CN112475335A - 一种用于电主轴的动平衡自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电主轴的动平衡自动调节装置，包括配重调整装置和定位装置；配重调整装置由调节杆与配重块构成，调节杆主要由轴段、压力传感器、扭矩传感器、电刷槽、电刷构成，其主要功能是与调节螺钉配合，通过旋转实现调节螺钉旋进与旋出，进而实现调整主轴配重；配重块主体即为调节螺钉；定位装置主要由伺服电机构成，用于定位装置沿T形滑槽运动、支承板的升降以及调节杆的旋转。本发明可定期对电主轴进行动平衡调整，由于采用伺服电机进行调整，这大大提高调整精度，无需人工进行反复测量、调整。

Description

一种用于电主轴的动平衡自动调节装置

技术领域

本发明涉及一种自动调节装置，具体涉及一种结构精简、设备成本低，精度高、运用范围广泛的用于电主轴的动平衡自动调节装置。

背景技术

目前国内高速电主轴在动态精度保持方面与国外差距较大，而影响高速电主轴动态精度保持的因素之一就是主轴的动平衡问题。一般高速电主轴随机床在投入生产之前需要进行动平衡调整，以满足精度要求，但由于主轴及与之配合的零部件加工误差以及测量误差，机床在实际工作过程中其电主轴仍然会存在动平衡问题，长期积累下去会加速电主轴轴承磨损，这将影响电主轴动态精度保持性。目前国内已经出现电主轴动平衡调节装置的创新设计，但还存在两个问题：一、动平衡调节仍然采用手动方式，这会降低单次调节准确度，需要反复测量与调节，降低了调节效率；二、在主轴同一轴段同一截面钻取较多调节孔，这会较大程度影响主轴强度，且主轴发生不平衡的位置不尽相同，在单一截面调节其他截面的不平衡做不到精准调节。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供结构精简、设备成本低，精度高、运用范围广泛的用于电主轴的动平衡自动调节装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于电主轴的动平衡自动调节装置，所述用于电主轴的动平衡自动调节装置包括：配重调整装置和定位装置，所述配重调整装置包括调节杆与配重块。

在本发明的具体实施例子中，所述调节杆包括第一定位锥、第一轴段、压力传感器、第二轴段、第一扭矩传感器、挡销、空心螺钉、密封圈、第三轴段、第一电刷槽、第一钢球、第二钢球、第一电刷、第一固定板、第一调节螺钉、第一弹簧、第二调节螺钉、第二弹簧、第一通孔、卡簧、连接轴、卡槽、第一挡板、第二挡板、第三挡板、第四挡板、第五挡板、第六挡板、第二通孔。

空心螺钉通过螺纹固定在电主轴壳体上，密封圈固定在空心螺钉内侧，密封圈与第三轴段过盈配合以实现密封；第一扭矩传感器一端固定在第三轴段上，另一端固定在第二轴段上，压力传感器一端固定在第二轴段上，另一端固定在第一轴段上；第一定位锥锥面上固定有第五挡板和第六挡板，其端部开有第二通孔贯通整个调节杆，实现排气和引导电缆的作用；第一定位锥端面固定有连接轴、第一挡板、第二挡板，连接轴上开有卡槽；第一定位锥与第一轴段通过连接轴与第一通孔的间隙配合实现连接，又通过卡簧与卡槽的配合实现轴向定位；第一轴段端面固定有第三挡板和第四挡板；第一挡板、第二挡板与第三挡板、第四挡板位置相互垂直实现第一定位锥可绕其轴心转动90度；第三轴段端部固定有第一电刷槽，第一电刷与第一电刷槽动态接触，实现将压力传感器、第一扭矩传感器的数据传递出去；第一电刷固定在第一固定板上；第一钢球与第二钢球呈对称分布，第一钢球、第二钢球分别与第二弹簧、第一弹簧接触，第二弹簧、第一弹簧分别与第二调节螺钉、第一调节螺钉接触，第二调节螺钉与第一调节螺钉通过螺纹调整弹簧松紧，进而实现对钢球压紧力度的调节。

在本发明的具体实施例子中，配重块包括第七挡板、第一锥形槽、第三调节螺钉、第八挡板、调节槽；第三调节螺钉为配重块的主体部分，第三调节螺钉内部开有第一锥形槽，用于与第一定位锥锥面配合实现所述调节杆的定位；第三调节螺钉端部固定有第七挡板、第八挡板；第三调节螺钉通过螺纹与调节槽配合。

在本发明的具体实施例子中，所述调节杆旋转时，第一挡板、第二挡板与第三挡板、第四挡板接触，使得第一定位锥旋转，第一定位锥通过第五挡板、第六挡板与第七挡板、第八挡板的接触带动第三调节螺钉在调节槽内正反旋转，进而实现主轴的配重调节。在电动机转子两侧附近，即第五轴段、第六轴段，以及主轴两端轴承附近，即第四轴段、第七轴段设置调节槽与配重块；相对应的在电主轴壳体同一条母线上设置有若干调节杆，每个轴段上的调节槽在圆周上是均布的，且应在相邻的两个设置有调节槽的轴段上，两轴段调节槽的位置在圆周方向上宜错开一定角度以实现在调节槽总数目不变的条件下，在圆周方向上设置尽可能多的调节槽。

在本发明的具体实施例子中，定位装置包括第一T形滑槽、第一连接杆、第一固定轴、第一行程开关、第一开关拨杆、第二固定轴、第一T形滑块、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第三固定轴、第一螺母、支承板、螺杆、第二T形槽、蜗轮、第四固定轴、第一伺服电机、第五连接杆、第六连接杆、第二螺母、支撑杆、第一支撑套、齿轮、第三T形滑槽、齿条、第二T形滑块、第七连接杆、第二固定板、第八连接杆、第二支撑套、第三固定板、第二扭矩传感器、蜗杆、第九连接杆、第十连接杆、第五固定轴、第六固定轴、第二伺服电机、第三伺服电机、第二开关拨杆、第二行程开关、第七固定轴、第八固定轴、第一卡槽、第二定位锥、第二卡槽、第二电刷槽、第二电刷、第四固定板；

第一T形滑槽固定在电主轴壳体上，其侧面固定有第一行程开关，其内部与第一T形滑块间隙配合；第一T形滑块其侧面固定有第一开关拨杆，其两端固定有第一固定轴和第二固定轴；支承板两侧固定有第三固定轴和第四固定轴；其另一端面两侧分别固定有第六固定轴和第八固定轴；第三T形滑槽固定在电主轴壳体上，其侧面固定有第二行程开关，其内部与第二T形滑块间隙配合；第二T形滑块其外侧面固定有第二开关拨杆，其内侧面固定有齿条，其外侧面两端固定有第五固定轴、第七固定轴；第一连接杆、第三连接杆一端分别与第一固定轴、第二固定轴构成铰链连接，二者另一端分别与第六连接杆、第二连接杆构成铰链连接；第四连接杆、第五连接杆一端分别与第三固定轴、第四固定轴构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆、第六连接杆构成铰链连接；第七连接杆、第九连接杆一端分别与第七固定轴、第五固定轴构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆、第六连接杆构成铰链连接；第八连接杆、第十连接杆一端分别与第八固定轴、第六固定轴构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆、第六连接杆构成铰链连接；第一支撑套和第二支撑套分别固定在第六连接杆和第二连接杆上。

在本发明的具体实施例子中，支撑杆分别与第一支撑套和第二支撑套间隙配合，其上固定有第三固定板，第三固定板上固定有第一伺服电机，为防止第一伺服电机沿支撑杆轴向移动，故在支承板上固定有第二T形槽，相应的第一伺服电机侧面固定T形滑块与第二T形槽间隙配合；第一螺母与第二螺母分别固定在第二连接杆和第六连接杆上，二者内部螺纹旋向相反；螺杆分别与第一螺母与第二螺母旋合，为保证螺杆与螺母能正确旋合，螺杆两端螺纹旋向相反；螺杆中部同轴固定有蜗轮，蜗杆与蜗轮啮合；第二扭矩传感器与蜗杆同轴相连用于检测第一伺服电机的扭矩；第一伺服电机一侧面固定有第二电刷槽，第二扭矩传感器一侧面固定有第四固定板，第四固定板一侧面固定有若干第二电刷，若干第二电刷与第二电刷槽动态接触，实现第二扭矩传感器信号持续输出；第三伺服电机通过第二固定板固定在第二T形滑块内侧；第三伺服电机输出端固定有齿轮，齿轮与齿条啮合；第二伺服电机固定在支承板上，其输出端固定有第二定位锥，第二定位锥与第二锥形槽配合实现第二伺服电机快速定位，第二定位锥两侧对称设置有第一卡槽、第二卡槽二者与第一钢球、第二钢球配合实现第二定位锥与第三轴段卡紧连接。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置有如下优点：

1、可定期对电主轴进行动平衡调整，由于采用伺服电机进行调整，这大大提高调整精度，无需人工进行反复测量、调整，这提高了动平衡调节效率、降低了电主轴的维护成本、延长了轴承使用寿命。

2、当主轴连接镗刀等自身质量分布不均的刀具时，可以进行动平衡调整，使主轴与刀具在旋转时不会出现局部离心力过大的情况，这提高了轴承寿命，进而提高了电主轴动态精度保持时间。

3、本发明采用自动定位，自动调节装置，在测出调节位置以及调节量时，只需将调节数据输入系统，即可完成配重的自动调节。

4、本发明采用多轴段分散钻取调节孔取代单一轴段集中钻孔，在钻取调节孔数量不变的条件下，多轴段分散钻孔可有效减轻对主轴强度的削弱。

5、由于产生不平衡的因素可能分散在主轴各个轴段，采用在主轴各轴段分散钻孔，调节位置可较大程度接近导致不平衡因素的点，能更好的做到精准调节。

6、本发明给出的结构能够方便高效地解决电主轴动平衡调整问题。

附图说明

图1为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置装配图。

图2为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置第一剖视图。

图3为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中调节杆第一装配图。

图4为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中调节杆第二装配图。

图5为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中调节杆局部剖视图。

图6为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中第一定位锥第一爆炸图。

图7为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中第一定位锥第二爆炸图。

图8为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中主轴局部剖视图。

图9为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中定位装置第一装配图。

图10为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中定位装置第二装配图。

图11为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中定位装置第三装配图。

图12为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中第二定位锥装配图。

图13为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中第三伺服电机装配图。

图14为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置第二剖视图。

下面是本发明中标号对应的名称：

电动机定子1、电动机转子2、第一轴承3、紧定螺母4、第二轴承5、主轴6、第一轴套7、第二轴套8、第三轴套9、第一定位锥10、第一轴段11、压力传感器12、第二轴段13、第一扭矩传感器14、挡销15、空心螺钉16、密封圈17、第三轴段18、第一电刷槽19、第一钢球20、第二钢球21、第一电刷22、第一固定板23、第一调节螺钉24、第一弹簧25、第二调节螺钉26、第二弹簧27、第一通孔28、卡簧29、连接轴30、卡槽31、第一挡板32、第二挡板33、第三挡板34、第四挡板35、第五挡板36、第六挡板37、第二通孔38、39-第七挡板、第一锥形槽40、第三调节螺钉41、第八挡板42、调节槽43、拉刀44、第一T形滑槽45、第一连接杆46、第一固定轴47、第一行程开关48、49-第一开关拨杆、第二固定轴50、第一T形滑块51、第二连接杆52、第三连接杆53、第四连接杆54、第三固定轴55、第一螺母56、支承板57、螺杆58、第二T形槽59、蜗轮60、第四固定轴61、第一伺服电机62、第五连接杆63、第六连接杆64、第二螺母65、支撑杆66、第一支撑套67、齿轮68、第三T形滑槽69、齿条70、第二T形滑块71、第七连接杆72、第二固定板73、第八连接杆74、第二支撑套75、第三固定板76、第二扭矩传感器77、蜗杆78、第九连接杆79、第十连接杆80、第五固定轴81、第六固定轴82、第二伺服电机83、第三伺服电机84、第二开关拨杆85、第二行程开关86、第七固定轴87、第八固定轴88、第一卡槽89、第二定位锥90、第二卡槽91、第二电刷槽92、第二电刷93、第四固定板94、第四轴段95、第五轴段96、第六轴段97、第七轴段98、电主轴壳体99、第二锥形槽100。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。图1为一种用于电主轴的动平衡自动调节装置装配图，图2为一种用于电主轴的动平衡自动调节装置第一剖视图，图14为一种用于电主轴的动平衡自动调节装置第二剖视图。如上述图所示：本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置，包括配重调整装置和定位装置，所述配重调整装置包括调节杆与配重块。

图3为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中调节杆第一装配图。图4为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中调节杆第二装配图。图5为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中调节杆局部剖视图。图6为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中第一定位锥第一爆炸图。图7为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中第一定位锥第二爆炸图。如上述图所示：调节杆由第一定位锥10、第一轴段11、压力传感器12、第二轴段13、第一扭矩传感器14、挡销15、空心螺钉16、密封圈17、第三轴段18、第一电刷槽19、第一钢球20、第二钢球21、第一电刷22、第一固定板23、第一调节螺钉24、第一弹簧25、第二调节螺钉26、第二弹簧27、第一通孔28、卡簧29、连接轴30、卡槽31、第一挡板32、第二挡板33、第三挡板34、第四挡板35、第五挡板36、第六挡板37、第二通孔38构成；空心螺钉16通过螺纹固定在电主轴壳体99上，密封圈17固定在空心螺钉16内侧，密封圈17与第三轴段18过盈配合以实现密封；第一扭矩传感器14一端固定在第三轴段18上，另一端固定在第二轴段13上，压力传感器12一端固定在第二轴段13上，另一端固定在第一轴段11上；第一定位锥10锥面上固定有第五挡板36和第六挡板37，其端部开有第二通孔38贯通整个调节杆，实现排气和引导电缆的作用；第一定位锥10端面固定有连接轴30、第一挡板32、第二挡板33，连接轴30上开有卡槽31；第一定位锥10与第一轴段11通过连接轴30与第一通孔28的间隙配合实现连接，又通过卡簧29与卡槽31的配合实现轴向定位；第一轴段11端面固定有第三挡板34和第四挡板35；第一挡板32、第二挡板33与第三挡板34、第四挡板35位置相互垂直实现第一定位锥10可绕其轴心转动90度；第三轴段18端部固定有第一电刷槽19，第一电刷22与第一电刷槽19动态接触，实现将压力传感器12、第一扭矩传感器14的数据传递出去；第一电刷22固定在第一固定板23上；第一钢球20与第二钢球21呈对称分布，第一钢球20、第二钢球21分别与第二弹簧27、第一弹簧25接触，第二弹簧27、第一弹簧25分别与第二调节螺钉26、第一调节螺钉24接触，第二调节螺钉26与第一调节螺钉24通过螺纹调整弹簧松紧，进而实现对钢球压紧力度的调节。

配重块由第七挡板39、第一锥形槽40、第三调节螺钉41、第八挡板42、调节槽43构成；第三调节螺钉41为配重块的主体部分，参见图8，其内部开有第一锥形槽40，用于与第一定位锥10锥面配合实现所述调节杆的定位；第三调节螺钉41端部固定有第七挡板39、第八挡板42；第三调节螺钉41通过螺纹与调节槽43配合；所述调节杆旋转时，第一挡板32、第二挡板33与第三挡板34、第四挡板35接触，使得第一定位锥10旋转，第一定位锥10通过第五挡板36、第六挡板37与第七挡板39、第八挡板42的接触带动第三调节螺钉41在调节槽43内正反旋转，进而实现主轴6的配重调节。在电动机转子2两侧附近，即第五轴段96、第六轴段97，以及主轴6两端轴承附近，即第四轴段95、第七轴段98设置调节槽43与配重块；相对应的在电主轴壳体99同一条母线上设置有若干调节杆，每个轴段上的调节槽43在圆周上是均布的，且应在相邻的两个设置有调节槽43的轴段上，两轴段调节槽43的位置在圆周方向上宜错开一定角度以实现在调节槽43总数目不变的条件下，在圆周方向上设置尽可能多的调节槽43。

图9为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中定位装置第一装配图。图10为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中定位装置第二装配图。图11为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中定位装置第三装配图。图12为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中第二定位锥装配图。图13为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置中第三伺服电机装配图。图14为本发明提供的用于电主轴的动平衡自动调节装置第二剖视图。如上述图所示：定位装置由第一T形滑槽45、第一连接杆46、第一固定轴47、第一行程开关48、第一开关拨杆49、第二固定轴50、第一T形滑块51、第二连接杆52、第三连接杆53、第四连接杆54、第三固定轴55、第一螺母56、支承板57、螺杆58、第二T形槽59、蜗轮60、第四固定轴61、第一伺服电机62、第五连接杆63、第六连接杆64、第二螺母65、支撑杆66、第一支撑套67、齿轮68、第三T形滑槽69、齿条70、第二T形滑块71、第七连接杆72、第二固定板73、第八连接杆74、第二支撑套75、第三固定板76、第二扭矩传感器77、蜗杆78、第九连接杆79、第十连接杆80、第五固定轴81、第六固定轴82、第二伺服电机83、第三伺服电机84、第二开关拨杆85、第二行程开关86、第七固定轴87、第八固定轴88、第一卡槽89、第二定位锥90、第二卡槽91、第二电刷槽92、第二电刷93、第四固定板94构成；第一T形滑槽45固定在电主轴壳体99上，其侧面固定有第一行程开关48，其内部与第一T形滑块51间隙配合；第一T形滑块51其侧面固定有第一开关拨杆49，其两端固定有第一固定轴47和第二固定轴50；支承板57两侧固定有第三固定轴55和第四固定轴61；其另一端面两侧分别固定有第六固定轴82和第八固定轴88；第三T形滑槽69固定在电主轴壳体99上，其侧面固定有第二行程开关86，其内部与第二T形滑块71间隙配合；第二T形滑块71其外侧面固定有第二开关拨杆85，其内侧面固定有齿条70，其外侧面两端固定有第五固定轴81、第七固定轴87；第一连接杆46、第三连接杆53一端分别与第一固定轴47、第二固定轴50构成铰链连接，二者另一端分别与第六连接杆64、第二连接杆52构成铰链连接；第四连接杆54、第五连接杆63一端分别与第三固定轴55、第四固定轴61构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆52、第六连接杆64构成铰链连接；第七连接杆72、第九连接杆79一端分别与第七固定轴87、第五固定轴81构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆52、第六连接杆64构成铰链连接；第八连接杆74、第十连接杆80一端分别与第八固定轴88、第六固定轴82构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆52、第六连接杆64构成铰链连接；第一支撑套67和第二支撑套75分别固定在第六连接杆64和第二连接杆52上；支撑杆66分别与第一支撑套67和第二支撑套75间隙配合，其上固定有第三固定板76，第三固定板76上固定有第一伺服电机62，为防止第一伺服电机62沿支撑杆66轴向移动，故在支承板57上固定有第二T形槽59，相应的第一伺服电机62侧面固定T形滑块与第二T形槽59间隙配合；第一螺母56与第二螺母65分别固定在第二连接杆52和第六连接杆64上，二者内部螺纹旋向相反；螺杆58分别与第一螺母56与第二螺母65旋合，为保证螺杆与螺母能正确旋合，螺杆两端螺纹旋向相反；螺杆中部同轴固定有蜗轮60，蜗杆78与蜗轮60啮合；第二扭矩传感器77与蜗杆78同轴相连用于检测第一伺服电机62的扭矩；第一伺服电机62一侧面固定有第二电刷槽92，第二扭矩传感器77一侧面固定有第四固定板94，第四固定板94一侧面固定有若干第二电刷93，若干第二电刷93与第二电刷槽92动态接触，实现第二扭矩传感器77信号持续输出；第三伺服电机84通过第二固定板73固定在第二T形滑块71内侧；第三伺服电机84输出端固定有齿轮68，齿轮68与齿条70啮合；第二伺服电机83固定在支承板57上，其输出端固定有第二定位锥90，第二定位锥90与第二锥形槽100配合实现第二伺服电机83快速定位，第二定位锥90两侧对称设置有第一卡槽89、第二卡槽91二者与第一钢球20、第二钢球21配合实现第二定位锥90与第三轴段18卡紧连接。

本发明工作原理：由于紧定螺母4、第一轴套7、第二轴套8、第三轴套9、对轴承的定位与夹紧作用，当电动机定子1通电时，在电磁感应作用下电动机转子2会带着主轴6在第一轴承3、第二轴承5中旋转；当外部检测机构检测出主轴不平衡量以及不平衡位置时，将信息传递到系统，系统根据计算出调整量以及调整位置，并将控制信号传递到第一伺服电机62、第二伺服电机83、第三伺服电机84中，并在伺服电机自身编码器作用下控制其旋转角度或圈数。

首先主轴6会在系统控制下预先停在设定位置，即调节杆与配重块相对应位置，接着第三伺服电机84收到控制信号开始转动，在齿轮68、齿条70啮合作用下，定位装置整体开始运动，当第一开关拨杆49和第二开关拨杆85触动第一行程开关48和第二行程开关86时，第三伺服电机84停转，即定位装置停止运行；之后，第一伺服电机62收到控制信号开始转动，在蜗杆78与蜗轮60啮合作用下，支承板57开始同第二伺服电机83一起下降，第二定位锥90开始接触第二锥形槽100，由于密封圈17与调节杆间的摩擦阻力小于第二定位锥90与第二锥形槽100间的咬合力故二者还未咬合，当第一定位锥10与第三调节螺钉41咬合时，压力开始增大，此时第二定位锥90与第二锥形槽100咬合，当压力增大到压力传感器12预设值时，第一伺服电机62停转；当出现如下极端情况时，即第五挡板36、第六挡板37的顶端与第七挡板39、第八挡板42顶端相接触时，上述挡板会出现卡死现象；解决方案是：首先，由于第一定位锥10与第一轴段11之间活动连接，需要很小的力便可推动第一定位锥10绕轴旋转，这在很大程度上避免该现象发生；其次，当调节杆旋转时第一扭矩传感器14测出扭矩长时间低于设定值时，可判定为第五挡板36、第六挡板37的顶端与第七挡板39、第八挡板42顶端相接触的卡死现象，这时系统控制第一伺服电机62转动，将调节杆抬起一段距离，接着第二伺服电机83旋转一定角度后停止，最后，第一伺服电机62反向转动，将调节杆放下即可错开卡死位置；第一伺服电机62停转后，第二伺服电机83开始旋转，当旋转一定角度后第一扭矩传感器14测出数据增大，说明第一挡板32、第二挡板33、第三挡板34、第四挡板35、已经接触，且第五挡板36、第六挡板37、第七挡板39、第八挡板42已经接触，此时系统开始计算第二伺服电机83旋转角度或圈数，直至与系统设定角度或圈数值相同时第二伺服电机83停转，接着第一伺服电机62反转，使得调节杆抬起一定距离，主轴6旋转一定角度使得调节杆对准下一个第三调节螺钉41，如此往复，直至整个轴段第三调节螺钉41调节完成后，调节杆抬起，定位装置进入下一个轴段进行调整。

当一个轴段调整完成后，第一伺服电机62接收到控制信号后开始旋转，支承板57与第二伺服电机83开始上升，由于第二定位锥90开始接触第二锥形槽100咬合产生的力大于调节杆与密封圈17之间的摩擦阻力，故在调节杆上升过程中第二定位锥90与第二锥形槽100不会脱离，当挡销15与空心螺钉16端面接触时，第二定位锥90与第二锥形槽100才会脱离接触；当第二伺服电机83带动调节杆旋转时，第二扭矩传感器77会测出扭矩，当测出扭矩长时间低于设定值时，可判定调节杆与密封圈17间的摩擦阻力变小，需更换密封圈。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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 (6)

1.一种用于电主轴的动平衡自动调节装置，其特征在于：所述用于电主轴的动平衡自动调节装置包括：配重调整装置和定位装置，所述配重调整装置包括调节杆与配重块。

2.根据权利要求1所述的用于电主轴的动平衡自动调节装置，其特征在于：所述调节杆包括第一定位锥(10)、第一轴段(11)、压力传感器(12)、第二轴段(13)、第一扭矩传感器(14)、挡销(15)、空心螺钉(16)、密封圈(17)、第三轴段(18)、第一电刷槽(19)、第一钢球(20)、第二钢球(21)、第一电刷(22)、第一固定板(23)、第一调节螺钉(24)、第一弹簧(25)、第二调节螺钉(26)、第二弹簧(27)、第一通孔(28)、卡簧(29)、连接轴(30)、卡槽(31)、第一挡板(32)、第二挡板(33)、第三挡板(34)、第四挡板(35)、第五挡板(36)、第六挡板(37)、第二通孔(38)；

空心螺钉(16)通过螺纹固定在电主轴壳体(99)上，密封圈(17)固定在空心螺钉(16)内侧，密封圈(17)与第三轴段(18)过盈配合以实现密封；第一扭矩传感器(14)一端固定在第三轴段(18)上，另一端固定在第二轴段(13)上，压力传感器(12)一端固定在第二轴段(13)上，另一端固定在第一轴段(11)上；第一定位锥(10)锥面上固定有第五挡板(36)和第六挡板(37)，其端部开有第二通孔(38)贯通整个调节杆，实现排气和引导电缆的作用；第一定位锥(10)端面固定有连接轴(30)、第一挡板(32)、第二挡板(33)，连接轴(30)上开有卡槽(31)；第一定位锥(10)与第一轴段(11)通过连接轴(30)与第一通孔(28)的间隙配合实现连接，又通过卡簧(29)与卡槽(31)的配合实现轴向定位；第一轴段(11)端面固定有第三挡板(34)和第四挡板(35)；第一挡板(32)、第二挡板(33)与第三挡板(34)、第四挡板(35)位置相互垂直实现第一定位锥(10)可绕其轴心转动90度；第三轴段(18)端部固定有第一电刷槽(19)，第一电刷(22)与第一电刷槽(19)动态接触，实现将压力传感器(12)、第一扭矩传感器(14)的数据传递出去；第一电刷(22)固定在第一固定板(23)上；第一钢球(20)与第二钢球(21)呈对称分布，第一钢球(20)、第二钢球(21)分别与第二弹簧(27)、第一弹簧(25)接触，第二弹簧(27)、第一弹簧(25)分别与第二调节螺钉(26)、第一调节螺钉(24)接触，第二调节螺钉(26)与第一调节螺钉(24)通过螺纹调整弹簧松紧，进而实现对钢球压紧力度的调节。

3.根据权利要求1所述的用于电主轴的动平衡自动调节装置，其特征在于：配重块包括第七挡板(39)、第一锥形槽(40)、第三调节螺钉(41)、第八挡板(42)、调节槽(43)；第三调节螺钉(41)为配重块的主体部分，第三调节螺钉(41)内部开有第一锥形槽(40)，用于与第一定位锥(10)锥面配合实现所述调节杆的定位；第三调节螺钉(41)端部固定有第七挡板(39)、第八挡板(42)；第三调节螺钉(41)通过螺纹与调节槽(43)配合。

4.根据权利要求3所述的用于电主轴的动平衡自动调节装置，其特征在于：所述调节杆旋转时，第一挡板(32)、第二挡板(33)与第三挡板(34)、第四挡板(35)接触，使得第一定位锥(10)旋转，第一定位锥(10)通过第五挡板(36)、第六挡板(37)与第七挡板(39)、第八挡板(42)的接触带动第三调节螺钉(41)在调节槽(43)内正反旋转，进而实现主轴(6)的配重调节。在电动机转子(2)两侧附近，即第五轴段(96)、第六轴段(97)，以及主轴(6)两端轴承附近，即第四轴段(95)、第七轴段(98)设置调节槽(43)与配重块；相对应的在电主轴壳体(99)同一条母线上设置有若干调节杆，每个轴段上的调节槽(43)在圆周上是均布的，且应在相邻的两个设置有调节槽(43)的轴段上，两轴段调节槽(43)的位置在圆周方向上宜错开一定角度以实现在调节槽(43)总数目不变的条件下，在圆周方向上设置尽可能多的调节槽(43)。

5.根据权利要求1所述的用于电主轴的动平衡自动调节装置，其特征在于：定位装置包括第一T形滑槽(45)、第一连接杆(46)、第一固定轴(47)、第一行程开关(48)、第一开关拨杆(49)、第二固定轴(50)、第一T形滑块(51)、第二连接杆(52)、第三连接杆(53)、第四连接杆(54)、第三固定轴(55)、第一螺母(56)、支承板(57)、螺杆(58)、第二T形槽(59)、蜗轮(60)、第四固定轴(61)、第一伺服电机(62)、第五连接杆(63)、第六连接杆(64)、第二螺母(65)、支撑杆(66)、第一支撑套(67)、齿轮(68)、第三T形滑槽(69)、齿条(70)、第二T形滑块(71)、第七连接杆(72)、第二固定板(73)、第八连接杆(74)、第二支撑套(75)、第三固定板(76)、第二扭矩传感器(77)、蜗杆(78)、第九连接杆(79)、第十连接杆(80)、第五固定轴(81)、第六固定轴(82)、第二伺服电机(83)、第三伺服电机(84)、第二开关拨杆(85)、第二行程开关(86)、第七固定轴(87)、第八固定轴(88)、第一卡槽(89)、第二定位锥(90)、第二卡槽(91)、第二电刷槽(92)、第二电刷(93)、第四固定板(94)；

第一T形滑槽(45)固定在电主轴壳体(99)上，其侧面固定有第一行程开关(48)，其内部与第一T形滑块(51)间隙配合；第一T形滑块(51)其侧面固定有第一开关拨杆(49)，其两端固定有第一固定轴(47)和第二固定轴(50)；支承板(57)两侧固定有第三固定轴(55)和第四固定轴(61)；其另一端面两侧分别固定有第六固定轴(82)和第八固定轴(88)；第三T形滑槽(69)固定在电主轴壳体(99)上，其侧面固定有第二行程开关(86)，其内部与第二T形滑块(71)间隙配合；第二T形滑块(71)其外侧面固定有第二开关拨杆(85)，其内侧面固定有齿条(70)，其外侧面两端固定有第五固定轴(81)、第七固定轴(87)；第一连接杆(46)、第三连接杆(53)一端分别与第一固定轴(47)、第二固定轴(50)构成铰链连接，二者另一端分别与第六连接杆(64)、第二连接杆(52)构成铰链连接；第四连接杆(54)、第五连接杆(63)一端分别与第三固定轴(55)、第四固定轴(61)构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆(52)、第六连接杆(64)构成铰链连接；第七连接杆(72)、第九连接杆(79)一端分别与第七固定轴(87)、第五固定轴(81)构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆(52)、第六连接杆(64)构成铰链连接；第八连接杆(74)、第十连接杆(80)一端分别与第八固定轴(88)、第六固定轴(82)构成铰链连接，二者另一端分别与第二连接杆(52)、第六连接杆(64)构成铰链连接；第一支撑套(67)和第二支撑套(75)分别固定在第六连接杆(64)和第二连接杆(52)上。

6.根据权利要求5所述的用于电主轴的动平衡自动调节装置，其特征在于：支撑杆(66)分别与第一支撑套(67)和第二支撑套(75)间隙配合，其上固定有第三固定板(76)，第三固定板(76)上固定有第一伺服电机(62)，为防止第一伺服电机(62)沿支撑杆(66)轴向移动，故在支承板(57)上固定有第二T形槽(59)，相应的第一伺服电机(62)侧面固定T形滑块与第二T形槽(59)间隙配合；第一螺母(56)与第二螺母(65)分别固定在第二连接杆(52)和第六连接杆(64)上，二者内部螺纹旋向相反；螺杆(58)分别与第一螺母(56)与第二螺母(65)旋合，为保证螺杆与螺母能正确旋合，螺杆两端螺纹旋向相反；螺杆中部同轴固定有蜗轮(60)，蜗杆(78)与蜗轮(60)啮合；第二扭矩传感器(77)与蜗杆(78)同轴相连用于检测第一伺服电机(62)的扭矩；第一伺服电机(62)一侧面固定有第二电刷槽(92)，第二扭矩传感器(77)一侧面固定有第四固定板(94)，第四固定板(94)一侧面固定有若干第二电刷(93)，若干第二电刷(93)与第二电刷槽(92)动态接触，实现第二扭矩传感器(77)信号持续输出；第三伺服电机(84)通过第二固定板(73)固定在第二T形滑块(71)内侧；第三伺服电机(84)输出端固定有齿轮(68)，齿轮(68)与齿条(70)啮合；第二伺服电机(83)固定在支承板(57)上，其输出端固定有第二定位锥(90)，第二定位锥(90)与第二锥形槽(100)配合实现第二伺服电机(83)快速定位，第二定位锥(90)两侧对称设置有第一卡槽(89)、第二卡槽(91)二者与第一钢球(20)、第二钢球(21)配合实现第二定位锥(90)与第三轴段(18)卡紧连接。

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