CN107863864A - 用于全自动平衡机可线性校正的双丝杆式进给滑台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于全自动平衡机可线性校正的双丝杆式进给滑台。包括底板部件、水平移动部件、水平驱动部件、垂直驱动部件和翘板部件，水平移动部件底端设于底板部件上，水平移动部件顶端与翘板部件的一侧部旋转连接，水平驱动部件安装在底座部件一侧，水平驱动部件通过丝杆螺母副连接水平移动部件并驱动水平移动部件水平移动，垂直驱动部件安装在底座部件另一侧，垂直驱动部件与翘板部件的另一侧部旋转连接。本发明通过控制各驱动电机的转速、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，因此易于控制；可线性控制垂直驱动电机旋转角度与主轴头进给量，从而位置控制更为精确。

Description

用于全自动平衡机可线性校正的双丝杆式进给滑台

技术领域

本发明涉及一种进给滑台，尤其是涉及了一种用于全自动平衡机可线性校 正的双丝杆式进给滑台，可有效实现主轴头的进给动作，并可线性计算驱动电 机转角与主轴头进给量的关系。

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。

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， 结构不够紧凑，机体庞大，力的传递路径较远，故进给刚度较低。在中国专利 CN201710348385.4的“用于全自动平衡修正设备的双丝杆翘板式进给机构”中， 提出了一种定位精度较高，且较易于控制的进给机构。其计算模型为：

其中P为主轴头进刀量，L1为主轴头距旋转轴一的距离，L2为垂直驱动电 机至旋转轴一的投影距离，△H为垂直驱动电机控制量，H为翘板部件处于水平 位置时垂直丝杆伸出的距离。

从模型可见，器垂直驱动电机控制量△H与主轴头进刀量P之间的函数关 系较复杂，因此无法线性计算垂直驱动电机控制量与主轴头进刀量的关系，只 能通过动作仿真来控制垂直驱动电机的进给量，这增添了计算误差，从而降低 了控制精度。而且此计算模型仅在绝对水平零点确定的情况下成立，若结构发 生变化，需要反复校正此绝对水平零点，方可正确使用，因此安装调试较麻烦。

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机可 线性校正的双丝杆式进给滑台，该滑台结构简单，定位精度更高且易于控制。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括底板部件、水平移动部件、水平驱动部件、垂直驱动部件和翘 板部件，水平移动部件底端设于底板部件上，水平移动部件顶端与翘板部件的 一侧部旋转连接，水平驱动部件安装在底座部件一侧，水平驱动部件通过丝杆 螺母副连接水平移动部件并驱动水平移动部件水平移动，垂直驱动部件安装在 底座部件另一侧，垂直驱动部件与翘板部件的另一侧部旋转连接。

所述的底座部件包括底板、两组导轨和滑块；底板固定在工作台面上，两 组导轨平行地安装在底板顶面，导轨上装有与之配合的滑块；

所述的水平移动部件包括移动底座、第四轴承支撑座、第四轴承和第四轴 承端盖；移动底座底部固定在底座部件的其中一组导轨的滑块上，移动底座顶 部装有一对第四轴承支撑座，第四轴承支撑座上端开有水平通孔，第四轴承安 装在水平通孔中并通过第四轴承端盖轴向固定，第四轴承支撑座上端穿设到翘 板部件上方并与翘板部件铰接，移动底座上底部设有水平安装孔；

所述的水平驱动部件包括水平电机、第一联轴器、水平电机座、第一轴承、 第一轴承支撑座、水平丝杆和水平螺母；水平电机通过水平电机座固定在底板 部件侧面，水平电机输出轴经第一联轴器与水平丝杆一端同轴固定连接，水平 丝杆另一端通过螺纹套装有与之配合的水平螺母，水平丝杆通过第一轴承支撑 安装在第一轴承支撑座中，第一轴承支撑座固定在底板部件上，水平丝杆由第 一轴承内圈水平支撑转动，水平螺母固定在水平移动部件的移动底座上底部的 水平安装孔中；水平电机运动驱动水平丝杆转动，进而经丝杠螺母副带动水平 螺母和水平移动部件沿导轨水平移动；

所述的垂直驱动部件包括垂直电机、减速机、第二联轴器、垂直电机安装 座、第二轴承、第二轴承安装座、第二旋转轴、垂直丝杆、垂直螺母和垂直螺 母安装座；垂直电机输出轴朝下与减速机连接，减速机输出轴通过第二联轴器 与垂直丝杆上端连接，减速机经垂直电机安装座固定在第二轴承安装座顶部， 垂直丝杆经第二轴承套装在第二轴承安装座内，第二旋转轴固接于第二轴承安 装座底面，第二旋转轴为垂直于垂直丝杆布置的水平圆柱轴，垂直丝杆下端通 过螺纹套装有与之配合的垂直螺母，垂直螺母固定在垂直螺母座上，垂直螺母 座底部固定在底板部件上另一组导轨的滑块上；

所述的翘板部件包括翘板、主轴头、第一旋转轴、第三轴承、第三轴承支 撑座和第三轴承端盖；主轴头安装在翘板顶面一侧，翘板顶面另一侧固接有一 对第三轴承支撑座，第三轴承支撑座上端均开有水平通孔，第三轴承轴安装在 水平通孔内并通过第三轴承端盖轴向压紧固定，第二旋转轴两端经第三轴承套 装在第三轴承支撑座的水平通孔内；第一旋转轴位于第二旋转轴和主轴头之间， 第一旋转轴两端通过第四轴承支撑安装在水平移动部件的两个第四轴承支撑座 上。

所述的主轴头、第一旋转轴和第二旋转轴的轴线方向平面平行，且相对位 置固定，通过控制垂直驱动部件的进给距离，可线性控制主轴头的进给量。

所述的垂直电机的控制量与主轴头的执行量比值为一常数。

本发明无绝对水平零点，可随意安装。

本发明通过垂直驱动部件底部的结构设置，通过垂直驱动电机相对主轴头 的旋转中心位置固定，且各旋转中心及主轴头的轴线方向平面平行，实现了线 性校正。

本发明具有的有益效果是：

本发明通过控制各驱动电机的转速、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，因此易于控制。

本发明第一旋转轴、第二旋转轴和主轴头轴线方向平面平行，且相对位置 固定，因此通过控制垂直驱动电机的进给量可线性控制主轴头的进给距离，从 而位置控制更为精确。

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是本发明的底座部件A0安装爆炸图。

图4是本发明的底座部件A0的整体部图。

图5是本发明的水平移动部件B0的安装爆炸图。

图6是本发明的水平移动部件B0的整体部图。

图7是本发明的水平驱动部件C0的安装爆炸图。

图8是本发明的水平驱动部件C0的整体部图。

图9是本发明的垂直驱动部件D0的安装爆炸图。

图10是本发明的垂直驱动部件D0的整体部图。

图11是本发明的翘板部件E0的安装爆炸图。

图12是本发明的翘板部件E0的整体部图。

图13是本发明主轴头向下进给的状态度示意图。

图14是本发明主轴头向上进给的状态度示意图。

图中：A0、底座部件，A1、底板，A2、滑块，A3、导轨；B0、水平移动 部件，B1、第四轴承，B2、第四轴承端盖，B3、第四轴承支撑座，B4、移动底 座；C0、水平驱动部件，C1、水平螺母，C2、水平丝杆，C3、第一轴承支撑座， C4、第一轴承，C5、第一联轴器，C6、水平电机座，C7、水平电机；D0、垂直 驱动部件，D1、垂直电机，D2、减速机，D3、垂直电机安装座，D4、第二联轴器，D5、第二轴承，D6、第二轴承安装座，D7、第二旋转轴，D8、垂直丝杆， D9、垂直螺母，D10、垂直螺母安装座；E0、翘板部件，E1、翘板，E2、第一 旋转轴，E3、主轴头，E4、第三轴承端盖，E5、第三轴承，E6、第三轴承支撑 座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。

如图1图2所示，本发明包括底板部件A0、水平移动部件B0、水平驱动部 件C0、垂直驱动部件D0和翘板部件E0，水平移动部件B0底端设于底板部件 A0的一对滑块A2上，水平移动部件B0顶端与翘板部件E0的一侧部通过第一 旋转轴E2旋转连接，水平驱动部件C0安装在底座部件A0一侧，水平驱动部 件C0通过丝杆螺母副连接水平移动部件B0并驱动水平移动部件B0水平移动， 垂直驱动部件D0安装在底座部件A0另一侧，垂直驱动部件D0与翘板部件E0 的另一侧部通过第二旋转轴D7旋转连接。

如图3图4所示，底座部件A0包括底板A1、两组导轨A3和滑块A2；底 板A1固定在工作台面上，两组导轨A3平行地安装在底板A1顶面，两组导轨 A3包括两条平行的导轨，导轨A3上装有与之配合的滑块A2。

如图5图6所示，水平移动部件B0包括移动底座B4、第四轴承支撑座B3、 第四轴承B1和第四轴承端盖B2；移动底座B4底部固定在底座部件A0的其中 一组导轨A3的滑块A2上，移动底座B4顶部装有一对第四轴承支撑座B3，第 四轴承支撑座B3上端开有水平通孔，第四轴承B1安装在水平通孔中并通过第 四轴承端盖B2轴向固定，第四轴承支撑座B3上端穿设到翘板部件E0上方并 与翘板部件E0铰接，移动底座上B4底部设有水平安装孔，水平安装孔用以固 接水平驱动部件上C0的水平螺母C1，水平安装孔与第四轴承支撑座B3的水平 通孔的轴线方向空间垂直。

如图7图8所示，水平驱动部件C0包括水平电机C7、第一联轴器C5、水 平电机座C6、第一轴承C4、第一轴承支撑座C3、水平丝杆C2和水平螺母C1； 水平电机C7通过水平电机座C6固定在底板部件A0侧面，水平电机C7输出轴 经第一联轴器C5与水平丝杆C2一端同轴固定连接，水平丝杆C2另一端通过 螺纹套装有与之配合的水平螺母C1，水平丝杆C2通过第一轴承C4支撑安装在 第一轴承支撑座C3中，第一轴承支撑座C3固定在底板部件A0上，水平丝杆 C2由第一轴承C4内圈水平支撑转动，水平丝杆C2方向与底座部件A0上的导 轨A3方向平行，水平螺母C1固定在水平移动部件B0的移动底座上B4底部的 水平安装孔中；水平电机C7运动驱动水平丝杆C2转动，进而经丝杠螺母副带 动水平螺母C1和水平移动部件B0沿导轨A3水平移动。

如图9图10所示，垂直驱动部件D0包括垂直电机D1、减速机D2、第二 联轴器D4、垂直电机安装座D3、第二轴承D5、第二轴承安装座D6、第二旋转 轴D7、垂直丝杆D8、垂直螺母D9和垂直螺母安装座D10；垂直电机D1输出 轴朝下与减速机D2连接，减速机D2输出轴通过第二联轴器D4与垂直丝杆D8 上端连接，垂直电机D1固定安装在减速机D2底面，减速机D2经垂直电机安 装座D3固定在第二轴承安装座D6顶部，垂直丝杆D8经第二轴承D5套装在第 二轴承安装座D6内，垂直丝杆D8在第二轴承D5内圈的支撑下可自由转动， 第二旋转轴D7固接于第二轴承安装座D6底面，第二旋转轴D7为垂直于垂直 丝杆D8布置的水平圆柱轴，第二旋转轴D7两端用以连接翘板部件E0一侧顶 部的第三轴承E5，在第三轴承E5的支撑下，垂直驱动部件D0与翘板部件E0 呈转动连接；垂直丝杆D8下端通过螺纹套装有与之配合的垂直螺母D9，垂直 螺母D9固定在垂直螺母座D10上，垂直螺母座D10底部固定在底板部件A0 上另一组导轨A3的滑块A2上，从而使得垂直驱动部件D0与底板部件A0滑动 连接。

如图11图12所示，翘板部件E0包括翘板E1、主轴头E3、第一旋转轴E2、 第三轴承E5、第三轴承支撑座E6和第三轴承端盖E4；主轴头E3安装在翘板 E1顶面一侧，翘板E1顶面另一侧固接有一对第三轴承支撑座E6，一对第三轴 承支撑座E6分别相对布置在翘板E1顶面，第三轴承支撑座E6上端均开有水平 通孔，第三轴承E5轴安装在水平通孔内并通过第三轴承端盖E4轴向压紧固定， 第三轴承E5内圈与垂直驱动部件上D0的第二旋转轴D7配合连接，第二旋转 轴D7两端经第三轴承E5套装在第三轴承支撑座E6的水平通孔内；第一旋转轴E2位于第二旋转轴D7和主轴头E3之间，第一旋转轴E2两端通过第四轴承B1支撑安装在水平移动部件B0的两个第四轴承支撑座B3上，使翘板部件E0 与水平移动部件B0旋转连接。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图13图14所示，主轴头进给过程：垂直电机D1驱动垂直丝杆D8转动， 连带垂直驱动部件D0整体向上或向下移动，通过旋转轴二D7推动翘板部件E0 绕旋转轴一E2转动，从而实现主轴头E3上下进给的目的。同时以上过程会伴 随的动作有：旋转轴二D7在第三轴承E6的支撑下转动，及垂直螺母座D10沿 导轨A3水平移动。

通过控制垂直电机D1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，因此易于控制。

在图中可以看到，旋转轴一E2、旋转轴二D7和主轴头E3运动过程中，始 终处在同一平面内，且轴线方向相互平行，相对距离固定。因此我们可以线性 计算出垂直电机D1的转角与主轴头E3进给量的关系，计算误差较小，故控制 更为精确。通过调整旋转轴一E2、旋转轴二D7和主轴头E3的位置，可以有效 调整垂直电机D1与主轴头E3进给量，其计算模型为：

其中，P为主轴头进刀量，L1为主轴头距旋转轴一的距离，L2为垂直驱动 电机至旋转轴一的距离，△H为垂直电机控制量。

由此可见，本发明垂直电机D1的控制量与主轴头E3的执行量比值为一常 数。即垂直电机D1的控制量与主轴头E3的执行量呈线性关系，因此位置控制 更为精确。本发明无绝对水平零点，可随意安装。

Claims (4)

1.一种用于全自动平衡机可线性校正的双丝杆式进给滑台，其特征在于：包括底板部件(A0)、水平移动部件(B0)、水平驱动部件(C0)、垂直驱动部件(D0)和翘板部件(E0)，水平移动部件(B0)底端设于底板部件(A0)上，水平移动部件(B0)顶端与翘板部件(E0)的一侧部旋转连接，水平驱动部件(C0)安装在底座部件(A0)一侧，水平驱动部件(C0)通过丝杆螺母副连接水平移动部件(B0)并驱动水平移动部件(B0)水平移动，垂直驱动部件(D0)安装在底座部件(A0)另一侧，垂直驱动部件(D0)与翘板部件(E0)的另一侧部旋转连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于全自动平衡机可线性校正的双丝杆式进给滑台，其特征在于：所述的底座部件(A0)包括底板(A1)、两组导轨(A3)和滑块(A2)；底板(A1)固定在工作台面上，两组导轨(A3)平行地安装在底板(A1)顶面，导轨(A3)上装有与之配合的滑块(A2)；

所述的水平移动部件(B0)包括移动底座(B4)、第四轴承支撑座(B3)、第四轴承(B1)和第四轴承端盖(B2)；移动底座(B4)底部固定在底座部件(A0)的其中一组导轨(A3)的滑块(A2)上，移动底座(B4)顶部装有一对第四轴承支撑座(B3)，第四轴承支撑座(B3)上端开有水平通孔，第四轴承(B1)安装在水平通孔中并通过第四轴承端盖(B2)轴向固定，第四轴承支撑座(B3)上端穿设到翘板部件(E0)上方并与翘板部件(E0)铰接，移动底座上(B4)底部设有水平安装孔；

所述的水平驱动部件(C0)包括水平电机(C7)、第一联轴器(C5)、水平电机座(C6)、第一轴承(C4)、第一轴承支撑座(C3)、水平丝杆(C2)和水平螺母(C1)；水平电机(C7)通过水平电机座(C6)固定在底板部件(A0)侧面，水平电机(C7)输出轴经第一联轴器(C5)与水平丝杆(C2)一端同轴固定连接，水平丝杆(C2)另一端通过螺纹套装有与之配合的水平螺母(C1)，水平丝杆(C2)通过第一轴承(C4)支撑安装在第一轴承支撑座(C3)中，第一轴承支撑座(C3)固定在底板部件(A0)上，水平丝杆(C2)由第一轴承(C4)内圈水平支撑转动，水平螺母(C1)固定在水平移动部件(B0)的移动底座(B4)底部的水平安装孔中；水平电机(C7)运动驱动水平丝杆(C2)转动，进而经丝杠螺母副带动水平螺母(C1)和水平移动部件(B0)沿导轨(A3)水平移动；

所述的垂直驱动部件(D0)包括垂直电机(D1)、减速机(D2)、第二联轴器(D4)、垂直电机安装座(D3)、第二轴承(D5)、第二轴承安装座(D6)、第二旋转轴(D7)、垂直丝杆(D8)、垂直螺母(D9)和垂直螺母安装座(D10)；垂直电机(D1)输出轴朝下与减速机(D2)连接，减速机(D2)输出轴通过第二联轴器(D4)与垂直丝杆(D8)上端连接，减速机(D2)经垂直电机安装座(D3)固定在第二轴承安装座(D6)顶部，垂直丝杆(D8)经第二轴承(D5)套装在第二轴承安装座(D6)内，第二旋转轴(D7)固接于第二轴承安装座(D6)底面，第二旋转轴(D7)为垂直于垂直丝杆(D8)布置的水平圆柱轴，垂直丝杆(D8)下端通过螺纹套装有与之配合的垂直螺母(D9)，垂直螺母(D9)固定在垂直螺母座(D10)上，垂直螺母座(D10)底部固定在底板部件(A0)上另一组导轨(A3)的滑块(A2)上；

所述的翘板部件(E0)包括翘板(E1)、主轴头(E3)、第一旋转轴(E2)、第三轴承(E5)、第三轴承支撑座(E6)和第三轴承端盖(E4)；主轴头(E3)安装在翘板(E1)顶面一侧，翘板(E1)顶面另一侧固接有一对第三轴承支撑座(E6)，第三轴承支撑座(E6)上端均开有水平通孔，第三轴承(E5)轴安装在水平通孔内并通过第三轴承端盖(E4)轴向压紧固定，第二旋转轴(D7)两端经第三轴承(E5)套装在第三轴承支撑座(E6)的水平通孔内；第一旋转轴(E2)位于第二旋转轴(D7)和主轴头(E3)之间，第一旋转轴(E2)两端通过第四轴承(B1)支撑安装在水平移动部件(B0)的两个第四轴承支撑座(B3)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于全自动平衡机可线性校正的双丝杆式进给滑台，其特征在于：所述的主轴头(E3)、第一旋转轴(E2)和第二旋转轴(D7)的轴线方向平面平行，且相对位置固定，通过控制垂直驱动部件(D0)的进给距离，可线性控制主轴头(E3)的进给量。

4.根据权利要求2所述的一种用于全自动平衡机可线性校正的双丝杆式进给滑台，其特征在于：所述的垂直电机(D1)的控制量与主轴头(E3)的执行量比值为一常数。