CN208595918U - 一种车床及其编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种编码器，包括用以与待测部件连接的编码器主轴、与编码器主轴相连、用以检测待测部件参数的编码器组以及与编码器主轴固接、用以实现其定位的法兰前盖，编码器组的外部设有与法兰前盖固接、用以防护编码器组的编码器后盖，并且编码器主轴通过第一轴承和第二轴承与法兰前盖固接。本实用新型还公开了一种包括上述编码器的车床。上述编码器通过设置第一轴承和第二轴承可以防止编码器主轴产生跳动、偏摆以增加编码器主轴转动的稳定性，此外，通过将法兰前盖与编码器主体固设为一体结构，可以增强编码器的整体强度、改善编码器的密封性，并且可以在一定程度上降低成本。

Description

一种车床及其编码器

技术领域

本实用新型涉及机械装配技术领域，特别涉及一种编码器。本实用新型还涉及一种具有该编码器的车床。

背景技术

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前数控车床呈现高速、高精密化的发展趋势。

车床上的独立编码器属于传感器元件，它是对当前机床的位置信息，速度信息甚至加速度信息进行检测、反馈的元件。例如，主轴编码器应用于在数控车床车螺纹时，利用其同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，从而保证车削螺纹不会乱扣。现有技术中，由于车床结构环境复杂，安装空间有限以及使用成本的原因，常规编码器的使用受到一定的限制，尤其是当法兰前盖与编码器主体固定连接时，很难保证编码器的整体强度、密封性，若想增加编码器强度并增强其密封性，势必会增大编码器的安装空间，从而导致增加编码器的使用成本。

因此，如何避免由于要增大编码器的强度并增加其密封性而导致编码器的使用成本增加是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种编码器，该编码器可以增强编码器的整体强度、改善编码器的密封性，并且可以在一定程度上降低成本。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述编码器的车床。

为实现上述目的，本实用新型提供一种编码器，包括用以与待测部件连接的编码器主轴、与所述编码器主轴相连、用以检测待测部件参数的编码器组以及与所述编码器主轴固接、用以实现其定位的法兰前盖，所述编码器组的外部设有与所述法兰前盖固接、用以防护所述编码器组的编码器后盖，并且所述编码器主轴通过第一轴承和第二轴承与所述法兰前盖固接。

优选地，所述编码器主轴设有沿周向分布、用以限位所述第一轴承与所述第二轴承的凸缘，且所述凸缘位于所述第一轴承与所述第二轴承之间。

优选地，所述法兰前盖设有与所述第一轴承接触配合、用以防护所述第一轴承的波形垫圈。

优选地，所述编码器后盖的内部设有与所述编码器组固接、用以限位所述第二轴承的轴承压板。

优选地，所述编码器后盖通过若干个螺钉与所述法兰前盖固定连接，所述编码器后盖的外侧壁设有沿轴向开设的连接槽，所述连接槽的末端设有沿周向凸起、用以供所述螺钉穿设的第一连接端，所述法兰前盖的外侧壁设有与所述第一连接端接触配合、用以供所述螺钉旋入以实现所述编码器后盖与所述法兰前盖固定连接的第二连接端。

优选地，所述编码器后盖的内部还设有与其底部贴合、用以防护所述编码器组的绝缘泡棉。

优选地，所述法兰前盖设有用以保证所述编码器后盖与所述法兰前盖配合连接的密封性的密封圈。

优选地，还包括与所述法兰前盖配合连接、用以保证密封性的油封。

优选地，还包括设于所述法兰前盖、用以固定安装所述油封的油封槽。

本实用新型还提供一种车床，包括上述任一项所述的编码器。

相对于上述背景技术，本实用新型针对编码器的不同要求，在现有技术的基础上改进编码器的结构，通过将法兰前盖与编码器的主体设计为一体式的结构，具体来说，该编码器包括编码器主轴、编码器组以及法兰前盖，其中，编码器主轴用以与待测部件连接，编码器组与编码器主轴相连并能够及时检测待测部件的参数，包括位置参数、速度参数以及加速度参数；法兰前盖与编码器主轴固接，其作用是实现编码器主轴的定位以满足编码器的稳定运行；编码器组的外部设有编码器后盖，编码器后盖与法兰前盖固接并能够防护编码器组，并且编码器主轴通过第一轴承和第二轴承与法兰前盖固接。

这样一来，编码器通过设置第一轴承和第二轴承可以防止编码器主轴产生跳动、偏摆以增加编码器主轴转动的稳定性，此外，通过将法兰前盖与编码器主体固设为一体结构，可以增加编码器的强度与密封性，从而使该编码器能够适应多种应用环境，同时，由于编码器体型得到进一步缩小，可以降低其成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的编码器的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的编码器的爆炸图。

其中：

1-平键、2-编码器主轴、3-油封、4-法兰前盖、5-波形垫圈、6-第一轴承、7-第二轴承、8-编码器组、9-信号线连接器、10-螺钉、11-编码器后盖、12-绝缘泡棉、13-密封圈、14-凸缘。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种编码器，该编码器可以增强编码器的整体强度、改善编码器的密封性，并且可以在一定程度上降低成本。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述编码器的车床。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、前侧、后侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参考图1和图2，图1为本实用新型实施例所提供的编码器的整体结构示意图；图2为本实用新型实施例所提供的编码器的爆炸图。

本实用新型所提供的实施例中，编码器包括编码器主轴2、编码器组8以及法兰前盖4。其中，编码器通过编码器主轴2与待测部件实现连接，具体地说，可以在编码器主轴2上开设键槽，键槽用来安装平键1，编码器主轴2与待测部件通过平键1固定连接，而编码器主轴2进一步通过与法兰前盖4固定连接，从而实现编码器主轴2的定位以满足编码器的稳定运行，法兰前盖4可以通过若干个螺丝与待测部件固定连接，这样即可在满足编码器稳定运行的基础上，完成编码器与车床主体上待测部件的固定连接。

当然，根据实际需要，法兰前盖4可以设有沿周向分布的正四边形法兰面，并在正四边形法兰面的边角位置设置四个通孔，通孔用以供螺丝穿过并与车床主体建立连接，螺丝的数量可以根据编码器的型号进行调整，前提是能够满足编码器与车床主体的固定连接以及编码器的稳定运行。

进一步的，编码器组8与编码器主轴2的一侧端部相连，编码器组8能够及时检测车床主体上待测部件的相关参数，包括位置参数、速度参数以及加速度参数，并进行反馈，例如，在车螺纹时，编码器能够利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，从而可以保证车削螺纹时不会乱扣。

编码器还包括编码器后盖11，编码器后盖11设于编码器组8的外部，编码器后盖11与法兰前盖4固接，编码器后盖11能够防护内置的编码器组8。

此外，位于编码器后盖11的上方还设有编码器的信号线连接器9，信号线连接器9也可以通过若干螺丝固定安装于编码器后盖11上，并且在信号线连接器9的底部套上O型圈以增强防水功能，从而确保编码器不会由于信号线连接器9与编码器后盖11的连接密封性不足而导致漏水。

为了进一步确保编码器运行的稳定性，编码器主轴2通过第一轴承6和第二轴承7与法兰前盖4固接，这样一来，在编码器主轴2上安装第一轴承6和第二轴承7，可以防止编码器主轴2产生跳动、偏摆，从而可以增加编码器主轴2转动的稳定性。

具体地说，可以在编码器主轴2上设置凸缘14，该凸缘14设于第一轴承6和第二轴承7之间并沿编码器主轴2的周向分布，凸缘14的两侧壁分别与第一轴承6的一端和第二轴承7的一端接触并相抵，也就是说，凸缘14的作用是能够限制第一轴承6沿靠近第二轴承7方向上的位移以及限制第二轴承7沿靠近第一轴承6方向上的位移。

更加具体地说，可以先在法兰前盖4内部安装第一轴承6，并在第一轴承6的前侧，即远离凸缘14的一侧加装波形垫圈5，波形垫圈5具有波浪形的端面，波形垫圈5与第一轴承6接触配合并能够防护第一轴承6，这样一来，第一轴承6在波形垫圈5以及凸缘14的作用下实现定位连接。

根据实际需要，波形垫圈5可以设置为弹性垫圈，利用波形垫圈5自身的弹性，可以缓解第一轴承6的轴向冲击并可以防止其松动，也就是说，在第一轴承6受到来自轴向的载荷作用时，这将引起波形垫圈5产生适当的弹性变形，从而可以保证第一轴承6不受损坏，使第一轴承6的使用寿命大大增加。

在完成第一轴承6与波形垫圈5的安装后，再定位第二轴承7。其中，可以在编码器后盖11内部设置轴承压板，轴承压板与编码器组8固定连接并能够与第二轴承7的端面接触相抵以限位第二轴承7。

需要指出的是，轴承压板可以通过螺栓、螺母以及弹簧垫圈三者的配合连接与编码器组8靠近法兰前盖4的一侧端面固定连接，这样一来，第二轴承7在前侧的凸缘14以及后侧的轴承压板的作用下实现定位安装。此外，轴承压板与编码器组8也可以有其他不同的连接方式，前提是能够满足上述功能。

为了实现编码器后盖11与法兰前盖4的固定连接，编码器后盖11可以通过若干个螺钉10与法兰前盖4固定连接，具体地说，可以在编码器后盖11的外侧壁设置连接槽，连接槽沿编码器后盖11的轴向开设，连接槽的末端设有第一连接端，第一连接端沿编码器后盖11的周向凸起，第一连接端设有沿轴向开设第一螺纹孔，第一螺纹孔用以供螺钉10穿设；相应地，法兰前盖4的外侧壁设有与第一连接端接触配合的第二连接端，第二连接端设有沿轴向开设的第二螺纹孔，第二螺纹孔用以供螺钉10旋入以实现编码器后盖11与法兰前盖4固定连接。

当然，根据实际需要，螺钉10的数量可以设置为三个，也就是说，在编码器后盖11与法兰前盖4二者的外周设置的三个螺钉以每隔120°的角度均匀设置。

在编码器后盖11内底部还设有绝缘泡棉12，绝缘泡棉12的一侧与编码器后盖11的内底部贴合，另一侧与编码器组8接触以防止干扰编码器组8的正常运行，可以在一定程度上降低编码器由于运行误差而导致的风险。

为了优化上述实施例，进一步提高编码器后盖11与法兰前盖4配合连接的密封性能，确保编码器运行的密封环境以保证编码器运行的稳定性，可以进一步在法兰前盖4上设置密封圈13。

密封圈13应当由弹性材料制成，最好具有适当的耐高温的能力，以防止在编码器运行的高温环境下向编码器内部引入污染。通常，密封圈13由橡胶材料制得。

为了固定密封圈13的位置，避免因其产生位移而造成密封性能的降低，可以进一步在法兰前盖4的连接端面上开设环形凹槽，从而可以将密封圈13设置于环形凹槽中，这样即可实现对密封圈13的定位。

当然，根据实际需要，密封圈13的断面形状可以是圆形、椭圆形、矩形、直角梯形或者其他适宜的形状。

在上述基础上，还可以在法兰前盖4的前端，即法兰前盖4与车床主体连接的端面上设置油封3，油封3与法兰前盖4配合连接，一方面，油封3可以防止润滑油的泄露，另一方面，油封3能够保证法兰前盖4以及与法兰前盖4固定连接的编码器主轴2二者连接环境的密封性，进而保证编码器运行的稳定性。

为了固定油封3的位置，避免因其产生位移而造成密封性能的降低，可以进一步在法兰前盖4的前端位置开设油封槽，从而可以将油封3设置于油封槽中，这样即可实现对油封3的定位，油封槽可以根据油封3的结构设置为环形槽。此外，编码器可以设置为磁编码器，这样一来，磁编码器在保证优异的防水性能的基础上可以应用于恶劣的车床环境中。

本实用新型所提供的一种车床，包括上述具体实施例所描述的编码器；车床的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的车床及其编码器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种编码器，其特征在于，包括用以与待测部件连接的编码器主轴(2)、与所述编码器主轴(2)相连、用以检测待测部件参数的编码器组(8)以及与所述编码器主轴(2)固接、用以实现其定位的法兰前盖(4)，所述编码器组(8)的外部设有与所述法兰前盖(4)固接、用以防护所述编码器组(8)的编码器后盖(11)，并且所述编码器主轴(2)通过第一轴承(6)和第二轴承(7)与所述法兰前盖(4)固接。

2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述编码器主轴(2)设有沿周向分布、用以限位所述第一轴承(6)与所述第二轴承(7)的凸缘(14)，且所述凸缘(14)位于所述第一轴承(6)与所述第二轴承(7)之间。

3.根据权利要求2所述的编码器，其特征在于，所述法兰前盖(4)设有与所述第一轴承(6)接触配合、用以防护所述第一轴承(6)的波形垫圈(5)。

4.根据权利要求3所述的编码器，其特征在于，所述编码器后盖(11)的内部设有与所述编码器组(8)固接、用以限位所述第二轴承(7)的轴承压板。

5.根据权利要求4所述的编码器，其特征在于，所述编码器后盖(11)通过若干个螺钉(10)与所述法兰前盖(4)固定连接，所述编码器后盖(11)的外侧壁设有沿轴向开设的连接槽，所述连接槽的末端设有沿周向凸起、用以供所述螺钉(10)穿设的第一连接端，所述法兰前盖(4)的外侧壁设有与所述第一连接端接触配合、用以供所述螺钉(10)旋入以实现所述编码器后盖(11)与所述法兰前盖(4)固定连接的第二连接端。

6.根据权利要求5所述的编码器，其特征在于，所述编码器后盖(11)的内部还设有与其底部贴合、用以防护所述编码器组(8)的绝缘泡棉(12)。

7.根据权利要求1至6任一项所述的编码器，其特征在于，所述法兰前盖(4)设有用以保证所述编码器后盖(11)与所述法兰前盖(4)配合连接的密封性的密封圈(13)。

8.根据权利要求1至6任一项所述的编码器，其特征在于，还包括与所述法兰前盖(4)配合连接、用以保证密封性的油封(3)。

9.根据权利要求8所述的编码器，其特征在于，还包括设于所述法兰前盖(4)、用以固定安装所述油封(3)的油封槽。

10.一种车床，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的编码器。