CN211639001U - 一种大型直驱数控转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型直驱数控转台，包括工作台和转台体，转台体中设有力矩电机，力矩电机包括力矩电机定子和力矩电机转子，力矩电机定子与转台体固定连接，力矩电机转子与工作台固定连接，以实现力矩电机给电时直驱工作台相对转台体旋转运动。上述大型直驱数控转台采用直驱式力矩电机直驱工作台转动，具有大承载、大扭力和高精度的特点，同时简化了机械结构；力矩电机有着超长的使用寿命，磨损极低，极大的节约了能源和材料，具有较高的节能环保性能。

Description

一种大型直驱数控转台

技术领域

本实用新型涉及加工机床技术领域，特别涉及一种大型直驱数控转台。

背景技术

工作转台是加工中心的重要功能部件，其回转运动与其他直线轴进行联动，可以加工各种复杂曲面或异形件。

数控直驱车铣复合回转工作台是复合加工机床最理想、最重要的功能部件，现有技术中的数控直驱车铣复合回转工作台利用伺服控制系统进行控制，采用单、双伺服电机通过一套或者多套带有多级齿轮、齿圈或其他方式的减速机对工作台进行驱动，存在机械传动机构复杂，承载小，效率低，噪音大的缺点，它对传动部件的加工、热处理、装配工艺的设备要求高，易磨损，维护困难等，而且对电气控制技术的要求高，需要大功率、大惯量伺服电机来提高其动态响应能力。

因此，如何能够提供一种简化机械结构、大承载、大扭力、高精度的大型直驱数控转台是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大型直驱数控转台，采用直驱式力矩电机直驱工作台转动，具有大承载、大扭力和高精度的特点，同时简化了机械结构；力矩电机有着超长的使用寿命，磨损极低，极大的节约了能源和材料，具有较高的节能环保性能。

为实现上述目的，本实用新型提供一种大型直驱数控转台，包括工作台和转台体，转台体中设有力矩电机，力矩电机包括力矩电机定子和力矩电机转子，力矩电机定子与转台体固定连接，力矩电机转子与工作台固定连接，以实现力矩电机给电时直驱工作台相对转台体旋转运动。

优选地，工作台与刹车盘固定连接，转台体与被动式气动夹钳固定连接，以实现力矩电机断电时被动式气动夹钳抱紧刹车盘并停止工作台继续转动。

优选地，转台体与力矩电机定子通过定子连接盘用螺栓固定。

优选地，工作台与转台轴承通过转台轴承连接盘用螺栓固定，转台轴承连接盘与力矩电机转子通过转子连接盘用螺栓固定。

优选地，工作台与编码器定位轴固定连接，转台体与角度编码器固定连接，以实现工作台旋转运动时记录工作台的旋转角度。

优选地，转台体中心设有用以装设分油器底座的铸筋孔，分油器过渡体与分油器底座固定连接，角度编码器与分油器过渡体固定连接。

优选地，编码器定位轴与分油器芯轴固定连接并一同通过定心法兰盘与工作台固定连接。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的大型直驱数控转台包括转台体和可相对转台体转动的工作台，转台体中设有力矩电机，力矩电机包括力矩电机定子和力矩电机转子，转台体与力矩电机定子通过固定连接相对固定，工作台与力矩电机转子通过固定连接相对固定，由力矩电机给电并直驱工作台相对转台体做旋转运动，该大型直驱数控转台通过采用力矩电机对工作台直驱，力矩电机给电时力矩电机转子相对力矩电机定子旋转，而转台体相对力矩电机定子固定故不动，工作台随力矩电子转子一同运动，以实现工作台相对转台体的旋转运动，采用直驱式力矩电机直驱工作台转动，具有大承载、大扭力和高精度的特点，同时简化了机械结构；力矩电机有着超长的使用寿命，磨损极低，极大的节约了能源和材料，具有较高的节能环保性能。

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提供的大型直驱数控转台的结构示意图。

其中：

1-工作台、2-转台体、3-定子连接盘、4-力矩电机定子、5-力矩电机转子、6-转子连接盘、7-转台轴承连接盘、8-转台轴承、9-刹车盘、10-被动式气动夹钳、11-定心法兰盘、12-分油器芯轴、13-编码器定位轴、14-角度编码器、15-分油器过渡体、16-分油器底座。

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。

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。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的大型直驱数控转台的结构示意图。

现有技术中的五轴加工中心在现代军工及航空航天等行业已经得到广泛的应用，具有高速、高精度及复合加工的特点，能够最大限度地一次性装夹完成所有零件的表面加工。但是其中的工作转台机械传动复杂，效率低，噪音大，对传动部件的加工、热处理和装配工艺的设备要求高，易磨损，维护困难等，而且对电气控制技术的要求高，需要大功率、大惯量伺服电机来提高其动态响应能力的设计理念。

因为复杂的机械传动结构，在实际工作过程中，作为车削主轴高速回转时，首先将铣削传动机构与工作转台脱开，同时将用于车削的传动机构连接，一般为一套低减速比的变速箱，然后用伺服电机来带动工作转台高速回转，进行车削加工，此时工作转台一般只能旋转，不能进行分度等工作；作为低速铣削分度工作转台时，首先将车削传动机构与工作转台脱开，又通过另外一套用于铣削的减速机构来连接，用低速大扭矩伺服电机驱动来完成分度或者大扭矩的铣削工作，效率低、易磨损、回转定位精度差。

在第一种具体的实施方式中，本实用新型提供的大型直驱数控转台包括工作台1和转台体2，工作台1和转台体2为同轴心的回转体，转台体2相对地面固定不动，工作台1位于转台体2的上侧并可相对转台体2同轴转动，为了实现转台体2相对工作台1的旋转运动，转台体2的内部安装有力矩电机，力矩电机包括力矩电机定子4和力矩电机转子5，力矩电机定子4与转台体2固定连接，力矩电机转子5与工作台1固定连接，以实现力矩电机给电时直驱工作台1相对转台体2旋转运动。

相较于现有技术中的工作转台，本实用新型提供的工作台1由力矩电机直驱，力矩电机为直驱式力矩电机，力矩电机的力矩电机定子4与转台体2固定连接以实现相对固定，力矩电机的力矩电机转子5与工作台1固定连接以实现相对固定，力矩电机给电时，力矩电机转子5相对力矩电机定子4转动，进而通过力矩电机转子5带动工作台1实现相对转台体2的旋转运动。

需要说明的是，本实施例的核心改进点在于采用直驱式力矩电机这一形式，不仅简化了机械传动结构，还使得该大型直驱数控转台具有大承载、大扭力和高精度的特点，力矩电机有着超长的使用寿命，磨损极低，极大的节约了能源和材料，具有较高的节能环保性能。至于转台体2的安装形式以及工作台1与转台体2的连接形式可参照现有技术，这里不再赘述。

除此以外，本实用新型还进一步简化了机械结构；在本实施例中，工作台1和转台体2之间设有制动机构，制动机构包括刹车盘9和被动式气动夹钳10，通过被动式气动夹钳10抱紧刹车盘9实现制动；其中，工作台1与刹车盘9固定连接，转台体2与被动式气动夹钳10固定连接，被动式气动夹钳10的作用在于抱紧刹车盘9使得转台体2相对工作台1静止不动。

示例性的，刹车盘9以螺钉形式固定在转台体2上，被动式气动夹钳10以螺钉形式固定在转台体2上。

具体而言，被动式气动夹钳10可采用气动控制的方式，在力矩电机断电时启动，此时工作台1在惯性的作用下持续转动不能立即制动，被动式气动夹钳10的钳头贴合并夹紧或抱紧刹车盘9，使得工作台1可相对转台体2快速制动，停止旋转，让力矩电机断电与工作台1停转两个动作瞬间同步。

更具体的，转台体2与力矩电机定子4通过定子连接盘3固定连接；其中，定子连接盘3的一部分与转台体2用螺栓固定，定子连接盘3的另一部分与力矩电机定子4用螺栓固定，从而实现转台体2与力矩电机定子4的固定连接，转台体2、定子连接盘3和力矩电机定子4均为环向布设，且按照由外及内的顺序设置。

更具体的，工作台1与转台轴承8通过转台轴承连接盘7固定连接，转台轴承连接盘7与力矩电机转子5通过转子连接盘6固定连接；其中，转台轴承连接盘7的一部分与工作台1用螺栓固定，转台轴承连接盘7的另一部分与转台轴承8用螺栓固定，转子连接盘6的一部分与转台轴承连接盘7用螺栓固定，转子连接盘6的另一部分与力矩电机转子5用螺栓固定，力矩电机转子5、转子连接盘6、转台轴承连接盘7和转台轴承8均为环向布设，且按照由外及内的顺序设置。其中，转台轴承连接盘7为YRT转台轴承连接盘。

在本实施例中，通过简化机械传动结构，力矩电机给电时，力矩电机定子4、定子连接盘3和转台体2不动，力矩电机转子5通过转子连接盘6带动YRT转台轴承连接盘，从而平稳带动工作台1进行旋转运动。

进一步，为了实现工作台1的高精度角度定位，工作台1和转台体2之间设有角度机构，角度机构包括编码器定位轴13和角度编码器14，角度编码器14自身内部分为旋转体和固定体，旋转体相对固定体转动，固定体相对编码器定位轴13固定，角度编码器14相对编码器定位轴13转动；其中，工作台1与编码器定位轴13固定连接，转台体2与角度编码器14固定连接，固定体接收旋转体的角度位置信号再传回PLC，以实现工作台1旋转运动时记录并控制工作台1的旋转角度。

具体而言，转台体2中心设有铸筋孔，分油器底座16可通过螺栓固定在转台体2中心的铸筋孔内，分油器过渡体15可用螺栓形式与分油器底座16固定连接，角度编码器14可用螺栓形式固定在分油器过渡体15上。

具体而言，编码器定位轴13与分油器芯轴12用螺栓形式固定连接在一起，并一同由定心法兰盘11用螺栓形式固定在工作台1上。

在本实施例中，定心法兰盘11、分油器芯轴12、编码器定位轴13与工作台1相对固定并与工作台1同步转动，角度编码器14、分油器过渡体15、分油器底座16与转台体2相对固定并在转台体2上固定不同，当工作台1相对转台体2做旋转运动时，实现对工作台1的旋转角度的记录。

需要强调的是，本实施例的核心改进点不仅在于采用直驱式力矩电机的驱动方式和被动式气动夹钳10的制动方式，还在于简化机械传动结构以后的高精度角度定位，减少了制造零部件的机械加工，大扭矩，承载大，角度定位精度高，动态响应能力强。

以上对本实用新型所提供的大型直驱数控转台进行了详细介绍。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 (7)

1.一种大型直驱数控转台，其特征在于，包括工作台(1)和转台体(2)，所述转台体(2)中设有力矩电机，所述力矩电机包括力矩电机定子(4)和力矩电机转子(5)，所述力矩电机定子(4)与所述转台体(2)固定连接，所述力矩电机转子(5)与所述工作台(1)固定连接，以实现所述力矩电机给电时直驱所述工作台(1)相对所述转台体(2)旋转运动。

2.根据权利要求1所述的大型直驱数控转台，其特征在于，所述工作台(1)与刹车盘(9)固定连接，所述转台体(2)与被动式气动夹钳(10)固定连接，以实现所述力矩电机断电时所述被动式气动夹钳(10)抱紧所述刹车盘(9)并停止所述工作台(1)继续转动。

3.根据权利要求1所述的大型直驱数控转台，其特征在于，所述转台体(2)与所述力矩电机定子(4)通过定子连接盘(3)用螺栓固定。

4.根据权利要求1所述的大型直驱数控转台，其特征在于，所述工作台(1)与转台轴承(8)通过转台轴承连接盘(7)用螺栓固定，所述转台轴承连接盘(7)与所述力矩电机转子(5)通过转子连接盘(6)用螺栓固定。

5.根据权利要求1至4任一项所述的大型直驱数控转台，其特征在于，所述工作台(1)与编码器定位轴(13)固定连接，所述转台体(2)与角度编码器(14)固定连接，以实现所述工作台(1)旋转运动时记录所述工作台(1)的旋转角度。

6.根据权利要求5所述的大型直驱数控转台，其特征在于，所述转台体(2)中心设有用以装设分油器底座(16)的铸筋孔，分油器过渡体(15)与所述分油器底座(16)固定连接，所述角度编码器(14)与所述分油器过渡体(15)固定连接。

7.根据权利要求5所述的大型直驱数控转台，其特征在于，所述编码器定位轴(13)与分油器芯轴(12)固定连接并一同通过定心法兰盘(11)与所述工作台(1)固定连接。

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