CN112658783A - 一种直驱式精密转台装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直驱式精密转台装置，包括转台机体、底座组件、轴承座组件和转盘，转台机体外端面设有冷却水循环机构，转台机体内穿设有轴承座组件，轴承座外周与转台机体固定连接，轴承座内开设有容置腔室，容置腔室内适配安装有转台轴承，转台轴承的内圈固定套设于驱动轴上端，驱动轴与转台机体同轴可转动连接，驱动轴上端与转盘密封连接，驱动轴下端依次套设有静刹车片和第二轴承，静刹车片与第二轴承之间留有间隙，驱动轴底部伸出转台机体与底座组件连接。本发明结构省去了中间传动环节，结构紧凑、装配简单、传动效率高、响应快，可实现高速旋转，相比传统的蜗轮蜗杆式转台，直驱式转台可做到零背隙传动，精度和稳定性更高。
Description
技术领域
本发明是涉及机床转台设备技术领域，具体地说是涉及一种直驱式精密转台装置。
背景技术
目前市场上的数控转台仍以传统的蜗轮蜗杆传动方式为主，传统的蜗轮蜗杆转台由于其蜗轮蜗杆本身固有的缺点，例如传动效率低、发热量大、磨损大、结构复杂、转速低等，并且蜗轮蜗杆很难做到零背隙，电机与蜗轮蜗杆大都以联轴器相连接，也存在一定的反向背隙，对转台的精度产生很大的影响。
随着对机械加工制造的要求越来越高，近年来市面上出现了力矩电机直驱式数控转台，力矩电机直驱式数控转台因存在转速高、无背隙、高精度等优点，得到了市场的广泛认可，发展迅速；但是现有的力矩式直驱转台也存在以下缺陷：
(1)现有的直驱式转台承载较小，若需大承载，需增加整体体积，占用空间，成本较高；
(2)现有直驱式转台因为结构较为繁琐，对装配要求很高，往往组装的转台达不到预想的精度要求；
(3)现有直驱转台大都采用自然冷却的方式，导致直驱电机散热不好，从而引起结构件产生热变形，进而引起精度丧失。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种直驱式精密转台装置，包括转台机体、底座组件、轴承座组件和转盘，所述转台机体外端面设有冷却水循环机构，所述转台机体内穿设有轴承座组件，所述轴承座组件包括轴承座、转台轴承、驱动轴、第二轴承和静刹车片，所述轴承座外周与转台机体固定连接，所述轴承座内开设有容置腔室，所述容置腔室内适配安装有转台轴承，所述转台轴承的内圈固定套设于驱动轴上端，所述驱动轴与所述转台机体同轴可转动连接，所述驱动轴上端与转盘密封连接，所述驱动轴下端依次套设有静刹车片和第二轴承，所述静刹车片与所述第二轴承之间留有间隙，所述驱动轴底部伸出转台机体与底座组件连接，所述底座组件包括底座本体、动刹车片、第三密封件、进气口、编码器和底板，所述底座本体上端面外周与所述转台机体适配连接，所述底座本体上端面还开设有盲孔，所述盲孔底部开设有进气口，所述盲孔内安装有动刹车片，所述动刹车片与盲孔的连接处设有第三密封件，所述编码器套设于所述驱动轴底部的外周，所述底座本体下端与底板固定连接。
优选地，所述转台机体包括电机外壳、外筒体、力矩电机、第一密封件、第二密封件、压缩弹簧和螺钉，所述电机外壳中部开设有圆形腔室，所述圆形腔室内同轴嵌设有力矩电机的定子，所述力矩电机的定子下端面与所述电机外壳通过螺钉固定连接，所述电机外壳上设有环形密封沟槽，所述环形密封沟槽内分别安装有第一密封件和第二密封件，所述外筒体罩设于所述第一密封件和第二密封件上，所述电机外壳下端面沿周向嵌设有压缩弹簧。
优选地，所述底座本体上设有底座出水口，所述底座出水口与过水孔连通。
优选地，所述冷却水循环机构包括螺旋形沟槽、转台进水口和转台出水口，所述电机外壳外周面开设有螺旋形沟槽，所述螺旋形沟槽上端与转台进水口连通，所述转台出水口通过管路、接头同外部循环水系统相连接，所述螺旋形沟槽下端与转台出水口连通，所述转台出水口一端与过水孔密封连接。
优选地，所述外筒体下端设有环形台面，所述电机外壳外周设有环形台阶，所述环形台面抵设于所述环形台阶上。
优选地，所述驱动轴中心设有第一通孔，所述转盘中心设有第二通孔，所述第一通孔与第二通孔适配，且连接处安装有第四密封件。
优选地，所述底座组件还包括旋转接头，所述驱动轴下端中心通过旋转接头与外部真空发生装置连接。
优选地，所述转盘上端面设有T形槽。
优选地，所述转盘下端面开设有环形槽，轴承座上端面开设有与之对应的环形槽。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中采用力矩电机直接带动转盘转动，电机位于转台机体内，省去了中间传动环节，结构紧凑、装配简单、传动效率高、响应快，可实现高速旋转，相比传统的蜗轮蜗杆式转台，直驱式转台可做到零背隙传动，精度和稳定性更高；
(2)本发明集成了循环冷却系统，力矩电机在长时间、大负载运行时不会出现过热现象，进而不会导致结构件产生热变形，可保持结构件的长期稳定，转台精度得到有效的保证；
(3)本发明采用专用的转台轴承，转台轴承可承受大负载、大倾覆力矩，在同样的体积下，该转台装置可承受更大载荷，即该转台的负载密度得到有效提升；
(4)该直驱转台增加了真空吸装置，更加方便工件的装夹。
附图说明
图1为本发明的剖视图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的局部示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1至图3所示，一种直驱式精密转台装置，包括转台机体1、电机外壳11、转台进水口111、转台出水口112、外筒体12、力矩电机13、第一密封件14、第二密封件15、压缩弹簧16、螺钉17、底座组件2、底座本体21、过水孔211、动刹车片22、第三密封件23、进气口24、底座出水口25、编码器26、电缆航空插座27、底板28、旋转接头29、轴承座组件3、轴承座31，转台轴承32、驱动轴33、第二轴承34、静刹车片35、第四密封件36和转盘4。
转台机体1外端面设有冷却水循环机构，转台机体1包括电机外壳11、外筒体12、力矩电机13、第一密封件14、第二密封件15、压缩弹簧16和螺钉17，电机外壳11中部开设有圆形腔室，圆形腔室内同轴嵌设有力矩电机13的定子，力矩电机13的定子下端面与电机外壳11通过螺钉17固定连接，电机外壳11上设有环形密封沟槽，环形密封沟槽内分别安装有第一密封件14和第二密封件15，外筒体12罩设于第一密封件14和第二密封件15上，通过外筒体12与电机外壳11的同轴配合实现第一密封件14、第二密封件15的压缩变形，从而防止冷却水外漏，压缩弹簧16嵌设于电机外壳11下端预留的呈周向设置的盲孔内。
底座组件2包括底座本体21、过水孔211、动刹车片22、第三密封件23、进气口24、出水口25、编码器26、电缆航空插座27、底板28和旋转接头29，底座本体21上端面外周与转台机体1适配连接，底座本体21上端面还开设有盲孔，盲孔底部开设有进气口24，盲孔内同轴安装有动刹车片22，动刹车片22与盲孔的连接处设有第三密封件23，底座本体21下端与底板28固定连接，防止外部灰尘等污染物进入中间腔室，保护编码器26等关键元器件。动刹车片22的底面与盲孔构成封闭腔室，每个盲孔底部开设有进气口24，进气口24用于连通外部气源。在动刹车片22与电机外壳11预设的盲孔之间设有对应数量的压缩弹簧16，以此构成多个类似于单作用气缸的装置，当进气口24通气时，动刹车片22向上移动并对固装于驱动轴33上的静刹车片35施加压力，同时压缩弹簧16压缩，以此产生制动力矩，实现刹车动作，当外部气源断气时，动刹车片22在压缩弹簧16的反作用力下返回至原位置，从而停止刹车。动刹车片22的数量可根据实际工况需求进行设定，本实施例共设置两片。
底座本体21上端面中间预设有轴承安装孔，用于套装与驱动轴33相配合的第二轴承34，底座本体21下端开设有中间腔室，中间腔室用于安装编码器26的读数头、进气口24的快插插头、电缆航空插座27、出水口25的快插插头等。
转台机体1内穿设有轴承座组件3，轴承座组件3包括轴承座31、转台轴承32、驱动轴33、第二轴承34和静刹车片35，轴承座31外周与转台机体1固定连接，轴承座31中间开设有与转台轴承32外圈相配套的腔室，容置腔室内适配安装有转台轴承32，轴承座31内侧凸台设有与转台轴承32外圈通孔相匹配的螺孔，通过螺钉将转台轴承32外圈固定于轴承座31内，转台轴承32的内圈固定套设于驱动轴33上端，其内圈一端面抵设于驱动轴33上法兰面，驱动轴33法兰面上设置有与转台轴承32内圈通孔相匹配的螺孔，通过螺栓将转台轴承32内圈与驱动轴33紧固连接，由此，驱动轴33通过转台轴承32可转动的连接于轴承座31内，驱动轴33与转台机体1同轴可转动连接，驱动轴33上端与转盘4密封连接，驱动轴33下端套依次套设有静刹车片35、第二轴承34、编码器26和旋转接头29，静刹车片35与第二轴承34之间留有间隙，静刹车片35同驱动轴33一同旋转，当底座本体21盲孔内预设的动刹车片22在气压作用下往上运动施压时，动刹车片22顶住静刹车片35的刹车面，从而产生制动力矩，实现刹车。驱动轴33底部外周还同轴的套设有编码器26，通过编码器26可以实时反馈驱动轴33的位置信息，从而实现对转台转动位置的精确控制，驱动轴33底部中心通过旋转接头29与外部真空发生装置连接，用于实现转盘真空吸的功能，更加方便工件的装夹。
驱动轴33底部伸出转台机体1与第二轴承34连接，第二轴承34同轴的内嵌于底座本体21预设的轴承安装孔内，如此驱动轴33上端通过转台轴承32、下端通过第二轴承34可转动的连接于电机外壳11内。由于转台轴承能承受大负载、大倾覆力矩，因此整个转台具有大承载能力，相比市面上的直驱转台，同样体积大小的转台其承载能力高出3倍以上。驱动轴33中间轴段同轴的套设有力矩电机13的转子，力矩电机13转子的上端面抵设于驱动轴33下法兰面，由螺钉将力矩电机13转子同轴的固定在驱动轴33上，以此，力矩电机13的转子同轴可转动的连接于力矩电机13定子内腔内，从而通过电机的电磁效应驱动力矩电机13的动子转动，进而实现驱动轴33、转盘4的稳定旋转。驱动轴33近下端同轴的固装有静刹车片35，底座本体21上设有底座出水口25，底座出水口25与过水孔211连通。
冷却水循环机构包括螺旋形沟槽、转台进水口111和转台出水口112，电机外壳11外周面开设有螺旋形沟槽，螺旋形沟槽上端与转台进水口111连通，转台出水口112通过管路、接头同外部循环水系统相连接，螺旋形沟槽下端与转台出水口112连通，转台出水口112一端与过水孔211密封连接，过水孔211通过底座出水口25、管路连接外部的循环水系统，以此构成转台装置的整个冷却水循环系统。
外筒体12下端设有环形台面，电机外壳11外周设有环形台阶，环形台面抵设于环形台阶上。驱动轴33中心设有第一通孔，转盘4中心设有第二通孔，第一通孔与第二通孔适配，且连接处安装有第四密封件36，以防结合面处出现气压泄露。
转盘4上端面设有T形槽，其T型槽用于装夹外部负载。转盘4下端面开设有环形槽，轴承座31上端面开设有与之对应的环形槽，以此构成迷宫式动密封，阻止外部水、灰尘等进入到转台内部，以防对转台轴承32的精度等性能产生影响。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种直驱式精密转台装置，其特征在于：包括转台机体(1)、底座组件(2)、轴承座组件(3)和转盘(4)，所述转台机体(1)外端面设有冷却水循环机构，所述转台机体(1)内穿设有轴承座组件(3)，所述轴承座组件(3)包括轴承座(31)、转台轴承(32)、驱动轴(33)、第二轴承(34)和静刹车片(35)，所述轴承座(31)外周与转台机体(1)固定连接，所述轴承座(31)内开设有容置腔室，所述容置腔室内适配安装有转台轴承(32)，所述转台轴承(32)的内圈固定套设于驱动轴(33)上端，所述驱动轴(33)与所述转台机体(1)同轴可转动连接，所述驱动轴(33)上端与转盘(4)密封连接，所述驱动轴(33)下端依次套设有静刹车片(35)和第二轴承(34)，所述静刹车片(35)与所述第二轴承(34)之间留有间隙，所述驱动轴(33)底部伸出转台机体(1)与底座组件(2)连接，所述底座组件(2)包括底座本体(21)、动刹车片(22)、第三密封件(23)、进气口(24)、编码器(26)和底板(28)，所述底座本体(21)上端面外周与所述转台机体(1)适配连接，所述底座本体(21)上端面还开设有盲孔，所述盲孔底部开设有进气口(24)，所述盲孔内安装有动刹车片(22)，所述动刹车片(22)与盲孔的连接处设有第三密封件(23)，所述编码器(26)套设于所述驱动轴(33)底部的外周，所述底座本体(21)下端与底板(28)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置，其特征在于：所述转台机体(1)包括电机外壳(11)、外筒体(12)、力矩电机(13)、第一密封件(14)、第二密封件(15)、压缩弹簧(16)和螺钉(17)，所述电机外壳(11)中部开设有圆形腔室，所述圆形腔室内同轴嵌设有力矩电机(13)的定子，所述力矩电机(13)的定子下端面与所述电机外壳(11)通过螺钉(17)固定连接，所述电机外壳(11)上设有环形密封沟槽，所述环形密封沟槽内分别安装有第一密封件(14)和第二密封件(15)，所述外筒体(12)罩设于所述第一密封件(14)和第二密封件(15)上，所述电机外壳(11)下端面沿周向嵌设有压缩弹簧(16)。
3.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置，其特征在于：所述底座本体(21)上设有底座出水口(25)，所述底座出水口(25)与过水孔(211)连通。
4.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置，其特征在于：所述冷却水循环机构包括螺旋形沟槽、转台进水口(111)和转台出水口(112)，所述螺旋形沟槽上端与转台进水口(111)连通，所述转台出水口(112)通过管路、接头同外部循环水系统相连接，所述螺旋形沟槽下端与转台出水口(112)连通，所述转台出水口(112)一端与过水孔(211)密封连接。
5.根据权利要求2所述的一种直驱式精密转台装置，其特征在于：所述外筒体(12)下端设有环形台面，所述电机外壳(11)外周设有环形台阶，所述环形台面抵设于所述环形台阶上。
6.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置，其特征在于：所述驱动轴(33)中心设有第一通孔，所述转盘(4)中心设有第二通孔，所述第一通孔与第二通孔适配，且连接处安装有第四密封件(36)。
7.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置，其特征在于：所述底座组件(2)还包括旋转接头(29)，所述驱动轴(33)下端中心通过旋转接头(29)与外部真空发生装置连接。
8.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置，其特征在于：所述转盘(4)上端面设有T形槽。
9.根据权利要求1或8所述的一种直驱式精密转台装置，其特征在于：所述转盘(4)下端面开设有环形槽，轴承座(31)上端面开设有与之对应的环形槽。
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| CN202110020420.6A CN112658783A (zh) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 一种直驱式精密转台装置 |
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| CN202110020420.6A CN112658783A (zh) | 2021-01-07 | 2021-01-07 | 一种直驱式精密转台装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113783344A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-10 | 深圳市宽田科技有限公司 | 一种带有减速功能的dd马达 |
| CN114434171A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-05-06 | 福建省龙治智能设备有限公司 | 一种高精度稳定型镗铣加工中心 |
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| CN114434171B (zh) * | 2022-03-22 | 2024-02-06 | 福建省龙治智能设备有限公司 | 一种高精度稳定型镗铣加工中心 |
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