CN111037361A - 一种伺服主轴反馈机构及数控机床 - Google Patents

一种伺服主轴反馈机构及数控机床 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种伺服主轴反馈机构及数控机床，该数控机床设置有该伺服主轴反馈机构，该伺服主轴反馈机构包括：主轴，可转动地安装于一基座上，主轴的轴心中空设置；驱动装置，传动连接主轴的一端；第一轴套，一端固定连接主轴远离驱动装置的一端，另一端从主轴的轴心穿过并延伸至主轴的另一端；光栅检测装置，用于检测第一轴套延伸出主轴的一端的转动。该伺服主轴反馈机构中的光栅检测装置检测的是第一轴套的转动角度，在主轴远离驱动装置的一端安装有工作端或执行端的时候，第一轴套直接反馈工作端或执行端的转动角度，能够有效克服主轴扭转而影响光栅检测精度的问题，实用性强。

Description

一种伺服主轴反馈机构及数控机床
技术领域
本发明涉及主轴传动技术领域，特别涉及一种伺服主轴反馈机构以及应用该伺服主轴反馈机构的数控机床。
背景技术
主轴传动是机械领域中最重要的组成部分之一，尤其是在数控机床类设备。如图4所示，通常将主轴200通过多组轴承可转动地安装于一基座100上，在主轴200的一端设置有随主轴200同步转动的工作端(或执行端)，在主轴200的另一端设置驱动，通过驱动带动主轴200转动，进而带动工作端(或执行端)转动。为了精确控制工作端(或执行端)的转动角度，一般在主轴200远离工作端(或执行端)的一端设置光栅检测装置600，通过光栅检测装置600检测主轴200的转动角度，再反馈给驱动，实现工作端(或执行端)转动的精准控制。然而，由于工作端(或执行端)的的重量较大，在驱动经主轴200带动工作端(或执行端)转动的过程中，主轴200上安装工作端(或执行端)的一端与连接驱动的一端会产生一定的扭转，因此光栅检测装置600的检测值与工作端(或执行端)的实际转动角度并不一致，不能精准控制工作端(或执行端)的转动角度，在部分精密度高的数控机床内会影响产品加工质量，甚至出现该主轴200的工作端(或执行端)与另一主轴200的工作端(或执行端)发生干涉的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。一方面，本发明提出一种伺服主轴反馈机构，包括：
主轴，可转动地安装于一基座上，所述主轴的轴心中空设置；
驱动装置，传动连接所述主轴的一端；
第一轴套，一端固定连接所述主轴远离所述驱动装置的一端，另一端从所述主轴的轴心穿过并延伸至所述主轴的另一端；
光栅检测装置，对应所述第一轴套延伸出所述主轴的一端而设置于所述基座上，用于检测所述第一轴套延伸出所述主轴的一端的转动。
根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：
该伺服主轴反馈机构中的光栅检测装置检测的是第一轴套的转动角度，而第一轴套的连接方式为远离驱动装置的一端固定连接主轴，相对的另一端是活动设置，在主轴远离驱动装置的一端安装有工作端或执行端的时候，第一轴套直接反馈工作端或执行端的转动角度，能够有效克服主轴扭转而影响光栅检测精度的问题，实用性强。
根据本发明的一些实施例，所述第一轴套与所述主轴同轴设置，并且所述第一轴套的周侧与所述主轴之间具有一定间隙。
根据本发明的一些实施例，所述第一轴套伸出所述主轴，并且其伸出端与所述基座之间设置有第一轴承。
根据本发明的一些实施例，还包括第二轴套，所述第二轴套靠近所述第一轴套固定连接所述主轴的一端的端部从所述第一轴套的外侧固定连接所述主轴，所述第二轴套的另一端从所述第一轴套的轴孔内穿出，所述基座靠近所述驱动装置的一端设置有密封盖，所述第一轴套的端部位于所述密封盖内，所述第二轴套的端部从所述密封盖内穿出。
根据本发明的一些实施例，所述主轴远离所述驱动装置的一端的轴心中空位置设置有环形台阶，所述第一轴套设置有与所述环形台阶适配的圆环面，所述圆环面与所述环形台阶之间通过螺丝连接。
根据本发明的一些实施例，所述第一轴套和所述第二轴套之间具有一定间隙。
根据本发明的一些实施例，所述光栅检测装置设置于所述密封盖的内侧和对应的所述第一轴套的端部之间。
根据本发明的一些实施例，所述光栅检测装置包括位于所述密封盖内侧并相对于所述密封盖固定设置的光栅读数头和固定设置于所述第一轴套靠近所述密封盖的一端的标尺光栅。
根据本发明的一些实施例，所述第二轴套与所述密封盖之间设置有第二轴承，并且在所述第二轴承的内外两侧设置有密封结构。
另一方面，本发明还提出一种数控机床，其设置有上述任一种结构的伺服主轴反馈机构。
由于该数控机床设置有上述的伺服主轴反馈机构，光栅检测装置能够精确检测位于主轴远离驱动装置的一端的工作端的转动角度，再对应调整驱动装置，即可实现工作端的转动精确控制，提高加工质量，实用性强。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1中A区域的放大示意图；
图3是图1中B区域的放大示意图；
图4是一种传统的主轴机构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明一实施例的一种伺服主轴反馈机构，包括：
主轴200，可转动地安装于一基座100上，主轴200的轴心中空设置；
驱动装置，传动连接主轴200的一端，用于控制主轴200绕自身轴心转动；
第一轴套300，一端固定连接主轴200远离驱动装置的一端，另一端从主轴200的轴心穿过并延伸至主轴200的另一端；
光栅检测装置600，对应第一轴套300延伸出主轴200的一端而设置于基座100上，用于检测第一轴套300延伸出主轴200的一端的转动。
该伺服主轴反馈机构中的光栅检测装置600检测的是第一轴套300的转动角度，而第一轴套300的连接方式为远离驱动装置的一端固定连接主轴200，相对的另一端是活动设置，在主轴200远离驱动装置的一端安装有工作端或执行端的时候，第一轴套300直接反馈工作端或执行端的转动角度，能够有效克服主轴200扭转而影响光栅检测精度的问题，实用性强。
优选的，第一轴套300与主轴200同轴设置，并且第一轴套300的周侧与主轴200之间具有一定间隙。这样既方便定位安装，也能够避免第一轴套300受主轴200自身的扭转影响，保证第一轴套300对于主轴200端部的转动状态的传递效果。
为了进一步提高第一轴套300的反馈效果，还包括第二轴套400，第二轴套400靠近第一轴套300固定连接主轴200的一端的端部从第一轴套300的外侧固定连接主轴200，第二轴套400的另一端从第一轴套300的轴孔内穿出，基座100靠近驱动装置的一端设置有密封盖500，第一轴套300的端部位于密封盖500内，第二轴套400的端部从密封盖500内穿出，通过这种结构设置来包覆第一轴套300，提高第一轴套300的结构强度、安装稳定性。在第一轴套300和第二轴套400之间具有一定间隙，以避免第二轴套400影响第一轴套300的反馈精度。对应的，光栅检测装置600设置于密封盖500的内侧和对应的第一轴套300的端部之间。
优选的，第一轴套300伸出主轴200，并且其伸出端与基座100之间设置有第一轴承301。而第二轴套400与密封盖500之间设置有第二轴承401，并且在第二轴承401的内外两侧设置有密封结构。
如此设置有利于提高第一轴套300、第二轴套400的工作稳定性，并且能够有效防止灰尘进入密封盖500内侧，进而保证光栅检测装置600的检测精度。
如图所示，在部分实施例中，为了实现第一主轴200的安装，主轴200远离驱动装置的一端的轴心中空位置设置有环形台阶，第一轴套300设置有与环形台阶适配的圆环面，圆环面与环形台阶之间通过螺丝连接。而对应的第二主轴200则可以通过螺丝连接至主轴200的端面。
如图所示，在部分实施例中，为了实现三个同轴结构的转动实现，可以在主轴200末端设置滚针轴承201。而第一轴套300的末端的第一轴承301设置为双列轴承，以确保稳定性，而第二轴承401设置为普通的滚珠轴承即可。
在部分实施例中，光栅检测装置600包括位于密封盖500内侧并相对于密封盖500固定设置的光栅读数头和固定设置于第一轴套300靠近密封盖500的一端的标尺光栅。由于光栅检测装置600的具体结构组成属于公知常识，因此在此不做过多描述。
另一方面，本发明还提出一种数控机床，其设置有上述任一种结构的伺服主轴反馈机构。
该数控机床能够在主轴200远离驱动装置的一端设置工作部件，比如在六轴数控磨齿机或铣齿机中，其工件主轴200回转箱、刀具主轴200回转箱均是需要固定安装在一主轴200机构上进行转动调节，因此将这类数控机床的主轴200机构设置为上述任一种结构的伺服主轴反馈机构，光栅检测装置600能够精确检测位于主轴200远离驱动装置的一端的工作端的转动角度，再对应调整驱动装置，即可实现工作端的转动精确控制，提高加工质量，实用性强。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，包括：
主轴，可转动地安装于一基座上，所述主轴的轴心中空设置；
驱动装置，传动连接所述主轴的一端；
第一轴套，一端固定连接所述主轴远离所述驱动装置的一端，另一端从所述主轴的轴心穿过并延伸至所述主轴的另一端；
光栅检测装置，对应所述第一轴套延伸出所述主轴的一端而设置于所述基座上，用于检测所述第一轴套延伸出所述主轴的一端的转动。
2.根据权利要求1所述的一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，所述第一轴套与所述主轴同轴设置，并且所述第一轴套的周侧与所述主轴之间具有一定间隙。
3.根据权利要求1所述的一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，所述第一轴套伸出所述主轴，并且其伸出端与所述基座之间设置有第一轴承。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，还包括第二轴套，所述第二轴套靠近所述第一轴套固定连接所述主轴的一端的端部从所述第一轴套的外侧固定连接所述主轴，所述第二轴套的另一端从所述第一轴套的轴孔内穿出，所述基座靠近所述驱动装置的一端设置有密封盖，所述第一轴套的端部位于所述密封盖内，所述第二轴套的端部从所述密封盖内穿出。
5.根据权利要求4所述的一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，所述主轴远离所述驱动装置的一端的轴心中空位置设置有环形台阶，所述第一轴套设置有与所述环形台阶适配的圆环面，所述圆环面与所述环形台阶之间通过螺丝连接。
6.根据权利要求4所述的一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，所述第一轴套和所述第二轴套之间具有一定间隙。
7.根据权利要求4所述的一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，所述光栅检测装置设置于所述密封盖的内侧和对应的所述第一轴套的端部之间。
8.根据权利要求7所述的一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，所述光栅检测装置包括位于所述密封盖内侧并相对于所述密封盖固定设置的光栅读数头和固定设置于所述第一轴套靠近所述密封盖的一端的标尺光栅。
9.根据权利要求4所述的一种伺服主轴反馈机构，其特征在于，所述第二轴套与所述密封盖之间设置有第二轴承，并且在所述第二轴承的内外两侧设置有密封结构。
10.一种数控机床，其特征在于，设置有权利要求1至9任一项所述的伺服主轴反馈机构。
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