CN204788940U - 主轴及电液驱动式换刀手测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种主轴及电液驱动式换刀手测试平台，特征是：包括主轴测试区和换刀手测试区；所述主轴测试区安装主轴驱动电机和克服主轴拉刀力液压驱动装置，主轴驱动电机输出端通过带轮和主轴上的主轴小齿轮连接，克服主轴拉刀力液压驱动装置包括油缸，油缸的活塞杆连接推筒，推筒与主轴的拉刀机构连接；所述换刀手测试区安装固定底座和旋转驱动装置，电液驱动式换刀手通过固定轴与固定底座连接；所述旋转驱动装置包括伺服电机及减速箱，伺服电机及减速箱的动力输出端连接空心轴，空心轴与电液驱动式换刀手的输入轴联接。本实用新型能够实现主轴与电液驱动式换刀手所有设计动作，进而对主轴及电液驱动式换刀手自主维修效果的全面检测。

Description

主轴及电液驱动式换刀手测试平台

技术领域

本实用新型涉及一种主轴及电液驱动式换刀手测试平台，尤其是一种适用于德国GROB公司BZ800加工中心机械主轴及其电液驱动式换刀手维修效果的测试平台，属于机电一体及设备维修技术领域。

背景技术

目前，国内发动机厂商大多引进由高精尖的进口数控设备组成的柔性生产线，随着设备的投入使用，设备重要运动部件的损坏日趋显现。自主维修，是降低高昂的维修成本的重要途径之一。针对我德国GROB公司BZ800加工中心，其主轴与电液驱动式换刀手的自主维修已开展几年，但是对其自主维修的效果验证一直无法实现。

针对机械主轴的测试，国外专业机床厂家和主轴维修服务商有在线机械主轴的状态检测措施，主要是一定转速下，采集其轴承震动的数据，加以分析来判断主轴的状态；相比于采用内置电机直驱的电主轴，自主维修的机械主轴没有外动力输入，无法实现测试；

针对BZ800电液驱动式换刀手，国外机床厂没有有效的检测手段，国内也无此类电液一体测试平台。

目前，国内外无配套的测试平台，能够安装机械主轴、电液驱动式换刀手，并为其提供需要的动力、液压驱动及伺服控制系统，来满足自主维修效果的测试。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种主轴及电液驱动式换刀手测试平台，解决机械主轴外接动力驱动、主轴高速转动时需要装夹好刀具，而装夹刀具需要克服主轴内部30KN拉刀力的问题；以及形成能够驱动BZ800电液驱动式换刀手的测试平台。

按照本实用新型提供的技术方案，一种主轴及电液驱动式换刀手测试平台，包括平台基座，特征是：在所述平台基座上设置主轴测试区和换刀手测试区；

在所述主轴测试区安装主轴、主轴固定装置、主轴驱动电机安装座和克服主轴拉刀力液压驱动装置；所述主轴驱动电机安装座上安装主轴驱动电机，主轴驱动电机输出端上设置带轮，在带轮和主轴上的主轴小齿轮上套设平带；所述克服主轴拉刀力液压驱动装置包括安装座以及安装在安装座上的油缸，油缸与阀组的工作油口连接，油缸的活塞杆连接推筒，推筒与主轴的拉刀机构连接；

所述换刀手测试区安装电液驱动式换刀手、固定底座和旋转驱动装置；所述电液驱动式换刀手上安装第一固定块和第二固定块，第一固定块和第二固定块分别连接固定轴，电液驱动式换刀手通过固定轴与固定底座连接，固定轴安装在固定底座的固定轴孔中；所述旋转驱动装置包括电机安装座，电机安装座上安装伺服电机及减速箱，伺服电机及减速箱的动力输出端通过联轴器连接空心轴，空心轴穿过固定座与电液驱动式换刀手的输入轴联接；在所述第一固定块上设有油道，油道与电液驱动式换刀手的内部油缸连通。

进一步的，所述平台基座包括平台基座主体和位于平台基座主体顶面的平台台面，平台基座主体的底部焊接槽钢，作为主轴驱动电机的安装平面。

进一步的，在所述平台基座主体的四个基角设置可调式凳角。

进一步的，所述主轴固定装置包括主要固定、辅助固定和V型块，主要固定和辅助固定分别通过螺栓固定在平台台面上，主要固定与主轴一侧的螺孔固定，辅助固定紧贴主轴的另一侧，主要固定和辅助固定位于主轴的后端，主轴的前端采用V型块进行支撑。

进一步的，在所述主轴驱动电机安装座顶部安装调节螺栓。

进一步的，所述安装座安装在平台台面上。

进一步的，所述固定底座前后端面的上、下部精镗换刀手安装固定轴孔，中间镗传动轴孔，在固定底座的后端设置旋转驱动装置的安装平面，固定底座的底部裙边设置安装沉孔。

进一步的，在所述固定底座的一侧安装模拟主轴。

进一步的，所述固定轴的尾部与固定底座之间由固定装置固定。

进一步的，在所述平台台面上安装阀组，阀组的工作油口与第一固定块的油道连接。

本实用新型具有以下优点：（1）本实用新型能实现主轴与电液驱动式换刀手同时在同一台面上进行测试，它们均通过同一611U伺服系统控制，均通过同一液压站供油，实现预定动作。（2）主轴测试时，采用主轴驱动电机通过平带带动主轴按设定转速转动；用外置油缸推动拉刀力机构进行松刀，并设计高强度安装座；主轴轴颈放置在V型块上，通过主要固定和辅助固定固定。（3）测试平台设计结构紧凑、布置合理，功能性强大。

附图说明

图1为本实用新型主轴及电液驱动式换刀手测试平台的轴测图。

图2为所述主轴及电液驱动式换刀手测试平台的主视图。

图3为图2的左视图。

图4为图2的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1～图4所示：所述主轴及电液驱动式换刀手测试平台包括伺服电机及减速箱1、电机安装座2、联轴器3、固定装置4、固定底座5、固定轴6、空心轴7、第一固定块8、第二固定块9、电液驱动式换刀手10、旋转部分10.1、夹爪10.2、主轴20、主轴小齿轮20.1、拉刀机构20.2、V型块21、辅助固定22、主要固定23、平带24、调节螺栓25、带轮26、主轴驱动电机安装座27、主轴驱动电机28、推筒29、油缸30、安装座31、平台基座主体50、可调式凳角51、平台台面52、槽钢53、模拟主轴60、阀组80等。

如图1～图4所示，本实用新型包括平台基座，在平台基座上设置主轴测试区和换刀手测试区；

所述平台基座包括平台基座主体50和位于平台基座主体50顶面的平台台面52，平台基座主体50由80mm×60mm壁厚为7mm的矩形钢材焊接而成，平台基座主体50的底部焊接两根槽钢53，作为主轴驱动电机28的安装平面，同时可以加强平台基座主体50的强度；在所述平台基座主体50的四个基角设置可调式凳角51，通过旋动螺纹调节平台台面52的水平；平台基座主体50顶面焊接有6块搭子面，用于支撑和安装测试平台台面52，该平台台面52设计有安装螺孔、槽等，刚性强。

在所述主轴测试区安装主轴20、主轴固定装置、主轴驱动电机安装座27和克服主轴拉刀力液压驱动装置；

所述主轴固定装置包括主要固定23、辅助固定22和V型块21，主要固定23和辅助固定22分别通过螺栓固定在平台台面52上，主要固定23与主轴20一侧的螺孔固定，辅助固定22紧贴主轴20的另一侧，主要固定23和辅助固定22位于主轴20的后端，主轴20的前端采用V型块23辅助支撑，实现主轴的固定；

所述主轴驱动电机安装座27安装在平台台面52下方由槽钢53搭建设的平台上，主轴驱动电机安装座27上安装主轴驱动电机28，主轴驱动电机28输出端上设置带轮26，在带轮26和主轴20上的主轴小齿轮20.1上套设平带24；在所述主轴驱动电机安装座27顶部安装调节螺栓25，用于皮带张紧力调节；同时，在所述主轴驱动电机28、带轮26和平带24上设置不锈钢罩壳，保证安全；

所述克服主轴拉刀力液压驱动装置包括安装在平台台面52上的安装座31以及安装在安装座31上的油缸30，油缸30的的活塞杆连接推筒29，推筒29与主轴20的拉刀机构20.2连接；在所述平台台面52上安装阀组80，阀组80的工作油口与油缸30连接；工作时，通过调定油缸30前进压力，使其能够抵消主轴20内部蝶形弹簧力，驱动拉刀机构20.2前进，并移动指定距离，实现主轴20前端装夹刀具的功能。

所述换刀手测试区安装电液驱动式换刀手10、固定底座5和旋转驱动装置；

所述固定底座5采用铸造工艺一体成型，固定底座5前后端面的上、下部精镗换刀手安装固定轴孔，中间镗传动轴孔，在固定底座5的后端设置旋转驱动装置的安装平面，固定底座5的底部裙边设置安装沉孔；在所述固定底座5的一侧安装模拟主轴60，模拟主轴60模拟主轴和电液驱动式换刀手在加工中心中的相对水平度和同心度，实现对电液驱动式换刀手10的夹爪10.2水平度、夹爪10.2与主轴20同心度的调整，同心度调整方法为修磨电液驱动式换刀手10内部垫片；

所述电液驱动式换刀手10上安装第一固定块8和第二固定块9，第一固定块8和第二固定块9分别连接固定轴6，电液驱动式换刀手10通过固定轴6与固定底座5连接，固定轴6安装在固定底座5的固定轴孔中，固定轴6的尾部与固定底座5之间由固定装置4固定；

所述旋转驱动装置包括电机安装座2，电机安装座2上安装伺服电机及减速箱1，伺服电机及减速箱1的动力输出端通过联轴器3连接空心轴7，空心轴7穿过固定座5与电液驱动式换刀手10的输入轴联接进行传动，实现电液驱动式换刀手10的旋转部分10.1从-90度至+90度的旋转运动；

在所述第一固定块8上设计油道，油道与电液驱动式换刀手10的内部油缸连通；在所述平台台面52上安装阀组80，阀组80的工作油口与第一固定块8的油道连接；通过上述结构将高压油接入电液驱动式换刀手10，实现电液驱动式换刀手10的夹爪10.2的伸出夹紧和松开缩回功能。

本实用新型的工作过程：

（1）进行主轴测试时，将平带24套在主轴小齿轮20.1上，再将推筒29套在拉刀机构20.2上，平台台面52上提前放置V型块21，然后使用起重工具将主轴20整体放置在平台台面52上，然后放置主要固定23、辅助固定22，将主轴20固定；随后将平带24穿过平台台面52上的槽孔，套在主轴驱动电机28前端的带轮26上，通过调节螺栓25，将平带24张紧。然后在主轴小齿轮20.1部位安装不锈钢罩壳，保证安全。然后将推筒29与油缸30进行连接。至此主轴安装到位。

通过611U伺服系统人机交互界面，开启液压，控制阀组80，调定压力约110bar，油缸30带着推筒29前进，推动拉刀机构20.2松刀，在主轴20前端装入假刀柄，控制阀组80，使油缸30缩回，完成主轴装夹好刀具。通过611U伺服系统，设定主轴驱动电机28转速为3000rpm，带动主轴20运动。最后通过安装在主轴上的传感器，采集主轴震动数据，测试主轴状态，未判定主轴自主修复效果。

（2）进行电液驱动式换刀手测试时，使用起重工具将电液驱动式换刀手20安装在第一固定块8、第二固定块9上，并将电液驱动式换刀手20的输入轴插入空心轴7中，锁紧联轴器3，完成电液驱动式换刀手安装。

通过611U伺服系统人机交互界面，控制伺服电机及减速箱1，可以实现电液驱动式换刀手的旋转部分10.1在-90度至+90度的运动，通过监控伺服电机的电流值，判定其内部齿轮、轴承、万向节等传动部件的自主修复效果。

通过611U伺服系统人机交互界面，开启液压，控制阀组80，调定压力约100bar，液压油通过油管进入第一固定块8，再进入电液驱动式换刀手20内部，驱动内部油缸运动，实现夹爪10.2的伸出夹紧和松开缩回功能，以此判定电液驱动式换刀手内部的油缸、密封组件及夹爪关节壁的自主修复效果。

本实用新型能够实现主轴与电液驱动式换刀手所有设计动作，进而实现了对主轴及电液驱动式换刀手自主维修效果的全面检测。

本实用新型所述主轴及电液驱动式换刀手测试平台，采用德国进口液压泵，能实现120bar的压力油输出，同时通过对两个测试区不同的液压原理设计，满足驱动要求。同时设计611U电气系统和其人机交互界面，用于实现主轴伺服电机驱动、电液驱动式换刀手旋转伺服电机驱动、液压站电机驱动以及液压阀组的驱动。

Claims (10)

1.一种主轴及电液驱动式换刀手测试平台，包括平台基座，其特征是：在所述平台基座上设置主轴测试区和换刀手测试区；

在所述主轴测试区安装主轴（20）、主轴固定装置、主轴驱动电机安装座（27）和克服主轴拉刀力液压驱动装置；所述主轴驱动电机安装座（27）上安装主轴驱动电机（28），主轴驱动电机（28）输出端上设置带轮（26），在带轮（26）和主轴（20）上的主轴小齿轮（20.1）上套设平带（24）；所述克服主轴拉刀力液压驱动装置包括安装座（31）以及安装在安装座（31）上的油缸（30），油缸（30）与阀组（80）的工作油口连接，油缸（30）的活塞杆连接推筒（29），推筒（29）与主轴（20）的拉刀机构（20.2）连接；

所述换刀手测试区安装电液驱动式换刀手（10）、固定底座（5）和旋转驱动装置；所述电液驱动式换刀手（10）上安装第一固定块（8）和第二固定块（9），第一固定块（8）和第二固定块（9）分别连接固定轴（6），电液驱动式换刀手（10）通过固定轴（6）与固定底座（5）连接，固定轴（6）安装在固定底座（5）的固定轴孔中；所述旋转驱动装置包括电机安装座（2），电机安装座（2）上安装伺服电机及减速箱（1），伺服电机及减速箱（1）的动力输出端通过联轴器（3）连接空心轴（7），空心轴（7）穿过固定座（5）与电液驱动式换刀手（10）的输入轴联接；在所述第一固定块（8）上设有油道，油道与电液驱动式换刀手（10）的内部油缸连通。

2.如权利要求1所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：所述平台基座包括平台基座主体（50）和位于平台基座主体（50）顶面的平台台面（52），平台基座主体（50）的底部焊接槽钢（53），作为主轴驱动电机（28）的安装平面。

3.如权利要求2所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：在所述平台基座主体（50）的四个基角设置可调式凳角（51）。

4.如权利要求2所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：所述主轴固定装置包括主要固定（23）、辅助固定（22）和V型块（21），主要固定（23）和辅助固定（22）分别通过螺栓固定在平台台面（52）上，主要固定（23）与主轴（20）一侧的螺孔固定，辅助固定（22）紧贴主轴（20）的另一侧，主要固定（23）和辅助固定（22）位于主轴（20）的后端，主轴（20）的前端采用V型块（23）进行支撑。

5.如权利要求1所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：在所述主轴驱动电机安装座（27）顶部安装调节螺栓（25）。

6.如权利要求2所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：所述安装座（31）安装在平台台面（52）上。

7.如权利要求1所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：所述固定底座（5）前后端面的上、下部精镗换刀手安装固定轴孔，中间镗传动轴孔，在固定底座（5）的后端设置旋转驱动装置的安装平面，固定底座（5）的底部裙边设置安装沉孔。

8.如权利要求1所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：在所述固定底座（5）的一侧安装模拟主轴（60）。

9.如权利要求1所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：所述固定轴（6）的尾部与固定底座（5）之间由固定装置（4）固定。

10.如权利要求2所述的主轴及电液驱动式换刀手测试平台，其特征是：在所述平台台面（52）上安装阀组（80），阀组（80）的工作油口与第一固定块（8）的油道连接。