CN112975524A - 一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，包括C轴部件、A轴部件、C1轴部件、超声刀柄和对接模块；C轴部件下端与A轴部件连接，带动A轴部件旋转，A轴部件为单臂结构，单驱带动C1轴部件旋转，C1轴部件和A轴部件相对C轴部件的轴线偏心布置在其两侧，C1轴部件的输出端与超声刀柄连接，带动超声刀柄旋转，对接模块为分体结构，分别固定于C1轴部件和超声刀柄的侧面；其中，C轴部件、A轴部件和C1轴部件均通过力矩电机驱动且采用角度编码器全闭环控制。该适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头能够解决超声切割机床的加工效率低和稳定性差的问题。

Description

一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头。

背景技术

近年来，随着复合材料在航空航天领域用量大幅增加，采用传统高速铣钻为基础的切削技术已明显力不从心，新的加工方式——超声切割通过在刀具上施加振动能量以打开材料分子结构，使得切割力大大降低，切割过程几乎不受切削负载，具有效率高、质量好、污染小等特点。

现有的复合材料超声切割设备多为二维裁切设备，主要用于复合材料的下料、分切、裁边等简单加工。具有摆角机构的多轴联动超声切割机床可满足复杂型面的加工需求，基本依赖进口，国内尚无技术成熟的同类设备达到工程化应用水平。与常规的五轴联动(X/Y/Z/C/A)机床相比，超声切割机床除需要五个坐标轴用于控制刀具轨迹外，还需要将主轴替换为第六轴(本文定义为C1轴)，用于超声刀柄的连接和刀具角度的精确控制。超声刀柄集成换能器和变幅杆，末端安装超声刀具，通过超声能量的传输，给刀具施加一定方向的超声频振动从而实现超声加工。超声切割刀具主要分为直刃刀和圆盘刀，当采用直刃刀具加工时，C1轴参与插补运动，用于精确控制刀刃方向与进给方向保持一致，转速一般不超过20rpm；当采用圆盘刀具加工时，C1轴带动刀具以小于1500rpm的速度旋转。C1轴需要超低速回转、切削负载小、控制精度高，与铣削主轴特性存在很大不同，除传递扭矩外，还需要为超声刀柄提供超声电源和冷却接口。因此，常规的双摆角铣头无法满足超声切割要求。

超声切割摆角头作为多轴联动超声切割机床的核心功能部件，是实现该类设备国产化的关键。为满足复合材料空间曲面特征的超声加工，超声切割摆角头需要具备三个旋转轴精确控制刀具姿态，类似于铣削加工的换刀，超声切割过程中需要根据刀具不同频繁更换超声刀柄，因此摆角机构与超声刀柄之间的接口必须满足快换要求。

目前的多轴联动超声切割机床，摆角机构多采用传统铣削AC摆角叉形结构，A、C轴通过伺服电机加齿轮传动，体积大、扭矩高、转速低，与超声切割高速轻载的使用需求不匹配。此外，超声刀柄的供电和冷却一般采用刀柄后端的快插接口与C1轴连接，并通过C1轴前端的法兰结构或卡爪机构进行装夹。通过螺钉联接的法兰结构不具备刀柄快换特性，定制化的卡爪机构虽然具备快换性，但受限于刀柄制造精度和一致性水平，刀柄装夹的可靠性和快换性较差，影响了超声切割机床的加工效率和稳定性。

因此，发明人提供了一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，通过将超声加工系统和传统双摆角头有机结合，采用C-A-C1三旋转轴形式，单臂AC摆角结构，三个旋转轴均为力矩电机驱动，配置角度编码器全闭环控制，AC摆角结构采用单电机驱动单臂布局形式，在保证结构刚性的前提下压缩轴向尺寸，降低旋转部件的质量和转动惯量，简化了传动机构，消除了反向间隙，传动效率高、控制精度好，解决了超声切割机床的加工效率低和稳定性差的技术问题。

(2)技术方案

本发明的实施例提供了一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，包括C轴部件、A轴部件、C1轴部件、超声刀柄和对接模块；

所述C轴部件下端与所述A轴部件连接，带动所述A轴部件旋转，所述A轴部件为单臂结构，单驱带动所述C1轴部件旋转，所述C1轴部件和所述A轴部件相对所述C轴部件的轴线偏心布置在其两侧，所述C1轴部件的输出端与所述超声刀柄连接，带动所述超声刀柄旋转，所述对接模块为分体结构，分别固定于所述C1轴部件和所述超声刀柄的侧面；其中，所述C轴部件、所述A轴部件和所述C1轴部件均通过力矩电机驱动且采用角度编码器全闭环控制。

进一步地，所述C轴部件包括C轴后盖、C轴编码器、C轴后轴承挡圈、C轴后轴承、C轴后轴承座、C轴转接套、C轴力矩电机定子、C轴力矩电机转子、C轴支撑轴、C轴电机座、C轴前轴承垫圈、C轴前轴承、C轴前轴承座和C轴密封圈；

所述C轴力矩电机转子通过所述C轴转接套安装在所述C轴支撑轴上，所述C轴转接套和所述C轴支撑轴均为空心轴，所述C轴编码器安装在所述C轴转接套上部轴肩处，所述C轴编码器的壳体固定在所述C轴后轴承座上，所述C轴后轴承安装在所述C轴后轴承座内，通过所述C轴后轴承挡圈压紧，所述C轴后盖起到防护C轴编码器的作用；所述C轴力矩电机定子安装在所述C轴电机座上，再通过螺钉安装在所述C轴前轴承座上，所述C轴前轴承安装在所述C轴前轴承座内，所述C轴前轴承垫圈压紧所述C轴前轴承的外圈，所述C轴前轴承的内圈安装在A轴部件的定心轴肩上，通过所述C轴支撑轴的轴肩压紧，所述C轴支撑轴的下端面与所述A轴部件的上端面连接，所述C轴密封圈安装在所述A轴部件与所述C轴前轴承座的缝隙内。

进一步地，所述A轴部件包括A轴箱体、A轴前轴承挡圈、A轴前轴承、A轴力矩电机定子、A轴力矩电机转子、A轴转接盘、A轴后轴承座、A轴后轴承、A轴气钳、A轴编码器读数头、A轴编码器、A轴支撑轴和A轴侧盖；

所述A轴力矩电机定子安装在所述A轴箱体的安装孔内，所述A轴后轴承座安装在所述A轴力矩电机定子的端面，所述A轴后轴承安装在所述A轴后轴承座的安装孔内，所述A轴气钳安装在所述A轴后轴承座的外侧，断电时快速夹紧所述A轴支撑轴起到抱闸的作用，所述A轴编码器安装在所述A轴支撑轴的第二轴肩处，所述A轴编码器读数头固定在所述A轴后轴承座上；所述A轴力矩电机转子通过所述A轴转接盘与所述A轴支撑轴连为一体，所述A轴前轴承的外圈安装在所述A轴箱体的安装孔内，通过所述A轴前轴承挡圈压紧，所述A轴前轴承的内圈安装在所述A轴支撑轴的第四轴肩处，所述A轴支撑轴的前端面与所述C1轴部件中的C1轴连接，所述A轴支撑轴的后端面与所述A轴侧盖之间的空间用于走线。

进一步地，所述C1轴部件包括C1轴刀柄拉爪、C1轴锁紧套、C1轴旋转密封、C1轴锁紧螺母、C1轴前端盖、C1轴前轴承座、C1轴前轴承、C1轴拉刀机构、C1轴芯轴、C1轴力矩电机转子、C1轴力矩电机定子、C1轴壳体、C1轴后轴承座、C1轴后轴承、C1轴编码器座、C1轴后轴承挡圈、C1轴油缸座、C1轴编码器、C1轴拉刀杆限位块、C1轴松刀活塞端盖、C1轴松刀油缸和C1轴后盖；

所述C1轴力矩电机定子安装在所述C1轴壳体的安装孔内，所述C1轴力矩电机转子与所述C1轴芯轴连接，所述C1轴芯轴的前部轴肩处安装有两组所述C1轴前轴承，所述C1轴前轴承的内圈通过所述C1轴锁紧螺母和所述C1轴锁紧套压紧锁死，所述C1轴前轴承的外圈位于所述C1轴前轴承座的安装孔内，通过所述C1轴前端盖压紧，所述C1轴旋转密封起到防止油液外泄和防尘密封的作用；所述C1轴后轴承安装在所述C1轴后轴承座内，所述C1轴后轴承的内圈位于所述C1轴芯轴的后部轴肩上，所述C1轴后轴承的内圈通过所述C1轴后轴承挡圈压紧，所述C1轴后轴承的外圈通过所述C1轴编码器座的轴肩压紧，所述C1轴编码器安装在所述C1轴芯轴的末端轴肩处，所述C1轴编码器的壳体通过螺钉固定在所述C1轴编码器座上；所述C1轴拉刀机构安装在所述C1轴芯轴的中心通孔内，所述C1轴刀柄拉爪与所述C1轴拉刀机构的拉杆前端连接，通过所述C1轴拉刀机构的碟簧组实现刀具拉紧，所述C1轴拉刀杆限位块固定在所述C1轴芯轴的末端以限制拉杆的回退距离，所述C1轴松刀油缸安装在所述C1轴油缸座上，所述C1轴松刀油缸的活塞杆推动所述C1轴松刀活塞端盖，带动所述C1轴拉刀机构的拉杆伸出实现松刀动作。

进一步地，所述超声刀柄安装在所述C1轴芯轴的末端锥孔内，通过所述C1轴拉刀机构实现拉紧和松刀。

进一步地，所述对接模块包括C1轴侧对接模块、超声电缆接头、超声冷却气动接头和刀柄侧对接模块；

所述C1轴侧对接模块安装在C1轴壳体的侧面，所述刀柄侧对接模块安装在所述超声刀柄壳体的侧面，通过两个对接模块端面的圆柱销实现两个对接模块的定位，超声电源的电缆和气路通过所述C1轴壳体内部穿出，经所述超声电缆接头和所述超声冷却气动接头分别接入所述C1轴侧对接模块内部的相应接口。

进一步地，所述A轴支撑轴的前端面通过法兰及止口结构与所述C1轴部件中的C1轴连接。

(3)有益效果

综上，本发明将超声加工系统和传统双摆角头有机结合，采用C-A-C1三旋转轴形式，三个旋转轴均为力矩电机驱动，配置角度编码器全闭环控制，传动机构简单、无反向间隙、传动效率高、控制精度好；AC摆角采用单臂布局形式，在保证驱动能力和结构刚性的前提下压缩轴向尺寸，降低旋转部件质量，C1轴和A轴相对C轴轴线偏心布置在两侧，整体偏心距离小，结构紧凑、体积小、重量轻，动态特性好，单臂结构为A轴和C1轴的装配提供了便利，结构开放性好，利于超声刀柄的快换，提高了加工可达性，加工工艺性好；C1轴采用力矩电机驱动配备角度编码器，可实现超低速连续回转和高精度角度定位，满足超声切割刀具的旋转定位要求；C1轴与超声刀柄的连接方式采用HSK标准刀具接口和松拉刀机构，超声供电和冷却方式采用外置分体式快插模块，刀柄拉紧/松开的同时完成电路和气路的通/断切换，装夹方便、连接可靠、更换便捷，满足超声刀柄自动换刀的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头的剖视图；

图3是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头中的超声刀柄自动连接模块示意图；

图4是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头中的超声刀柄冷却气路示意图。

图中：

1-C轴部件；101-C轴后盖；102-C轴编码器；103-C轴后轴承挡圈；104-C轴后轴承；105-C轴后轴承座；106-C轴转接套；107-C轴力矩电机定子；108-C轴力矩电机转子；109-C轴支撑轴；110-C轴电机座；111-C轴前轴承垫圈；112-C轴前轴承；113-C轴前轴承座；114-C轴密封圈；2-A轴部件；201-A轴箱体；202-A轴前轴承挡圈；203-A轴前轴承；204-A轴力矩电机定子；205-A轴力矩电机转子；206-A轴转接盘；207-A轴后轴承座；208-A轴后轴承；209-A轴气钳；210-A轴编码器读数头；211-A轴编码器；212-A轴支撑轴；213-A轴侧盖；3-C1轴部件；301-C1轴刀柄拉爪；302-C1轴锁紧套；303-C1轴旋转密封；304-C1轴锁紧螺母；305-C1轴前端盖；306-C1轴前轴承座；307-C1轴前轴承；308-C1轴拉刀机构；309-C1轴芯轴；310-C1轴力矩电机定子；311-C1轴力矩电机转子；312-C1轴壳体；313-C1轴后轴承座；314-C1轴后轴承；315-C1轴编码器座；316-C1轴后轴承挡圈；317-C1轴油缸座；318-C1轴编码器；319-C1轴拉刀杆限位块；320-C1轴松刀活塞端盖；321-C1轴松刀油缸；322-C1轴后盖；4-超声刀柄；5-对接模块；501-C1轴侧对接模块；502-超声电缆接头；503-超声冷却气动接头；504-刀柄侧对接模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头的结构示意图，包括C轴部件1、A轴部件2、C1轴部件3、超声刀柄4和对接模块5；

C轴部件1下端与A轴部件2连接，带动A轴部件2旋转，A轴部件2为单臂结构，单驱带动C1轴部件3旋转，C1轴部件3和A轴部件2相对C轴部件1的轴线偏心布置在其两侧，C1轴部件3的输出端与超声刀柄4连接，带动超声刀柄4旋转，对接模块5为分体结构，分别固定于C1轴部件3和超声刀柄4的侧面；其中，C轴部件1、A轴部件2和C1轴部件3均通过力矩电机驱动且采用角度编码器全闭环控制。

在上述实施方式中，该摆角头采用C-A-C1三旋转轴形式，单臂AC摆角结构，三个旋转轴均为力矩电机驱动，配置角度编码器全闭环控制。由于超声切割力小，A轴放弃高速摆角铣头常用的双电机驱动叉形布局形式，而采用单电机驱动单臂布局形式，在保证结构刚性的前提下压缩轴向尺寸，减小A轴、C1轴相对C轴的偏心量，降低旋转部件的质量和转动惯量。

A轴箱体为摆角头的支撑部件，采用整体铸铝结构件，质量轻、刚性好，承上启下，上部连接C轴电机转子和C轴轴承，下部单侧腔体内安装A轴传动部件，另一侧开放的空间便于C1轴部件的安装以及超声刀柄的快换。C1轴通过壳体侧面的法兰接口与A轴连接，不同于传统铣削主轴采用主轴电机驱动，C1轴采用力矩电机驱动，配备角度编码器，额定转速低、角度定位精度高、刚性好、力矩输出连续稳定，满足超声切割的加工要求。

由于超声刀柄体积大、重量沉，为保证刀柄连接可靠、更换便捷，超声刀柄设计为HSK标准锥柄接口并通过C1轴内部的标准松拉刀机构进行联接，采用锥面定位、碟簧拉紧、液压松刀的装夹方式，换刀高效可靠。超声刀柄的电源和冷却气路采用外置模块化快插接口形式，两部分对插模块分别安装于超声刀柄壳体和C1轴壳体侧面，刀柄拉紧的同时完成电缆和气路的对接，满足超声刀柄自动换刀的要求。

图2是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头的剖视图，C轴部件1包括C轴后盖101、C轴编码器102、C轴后轴承挡圈103、C轴后轴承104、C轴后轴承座105、C轴转接套106、C轴力矩电机定子107、C轴力矩电机转子108、C轴支撑轴109、C轴电机座110、C轴前轴承垫圈111、C轴前轴承112、C轴前轴承座113和C轴密封圈114；

C轴力矩电机转子108通过C轴转接套106安装在C轴支撑轴109上，C轴转接套106和C轴支撑轴109均为空心轴，C轴编码器102安装在C轴转接套106上部轴肩处，C轴编码器102的壳体固定在C轴后轴承座105上，C轴后轴承104安装在C轴后轴承座105内，通过C轴后轴承挡圈103压紧，C轴后盖101起到防护C轴编码器2的作用；C轴力矩电机定子107安装在C轴电机座110上，再通过螺钉安装在C轴前轴承座113上，C轴前轴承112安装在C轴前轴承座113内，C轴前轴承垫圈111压紧C轴前轴承112的外圈，C轴前轴承112的内圈安装在A轴部件2的定心轴肩上，通过C轴支撑轴109的轴肩压紧，C轴支撑轴109的下端面与A轴部件2的上端面连接，C轴密封圈114安装在A轴部件2与C轴前轴承座113的缝隙内。

其中，C轴密封圈114起到防止油液外泄和防尘密封的作用。

图2是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头的剖视图，A轴部件2包括A轴箱体201、A轴前轴承挡圈202、A轴前轴承203、A轴力矩电机定子204、A轴力矩电机转子205、A轴转接盘206、A轴后轴承座207、A轴后轴承208、A轴气钳209、A轴编码器读数头210、A轴编码器211、A轴支撑轴212和A轴侧盖213；

A轴力矩电机定子204安装在A轴箱体201的安装孔内，A轴后轴承座207安装在A轴力矩电机定子204的端面，A轴后轴承208安装在A轴后轴承座207的安装孔内，A轴气钳209安装在A轴后轴承座207的外侧，断电时快速夹紧A轴支撑轴212起到抱闸的作用，A轴编码器211安装在A轴支撑轴212的第二轴肩处，A轴编码器读数头210固定在A轴后轴承座207上；A轴力矩电机转子205通过A轴转接盘206与A轴支撑轴212连为一体，A轴前轴承203的外圈安装在A轴箱体201的安装孔内，通过A轴前轴承挡圈202压紧，A轴前轴承203的内圈安装在A轴支撑轴212的第四轴肩处，A轴支撑轴212的前端面与C1轴部件3中的C1轴连接，A轴支撑轴212的后端面与A轴侧盖213之间的空间用于走线。

图2是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头的剖视图，C1轴部件3包括C1轴刀柄拉爪301、C1轴锁紧套302、C1轴旋转密封303、C1轴锁紧螺母304、C1轴前端盖305、C1轴前轴承座306、C1轴前轴承307、C1轴拉刀机构308、C1轴芯轴309、C1轴力矩电机定子310、C1轴力矩电机转子311、C1轴壳体312、C1轴后轴承座313、C1轴后轴承314、C1轴编码器座315、C1轴后轴承挡圈316、C1轴油缸座317、C1轴编码器318、C1轴拉刀杆限位块319、C1轴松刀活塞端盖320、C1轴松刀油缸321和C1轴后盖322；

C1轴力矩电机定子310安装在C1轴壳体312的安装孔内，C1轴力矩电机转子311与C1轴芯轴309连接，C1轴芯轴309的前部轴肩处安装有两组C1轴前轴承307，C1轴前轴承307的内圈通过C1轴锁紧螺母304和C1轴锁紧套302压紧锁死，C1轴前轴承307的外圈位于C1轴前轴承座306的安装孔内，通过C1轴前端盖305压紧，C1轴旋转密封303起到防止油液外泄和防尘密封的作用；C1轴后轴承314安装在C1轴后轴承座313内，C1轴后轴承314的内圈位于C1轴芯轴309的后部轴肩上，C1轴后轴承314的内圈通过C1轴后轴承挡圈316压紧，C1轴后轴承314的外圈通过C1轴编码器座315的轴肩压紧，C1轴编码器318安装在C1轴芯轴309的末端轴肩处，C1轴编码器318的壳体通过螺钉固定在C1轴编码器座315上；C1轴拉刀机构308安装在C1轴芯轴309的中心通孔内，C1轴刀柄拉爪301与C1轴拉刀机构308的拉杆前端连接，通过C1轴拉刀机构308的碟簧组实现刀具拉紧，C1轴拉刀杆限位块319固定在C1轴芯轴309的末端以限制拉杆的回退距离，C1轴松刀油缸321安装在C1轴油缸座317上，C1轴松刀油缸321的活塞杆推动C1轴松刀活塞端盖320，带动C1轴拉刀机构308的拉杆伸出实现松刀动作。

在一些可选的实施例中，超声刀柄4安装在C1轴芯轴309的末端锥孔内，通过C1轴拉刀机构308实现拉紧和松刀。

图3是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头中的超声刀柄自动连接模块示意图，对接模块5包括C1轴侧对接模块501、超声电缆接头502、超声冷却气动接头503和刀柄侧对接模块504；

图4是本发明实施例提供的一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头中的超声刀柄冷却气路示意图，C1轴侧对接模块501安装在C1轴壳体的侧面，刀柄侧对接模块504安装在超声刀柄4壳体的侧面，通过两个对接模块端面的圆柱销实现两个对接模块的定位，超声电源的电缆和气路通过C1轴壳体312内部穿出，经超声电缆接头502和超声冷却气动接头503分别接入C1轴侧对接模块501内部的相应接口。

在一些可选的实施例中，A轴支撑轴212的前端面通过法兰及止口结构与C1轴部件3中的C1轴连接。

综上，本发明实施例提出的超声切割摆角头具备三个旋转轴，均为力矩电机驱动，高精度角度编码器全闭环控制，简化了传动机构，消除了反向间隙，传动效率高、控制精度好；摆角头采用单臂式AC摆角结构，C1轴和A轴相对C轴轴线偏心布置在两侧，整体偏心距离小，结构紧凑、体积小、重量轻，动态特性好，单臂结构为A轴和C1轴的装配提供了便利，结构开放性好，利于超声刀柄的快换，提高了加工可达性，加工工艺性好；刀具旋转定位轴C1轴采用标准的HSK刀具接口和松拉刀机构，超声电源及冷却气路的对接采用外置模块快插方式，连接可靠、更换快捷，可实现超声刀柄的自动换刀。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，其特征在于，包括C轴部件(1)、A轴部件(2)、C1轴部件(3)、超声刀柄(4)和对接模块(5)；

所述C轴部件(1)下端与所述A轴部件(2)连接，带动所述A轴部件(2)旋转，所述A轴部件(2)为单臂结构，单驱带动所述C1轴部件(3)旋转，所述C1轴部件(3)和所述A轴部件(2)相对所述C轴部件(1)的轴线偏心布置在其两侧，所述C1轴部件(3)的输出端与所述超声刀柄(4)连接，带动所述超声刀柄(4)旋转，所述对接模块(5)为分体结构，分别固定于所述C1轴部件(3)和所述超声刀柄(4)的侧面；其中，所述C轴部件(1)、所述A轴部件(2)和所述C1轴部件(3)均通过力矩电机驱动且采用角度编码器全闭环控制。

2.根据权利要求1所述的适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，其特征在于，所述C轴部件(1)包括C轴后盖(101)、C轴编码器(102)、C轴后轴承挡圈(103)、C轴后轴承(104)、C轴后轴承座(105)、C轴转接套(106)、C轴力矩电机定子(107)、C轴力矩电机转子(108)、C轴支撑轴(109)、C轴电机座(110)、C轴前轴承垫圈(111)、C轴前轴承(112)、C轴前轴承座(113)和C轴密封圈(114)；

所述C轴力矩电机转子(108)通过所述C轴转接套(106)安装在所述C轴支撑轴(109)上，所述C轴转接套(106)和所述C轴支撑轴(109)均为空心轴，所述C轴编码器(102)安装在所述C轴转接套(106)上部轴肩处，所述C轴编码器(102)的壳体固定在所述C轴后轴承座(105)上，所述C轴后轴承(104)安装在所述C轴后轴承座(105)内，通过所述C轴后轴承挡圈(103)压紧，所述C轴后盖(101)起到防护C轴编码器2的作用；所述C轴力矩电机定子(107)安装在所述C轴电机座(110)上，再通过螺钉安装在所述C轴前轴承座(113)上，所述C轴前轴承(112)安装在所述C轴前轴承座(113)内，所述C轴前轴承垫圈(111)压紧所述C轴前轴承(112)的外圈，所述C轴前轴承(112)的内圈安装在所述A轴部件(2)的定心轴肩上，通过所述C轴支撑轴(109)的轴肩压紧，所述C轴支撑轴(109)的下端面与所述A轴部件(2)的上端面连接，所述C轴密封圈(114)安装在所述A轴部件(2)与所述C轴前轴承座(113)的缝隙内。

3.根据权利要求1所述的适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，其特征在于，所述A轴部件(2)包括A轴箱体(201)、A轴前轴承挡圈(202)、A轴前轴承(203)、A轴力矩电机定子(204)、A轴力矩电机转子(205)、A轴转接盘(206)、A轴后轴承座(207)、A轴后轴承(208)、A轴气钳(209)、A轴编码器读数头(210)、A轴编码器(211)、A轴支撑轴(212)和A轴侧盖(213)；

所述A轴力矩电机定子(204)安装在所述A轴箱体(201)的安装孔内，所述A轴后轴承座(207)安装在所述A轴力矩电机定子(204)的端面，所述A轴后轴承(208)安装在所述A轴后轴承座(207)的安装孔内，所述A轴气钳(209)安装在所述A轴后轴承座(207)的外侧，断电时快速夹紧所述A轴支撑轴(212)起到抱闸的作用，所述A轴编码器(211)安装在所述A轴支撑轴(212)的第二轴肩处，所述A轴编码器读数头(210)固定在所述A轴后轴承座(207)上；所述A轴力矩电机转子(205)通过所述A轴转接盘(206)与所述A轴支撑轴(212)连为一体，所述A轴前轴承(203)的外圈安装在所述A轴箱体(201)的安装孔内，通过所述A轴前轴承挡圈(202)压紧，所述A轴前轴承(203)的内圈安装在所述A轴支撑轴(212)的第四轴肩处；所述A轴支撑轴(212)的前端面采用法兰结构，与所述C1轴壳体(312)侧面的止口结构连接，并实现管路和电缆的对接，所述A轴支撑轴(212)的中空结构和其后端面与所述A轴侧盖(213)之间的空间用于走线。

4.根据权利要求1所述的适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，其特征在于，所述C1轴部件(3)包括C1轴刀柄拉爪(301)、C1轴锁紧套(302)、C1轴旋转密封(303)、C1轴锁紧螺母(304)、C1轴前端盖(305)、C1轴前轴承座(306)、C1轴前轴承(307)、C1轴拉刀机构(308)、C1轴芯轴(309)、C1轴力矩电机定子(310)、C1轴力矩电机转子(311)、C1轴壳体(312)、C1轴后轴承座(313)、C1轴后轴承(314)、C1轴编码器座(315)、C1轴后轴承挡圈(316)、C1轴油缸座(317)、C1轴编码器(318)、C1轴拉刀杆限位块(319)、C1轴松刀活塞端盖(320)、C1轴松刀油缸(321)和C1轴后盖(322)；

所述C1轴力矩电机定子(310)安装在所述C1轴壳体(312)的安装孔内，所述C1轴力矩电机转子(311)与所述C1轴芯轴(309)连接，所述C1轴芯轴(309)的前部轴肩处安装有两组所述C1轴前轴承(307)，所述C1轴前轴承(307)的内圈通过所述C1轴锁紧螺母(304)和所述C1轴锁紧套(302)压紧锁死，所述C1轴前轴承(307)的外圈位于所述C1轴前轴承座(306)的安装孔内，通过所述C1轴前端盖(305)压紧，所述C1轴旋转密封(303)起到防止油液外泄和防尘密封的作用；所述C1轴后轴承(314)安装在所述C1轴后轴承座(313)内，所述C1轴后轴承(314)的内圈位于所述C1轴芯轴(309)的后部轴肩上，所述C1轴后轴承(314)的内圈通过所述C1轴后轴承挡圈(316)压紧，所述C1轴后轴承(314)的外圈通过所述C1轴编码器座(315)的轴肩压紧，所述C1轴编码器(318)安装在所述C1轴芯轴(309)的末端轴肩处，所述C1轴编码器(318)的壳体通过螺钉固定在所述C1轴编码器座(315)上；所述C1轴拉刀机构(308)安装在所述C1轴芯轴(309)的中心通孔内，所述C1轴刀柄拉爪(301)与所述C1轴拉刀机构(308)的拉杆前端连接，通过所述C1轴拉刀机构(308)的碟簧组实现刀具拉紧，所述C1轴拉刀杆限位块(319)固定在所述C1轴芯轴(309)的末端以限制拉杆的回退距离，所述C1轴松刀油缸(321)安装在所述C1轴油缸座(317)上，所述C1轴松刀油缸(321)的活塞杆推动所述C1轴松刀活塞端盖(320)，带动所述C1轴拉刀机构(308)的拉杆伸出实现松刀动作。

5.根据权利要求4所述的适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，其特征在于，所述超声刀柄(4)安装在所述C1轴芯轴(309)的末端锥孔内，通过所述C1轴拉刀机构(308)实现拉紧和松刀。

6.根据权利要求4所述的适用于复合材料超声切割的三旋转轴摆角头，其特征在于，所述对接模块(5)包括C1轴侧对接模块(501)、超声电缆接头(502)、超声冷却气动接头(503)和刀柄侧对接模块(504)；

所述C1轴侧对接模块(501)安装在C1轴壳体的侧面，所述刀柄侧对接模块(504)安装在所述超声刀柄(4)壳体的侧面，通过两个对接模块端面的圆柱销实现两个对接模块的定位，超声电源的电缆和气路通过所述C1轴壳体(312)内部穿出，经所述超声电缆接头(502)和所述超声冷却气动接头(503)分别接入所述C1轴侧对接模块(501)内部的相应接口。

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