CN214135108U - 一种直驱式精密转台装置 - Google Patents

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刘念明
李文坚
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Abstract

本实用新型公开了一种直驱式精密转台装置,包括转台机体、底座组件、轴承座组件和转盘,转台机体外端面设有冷却水循环机构,转台机体内穿设有轴承座组件,轴承座外周与转台机体固定连接,轴承座内开设有容置腔室,容置腔室内适配安装有转台轴承,转台轴承的内圈固定套设于驱动轴上端,驱动轴与转台机体同轴可转动连接,驱动轴上端与转盘密封连接,驱动轴下端依次套设有静刹车片和第二轴承,静刹车片与第二轴承之间留有间隙,驱动轴底部伸出转台机体与底座组件连接。本实用新型结构省去了中间传动环节,结构紧凑、装配简单、传动效率高、响应快,可实现高速旋转,相比传统的蜗轮蜗杆式转台,直驱式转台可做到零背隙传动,精度和稳定性更高。

Description

一种直驱式精密转台装置
技术领域
本实用新型是涉及机床转台设备技术领域,具体地说是涉及一种直驱式精密转台装置。
背景技术
目前市场上的数控转台仍以传统的蜗轮蜗杆传动方式为主,传统的蜗轮蜗杆转台由于其蜗轮蜗杆本身固有的缺点,例如传动效率低、发热量大、磨损大、结构复杂、转速低等,并且蜗轮蜗杆很难做到零背隙,电机与蜗轮蜗杆大都以联轴器相连接,也存在一定的反向背隙,对转台的精度产生很大的影响。
随着对机械加工制造的要求越来越高,近年来市面上出现了力矩电机直驱式数控转台,力矩电机直驱式数控转台因存在转速高、无背隙、高精度等优点,得到了市场的广泛认可,发展迅速;但是现有的力矩式直驱转台也存在以下缺陷:
(1)现有的直驱式转台承载较小,若需大承载,需增加整体体积,占用空间,成本较高;
(2)现有直驱式转台因为结构较为繁琐,对装配要求很高,往往组装的转台达不到预想的精度要求;
(3)现有直驱转台大都采用自然冷却的方式,导致直驱电机散热不好,从而引起结构件产生热变形,进而引起精度丧失。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种直驱式精密转台装置,包括转台机体、底座组件、轴承座组件和转盘,所述转台机体外端面设有冷却水循环机构,所述转台机体内穿设有轴承座组件,所述轴承座组件包括轴承座、转台轴承、驱动轴、第二轴承和静刹车片,所述轴承座外周与转台机体固定连接,所述轴承座内开设有容置腔室,所述容置腔室内适配安装有转台轴承,所述转台轴承的内圈固定套设于驱动轴上端,所述驱动轴与所述转台机体同轴可转动连接,所述驱动轴上端与转盘密封连接,所述驱动轴下端依次套设有静刹车片和第二轴承,所述静刹车片与所述第二轴承之间留有间隙,所述驱动轴底部伸出转台机体与底座组件连接,所述底座组件包括底座本体、动刹车片、第三密封件、进气口、编码器和底板,所述底座本体上端面外周与所述转台机体适配连接,所述底座本体上端面还开设有盲孔,所述盲孔底部开设有进气口,所述盲孔内安装有动刹车片,所述动刹车片与盲孔的连接处设有第三密封件,所述编码器套设于所述驱动轴底部的外周,所述底座本体下端与底板固定连接。
优选地,所述转台机体包括电机外壳、外筒体、力矩电机、第一密封件、第二密封件、压缩弹簧和螺钉,所述电机外壳中部开设有圆形腔室,所述圆形腔室内同轴嵌设有力矩电机的定子,所述力矩电机的定子下端面与所述电机外壳通过螺钉固定连接,所述电机外壳上设有环形密封沟槽,所述环形密封沟槽内分别安装有第一密封件和第二密封件,所述外筒体罩设于所述第一密封件和第二密封件上,所述电机外壳下端面沿周向嵌设有压缩弹簧。
优选地,所述底座本体上设有底座出水口,所述底座出水口与过水孔连通。
优选地,所述冷却水循环机构包括螺旋形沟槽、转台进水口和转台出水口,所述电机外壳外周面开设有螺旋形沟槽,所述螺旋形沟槽上端与转台进水口连通,所述转台出水口通过管路、接头同外部循环水系统相连接,所述螺旋形沟槽下端与转台出水口连通,所述转台出水口一端与过水孔密封连接。
优选地,所述外筒体下端设有环形台面,所述电机外壳外周设有环形台阶,所述环形台面抵设于所述环形台阶上。
优选地,所述驱动轴中心设有第一通孔,所述转盘中心设有第二通孔,所述第一通孔与第二通孔适配,且连接处安装有第四密封件。
优选地,所述底座组件还包括旋转接头,所述驱动轴下端中心通过旋转接头与外部真空发生装置连接。
优选地,所述转盘上端面设有T形槽。
优选地,所述转盘下端面开设有环形槽,轴承座上端面开设有与之对应的环形槽。
与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:
(1)本实用新型中采用力矩电机直接带动转盘转动,电机位于转台机体内,省去了中间传动环节,结构紧凑、装配简单、传动效率高、响应快,可实现高速旋转,相比传统的蜗轮蜗杆式转台,直驱式转台可做到零背隙传动,精度和稳定性更高;
(2)本实用新型集成了循环冷却系统,力矩电机在长时间、大负载运行时不会出现过热现象,进而不会导致结构件产生热变形,可保持结构件的长期稳定,转台精度得到有效的保证;
(3)本实用新型采用专用的转台轴承,转台轴承可承受大负载、大倾覆力矩,在同样的体积下,该转台装置可承受更大载荷,即该转台的负载密度得到有效提升;
(4)该直驱转台增加了真空吸装置,更加方便工件的装夹。
附图说明
图1为本实用新型的剖视图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为本实用新型的局部示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式,对本实用新型做进一步说明。
如图1至图3所示,一种直驱式精密转台装置,包括转台机体1、电机外壳 11、转台进水口111、转台出水口112、外筒体12、力矩电机13、第一密封件 14、第二密封件15、压缩弹簧16、螺钉17、底座组件2、底座本体21、过水孔 211、动刹车片22、第三密封件23、进气口24、底座出水口25、编码器26、电缆航空插座27、底板28、旋转接头29、轴承座组件3、轴承座31,转台轴承 32、驱动轴33、第二轴承34、静刹车片35、第四密封件36和转盘4。
转台机体1外端面设有冷却水循环机构,转台机体1包括电机外壳11、外筒体12、力矩电机13、第一密封件14、第二密封件15、压缩弹簧16和螺钉17,电机外壳11中部开设有圆形腔室,圆形腔室内同轴嵌设有力矩电机13的定子,力矩电机13的定子下端面与电机外壳11通过螺钉17固定连接,电机外壳11 上设有环形密封沟槽,环形密封沟槽内分别安装有第一密封件14和第二密封件 15,外筒体12罩设于第一密封件14和第二密封件15上,通过外筒体12与电机外壳11的同轴配合实现第一密封件14、第二密封件15的压缩变形,从而防止冷却水外漏,压缩弹簧16嵌设于电机外壳11下端预留的呈周向设置的盲孔内。
底座组件2包括底座本体21、过水孔211、动刹车片22、第三密封件23、进气口24、出水口25、编码器26、电缆航空插座27、底板28和旋转接头29,底座本体21上端面外周与转台机体1适配连接,底座本体21上端面还开设有盲孔,盲孔底部开设有进气口24,盲孔内同轴安装有动刹车片22,动刹车片22 与盲孔的连接处设有第三密封件23,底座本体21下端与底板28固定连接,防止外部灰尘等污染物进入中间腔室,保护编码器26等关键元器件。动刹车片22 的底面与盲孔构成封闭腔室,每个盲孔底部开设有进气口24,进气口24用于连通外部气源。在动刹车片22与电机外壳11预设的盲孔之间设有对应数量的压缩弹簧16,以此构成多个类似于单作用气缸的装置,当进气口24通气时,动刹车片22向上移动并对固装于驱动轴33上的静刹车片35施加压力,同时压缩弹簧16压缩,以此产生制动力矩,实现刹车动作,当外部气源断气时,动刹车片 22在压缩弹簧16的反作用力下返回至原位置,从而停止刹车。动刹车片22的数量可根据实际工况需求进行设定,本实施例共设置两片。
底座本体21上端面中间预设有轴承安装孔,用于套装与驱动轴33相配合的第二轴承34,底座本体21下端开设有中间腔室,中间腔室用于安装编码器 26的读数头、进气口24的快插插头、电缆航空插座27、出水口25的快插插头等。
转台机体1内穿设有轴承座组件3,轴承座组件3包括轴承座31、转台轴承32、驱动轴33、第二轴承34和静刹车片35,轴承座31外周与转台机体1固定连接,轴承座31中间开设有与转台轴承32外圈相配套的腔室,容置腔室内适配安装有转台轴承32,轴承座31内侧凸台设有与转台轴承32外圈通孔相匹配的螺孔,通过螺钉将转台轴承32外圈固定于轴承座31内,转台轴承32的内圈固定套设于驱动轴33上端,其内圈一端面抵设于驱动轴33上法兰面,驱动轴33法兰面上设置有与转台轴承32内圈通孔相匹配的螺孔,通过螺栓将转台轴承32内圈与驱动轴33紧固连接,由此,驱动轴33通过转台轴承32可转动的连接于轴承座31内,驱动轴33与转台机体1同轴可转动连接,驱动轴33上端与转盘4密封连接,驱动轴33下端套依次套设有静刹车片35、第二轴承34、编码器26和旋转接头29,静刹车片35与第二轴承34之间留有间隙,静刹车片 35同驱动轴33一同旋转,当底座本体21盲孔内预设的动刹车片22在气压作用下往上运动施压时,动刹车片22顶住静刹车片35的刹车面,从而产生制动力矩,实现刹车。驱动轴33底部外周还同轴的套设有编码器26,通过编码器26 可以实时反馈驱动轴33的位置信息,从而实现对转台转动位置的精确控制,驱动轴33底部中心通过旋转接头29与外部真空发生装置连接,用于实现转盘真空吸的功能,更加方便工件的装夹。
驱动轴33底部伸出转台机体1与第二轴承34连接,第二轴承34同轴的内嵌于底座本体21预设的轴承安装孔内,如此驱动轴33上端通过转台轴承32、下端通过第二轴承34可转动的连接于电机外壳11内。由于转台轴承能承受大负载、大倾覆力矩,因此整个转台具有大承载能力,相比市面上的直驱转台,同样体积大小的转台其承载能力高出3倍以上。驱动轴33中间轴段同轴的套设有力矩电机13的转子,力矩电机13转子的上端面抵设于驱动轴33下法兰面,由螺钉将力矩电机13转子同轴的固定在驱动轴33上,以此,力矩电机13的转子同轴可转动的连接于力矩电机13定子内腔内,从而通过电机的电磁效应驱动力矩电机13的动子转动,进而实现驱动轴33、转盘4的稳定旋转。驱动轴33 近下端同轴的固装有静刹车片35,底座本体21上设有底座出水口25,底座出水口25与过水孔211连通。
冷却水循环机构包括螺旋形沟槽、转台进水口111和转台出水口112,电机外壳11外周面开设有螺旋形沟槽,螺旋形沟槽上端与转台进水口111连通,转台出水口112通过管路、接头同外部循环水系统相连接,螺旋形沟槽下端与转台出水口112连通,转台出水口112一端与过水孔211密封连接,过水孔211 通过底座出水口25、管路连接外部的循环水系统,以此构成转台装置的整个冷却水循环系统。
外筒体12下端设有环形台面,电机外壳11外周设有环形台阶,环形台面抵设于环形台阶上。驱动轴33中心设有第一通孔,转盘4中心设有第二通孔,第一通孔与第二通孔适配,且连接处安装有第四密封件36,以防结合面处出现气压泄漏。
转盘4上端面设有T形槽,其T型槽用于装夹外部负载。转盘4下端面开设有环形槽,轴承座31上端面开设有与之对应的环形槽,以此构成迷宫式动密封,阻止外部水、灰尘等进入到转台内部,以防对转台轴承32的精度等性能产生影响。
上述的实施例仅为本实用新型的优选实施例,不能以此来限定本实用新型的权利范围,因此,依本实用新型申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等,仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种直驱式精密转台装置,其特征在于:包括转台机体(1)、底座组件(2)、轴承座组件(3)和转盘(4),所述转台机体(1)外端面设有冷却水循环机构,所述转台机体(1)内穿设有轴承座组件(3),所述轴承座组件(3)包括轴承座(31)、转台轴承(32)、驱动轴(33)、第二轴承(34)和静刹车片(35),所述轴承座(31)外周与转台机体(1)固定连接,所述轴承座(31)内开设有容置腔室,所述容置腔室内适配安装有转台轴承(32),所述转台轴承(32)的内圈固定套设于驱动轴(33)上端,所述驱动轴(33)与所述转台机体(1)同轴可转动连接,所述驱动轴(33)上端与转盘(4)密封连接,所述驱动轴(33)下端依次套设有静刹车片(35)和第二轴承(34),所述静刹车片(35)与所述第二轴承(34)之间留有间隙,所述驱动轴(33)底部伸出转台机体(1)与底座组件(2)连接,所述底座组件(2)包括底座本体(21)、动刹车片(22)、第三密封件(23)、进气口(24)、编码器(26)和底板(28),所述底座本体(21)上端面外周与所述转台机体(1)适配连接,所述底座本体(21)上端面还开设有盲孔,所述盲孔底部开设有进气口(24),所述盲孔内安装有动刹车片(22),所述动刹车片(22)与盲孔的连接处设有第三密封件(23),所述编码器(26)套设于所述驱动轴(33)底部的外周,所述底座本体(21)下端与底板(28)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置,其特征在于:所述转台机体(1)包括电机外壳(11)、外筒体(12)、力矩电机(13)、第一密封件(14)、第二密封件(15)、压缩弹簧(16)和螺钉(17),所述电机外壳(11)中部开设有圆形腔室,所述圆形腔室内同轴嵌设有力矩电机(13)的定子,所述力矩电机(13)的定子下端面与所述电机外壳(11)通过螺钉(17)固定连接,所述电机外壳(11)上设有环形密封沟槽,所述环形密封沟槽内分别安装有第一密封件(14)和第二密封件(15),所述外筒体(12)罩设于所述第一密封件(14)和第二密封件(15)上,所述电机外壳(11)下端面沿周向嵌设有压缩弹簧(16)。
3.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置,其特征在于:所述底座本体(21)上设有底座出水口(25),所述底座出水口(25)与过水孔(211)连通。
4.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置,其特征在于:所述冷却水循环机构包括螺旋形沟槽、转台进水口(111)和转台出水口(112),所述螺旋形沟槽上端与转台进水口(111)连通,所述转台出水口(112)通过管路、接头同外部循环水系统相连接,所述螺旋形沟槽下端与转台出水口(112)连通,所述转台出水口(112)一端与过水孔(211)密封连接。
5.根据权利要求2所述的一种直驱式精密转台装置,其特征在于:所述外筒体(12)下端设有环形台面,所述电机外壳(11)外周设有环形台阶,所述环形台面抵设于所述环形台阶上。
6.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置,其特征在于:所述驱动轴(33)中心设有第一通孔,所述转盘(4)中心设有第二通孔,所述第一通孔与第二通孔适配,且连接处安装有第四密封件(36)。
7.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置,其特征在于:所述底座组件(2)还包括旋转接头(29),所述驱动轴(33)下端中心通过旋转接头(29)与外部真空发生装置连接。
8.根据权利要求1所述的一种直驱式精密转台装置,其特征在于:所述转盘(4)上端面设有T形槽。
9.根据权利要求1或8所述的一种直驱式精密转台装置,其特征在于:所述转盘(4)下端面开设有环形槽,轴承座(31)上端面开设有与之对应的环形槽。
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