CN109454503B - 工具磨床专用直驱转台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工具磨床技术领域，尤其涉及一种工具磨床专用直驱转台，包括直驱转台和安装在所述直驱转台内部的自动拉刀机构；所述直驱转台包括基座、主轴、定子、转子、旋转座以及固定座；所述自动拉刀机构包括活塞缸、活塞、拉刀杆、气缸、夹爪和刀柄座。本装置实现了自动松夹棒料，减少人工重复劳动。

Description

工具磨床专用直驱转台
技术领域
本发明涉及工具磨床技术领域，尤其涉及一种工具磨床专用直驱转台。
背景技术
由于铣刀本身是一种要求精度很高，且外径大小不一，要实现高精连续分度及自动化夹取比较困难，目前其在普通四轴/五轴工具磨床上采用传统的机械式数控转台执行连续旋转分度，棒料的上下料采用人工固定的方式完成，人工装夹及校正的时间需要10S左右，人工上下料的劳动强度过大且效率低由于传统的机械式数控转台采用蜗轮蜗杆或齿轮传动方式，这类转台响应速度慢、正反向旋转时存在间隙，机构复杂易磨耗。
发明内容
本发明的主要目的就是针对上述问题，提供一种工具磨床专用直驱转台。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种工具磨床专用直驱转台，其特征在于：包括直驱转台和安装在所述直驱转台内部的自动拉刀机构；所述直驱转台包括基座、主轴、定子、转子、旋转座以及固定座；所述主轴的轴向为空心结构，在空心结构上设有凸台，主轴的首端环周设有凹槽，凹槽的一侧向外呈喇叭状，所述定子通过锁固件固定在基座上，主轴穿过基座中心通过前端轴承和末端轴承共同支撑，主轴尾端外径预留螺纹，固定螺帽锁在主轴尾端螺纹上，压紧末端轴承，使主轴上的定位止口端面及内孔跳动保证在0.003mm以内；所述转子套在主轴上通过固定环锁紧固定，所述定子固定在基座内，其内部缠绕有线圈；所述旋转座套在主轴尾端的承靠面上，通过锁紧螺帽锁在主轴上并压紧旋转座，高精度编码器安装在旋转座上，所述固定座固定在基座内，在固定座上安装可准确输出精度的读数头，读数头的中心摄像头对准高精度编码器的中心刻度尺上；
所述自动拉刀机构包括活塞缸、活塞、拉刀杆、气缸、夹爪和刀柄座；所述活塞缸通过连接口与直驱转台上的主轴尾端预留的螺纹相连接；主轴旋转时活塞缸同时旋转，活塞的径向有耐磨片和密封圈安装在活塞缸内部，活塞上又预留有内螺纹孔，中心拉刀杆尾端与活塞内螺纹孔连接，拉刀杆前端有预留有内螺纹孔，夹爪固定在拉刀杆上，同时夹爪又夹住刀柄座，所述拉刀杆、夹爪以及刀柄座位于所述主轴的空心结构内部，夹爪一端与空心结构的凸台配合，另一端与凹槽配合；活塞缸的尾端预留有外螺纹及气压回路槽，气缸锁在活塞缸的尾端，气缸内部预留周边带有O型圈密封的螺旋槽，此螺旋槽与活塞缸上的气压回路槽配合形成密闭的气压回路，同时气缸上预留出夹刀进气口和松刀进气口。
优选地，所述主轴尾端增加止动螺帽锁在固定螺帽上，通过反作用力的作用使止动螺帽拉紧固定螺帽。
优选地，所述气缸通过止动板与基座连接。
本发明的有益效果是:(1)实现自动松夹棒料，减少人工重复劳动；
(2)动定子结构，消除反向间隙，改善工艺刚性；
(3)全闭环控制，提升产品加工精度；
(4)电机直驱，提升响应速度。
附图说明
图1为本发明的装配图；
图2为本发明中直驱转台的结构示意图；
图3为本发明中自动拉刀机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1所示，一种工具磨床专用直驱转台，包括直驱转台1和安装在所述直驱转台内部的自动拉刀机构2；直驱转台包括：基座3、主轴5、定子4、转子9以及其它相关组件组成。如图2，基座3上预留孔位，定子4通过锁固件固定在基座3上，主轴5穿过基座3中心通过前端轴承7和末端轴承8共同支撑，主轴5尾端外径预留螺纹，固定螺帽14锁在主轴5尾端螺纹上，压紧末端轴承8，使主轴5上的定位止口6端面及内孔跳动保证在0.003mm以内(3μ)为了防止固定螺帽14在主轴5长时间旋转时松动，我们选择在主轴5尾端增加止动螺帽15锁在固定螺帽14上，通过反作用力的作用使止动螺帽15拉紧固定螺帽14，这样很好的解决了固定螺帽14松动的现象。转子9套在主轴5上通过固定环10锁紧固定，保证转子9与主轴5及基座3同心，因转子9材料为磁铁，定子4内部缠有线圈，当外接三项电源时定子4和转子9之间产生磁场，通过电气参数的设定使转子9旋转并输出一定范围的扭力达到一定的转速，此时可完成直驱转台初步旋转的功能。
为了解决直驱转台1旋转时的定位精度和重复定位精度问题，带有特殊加工的旋转座16套在主轴5尾端的承靠面上，通过锁紧螺帽11锁在主轴5上并压紧旋转座16，高精度编码器12安装在旋转座16上，在直驱转台1旋转时高精度编码器12可与主轴5同动，为了让高精度编码器12的有效输出，在固定座17上安装可准确输出精度的读数头13，通过配磨相关的连接件，使读数头13的中心摄像头对准高精度编码器12的中心刻度尺上，读数头13通过外接上位机，可准确读取并输出高精度编码器12上的刻度线，从而保证直驱转台1旋转时的定位精度±10sec和重复定位精度±2sec，此时直驱转台1拥有高精度、零背隙等特点。
由于四轴或五轴数控工具磨床上下料时需要实现自动松夹棒料，所述直驱转台1无法满足上述需求，需要在直驱转台1上增加自动拉刀机构2。如图3，一种自动拉刀机构其基本特征它包括：活塞缸18，活塞19，拉刀杆21，气缸20，夹爪22和刀柄座23；活塞缸18是一种可旋转式的结构，通过连接口26与直驱转台1上的主轴5尾端预留的螺纹相连接，直驱转台1在旋转时活塞缸18同时旋转，活塞19径向有耐磨片和密封圈安装在活塞缸18内部，活塞19上又预留有内螺纹孔，中心拉刀杆21尾端与活塞19内螺纹孔连接，拉刀杆21前端有预留有内螺纹孔，夹爪22固定在拉刀杆21上，同时夹爪22又夹住刀柄座23，活塞缸18尾端预留有外螺纹及气压回路槽，气缸20锁在活塞缸18尾端，气缸20内部预留特殊的周边带有O型圈密封的螺旋槽，此螺旋槽与活塞缸18上的气压回路槽配合形成密闭的气压回路，同时气缸20上预留出夹刀进气口24和松刀进气口25，此时完成自动拉刀机构2的基本特征。
自动拉刀机构2的运行过程为：外部气压源通过上位机的控制，选择进入气缸20的夹刀进气口24，通过内部气压回路迫使活塞19带动拉刀杆21拉紧夹爪22并夹住刀柄座23实现夹刀作用，夹爪被空心结构中的凸台挡住，导致夹爪右侧的部门从凹槽内伸出向中心夹紧刀柄座，外部气压源通过上位机的控制，选择进入气缸20的松刀进气口25，通过内部气压回路迫使活塞19带动拉刀杆21向前方运动，导致夹爪22松开刀柄座23实现松刀作用，夹爪回收到凹槽区域。当需要更换刀柄时，只需给气缸20上的松刀进气口25输送气源使夹爪22松开刀柄座23更换新的刀柄座即可。
夹爪22一般有三种型式分别为：瓣爪型式、内孔带螺纹型式、外圆带螺纹型，此三种型式夹爪22分别安装BT40/50刀柄座23、瑞士肖柏林(SCHAUBLI N)夹头座、德国雄克(SCHUNK)夹头座，图3所示为采用BT50锥度的刀柄座。
综上所述，在直驱转台1和自动拉刀机构2上安装有止动板27，当直驱转台1通过上位机的控制执行旋转时，通过止动板27的作用防止气缸20旋转，此时的活塞缸18与直驱转台1同动，至此一系列的动作可完成工具磨床专用直驱转台的完整动作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种工具磨床专用直驱转台，其特征在于：包括直驱转台和安装在所述直驱转台内部的自动拉刀机构；所述直驱转台包括基座、主轴、定子、转子、旋转座以及固定座；所述主轴的轴向为空心结构，在空心结构上设有凸台，主轴的首端环周设有凹槽，凹槽的一侧向外呈喇叭状，所述定子通过锁固件固定在基座上，主轴穿过基座中心通过前端轴承和末端轴承共同支撑，主轴尾端外径预留螺纹，固定螺帽锁在主轴尾端螺纹上，压紧末端轴承，使主轴上的定位止口端面及内孔跳动保证在0.003mm以内；所述转子套在主轴上通过固定环锁紧固定，所述定子固定在基座内，其内部缠绕有线圈；所述旋转座套在主轴尾端的承靠面上，通过锁紧螺帽锁在主轴上并压紧旋转座，高精度编码器安装在旋转座上，所述固定座固定在基座内，在固定座上安装可准确输出精度的读数头，读数头的中心摄像头对准高精度编码器的中心刻度尺上；
所述自动拉刀机构包括活塞缸、活塞、拉刀杆、气缸、夹爪和刀柄座；所述活塞缸通过连接口与直驱转台上的主轴尾端预留的螺纹相连接；主轴旋转时活塞缸同时旋转，活塞的径向有耐磨片和密封圈安装在活塞缸内部，活塞上又预留有内螺纹孔，中心拉刀杆尾端与活塞内螺纹孔连接，拉刀杆前端有预留有内螺纹孔，夹爪固定在拉刀杆上，同时夹爪又夹住刀柄座，所述拉刀杆、夹爪以及刀柄座位于所述主轴的空心结构内部，夹爪一端与空心结构的凸台配合，另一端与凹槽配合；活塞缸的尾端预留有外螺纹及气压回路槽，气缸锁在活塞缸的尾端，气缸内部预留周边带有O型圈密封的螺旋槽，此螺旋槽与活塞缸上的气压回路槽配合形成密闭的气压回路，同时气缸上预留出夹刀进气口和松刀进气口。
2.根据权利要求1所述的工具磨床专用直驱转台，其特征在于：所述主轴尾端增加止动螺帽锁在固定螺帽上，通过反作用力的作用使止动螺帽拉紧固定螺帽。
3.根据权利要求1所述的工具磨床专用直驱转台，其特征在于：所述气缸通过止动板与基座连接。
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