CN203993302U - 力矩电机直驱式双摆头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及数控机床摆头，尤其是一种力矩电机直驱式双摆头，包括万向支架、高速主轴、主轴支架、力矩电机、安装法兰和油气耦合器；万向支架包括一安装槽和一连接柱，安装槽包括两个对立面，力矩电机分别固定于两个对立面的内部和连接柱的柱面上；高速主轴与连接柱同心地设于安装槽中，高速主轴沿其径向被主轴支架贯穿，高速主轴与主轴支架相互固定，主轴支架的两端分别与两个对立面内的力矩电机固接；安装法兰的内表面套设于连接柱上并与力矩电机的外壳固接；油气耦合器设置于安装法兰的顶面。本实用新型的有益效果在于：有效提高了加工精度，且简化了摆头结构，使摆头运转更加灵活，对于运动方向改变的轮廓加工精度有显著的提高。

Description

力矩电机直驱式双摆头

技术领域

本实用新型涉及数控机床摆头，尤其涉及一种力矩电机直驱式双摆头。

背景技术

随着我国国民经济、国防科技的快速发展，航空航天领域在广泛运用新材料的背景下，要求制造技术与工艺手段不断提高，具有高速、多轴联动、工序复合化等特点的高档数控机床需求量越来越大。

为了适应市场的需求及加工需要，国内多家企业从国外进口五轴联动数控机床，引进国外先进技术，自主研发五轴摆头。但由于研发时间较短，五轴摆头在国内的使用和研发还处在较低的水准。国内大部分五轴摆头采用的是伺服电机带动齿轮传动来完成五轴加工，其加工精度较三轴、四轴机床有了很大的提升，但由于传统五轴摆头依靠伺服电机带动齿轮转动，其机械误差对加工精度的影响较大，再加上摆头的齿轮传动，使得摆头结构复杂，零件之间的干涉也同样对精度会有影响。由于以上原因，五轴联动机床对零件的加工精度提高有限，达不到五轴加工应有的水平。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于克服五轴联动机床对零件的加工达不到五轴加工应有水平的问题，提供一种力矩电机直驱式双摆头。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种力矩电机直驱式双摆头，包括万向支架、高速主轴、主轴支架、力矩电机、安装法兰和油气耦合器；所述万向支架包括一安装槽和一连接柱，所述安装槽包括两个对立面，所述力矩电机分别固定于两个所述对立面的内部和所述连接柱的柱面上；所述高速主轴与连接柱同心地设于安装槽中，高速主轴沿其径向被所述主轴支架贯穿，高速主轴与主轴支架相互固定，主轴支架的两端分别与两个对立面内的力矩电机固接；所述安装法兰的内表面套设于连接柱上并与力矩电机的外壳固接；所述油气耦合器设置于安装法兰的顶面。

进一步地，还包括刹车系统和轴承，所述刹车系统和轴承分别设于所述力矩电机两端。

本实用新型的有益效果在于：利用内置式力矩电机直驱摆头，有效提高了加工精度，且简化了摆头结构，使摆头运转更加灵活，力矩电机对于运动方向改变的轮廓加工精度有显著的提高；且与市场现有的五轴摆头相比，体积小，运转灵活，可靠性更高，在有效完成加工要求的前提下，能够最大程度的提高加工的效率，具有很广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型实施例的力矩电机直驱式双摆头的结构示意图。

标号说明：

1、高速主轴；2、第一力矩电机；3、第一轴承；4、主轴支架；5、第一刹车系统；6、万向支架；7、安装法兰；8、第二轴承；9、第二力矩电机；10、第二刹车系统；11、油气耦合器。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本实用新型最关键的构思在于：利用内置式力矩电机直驱摆头，有效提高了加工精度，且简化了摆头结构，使摆头运转更加灵活，力矩电机对于运动方向改变的轮廓加工精度有显著的提高。

请参阅图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种力矩电机直驱式双摆头，包括万向支架6、高速主轴1、主轴支架4、力矩电机、安装法兰7和油气耦合器11。

所述万向支架6包括一安装槽和一连接柱，所述安装槽包括两个对立面，所述力矩电机分别固定于两个所述对立面的内部和所述连接柱的柱面上。

所述高速主轴1与连接柱同心地设于安装槽中，高速主轴1沿其径向被所述主轴支架4贯穿，高速主轴1与主轴支架4相互固定，主轴支架4的两端分别与两个对立面内的力矩电机固接。

所述安装法兰7的内表面套设于连接柱上并与力矩电机的外壳固接。

所述油气耦合器11设置于安装法兰7的顶面。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：利用内置式力矩电机直驱摆头，有效提高了加工精度，且简化了摆头结构，使摆头运转更加灵活，力矩电机对于运动方向改变的轮廓加工精度有显著的提高；且与市场现有的五轴摆头相比，体积小，运转灵活，可靠性更高，在有效完成加工要求的前提下，能够最大程度的提高加工的效率，具有很广阔的应用前景。

进一步地，还包括刹车系统和轴承，所述刹车系统和轴承分别设于所述力矩电机两端。

从上述描述可知，刹车系统用于制动力矩电机，轴承用于减小传动过程中的载荷摩擦系数。

请参照图1，本实用新型的实施例1为：一种力矩电机直驱式双摆头，包括万向支架6、高速主轴1、主轴支架4、安装法兰7和油气耦合器11，以及第一力矩电机2、第二力矩电机9、第一轴承3、第二轴承8、第一刹车系统5、第二刹车系统10。

所述万向支架6包括一安装槽和一连接柱，安装槽包括两个对立面。第一力矩电机2固定于两个所述对立面的内部，第一力矩电机2的两端分别设有第一轴承3和第一刹车系统5；第二力矩电机9安装于连接柱的柱面上，第二电机9的两端分别设有第二轴承8和第二刹车系统10。第一力矩电机2用于直接驱动主轴支架4沿图1中所示的A轴旋转，第二力矩电机9通过安装法兰7驱动万向支架6沿图1中所示的C轴旋转。

所述高速主轴1与连接柱同心地设于安装槽中，高速主轴1沿其径向被所述主轴支架4贯穿，高速主轴1与主轴支架4相互固定，主轴支架4的两端分别与两个对立面内的第一力矩电机2固接。

所述安装法兰7的内表面套设于连接柱上并与第二力矩电机9的外壳固接。

所述油气耦合器11设置于安装法兰的顶面。

该实施例的原理为：利用内置式力矩电机直接驱动摆头，将第二力矩电机9的动力通过安装法兰7直接驱动万向支架6，同时可利用第一力矩电机2直接驱动主轴支架4，实现力矩电机对主轴头的直接驱动；双力矩电机直驱摆头采用内置式力矩电机，大大节省了空间，通过直接驱动的方式，避免了中间过程产生的机械误差，有效的提高了加工精度。

综上所述，本实用新型提供的力矩电机直驱式双摆头与其他设备在结合使用中具有以下的5个优点。

1、降低机械运转的噪声，提高运转平稳度：机械传动链中机械噪声不复存在，高速旋转部件转动不平衡带来的噪声大为降低。

2、提高控制精度及机床的加工精度：减速机构的传动间隙加大了传动控制误差，降低了系统的结构谐振频率，采用转速低、输出力矩大的力矩电机后，系统增益可以进一步提高，控制对象的动态、静态误差都得到有效控制，从而显著提高了运动方向改变时的轮廓精度，并且其重复精度也得到显著改善。

3、简化摆头结构，提高其灵活性：普通电机一般要经过2～3级减速机减速才能达到低转速大扭矩的要求，机构庞大笨重，而本方案采用转速低、输出力矩大的力矩电机的体积和重量通常不到同类型电机与减速机之和的一半，而且结构简单零部件少，拆装维修较为方便。

4、提高摆头精度的同时也极大的降低了使用及维修成本：现有的齿轮传动摆头精度较差，而采用贴圆光栅的办法提高精度却需要花费高昂的代价，由于加工环境的原因，圆光栅易受到污染及损坏，并且其维修成本和难度也较高；本方案采用的力矩电机还可自带编码器直接反馈摆头运转情况，有效的提高了摆头控制精度，极大的节省了使用及维修成本。

5、提高机床摆头运转的可靠性：润滑油不会泄漏，设备对安装、调试、维护的要求也大为降低，而且由于高速转动和振动导致的磨损、机件松动、变形、疲劳失效等故障大为降低。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种力矩电机直驱式双摆头，其特征在于，包括万向支架、高速主轴、主轴支架、力矩电机、安装法兰和油气耦合器；

所述万向支架包括一安装槽和一连接柱，所述安装槽包括两个对立面，所述力矩电机分别固定于两个所述对立面的内部和所述连接柱的柱面上；

所述高速主轴与连接柱同心地设于安装槽中，高速主轴沿其径向被所述主轴支架贯穿，高速主轴与主轴支架相互固定，主轴支架的两端分别与两个对立面内的力矩电机固接；

所述安装法兰的内表面套设于连接柱上并与力矩电机的外壳固接；

所述油气耦合器设置于安装法兰的顶面。

2.根据权利要求1所述的力矩电机直驱式双摆头，其特征在于，还包括刹车系统和轴承，所述刹车系统和轴承分别设于所述力矩电机两端。