CN108857470A - 一种中空谐波四轴平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中空谐波四轴平台，它包括壳体,壳体内包括由前至后依次设置的法兰盘、谐波减速机和中空电机，中空电机包括主轴，谐波减速机的输入轴与主轴相连，谐波减速机的输出轴与法兰盘相连，谐波减速机的输出轴上还安装有刹车组件；主轴内穿设有中空防爆管，且中空防爆管贯穿法兰盘和谐波减速机，中空防爆管内设有气管，气管通过导向固定装置固定在中空防爆管内；中空电机还包括安装于主轴上的编码器，编码器上设有用于将编码器输出的信号进行转换的脉冲发生器。故本发明刹车的效果好，可以调机速度，同时避免了气管和线缠绕在转台上或者与工件发生干涉，也避免了气管和线暴露在外，加工精度高。

Description

一种中空谐波四轴平台

技术领域

本发明涉及数控转台技术领域，尤其是涉及一种中空谐波四轴平台。

背景技术

数控转台为加工中心和数控机床提供了回转坐标，通过第四轴、第五轴驱动转台或分度头完成等分、不等分或连续的回转加工，从而完成复杂的曲面加工，使机床原有的加工范围得以扩大。

目前市面上的数控转台的转台采用的是普通的伺服电机，它的气管、线暴露在外容易损坏且易与工件干涉，在转台旋转工作过程中，这些气管、线会发生缠绕，当气管、线缠绕在转台上，影响转台的转动，甚至影响加工精度；传统数控转台的刹车组件设置在本体后侧，刹车效果不是最佳，刹车组件的结构较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中空谐波四轴平台，以解决现有技术中的气管和线容易缠绕且刹车效果不佳的技术问题。

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：一种中空谐波四轴平台，包括壳体,所述壳体内包括由前至后依次设置的法兰盘、谐波减速机和中空电机，所述中空电机包括主轴，所述谐波减速机的输入轴与所述主轴相连，所述谐波减速机的输出轴与所述法兰盘相连，所述谐波减速机的输出轴上还安装有刹车组件；

所述主轴内穿设有中空防爆管，且所述中空防爆管贯穿所述法兰盘和所述谐波减速机，所述中空防爆管内设有气管，所述气管通过导向固定装置固定在所述中空防爆管内；

所述中空电机还包括安装于所述主轴上的编码器，所述编码器上设有用于将所述编码器输出的信号进行转换的脉冲发生器。

其中，谐波减速机包括波发生器H、刚轮和柔轮。脉冲发生器即PG卡(PulseGenerator卡)。导向固定装置包括但不限于设置在中空防爆管上的通孔，或者固定在中空防爆管内壁上的一些短管，实际应用中，在将气管和线穿过中空防爆管时，气管和线同时从导向固定装置穿过。

实际工作时，编码器接收指令，脉冲发生器转换编码器输出的信号。中空电机通电后，带动主轴转动，主轴将扭矩传递给谐波减速机的波发生器H，波发生器H的柔轮作输出转动，经减速后途径刹车组件带动法兰盘转动，当法兰盘位置转动到所需位置时，刹车组件输出强大扭矩，实现刹车功能，防止切削力过大，工作台产生转动，提高精度。

故本发明利用中空电机的两端成中空设置的主轴，以及中空的法兰盘组件和中空的谐波减速机，并且在法兰盘组件和谐波减速机以及主轴中间设有一个中空防爆管，气管和线可以设置在中空防爆管里面，同时通过导向固定装置限制了气管和线的位移，从而避免了气管和线缠绕在转台上或者与工件发生干涉，避免了缠线影响转台的转动，从而保证了加工精度，也避免了气管和线暴露在外，提高了使用寿命。而且，导向固定装置的设置还可以防止气管和线在主轴转动时产生震动，避免其产生噪音或者影响加工精度。

再者，本发明将法兰盘、谐波减速机和中空电机等都设置在壳体内部，动力传递结构紧凑，功能齐全的同时，整体刚度提升，承重能力增强，编码器，脉冲发生器，减速机的设置，使得本发明可以调机速度，输出的扭矩更大。

另外，本发明的刹车组件安装在谐波减速机的输出轴上，即本发明将刹车组件设置在法兰盘的旁边，减小了传递距离，避免损耗，使得刹车效果能更完整地传递到加工工件上，刹车稳定性提升，从而提高刹车的效果，提高加工的精度。

作为优选，所述中空电机还包括定子和转子绕组，所述转子绕组包括由前至后依次设置在所述主轴上的转子前压板、转子和转子后压板，所述主轴上设有能与所述转子后压板相抵的主轴挡环和能与所述转子前压板相抵的凸缘。

实际应用中，在中空电机通电后，转子绕组产生感应电动势，充当旋转磁场，与定子组合后产生电磁转矩进行能量转换为机械能，带动主轴转动，其中，主轴挡环与转子绕组衔接，起固定作用。

作为优选，所述中空电机还包括抱紧块和胶垫，所述抱紧块固定连接在所述主轴上，用于连接所述主轴和所述谐波减速机，所述胶垫设于所述主轴和所述谐波减速机之间，用于缓冲振动。

抱紧块的设置，使得主轴和谐波减速机的连接更为可靠，且装配效率高，易于实现自动化；胶垫的设置，可以缓冲主轴和谐波减速机之间所产生的振动，避免其产生噪音或者影响加工精度。

作为优选，所述中空电机还包括轴承、后端盖和编码器保护罩，所述后端盖上设有轴承安装孔，所述轴承固定在所述轴承安装孔内，所述轴承编码器保护罩与所述后端盖之间形成的空腔内安装有过渡盘，所述编码器设于所述过渡盘的外侧。

轴承、后端盖、过渡盘和编码器保护罩的设置，可以形成密封，防止灰尘以及固定编码器和脉冲发生器。

作为优选，所述中空电机还包括骨架油封和骨架油封压块，所述骨架油封和所述骨架油封压块设于所述主轴的底端，用于密封。

骨架油封和骨架油封压块的设置，可以使得密封效果更好，有效防止灰尘。

作为优选，所述刹车组件包括刹车气缸、刹车上盖和刹车片，所述刹车上盖设于所述刹车气缸的上方，且所述刹车上盖与刹车气缸之间形成一空腔，所述刹车片设于所述空腔内。

本发明的刹车组件仅由刹车气缸、刹车片、刹车上盖组成，相较于传统的刹车组件结构简单，且实际工作时，通过刹车气缸将刹车片顶上，输出的扭矩更大，刹车效果更好。

作为优选，所述壳体底部设有底板，所述底板通过筋板与所述壳体相连，所述底板上设有安装孔，所述壳体端部设有使其成密封设置的油封盖，所述油封盖上开设有中心孔和连接孔，所述中心孔设有一个，且与所述油封盖成同轴设置，所述连接孔设有两个或两个以上，且成圆周阵列分布。

壳体底部设有底板，底板通过筋板与壳体相连，可提高壳体的强度和刚度，也可以便于壳体的水平放置。油封盖的设置，使得密封效果更好，有效防止灰尘。中心孔和连接孔的设置，与螺栓紧固件配合，便于中空电机的定位和固定。

作为优选，所述壳体的外侧壁上设有线缆防水装置，所述线缆防水装置包括接头、防水塞、螺母、中间接头和防爆穿线管。

线缆防水装置的设置，可以起到防水的作用，避免转台在加工过程中切削液的流入。

作为优选，所述接头包括固定在所述壳体的外侧壁上的连接管和与所述连接管相通的套管，所述防水塞一端与所述套管连接，另一端与所述中间接头相连，在所述防水塞上开设有主过线孔和辅助过线孔，且所述防水塞的外径从前至后依次呈递增设置，所述中间接头一端与所述防水塞相连，另一端与所述防爆穿线管相连，所述螺母套设于所述中间接头和所述套管的外侧。

实际工作时，接头是通过螺母和中间接头的衔接与防爆穿线管连接组合在一起的，在防爆穿线管和接头之间衔接配合一个防水塞，然后线及气管穿过防水塞的孔位，由于防水塞的外径从前至后依次呈递增设置即成锥形结构，拧动螺母，防水塞的孔也会收缩，夹紧线缆，线缆与孔壁之间精密贴合无间隙，且接头的套管套于防水塞的外面，从而实现双重的密封防水从而确保转台在加工过程中避免切削液的流入，起到防水的作用。另外，防水塞的通孔包括主过线孔和辅助过线孔，可以分别与不同粗细的线缆相配，使其更容易达到线缆与孔壁之间精密贴合无间隙的效果，防水效果更好。

作为优选，所述防水塞为由弹性材料制成，所述防爆穿线管的外壁上设有螺纹。

防水塞为由弹性材料制成，使得防水塞的变形效果更佳，提高了防水效果和使用寿命。

基于此，本发明较之原有技术，具有刹车的效果好，可以调机速度，同时避免了气管和线缠绕在转台上或者与工件发生干涉，也避免了气管和线暴露在外，加工精度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明的爆炸图；

附图2为本发明另一视角的结构示意图；

附图3为本发明中空电机、刹车组件、谐波减速机和法兰盘的装配图；

附图4为本发明线缆防水装置的爆炸图；

附图5为本发明防水塞、中间接头和防爆穿线管的结构示意图。

附图标记：

1-壳体； 2-法兰盘； 3-谐波减速机；

4-中空电机； 5-刹车组件； 6-线缆防水装置；

11-底板； 111-筋板； 112-安装孔；

12-油封盖； 121-中心孔； 122-连接孔；

41-主轴； 411-中空防爆管； 412-气管；

413-导向固定装置； 414-抱紧块； 415-胶垫；

416-主轴挡环； 417-凸缘； 42-编码器；

43-脉冲发生器； 44-定子； 45-转子绕组；

451-转子前压板； 452-转子； 453-转子后压板；

46-后端盖； 461-轴承； 47-编码器保护罩；

48-骨架油封； 49-骨架油封压块； 51-刹车气缸；

52-刹车上盖； 53-刹车片； 61-接头；

611-连接管； 612-套管； 62-防水塞；

621-主过线孔； 622-辅助过线孔； 63-螺母；

64-中间接头； 65-防爆穿线管； 462-过渡盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“液平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

中空谐波四轴平台的实施例一：

见图1、图2、图3，一种中空谐波四轴平台，包括壳体1,壳体1内包括由前至后依次设置的法兰盘2、谐波减速机3、中空电机4，中空电机4包括主轴41，谐波减速机3的输入轴与主轴41相连，谐波减速机3的输出轴与法兰盘2相连，谐波减速机3的输出轴上还安装有刹车组件5；

主轴41内穿设有中空防爆管411，且中空防爆管411贯穿法兰盘2和谐波减速机3，中空防爆管411内设有气管412，气管412通过导向固定装置413固定在中空防爆管411内；

中空电机4还包括安装于主轴41上的编码器42，编码器42上设有用于将编码器42输出的信号进行转换的脉冲发生器43。

其中，谐波减速机包括波发生器H、刚轮和柔轮。脉冲发生器即PG卡(PulseGenerator卡)。导向固定装置包括但不限于设置在中空防爆管上的通孔，或者固定在中空防爆管内壁上的一些短管，实际应用中，在将气管和线穿过中空防爆管时，气管和线同时从导向固定装置穿过。

实际工作时，编码器接收指令，脉冲发生器转换编码器输出的信号。中空电机通电后，带动主轴转动，主轴将扭矩传递给谐波减速机的波发生器H，波发生器H的柔轮作输出转动，经减速后途径刹车组件带动法兰盘转动，当法兰盘位置转动到所需位置时，刹车组件输出强大扭矩，实现刹车功能，防止切削力过大，工作台产生转动，提高精度。

故本发明利用中空电机的两端成中空设置的主轴，以及中空的法兰盘组件和中空的谐波减速机，并且在法兰盘组件和谐波减速机以及主轴中间设有一个中空防爆管，气管和线可以设置在中空防爆管里面，同时通过导向固定装置限制了气管和线的位移，从而避免了气管和线缠绕在转台上或者与工件发生干涉，避免了缠线影响转台的转动，从而保证了加工精度，也避免了气管和线暴露在外，提高了使用寿命。而且，导向固定装置的设置还可以防止气管和线在主轴转动时产生震动，避免其产生噪音或者影响加工精度。

再者，本发明将法兰盘、谐波减速机和中空电机等都设置在壳体内部，动力传递结构紧凑，功能齐全的同时，整体刚度提升，承重能力增强，编码器，脉冲发生器，减速机的设置，使得本发明可以调机速度，输出的扭矩更大。

另外，本发明的刹车组件安装在谐波减速机的输出轴上，即本发明将刹车组件设置在法兰盘的旁边，减小了传递距离，避免损耗，使得刹车效果能更完整地传递到加工工件上，刹车稳定性提升，从而提高刹车的效果，提高加工的精度。

见图3，中空电机4还包括定子44和转子绕组45，转子绕组45包括由前至后依次设置在主轴41上的转子前压板451、转子452和转子后压板453，主轴41上设有能与转子后压板453相抵的主轴挡环416和能与转子前压板451相抵的凸缘417。

实际应用中，在中空电机通电后，转子绕组产生感应电动势，充当旋转磁场，与定子组合后产生电磁转矩进行能量转换为机械能，带动主轴转动，其中，主轴挡环与转子绕组衔接，起固定作用。

见图3，中空电机4还包括抱紧块414和胶垫415，抱紧块414固定连接在主轴41上，用于连接主轴41和谐波减速机3，胶垫415设于主轴41和谐波减速机3之间，用于缓冲振动。

抱紧块的设置，使得主轴和谐波减速机的连接更为可靠，且装配效率高，易于实现自动化；胶垫的设置，可以缓冲主轴和谐波减速机之间所产生的振动，避免其产生噪音或者影响加工精度。

见图3，中空电机4还包括轴承461、后端盖46和编码器保护罩47，后端盖46上设有轴承461安装孔112，轴承461固定在轴承461安装孔112内，轴承461编码器保护罩47与后端盖46之间形成的空腔内安装有过渡盘462，编码器42设于过渡盘462的外侧。

轴承、后端盖、过渡盘和编码器保护罩的设置，可以形成密封，防止灰尘以及固定编码器和脉冲发生器。

见图3，中空电机4还包括骨架油封48和骨架油封压块49，骨架油封48和骨架油封压块49设于主轴41的底端，用于密封。

骨架油封和骨架油封压块的设置，可以使得密封效果更好，有效防止灰尘。

见图1、图3，刹车组件5包括刹车气缸51、刹车上盖52和刹车片53，刹车上盖52设于刹车气缸51的上方，且刹车上盖52与刹车气缸51之间形成一空腔，刹车片53设于空腔内。

本发明的刹车组件仅由刹车气缸、刹车片、刹车上盖组成，相较于传统的刹车组件结构简单，且实际工作时，通过刹车气缸将刹车片顶上，输出的扭矩更大，刹车效果更好。

见图1、图2，壳体1底部设有底板11，底板11通过筋板111与壳体1相连，底板11上设有安装孔112，壳体1端部设有使其成密封设置的油封盖12，油封盖12上开设有中心孔121和连接孔122，中心孔121设有一个，且与油封盖12成同轴设置，连接孔122设有两个或两个以上，且成圆周阵列分布。

壳体底部设有底板，底板通过筋板与壳体相连，可提高壳体的强度和刚度，也可以便于壳体的水平放置。油封盖的设置，使得密封效果更好，有效防止灰尘。中心孔和连接孔的设置，与螺栓紧固件配合，便于中空电机的定位和固定。

见图1、图2、图4、图5，壳体1的外侧壁上设有线缆防水装置6，线缆防水装置6包括接头61、防水塞62、螺母63、中间接头64和防爆穿线管65。

线缆防水装置的设置，可以起到防水的作用，避免转台在加工过程中切削液的流入。

见图4、图5，接头61包括固定在壳体1的外侧壁上的连接管611和与连接管611相通的套管612，防水塞62一端与套管612连接，另一端与中间接头64相连，在防水塞62上开设有主过线孔621和辅助过线孔622，且防水塞62的外径从前至后依次呈递增设置，中间接头64一端与防水塞62相连，另一端与防爆穿线管65相连，螺母63套设于中间接头64和套管612的外侧。

实际工作时，接头是通过螺母和中间接头的衔接与防爆穿线管连接组合在一起的，在防爆穿线管和接头之间衔接配合一个防水塞，然后线及气管穿过防水塞的孔位，由于防水塞的外径从前至后依次呈递增设置即成锥形结构，拧动螺母，防水塞的孔也会收缩，夹紧线缆，线缆与孔壁之间精密贴合无间隙，且接头的套管套于防水塞的外面，从而实现双重的密封防水从而确保转台在加工过程中避免切削液的流入，起到防水的作用。另外，防水塞的通孔包括主过线孔和辅助过线孔，可以分别与不同粗细的线缆相配，使其更容易达到线缆与孔壁之间精密贴合无间隙的效果，防水效果更好。

见图4、图5，防水塞62为由弹性材料制成，防爆穿线管65的外壁上设有螺纹。

防水塞为由弹性材料制成，使得防水塞的变形效果更佳，提高了防水效果和使用寿命。弹性材料包括但不限于橡胶、硅胶。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种中空谐波四轴平台，包括壳体,其特征在于：所述壳体内包括由前至后依次设置的法兰盘、谐波减速机和中空电机，所述中空电机包括主轴，所述谐波减速机的输入轴与所述主轴相连，所述谐波减速机的输出轴与所述法兰盘相连，所述谐波减速机的输出轴上还安装有刹车组件；

所述主轴内穿设有中空防爆管，且所述中空防爆管贯穿所述法兰盘和所述谐波减速机，所述中空防爆管内设有气管，所述气管通过导向固定装置固定在所述中空防爆管内；

所述中空电机还包括安装于所述主轴上的编码器，所述编码器上设有用于将所述编码器输出的信号进行转换的脉冲发生器。

2.根据权利要求1所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述中空电机还包括定子和转子绕组，所述转子绕组包括由前至后依次设置在所述主轴上的转子前压板、转子和转子后压板，所述主轴上设有能与所述转子后压板相抵的主轴挡环和能与所述转子前压板相抵的凸缘。

3.根据权利要求1或2所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述中空电机还包括抱紧块和胶垫，所述抱紧块固定连接在所述主轴上，用于连接所述主轴和所述谐波减速机，所述胶垫设于所述主轴和所述谐波减速机之间，用于缓冲振动。

4.根据权利要求3所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述中空电机还包括轴承、后端盖和编码器保护罩，所述后端盖上设有轴承安装孔，所述轴承固定在所述轴承安装孔内，所述轴承编码器保护罩与所述后端盖之间形成的空腔内安装有过渡盘，所述编码器设于所述过渡盘的外侧。

5.根据权利要求3所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述中空电机还包括骨架油封和骨架油封压块，所述骨架油封和所述骨架油封压块设于所述主轴的底端，用于密封。

6.根据权利要求1所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述刹车组件包括刹车气缸、刹车上盖和刹车片，所述刹车上盖设于所述刹车气缸的上方，且所述刹车上盖与刹车气缸之间形成一空腔，所述刹车片设于所述空腔内。

7.根据权利要求1所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述壳体底部设有底板，所述底板通过筋板与所述壳体相连，所述底板上设有安装孔，所述壳体端部设有使其成密封设置的油封盖，所述油封盖上开设有中心孔和连接孔，所述中心孔设有一个，且与所述油封盖成同轴设置，所述连接孔设有两个或两个以上，且成圆周阵列分布。

8.根据权利要求1所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述壳体的外侧壁上设有线缆防水装置，所述线缆防水装置包括接头、防水塞、螺母、中间接头和防爆穿线管。

9.根据权利要求8所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述接头包括固定在所述壳体的外侧壁上的连接管和与所述连接管相通的套管，所述防水塞一端与所述套管连接，另一端与所述中间接头相连，在所述防水塞上开设有主过线孔和辅助过线孔，且所述防水塞的外径从前至后依次呈递增设置，所述中间接头一端与所述防水塞相连，另一端与所述防爆穿线管相连，所述螺母套设于所述中间接头和所述套管的外侧。

10.根据权利要求9所述的中空谐波四轴平台，其特征在于：所述防水塞为由弹性材料制成，所述防爆穿线管的外壁上设有螺纹。