的位置检测信息与预定位置进行比较，当主轴的当前位置与预定位置存在偏差值时，则所述上位机向电主轴发出补偿指令，将主轴的位置调整到预定位置。
进一步的，所述上位机对偏差值的计算精确到次微米级。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本发明结构紧凑，稳定性高，包括了定子与带有绕组的转子，带动转子上盖一体转动，转子上盖为倒梯形结构，增加了与安装于转子上盖上的其他运动轴的接触面，保证了转动的稳定性，防止了脱落现象的产生，编码器安装于主轴顶部，检测主轴的位置信息，上位机根据主轴的位置调整主轴的转动达到次微米级的定位精度，满足了五轴联动数控机床的加工精度要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的结构剖视图；
图2是本发明应用于五轴联动数控磨床的结构示意图。
主要元件符号说明：
壳体(1)主轴(2)转子(3)定子(4)转子上盖(5)螺栓(6)接口(7)前轴承(8)后轴承(9)编码器(10)绕组线圈(11)冷却水腔(12)五轴数控磨床(100)C轴旋转装置(101)A轴旋转装置(102)磨具(103)工作台(104)
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的本发明的应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，包括包括壳体(1)、以及设置于壳体(1)内的主轴(2)、转子(3)和定子(4)。壳体(1)为一侧开口的半封闭体，壳体(1)底部与磨床的工作台相连接固定。主轴(2)安装于壳体(1)内的中轴线之上，转子(3)套接于主轴(2)之上并与主轴(2)固定连接。定子(4)与壳体(1)相连接固定，转子(3)的外表面上设置有与定子(4)位置相对应的绕组线圈(11)。
转子(3)的上端还设置有转子上盖(5)，转子上盖(5)为一圆台体，其上底面的直径大于下底面的直径，转子上盖(5)安装于壳体(1)的开口之内，具有一安装其他运动轴移动装置的接口(7)，转子上盖(5)的上底面凸起于壳体(1)的开口，转子(3)下盖的下底面通过螺栓(6)与转子(3)连接。转子上盖(5)套接有前轴承(8)、所述转子(3)套接有后轴承(9)，转子(3)与转子上盖(5)通过前轴承(8)与后轴承(9)在壳体(1)内一体旋转。
为防止电机在工作过程当中产生过量热量，壳体(1)内还设置有冷却水腔(12)，冷却水腔(12)与壳体(1)相连接固定，并套设于转子(3)和转子上盖(5)之上，冷却水腔(12)内注满冷却油液。
转子(3)底部连接有编码器(10)，编码器(10)固定于壳体(1)底部之上，用以检测主轴(2)的位置信息。编码器(10)连接有外部的上位机，编码器(10)将主轴(2)的位置检测信息发送到上位机后，上位机根据主轴(2)的位置检测信息与预定位置进行比较，当主轴(2)的当前位置与预定位置存在偏差值时，则上位机向电主轴(2)发出补偿指令，将主轴(2)的位置调整到预定位置。
如图2所示为应用本发明的一种五轴数控磨床(100)，包括磨具(103)、C轴旋转装置(101)和A轴旋转装置(102)。C轴旋转装置(101)安装固定于五轴数控磨床(100)的工作台上(104)，A轴旋转装置(102)安装于C轴旋转装置(101)之上，磨具(103)安装于C轴旋转装置(101)和A轴旋转装置(102)的一侧。在加工过程当中，A轴旋转装置(102)夹持代加工工件后，C轴旋转装置(101)首先在C轴上进行定位，调整工件与磨具(103)间的角度，使工件的加工表面的刀痕呈现出理想的花纹，保证加工精度，防止啃刀、刮伤工件加工表面的情况。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本发明结构紧凑，稳定性高，包括了定子(4)与带有绕组的转子(3)，带动转子上盖(5)一体转动，转子上盖(5)为倒梯形结构，增加了与安装于转子上盖(5)上的其他运动轴的接触面，保证了转动的稳定性，防止了脱落现象的产生，编码器(10)安装于主轴(2)顶部，检测主轴(2)的位置信息，上位机根据主轴(2)的位置调整主轴(2)的转动达到次微米级的定位精度，满足了五轴联动数控机床的加工精度要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，安装于五轴数控磨床的工作台之上，其特征在于，包括壳体(1)、以及设置于壳体(1)内的主轴(2)、转子(3)和定子(4)，所述壳体(1)的底部与工作台连接固定，所述转子(3)套接于主轴(2)之上与主轴(2)固定连接，所述定子(4)与壳体(1)连接，所述转子(3)上设置有与定子(4)相对应的绕组线圈(11)，所述转子(3)上端通过螺栓(6)连接有转子上盖(5)，所述转子上盖(5)套接有前轴承(8)、所述转子(3)套接有后轴承(9)，所述转子(3)与转子上盖(5)通过前轴承(8)与后轴承(9)在壳体(1)内一体旋转，所述转子(3)下端连接有编码器(10)，所述编码器(10)固定于壳体(1)底部之上。
2.如权利要求1所述的一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，其特征在于，所述转子上盖(5)为圆台体，其上底面凸起于壳体(1)之上，其下底面与转子(3)连接，所述转子上盖(5)的上底面直径大于下底面的直径，所述转子上盖(5)内设置有可安装其他运动轴移动装置的接口(7)。
3.如权利要求1所述的一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，其特征在于，所述壳体(1)内还设置有冷却水腔(12)，所述冷却水腔(12)套设于转子(3)和转子上盖(5)之上与定子(4)和壳体(1)相互连接，所述冷却水腔(12)内注满冷却油液。
4.如权利要求1所述的一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，其特征在于，所述编码器(10)还连接有上位机，所述编码器(10)将主轴(2)的位置检测信息发送到上位机，所述上位机根据主轴(2)的位置检测信息与预定位置进行比较，当主轴(2)的当前位置与预定位置存在偏差值时，则所述上位机向电主轴(2)发出补偿指令，将主轴(2)的位置调整到预定位置。
5.如权利要求4所述的一种应用于五轴数控磨床的C轴旋转装置，其特征在于，所述上位机对偏差值的计算精确到次微米级。
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