CN106533095B - 用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构。基座部件的两条平移导轨平行固定安装在滑台底板上，每条平移导轨均设有两块滑块；平移悬臂部件和升降驱动部件分别位于滑台底板上的两侧并固定在各自的滑块上，水平驱动部件固定在滑台底板上，水平驱动部件与平移悬臂部件连接用以驱动平移悬臂部件沿平移导轨水平移动主轴头升降部件分别与平移悬臂部件和升降驱动部件之间形成铰接连接关系，升降驱动部件带动主轴头升降部件的旋转进而与平移悬臂部件形成联动。本发明能有效控制机构的进给速度、进给方向及进给距离，具有较高的进给刚度和定位精度，结构较为紧凑，节省空间。

Description

用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构

技术领域：

本发明涉及一种进给机构，尤其是涉及了一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构，可有效实现全自动平衡修设备主轴头在水平方向及竖直方向上的进给动作。

技术背景

电机是重要的生产和生活用品，其中的转子是电机的重要工作部件。转子在生产过程中，由于设计不合理、材质不均匀以及加工装配误差等原因，不可避免地存在着初始不平衡量。带有过大不平衡量的转子在电机的运转过程中，会产生振动和噪声，轻则使电机性能退化，重则引起损坏和事故，所以必须对转子进行动平衡处理，使其不平衡量维持在合格的范围内。

转子动平衡修正设备可分为两大类，即手工修正动平衡机和全自动平衡修正设备。手工修正平衡机成本低，但平衡过程依赖工人经验，平衡的稳定性难于得到保证。与此相比，全自动平衡修正设备生产效率高，平衡的稳定性高，且能够对转子修正进行优化，但是机器价格相对较贵。目前，随着我国电机业的发展，采用全自动平衡修正设备已经成为必然趋势。

全自动平衡修正机在对电机转子进行动平衡修正处理时，通过控制主轴头在水平及竖直方向上的进给量，来实现刀具的切削定位。

目前常用的设备多用正交滑台式进给机构，对于双向进给的正交滑台结构，驱动部件位于主轴头两侧，安装过程容易受周边机构的干涉，因此需要预留较大空间，从而导致结构不够紧凑，机体庞大。而且由于驱动部件与主轴头间力的传递路径较远，因此机构进给钢度较低，不能保证较高的定位精度。从而研发一种结构紧凑，刚度较高的进给机构很有必要。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构，该机构结构紧凑且具有较高的进给刚度。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括主轴头升降部件、平移悬臂部件、基座部件、水平驱动部件和升降驱动部件，基座部件包括滑台底板以及安装在滑台底板上的滑块和平移导轨，两条平移导轨平行固定安装在滑台底板上，每条平移导轨均设有两块滑块，滑块嵌入平移导轨中沿平移导轨移动；平移悬臂部件和升降驱动部件分别位于滑台底板上的两侧并固定在各自的滑块上，水平驱动部件固定在滑台底板上，水平驱动部件与平移悬臂部件连接用以驱动平移悬臂部件沿平移导轨水平移动，平移悬臂部件和升降驱动部件的上方设有主轴头升降部件，主轴头升降部件分别与平移悬臂部件和升降驱动部件之间形成铰接连接关系，升降驱动部件带动主轴头升降部件的旋转进而与平移悬臂部件形成联动，实现调整主轴头升降部件上的主轴头的进给运动。

所述的主轴头升降部件包括主轴头、轴安装座、孔板、主轴头升降安装板和第一轴承，主轴头固定安装在主轴头升降安装板顶面的一侧，主轴头升降安装板顶面的另一侧固定有用于连接平移悬臂部件的轴安装座，主轴头用于切削作业，主轴头头端正下方的主轴头升降安装板底面固定有孔板，第一轴承嵌装在孔板的中心孔中，第一轴承和主轴头处于主轴头升降安装板的同一侧，第一轴承用以连接升降驱动部件的偏心轴；

所述的平移悬臂部件包括滑台平移悬臂和安装在滑台平移悬臂上的滑台旋转轴，两根滑台平移悬臂底部固定在固定座上，固定座固定在两条平移导轨一侧的滑块上，两根滑台平移悬臂顶部开有圆形通孔，滑台旋转轴穿过所述主轴头升降部件的轴安装座上的安装孔后，其两端通过第二轴承套装在滑台平移悬臂顶部预留的圆形通孔内，从而使得形成主轴头升降部件和平移悬臂部件形成铰接；滑台旋转轴两端伸出圆形通孔后均通过第二轴承内圈锁紧螺母轴向固定，并通过第二轴承外圈端盖压紧在滑台平移悬臂圆形通孔的孔端面；

所述的升降驱动部件包括升降伺服电机、减速机、升降伺服电机安装板、偏心轴和卡簧，升降伺服电机安装板底部固定在两条平移导轨另一侧的滑块上，减速机固定安装在升降伺服电机安装板上，升降伺服电机输出轴经减速机与偏心轴一端连接，偏心轴另一端套装在所述主轴头升降部件上的第一轴承中，偏心轴端部伸出第一轴承后通过卡簧轴向固定限位。

所述的滑台旋转轴和主轴头升降部件的轴安装座之间固定连接，主轴头升降安装板和滑台旋转轴同步转动。

所述滑台旋转轴和偏心轴的轴线平行。

所述的水平驱动部件包括水平伺服电机、电机安装座、联轴器、第三轴承座组件、滑台水平丝杆、轴承座安装板和水平丝杆螺母，轴承座安装板底部固定安装在所述基座部件的滑台底板上，水平伺服电机通过电机安装座固定在轴承座安装板侧面，轴承座安装板中间预留开有水平的阶梯孔，第三轴承座组件装在轴承座安装板上的阶梯孔内，滑台水平丝杆穿过第三轴承座组件通过联轴器与水平伺服电机输出轴同轴连接，滑台水平丝杆上套装有水平丝杆螺母，水平丝杆螺母固定安装在所述平移悬臂部件底部，水平伺服电机驱动滑台水平丝杆旋转进而通过丝杠螺母副带动平移悬臂部件沿着平移导轨水平滑动。

所述平移悬臂部件底部开有用于水平丝杆螺母及滑台水平丝杆伸入的圆形通孔，水平丝杆螺母固定安装在所述平移悬臂部件底部的圆形通孔内。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明的升降驱动部件与主轴头间力的传递路径较短，因此具有较高的进给刚度。

2、本发明的两个驱动部件置于主轴头同一侧，因此，结构较为紧凑，节省空间。

3、本发明通过控制伺服电机的转速、转向、及转角，可有效控制机构的进给速度、进给方向及进给距离，因此具有较高的定位精度。

附图说明

图1是本发明部件分解示意图。

图2是本发明的整体外形图。

图3是本发明的主轴头升降部件A0的安装爆炸图。

图4是本发明的主轴头升降部件A0的整体部件图。

图5是本发明平移悬臂部件B0的安装爆炸图。

图6是本发明平移悬臂部件B0的整体部件图。

图7是本发明基座部件C0的安装爆炸图。

图8是本发明基座部件C0的整体部件图。

图9是本发明升降驱动部件E0的安装爆炸图。

图10是本发明升降驱动部件E0的整体部图。

图11是本发明水平驱动部件D0的安装爆炸图。

图12是本发明水平驱动部件D0的整体部件图。

图13是本发明水平进给状态示意图。

图14是本发明偏心轴40度时竖直进给状态度示意图。

图15是本发明偏心轴-40度时竖直进给状态度示意图。

图中：A0、主轴头升降部件，A1、主轴头，A2、主轴头升降安装板，A3、第一轴承，A4、轴安装座，A5、孔板；B0、平移悬臂部件，B1、第二轴承外圈端盖，B2、第二轴承内圈锁紧螺母，B3、第二轴承，B4、滑台旋转轴，B5、滑台平移悬臂；C0、基座部件，C1、滑块，C2、平移导轨，C3、滑台底板；D0、水平驱动部件，D1、水平伺服电机，D2、电机安装座，D3、联轴器，D4、第三轴承座组件，D5、滑台平移丝杆，D6、轴承座安装板，D7、水平丝杆螺母；E0、升降驱动部件，E1、升降伺服电机，E2、减速机，E3、升降伺服电机安装板，E4、偏心轴，E5、卡簧。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明包括主轴头升降部件A0、平移悬臂部件B0、基座部件C0、水平驱动部件D0和升降驱动部件E0，基座部件C0固定在工作台面上，平移悬臂部件B0及升降驱动部件E0底部分别安装在基座部件C0上的两对滑块C1上，平移悬臂部件B0顶部与主轴头升降部件A0固定连接，升降驱动部件E0连接主轴头升降部件A0一端，水平驱动部件D0底部固定安装在基座部件C0上的滑台底板C3上，水平驱动部件D0轴向连接平移悬臂部件B0底部。

如图7和图8所示，基座部件C0包括滑块C1、平移导轨C2和滑台底板C3，两条平移导轨C2平行的安装在滑台底板C3上，平移导轨C2上安装有与之配合的两对滑块C1。

如图3和图4所示，主轴头升降部件A0包括主轴头A1、主轴头升降安装板A2、第一轴承A3、轴安装座A4和孔板A5，主轴头A1安装在主轴头升降安装板A2顶面一端，第一轴承A3嵌装在主轴头升降安装板侧面的孔板A5内，并与主轴头A1处于同一端，第一轴承A3用以连接升降驱动部件E0。

如图5和图6所示，平移悬臂部件B0包括第二轴承外圈端盖B1、第二轴承内圈锁紧螺母B2、第二轴承B3、滑台旋转轴B4和滑台平移悬臂B5，滑台旋转轴B4通过第二轴承B3套装在滑台平移悬臂B5顶部预留的圆形通孔内，平移悬臂部件B0顶部穿过所述的主轴头升降安装板A3底部后，将滑台旋转轴B4与主轴头升降安装板A2上预留的轴安装座A4固定连接，滑台旋转轴B4与所述第一轴承A3中心线平行，主轴头升降安装板A2可以随滑台旋转轴B4发生转动。

滑台旋转轴B4为中间粗两边细的阶梯轴，第二轴承B3内圈的内端面由滑台旋转轴高起的台阶压紧，外圈的内端面由滑台平移悬臂B5顶部圆形通孔内预留的台阶压紧，第二轴承内圈锁紧螺母B2旋紧在滑台旋转轴B4外侧螺纹上，用以压紧第二B3内圈的外端面，第二轴承外圈端盖B1通过螺丝固定在滑台平移悬臂B5上，用以压紧第二轴承B3外圈的外端面。滑台旋转轴B4通过第二轴承B3可与滑台平移悬臂B5发生相对转动。

滑台平移悬臂B5底部固定安装在所述基座部件C0上的一对滑块C1上，滑台平移悬臂B5底部留有水平朝向且与滑台旋转轴B4空间垂直的圆形通孔，用以连接水平驱动部件D0。

如图9和图10所示，升降驱动部件E0包括升降伺服电机E1、减速机E2、升降伺服电机安装板E3、偏心轴E4、卡簧E5，减速机E2固定安装在升降伺服电机安装板E3侧板一侧，升降伺服电机E1输出轴经减速机E2连接到偏心轴E4一端，偏心轴E4另一端套装在主轴头升降部件A0上的第一轴承A3上，升降伺服电机安装板E3底部固定安装在所述基座部件C0上的另一对滑块C1。

偏心轴E4整体外观为L型结构，经由偏心轴E4连接，升降伺服电机E1输出轴与第一轴承A3中心线平行。偏心轴E4靠近第一轴承A3一端为阶梯轴结构，第一轴承A3一侧内圈端面由所述阶梯端面限位，另一侧内圈由卡在偏心轴E4上的卡簧E5限位。

如图11和图12所示，水平驱动部件D0包括水平伺服电机D1、电机安装座D2、联轴器D3、第三轴承座组件D4、滑台水平丝杆D5、轴承座安装板D6和水平丝杆螺母D7，轴承座安装板D6底面固定安装在所述基座部件C0的滑台底板C3上，水平伺服电机D1通过电机安装座D2固定在轴承座安装板D6侧面，第三轴承座组件D4嵌装在轴承座安装板D6上预留的水平朝向的阶梯孔内，滑台水平丝杆D5穿过第三轴承座组件D4通过联轴器D3与水平伺服电机D1输出轴连接，滑台水平丝杆D5上套装的水平丝杆螺母D7安装在所述平移悬臂部件B0底部预留的水平朝向的圆形通孔内。水平伺服电机D1可驱动水平丝杆D7拖动平移悬臂部件D0沿着平移导轨C2滑动。

本发明能实现主轴头的水平进给和竖直进给，其具体实施过程如下：

水平进给：如图13所示，水平伺服电机D1驱动滑台水平丝杆D5转动，从而与之配合的水平丝杆螺母D7拖动滑台平移悬臂B5沿平移导轨C2水平移动，滑台平移悬臂B5带动滑台旋转轴B4及与之配合的主轴头升降安装板A2水平移动，从而实现主轴头A1水平进给的目的，通过控制水平伺服电机D1转速及转向可控制主轴头A1的进给速度及进给方向。

竖直进给：如图14和图15所示，升降伺服电机E1驱动偏心轴E4转动，此时，滑台平移悬B5及滑台旋转轴B4固定不动，从而偏心轴E4通过第一轴承A3带动主轴头升降安装板A2以滑台旋转轴B4为支点转动，从而实现主轴头A1竖直进给的目的。同时在反作用力的作用下，偏心轴E4带动升降伺服电机E1及升降伺服电机安装板E3在平移导轨C2上水平移动。通过控制升降伺服电机E1的转速、转向、及旋转角度可控制主轴头A1的进给速度、进给方向及进给距离。

在竖直进给过程中，力的传递路径为：升降私服电机E1输出轴→偏心轴E4→第一轴承A3→孔板A5→主轴头A1，整个过程中力的传递路径较短，因此具有较高的切削进给刚度。

同时，升降驱动部件E0及水平驱动部件D0这两个这两个动力源部件都置于主轴头A1下方，安装过程不易受周边机构干涉，因此结构较为紧凑，节省空间。

再者，通过控制伺服电机的转速、转向、及转角，可有效控制机构的进给速度、进给方向及进给距离，因此具有较高的定位精度，由此可见，本发明具有突出的技术效果。

Claims (6)

1.一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构，其特征在于：

包括主轴头升降部件(A0)、平移悬臂部件(B0)、基座部件(C0)、水平驱动部件(D0)和升降驱动部件(E0)，基座部件(C0)包括滑台底板(C3)以及安装在滑台底板(C3)上的滑块(C1)和平移导轨(C2)，两条平移导轨(C2)平行固定安装在滑台底板(C3)上，每条平移导轨(C2)均设有两块滑块(C1)；

平移悬臂部件(B0)和升降驱动部件(E0)分别位于滑台底板(C3)上的两侧并固定在各自的滑块(C1)上，水平驱动部件(D0)固定在滑台底板(C3)上，水平驱动部件(D0)与平移悬臂部件(B0)连接用以驱动平移悬臂部件(B0)沿平移导轨(C2)水平移动，平移悬臂部件(B0)和升降驱动部件(E0)的上方设有主轴头升降部件(A0)，主轴头升降部件(A0)分别与平移悬臂部件(B0)和升降驱动部件(E0)之间形成铰接连接关系，升降驱动部件(E0)带动主轴头升降部件(A0)的旋转进而与平移悬臂部件(B0)形成联动，实现调整主轴头升降部件(A0)上的主轴头的进给运动。

2.根据权利要求1所述的一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构，其特征在于：所述的主轴头升降部件(A0)包括主轴头(A1)、轴安装座(A4)、孔板(A5)、主轴头升降安装板(A2)和第一轴承(A3)，主轴头(A1)固定安装在主轴头升降安装板(A2)顶面的一侧，主轴头升降安装板(A2)顶面的另一侧固定有用于连接平移悬臂部件(B0)的轴安装座(A4)，主轴头(A1)头端正下方的主轴头升降安装板(A2)底面固定有孔板(A5)，第一轴承(A3)嵌装在孔板(A5)的中心孔中，第一轴承(A3)用以连接升降驱动部件(E0)的偏心轴(E4)；

所述的平移悬臂部件(B0)包括滑台平移悬臂(B5)和安装在滑台平移悬臂(B5)上的滑台旋转轴(B4)，两根滑台平移悬臂(B5)底部固定在固定座上，固定座固定在两条平移导轨(C2)一侧的滑块(C1)上，两根滑台平移悬臂(B5)顶部开有圆形通孔，滑台旋转轴(B4)穿过所述主轴头升降部件(A0)的轴安装座(A4)上的安装孔后，其两端通过第二轴承(B3)套装在滑台平移悬臂(B5)顶部预留的圆形通孔内，从而使得形成主轴头升降部件(A0)和平移悬臂部件(B0)形成铰接；滑台旋转轴(B4)两端伸出圆形通孔后均通过第二轴承内圈锁紧螺母(B2)轴向固定，并通过第二轴承外圈端盖(B1)压紧在滑台平移悬臂(B5)圆形通孔的孔端面；

所述的升降驱动部件(E0)包括升降伺服电机(E1)、减速机(E2)、升降伺服电机安装板(E3)、偏心轴(E4)和卡簧(E5)，升降伺服电机安装板(E3)底部固定在两条平移导轨(C2)另一侧的滑块(C1)上，减速机(E2)固定安装在升降伺服电机安装板(E3)上，升降伺服电机(E1)输出轴经减速机(E2)与偏心轴(E4)一端连接，偏心轴(E4)另一端套装在所述主轴头升降部件(A0)上的第一轴承(A3)中，偏心轴(E4)端部伸出第一轴承(A3)后通过卡簧(E5)轴向固定限位。

3.根据权利要求2所述的一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构，其特征在于：所述的滑台旋转轴(B4)和主轴头升降部件(A0)的轴安装座(A4)之间固定连接，主轴头升降安装板(A2)和滑台旋转轴(B4)同步转动。

4.根据权利要求2所述的一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构，其特征在于：所述滑台旋转轴(B4)和偏心轴(E4)的轴线平行。

5.根据权利要求1所述的一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构，其特征在于：所述的水平驱动部件(D0)包括水平伺服电机(D1)、电机安装座(D2)、联轴器(D3)、第三轴承座组件(D4)、滑台水平丝杆(D5)、轴承座安装板(D6)和水平丝杆螺母(D7)，轴承座安装板(D6)底部固定安装在所述基座部件(C0)的滑台底板(C3)上，水平伺服电机(D1)通过电机安装座(D2)固定在轴承座安装板(D6)侧面，轴承座安装板(D6)中间预留开有水平的阶梯孔，第三轴承座组件(D4)装在轴承座安装板(D6)上的阶梯孔内，滑台水平丝杆(D5)穿过第三轴承座组件(D4)通过联轴器(D3)与水平伺服电机(D1)输出轴同轴连接，滑台水平丝杆(D5)上套装有水平丝杆螺母(D7)，水平丝杆螺母(D7)固定安装在所述平移悬臂部件(B0)底部，水平伺服电机(D1)驱动滑台水平丝杆(D5)旋转进而通过丝杠螺母副带动平移悬臂部件(D0)沿着平移导轨(C2)水平滑动。

6.根据权利要求5所述的一种用于全自动平衡修正设备的偏心轴升降滑台进给机构，其特征在于：所述平移悬臂部件(B0)底部开有用于水平丝杆螺母及滑台水平丝杆伸入的圆形通孔，水平丝杆螺母(D7)固定安装在所述平移悬臂部件(B0)底部的圆形通孔内。