CN110102783A - 一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座 - Google Patents

Abstract

本发明一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座，包括定位底板、驱动导轨、转台机构、升降驱动机构、承载轴座、水平传感器、角度传感器、测距装置、压力传感器及控制电路，升降驱动机构下端面通过转台机构与定位底板上端面相互铰接，上端面通过转台机构与承载轴座相互铰接，承载轴座轴线与定位底板上端面平行分布，承载轴座包括承载基座、密封端盖、向心轴承、推力轴承、轴套、滚珠、夹头、转速传感器，控制电路嵌于定位底板外侧面。本发明一方面可灵活调整安装定位结构，从而有效的满足不同使用场合安装定位时的通用性，另一方面可有效对丝杠末端实现多点限位，提高定位稳定性和可靠性，同时另可对丝杠运行时因偏心等产生的震动进行精确检测。

Description

一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座

技术领域

本发明涉及一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座，机床设备技术领域。

背景技术

目前在机床设备中，其丝杠等机构均处于与水平面平行状态分布，且丝杠尾部均是通过尾座设备与机床床身间进行连接，并为丝杠等设备提供可靠的承载能力，以防止由于丝杠等设备的自重及承载负荷等因素而造成的丝杠弯曲变形等严重运行机床运行精度和丝杠寿命的情况发生，但当前所使用的各类尾座往往均采用的传统的轴座结构或顶针结构，虽然可以有效满足使用的需要，但一方面导致当前的尾座在与机床床身和丝杠等设备尾部连接时，安装定位调整难度大，严重影响了施工效率和定位精度，并极大的限制了当前尾座设备的通用性，另一方面在运行过程中，也无法根据机床设备运行的需要灵活调整尾座定位位置及工作状态，从而严重限制了机床设备运行的灵活性和可靠性，同时也无法对丝杠等设备运行状态进行有效的定位和检测，从而极易导致丝杠等设备因外力冲击等而发生窜动、挠动等严重影响机床运行精度和丝杠寿命情况发生，且当丝杠运行状态发生变化时，也不能及是发现故障隐患，进一步影响了机床设备运行的稳定性和可靠性。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的尾座结构，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座，该发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，驱动力输出稳定，动力传递效率高，一方面可根据使用需要，灵活调整安装定位结构，从而有效的满足不同使用场合安装定位时的通用性，并提高安装定位精度调节的便捷性，另一方面在运行过程中，可有效对丝杠实现多点多点限位，提高定位稳定性和可靠性，并可对丝杠运行时的外力冲击进行有效的卸载作业，同时另可对丝杠运行时因偏心等产生的震动进行精确检测，从而极大的提高丝杠运行的稳定性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座，包括定位底板、驱动导轨、转台机构、升降驱动机构、承载轴座、水平传感器、角度传感器、测距装置、压力传感器及控制电路，定位底板为横断面未矩形的平面板状结构，其上端面设至少两条驱动导轨，驱动导轨以定位底板轴线对称分布并与定位底板轴线相互平行分布，升降驱动机构下端面通过转台机构与定位底板上端面相互铰接，上端面通过转台机构与承载轴座相互铰接，其中位于升降驱动机构下端面的转台机构与驱动导轨间通过滑块相互滑动连接，升降驱动机构轴线与定位底板和承载轴座轴线呈0°—90°夹角，承载轴座轴线与定位底板上端面平行分布，承载轴座包括承载基座、密封端盖、向心轴承、推力轴承、轴套、滚珠、夹头、转速传感器，其中承载基座下端面通过转台机构与升降驱动机构相互连接，承载基座中设与承载基座同轴分布的轴孔，密封端盖分别嵌与轴孔前端面和后端面并与轴孔同轴分布，密封端盖上另设与轴孔同轴分布的透孔，夹头嵌与轴孔内，并与轴孔同轴分布，且夹头通过至少一个推力轴承与轴孔连接并位与轴孔后端面一侧，夹头前端面与轴孔后端面间间距为轴孔有效长度的10%—30%，夹头后端面与转速传感器相互连接，且转速传感器位与轴孔外并通过透孔与轴孔后端面位置的密封端盖相互连接，轴套嵌于轴孔内与轴孔同轴分布，且轴套位于夹头正前方并通过至少两个向心轴承与轴孔相互连接，滚珠若干，环绕轴套轴线均布在轴套外表面，且滚珠后端面通过压力传感器与轴套外表面连接，前端面与轴孔内表面相抵，水平传感器至少一个，嵌于承载基座外表面，角度传感器数量与转台机构数量一致，且每个转台机构上均设至少一个角度传感器，测距装置至少两个，以承载轴座轴线对称分布在承载轴座前端面，且测距装置轴线与承载轴座轴线平行分布，控制电路嵌于定位底板外侧面，并分别与驱动导轨、转台机构、升降驱动机构、水平传感器、角度传感器、测距装置、压力传感器及承载轴座的转速传感器电气连接。

进一步的，所述的定位底板下端面设至少一条导向槽，所述的导向槽与定位底板轴线平行分布，且所述导向槽两侧对应的定位底板位置设定位螺孔，所述定位螺孔轴线与定位底板垂直分布，且所述的导向槽深度为定位底板厚度的1/5—1/3，且导向槽横为矩形槽、燕尾槽、“T”型槽中的任意一种。

进一步的，所述的升降驱动机构为液压杆、气压杆、电动伸缩杆、蜗轮蜗杆机构、齿轮齿条机构及直线电动机中的任意一种或几种共用。

进一步的，所述的转台机构为二维转台及三维转台中的任意一种。

进一步的，所述的驱动导轨和升降驱动机构上均设至少一个位移传感器，且所述位移传感器与控制电路电气连接。

进一步的，所述的承载基座上设至少一个注油口，且所述注油口与轴孔相互连通，所述轴孔内另设至少一个温度传感器，所述温度传感器与控制电路电气连接。

进一步的，所述的滚珠后端面与压力传感器之间通过至少一个碟形弹簧相互连接。

进一步的，所述的滑块上另设限位传感器，且所述限位传感器与控制电路电气连接。

进一步的，所述的控制电路为基于工业单片机为基础的电路系统。

本发明结构灵活，安装定位及操作方便，通用性好且运行自动化程度高，承载能力好且控制精度高，一方面可灵活调整安装定位结构，从而有效的满足不同使用场合安装定位时的通用性，并提高安装定位精度调节的便捷性，另一方面在运行过程中，可有效对丝杠末端实现多点限位，提高定位稳定性和可靠性，并可对丝杠运行时的外力冲击进行有效的卸载作业，同时另可对丝杠运行时因偏心等产生的震动进行精确检测，从而极大的提高丝杠运行的稳定性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所述的一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座，包括定位底板1、驱动导轨2、转台机构3、升降驱动机构4、承载轴座5、水平传感器6、角度传感器7、测距装置8、压力传感器9及控制电路10，定位底板1为横断面未矩形的平面板状结构，其上端面设至少两条驱动导轨2，驱动导轨2以定位底板1轴线对称分布并与定位底板1轴线相互平行分布，升降驱动机构4下端面通过转台机构3与定位底板1上端面相互铰接，上端面通过转台机构3与承载轴座5相互铰接，其中位于升降驱动机构4下端面的转台机构3与驱动导轨2间通过滑块11相互滑动连接，升降驱动机构4轴线与定位底板1和承载轴座5轴线呈0°—90°夹角，承载轴座5轴线与定位底板1上端面平行分布。

本实施例中，所述承载轴座5包括承载基座51、密封端盖52、向心轴承53、推力轴承54、轴套55、滚珠56、夹头57、转速传感器58，其中承载基座51下端面通过转台机构3与升降驱动机构4相互连接，承载基座51中设与承载基座51同轴分布的轴孔59，密封端盖52分别嵌与轴孔59前端面和后端面并与轴孔59同轴分布，密封端盖52上另设与轴孔59同轴分布的透孔50，夹头57嵌与轴孔59内，并与轴孔59同轴分布，且夹头57通过至少一个推力轴承54与轴孔59连接并位与轴孔59后端面一侧，夹头57前端面与轴孔59后端面间间距为轴孔59有效长度的10%—30%，夹头57后端面与转速传感器58相互连接，且转速传感器58位与轴孔59外并通过透孔50与轴孔59后端面位置的密封端盖52相互连接，轴套55嵌于轴孔59内与轴孔59同轴分布，且轴套55位于夹头57正前方并通过至少两个向心轴承53与轴孔59相互连接，滚珠56若干，环绕轴套55轴线均布在轴套55外表面，且滚珠56后端面通过压力传感器9与轴套55外表面连接，前端面与轴孔59内表面相抵。

本实施例中，所述水平传感器6至少一个，嵌于承载基座5外表面，角度传感器7数量与转台机构3数量一致，且每个转台机构3上均设至少一个角度传感器7，测距装置8至少两个，以承载轴座5轴线对称分布在承载轴座5前端面，且测距装置8轴线与承载轴座5轴线平行分布，控制电路10嵌于定位底板1外侧面，并分别与驱动导轨2、转台机构3、升降驱动机构4、水平传感器6、角度传感器7、测距装置8、压力传感器9及承载轴座5的转速传感器58电气连接。

其中，所述的定位底板1下端面设至少一条导向槽12，所述的导向槽12与定位底板1轴线平行分布，且所述导向槽12两侧对应的定位底板1位置设定位螺孔13，所述定位螺孔13轴线与定位底板1垂直分布，且所述的导向槽12深度为定位底板1厚度的1/5—1/3，且导向槽12横为矩形槽、燕尾槽、“T”型槽中的任意一种。

进一步优化的，所述的升降驱动机构4为液压杆、气压杆、电动伸缩杆、蜗轮蜗杆机构、齿轮齿条机构及直线电动机中的任意一种或几种共用，所述的转台机构3为二维转台及三维转台中的任意一种。

同时，所述的驱动导轨2和升降驱动机构4上均设至少一个位移传感器14，且所述位移传感器14与控制电路10电气连接。

此外，所述的承载基座51上设至少一个注油口15，且所述注油口15与轴孔59相互连通，所述轴孔59内另设至少一个温度传感器16，所述温度传感器16与控制电路10电气连接。

需要指出的，所述的滚珠56后端面与压力传感器9之间通过至少一个碟形弹簧17相互连接，所述的滑块11上另设限位传感器18，且所述限位传感器18与控制电路10电气连接。

本实施例中，所述的控制电路10为基于工业单片机为基础的电路系统。

本发明在具体实施时，首先对定位底板、驱动导轨、转台机构、升降驱动机构、承载轴座、水平传感器、角度传感器、测距装置、压力传感器及控制电路进行组装，然后将组装后的本发明通过定位底板的导向槽及导向槽对应的定位螺孔与机床床身连接，最后将控制电路与机床设备的控制系统电气连接，即可完成本发明装配。

完成本发明装配后，根据机床待定位丝杠设备的工作位置等参数，首先通过驱动导轨和升降驱动机构调整承载轴座与待定位丝杠间的相对位置关系，使承载轴座的轴孔与待定位丝杠同轴分布，最后将待定位丝杠于承载轴座连接，且承载轴座在对丝杠定位时，一方面通过轴套包覆在丝杠外，在满足对丝杠定位作业的同时，有效降低丝杠与轴孔之间的摩擦力，另一方面通过夹头对丝杠末端进行夹持定位，进一步提高丝杠定位精度的同时，另可通过与夹头连接的转速传感器实现对丝杠运行转速参数进行全面检测，除此之外，另可滚珠与轴套间的各压力传感器对丝杠运行中的震动情况进行检测，当存在振动现象发生时，各压力传感器检测到的压力值均处于不规则交变状态或规则交变状态，且检测的压力值越大则丝杠振动幅度越大。

除此之外，一方面可通过水平传感器、角度传感器对本发明调整定位位置进行精确检测和控制，提高丝杠定位安装精度，另一方面通过测距装置检测本发明与机床床身及移动部件之间的距离，防止因碰撞等导致的本发明及丝杠设备损毁情况发生。

本发明结构灵活，安装定位及操作方便，通用性好且运行自动化程度高，承载能力好且控制精度高，一方面可灵活调整安装定位结构，从而有效的满足不同使用场合安装定位时的通用性，并提高安装定位精度调节的便捷性，另一方面在运行过程中，可有效对丝杠末端实现多点限位，提高定位稳定性和可靠性，并可对丝杠运行时的外力冲击进行有效的卸载作业，同时另可对丝杠运行时因偏心等产生的震动进行精确检测，从而极大的提高丝杠运行的稳定性和可靠性。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座，其特征在于：所述的机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座包括定位底板、驱动导轨、转台机构、升降驱动机构、承载轴座、水平传感器、角度传感器、测距装置、压力传感器及控制电路，所述定位底板为横断面未矩形的平面板状结构，其上端面设至少两条驱动导轨，所述驱动导轨以定位底板轴线对称分布并与定位底板轴线相互平行分布，所述升降驱动机构下端面通过转台机构与定位底板上端面相互铰接，上端面通过转台机构与承载轴座相互铰接，其中位于升降驱动机构下端面的转台机构与驱动导轨间通过滑块相互滑动连接，所述升降驱动机构轴线与定位底板和承载轴座轴线呈0°—90°夹角，所述承载轴座轴线与定位底板上端面平行分布，所述承载轴座包括承载基座、密封端盖、向心轴承、推力轴承、轴套、滚珠、夹头、转速传感器，其中所述承载基座下端面通过转台机构与升降驱动机构相互连接，承载基座中设与承载基座同轴分布的轴孔，所述密封端盖分别嵌与轴孔前端面和后端面并与轴孔同轴分布，所述密封端盖上另设与轴孔同轴分布的透孔，所述夹头嵌与轴孔内，并与轴孔同轴分布，且所述夹头通过至少一个推力轴承与轴孔连接并位与轴孔后端面一侧，所述夹头前端面与轴孔后端面间间距为轴孔有效长度的10%—30%，夹头后端面与转速传感器相互连接，且所述转速传感器位与轴孔外并通过透孔与轴孔后端面位置的密封端盖相互连接，所述轴套嵌于轴孔内与轴孔同轴分布，且所述轴套位于夹头正前方并通过至少两个向心轴承与轴孔相互连接，所述滚珠若干，环绕轴套轴线均布在轴套外表面，且所述滚珠后端面通过压力传感器与轴套外表面连接，前端面与轴孔内表面相抵，所述水平传感器至少一个，嵌于承载基座外表面，所述角度传感器数量与转台机构数量一致，且每个转台机构上均设至少一个角度传感器，所述测距装置至少两个，以承载轴座轴线对称分布在承载轴座前端面，且所述测距装置轴线与承载轴座轴线平行分布，所述控制电路嵌于定位底板外侧面，并分别与驱动导轨、转台机构、升降驱动机构、水平传感器、角度传感器、测距装置、压力传感器及承载轴座的转速传感器电气连接；所述的滑块上另设限位传感器，且所述限位传感器与控制电路电气连接；所述的控制电路为基于工业单片机为基础的电路系统。

2.根据权利要求1所述的一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座 ，其特征在于：所述的定位底板下端面设至少一条导向槽，所述的导向槽与定位底板轴线平行分布，且所述导向槽两侧对应的定位底板位置设定位螺孔，所述定位螺孔轴线与定位底板垂直分布，且所述的导向槽深度为定位底板厚度的1/5—1/3，且导向槽横为矩形槽、燕尾槽、“T”型槽中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座 ，其特征在于：所述的升降驱动机构为液压杆、气压杆、电动伸缩杆、蜗轮蜗杆机构、齿轮齿条机构及直线电动机中的任意一种或几种共用。

4.根据权利要求1所述的一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座 ，其特征在于：所述的转台机构为二维转台及三维转台中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座 ，其特征在于：所述的驱动导轨和升降驱动机构上均设至少一个位移传感器，且所述位移传感器与控制电路电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座 ，其特征在于：所述的承载基座上设至少一个注油口，且所述注油口与轴孔相互连通，所述轴孔内另设至少一个温度传感器，所述温度传感器与控制电路电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种机床用高精度智能在线检测丝杠尾端座 ，其特征在于：所述的滚珠后端面与压力传感器之间通过至少一个碟形弹簧相互连接。