CN220278887U - 一种ac摆头的c轴结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种AC摆头的C轴结构，包括C轴转轴、壳体、编码器、驱动组件、气动制动组件，以及连接法兰盘；所述驱动组件用于驱动所述C轴转轴旋转；所述编码器用于测量C轴转轴的角位移；所述连接法兰盘与所述C轴转轴同轴连接，所述连接法兰盘与所述C轴转轴同步，所述气动制动组件通过对所述连接法兰盘进行制动以制动所述C轴转轴；所述连接法兰盘设置在靠近A轴或B轴一端；本申请气动制动组件常态下对C轴转轴进行制动，从而避免了C轴转轴因异常断电在惯性作用下继续转动导致的危险；同时气动制动组件设置在靠近C轴转轴受力端的位置，故能够有效对C轴转轴进行锁紧。

Description

一种AC摆头的C轴结构

技术领域

本申请涉及数控机床设备技术领域，具体涉及一种AC摆头的C轴结构。

背景技术

AC摆头通常指五轴联动头，五轴联动头在X、Y、Z线性轴的基础上增加A轴和C轴运动，通常用于加工航空、航天、船舶等复杂型面产品。在数控系统的控制下，AC摆头能够同时协调运动，实现加工中心与需要加工的零件间的五轴相对联动。旋转轴(A、C轴)为五轴联动头提供分度定位的功能，并且在分度定位完成后需要对旋转轴进行锁紧。

旋转轴的气动制动组件主要有两种作用：一是当电源突然切断时，电机的转矩会近似于零，并且如果负载转动惯量很大，则电机很容易失控造成事故，因此需要旋转轴制动以确保安全；另一种作用是锁紧旋转轴到任意角度来满足在指定角度平面强力铣削或定向结构的需求。

目前现有技术中C轴的气动制动组件主要设置在C轴旋转轴上，现有技术中气动制动组件处于远离受力端的一侧，气动制动组件设置在该位置时距离刀具头位置较远，当需要突然制动的情况下气动制动组件需要对C轴转轴施加较大的锁紧力。

实用新型内容

本申请为了解决上述现有技术的不足提出一种AC摆头的C轴结构，采用如下的技术方案：

一种AC摆头的C轴结构，包括C轴转轴、壳体、编码器、驱动组件、气动制动组件，以及连接法兰盘；所述驱动组件用于驱动所述C轴转轴旋转；所述编码器用于测量C轴转轴的角位移；所述连接法兰盘与所述C轴转轴同轴连接，所述连接法兰盘与所述C轴转轴同步，所述气动制动组件通过对所述连接法兰盘进行制动以制动所述C轴转轴；所述连接法兰盘设置在靠近A轴或B轴一端；所述气动制动组件包括外腔、内腔以及刹车凸唇，所述壳体设有与所述内腔连通的第一气道、与所述外腔连通的第二气道。

优选地，所述壳体从上至下依次包括顶部固定座、转接块、C轴轴套、底部端盖，所述编码器与所述顶部固定座固定连接，所述驱动组件的定子与所述转接块固定连接，所述气动制动组件设置在所述C轴轴套与所述底部端盖形成的容纳腔内。

优选地，所述C轴轴套通过转台轴承与所述C轴转轴和所述连接法兰盘连接。

优选地，所述编码器通过编码器座与所述C轴转轴同轴连接。

优选地，所述转接块通过轴承与所述编码器座和所述C轴转轴连接。

优选地，所述第一气道、所述第二气道均开设在所述顶部固定座、所述转接块、所述C轴轴套上，在所述顶部固定座、所述转接块、所述C轴轴套相互之间的连接处设有密封圈。

优选地，当对所述气动制动组件内腔进气时，所述刹车凸唇松开所述连接法兰盘，当对所述气动制动组件外腔进气时，所述刹车凸唇制动所述连接法兰盘。

优选地，所述驱动组件包括DD马达。

优选地，所述DD马达定子外围缠绕有冷却管，所述壳体设有便于冷却介质循环的进管道和出管道。

本申请的有益之处在于：

(1)液压锁紧机构常态下没有对C轴转轴保持制动，替换常用的液压锁紧机构为本申请的气动制动组件，气动制动组件常态下C轴转轴保持制动，从而避免了C轴转轴因异常断电在惯性作用下继续转动导致的危险；

(2)所述连接法兰盘与所述C轴转轴同轴连接，所述连接法兰盘与所述C轴转轴同步，所述气动制动组件通过对所述连接法兰盘进行制动以制动所述C轴转轴；所述连接法兰盘设置在靠近A轴或B轴一端；通过在C轴受力端实现制动，能够有效实现锁紧；

(3)本申请提供了一种在C轴受力端通过气动制动组件实现制动的完整的方案。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的AC摆头的C轴结构第一剖视图；

图2为本申请实施例的AC摆头的C轴结构第二剖视图；

图3为本申请实施例的气动制动组件示意图；

图4为本申请实施例的气动制动组件松开时原理图；

图5为本申请实施例的气动制动组件制动时原理图；

图中：

1-壳体，2-驱动组件，3-气动制动组件，4-C轴转轴，101-顶部固定座，102-转接块，103-C轴轴套，40-第一气道，41-连接法兰盘，42-底部端盖，43-第二气道，44-轴承，45-进管道，46-转台轴承，47-出管道，201-定子，202-转子，301-编码器，302-编码器座，500-外壳，501-内腔，502-外腔，503-刹车凸唇，1001-第一进气口，1002-第二进气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如图1所示，本实施例的一种AC摆头的C轴结构，包括壳体1、气动制动组件3、编码器301、驱动组件2和连接法兰盘41，驱动组件2用于驱动C轴转轴4旋转，编码器301用于测量C轴转轴4的角位移，连接法兰盘41与C轴转轴4同轴连接，连接法兰盘41与C轴转轴4同步，气动制动组件3通过对连接法兰盘41进行制动以制动C轴转轴4；所述驱动组件2可以为DD马达。

如图3-图5所示，气动制动组件3包括外壳500、由弹簧板形成的内腔501，外腔502和刹车凸唇503，外壳500与内腔501之外围成的腔体为外腔502，刹车凸唇503设置在气动制动组件3的内圈，外壳500上开设有第一进气口1001和第二进气口1002，内腔501与第一进气口1001连通，外腔502与第二进气口1002连通。

当需要松开时，外部气动装置向内腔501进压缩气体，内腔501弹簧板膨胀，刹车凸唇也随之收缩，气动制动组件3内圈的刹车凸唇503周向上与连接法兰盘41的表面分离，气动制动组件3周向松开连接法兰盘41，此时，C轴转轴4可以正常旋转；当需要制动时，外部气动装置向外腔502进压缩气体，外腔502膨胀，弹簧板受到压缩，刹车凸唇503向内扩张，气动制动组件3上的刹车凸唇503周向上夹紧连接法兰盘41，气动制动组件3周向制动锁紧连接法兰盘41，从而间接使得C轴转轴4制动。

需要说明的是，常态情况下(无压缩气体进入内腔501和外腔502时)刹车凸唇503在弹簧板的弹力下对连接法兰盘41贴紧，起到对C轴转轴4的制动作用；当向外腔502进压缩气体时，刹车凸唇503进一步对连接法兰盘41锁紧，加强制动作用；当向外腔501进压缩气体时，刹车凸唇503松开连接法兰盘41。

常态情况下(无压缩气体进入内腔501和外腔502时)，气动制动组件3仍保持对C轴转轴4的制动，从而避免了C轴转轴因异常断电在惯性作用下继续转动导致的危险。

液压锁紧机构常态下没有对C轴转轴保持制动，如遇异常断电，不能避免C轴转轴因惯性转动导致的风险。

相比将气动制动组件3设置在远离A轴或B轴一侧，气动制动组件3设置在靠近C轴转轴4的受力端(靠近A轴或B轴一侧)，当需要对C轴转轴4加强制动时，能够快速锁紧连接法兰盘41从而进一步制动C轴转轴4，且只需要很小的锁紧力，便能够加强对C轴转轴4的制动。

如图1和图2所示，壳体1内部设置有第一气道40和第二气道43，所述第一气道40与所述第一进气口1001连通，所述第二气道43与所述第二进气孔1002相连通；所述DD马达定子外围缠绕有冷却管，所述壳体1内部还设置有便于冷却介质循环的进管道45和出管道47。

参阅图2，DD马达包括，定子201和转子202；定子201设置在壳体1内部且定子201的一端与转接块102连接，转子202驱动C轴转轴4旋转；C轴转轴4与连接法兰盘41同轴连接，连接法兰盘41与C轴转轴4同步转动。

定子201外围上缠设有冷却管，冷却管与壳体1内部设置的进管道45和出管道47相连通。

底部端盖42设置在C轴轴套103的下方，用来分隔气动制动组件3与外部，气动制动组件3设置在C轴轴套103与底部端盖42形成的容纳腔内，壳体1中第一气道40和第二气道43分别于第一进气口1001和第二进气孔1002相连通，气动制动组件3和C轴轴套103之间密封连接；

需要说明的是，第一进气口1001可以与第一气道40连通、第一进气口1001也可以与第二气道43连通，相对应所述第二进气口1002可以与第二气道43连通、第二进气口1002也可以与第一气道40连通。

参阅图1和图2，所述壳体1从上至下依次包括顶部固定座101、转接块102、C轴轴套103、底部端盖42，所述编码器301与所述顶部固定座101固定连接，所述驱动组件2的定子与所述转接块102固定连接，所述气动制动组件3设置在所述C轴轴套103与所述底部端盖42形成的容纳腔内；所述C轴轴套103通过转台轴承与所述C轴转轴4和所述连接法兰盘41连接。所述壳体1的各部分之间固定连接，相互之间不是一体化设计故能够拆卸，当内部零件损坏需要更换或对内部进行检查时，能够拆分检查或维修，便于更换、减少成本。

如图2所示，编码器301通过编码器座302设置于C轴转轴4的上方(远离驱动组件22受力端的一侧)，所述编码器座302设置在C轴转轴4上，编码器301设置在编码器座302上，编码器301和编码器座302与C轴转轴4同轴连接；编码器的测量部分通过编码器座302与C轴转轴4同步旋转，编码器的端盖与顶部固定座101固定连接；编码器座302与转接块102之间通过轴承44连接，所述轴承44的内圈套设在C轴转轴4上，轴承44的外圈抵靠在转接块102上，限制了C轴转轴4上端的径向移动，编码器座302压紧轴承44的内圈，限制了C轴转轴4的轴向移动，确保在工作过程中旋转精度，所述轴承44可以为深沟球轴承。

C轴转轴4下方(靠近受力端的一侧)，设置有连接法兰盘41且连接法兰盘41与C轴转轴4同步转动，C轴轴套103通过转台轴承46与连接法兰盘41之间连接，转台轴承46的外圈固定连接在C轴轴套103上，转台轴承46的内圈与连接法兰盘41固定连接，转台轴承46不仅限制了对C轴转轴4受力端的径向移动，还进一步对C轴转轴4的轴向方向移动进一步限制，一方面支撑C轴转轴4，限制C轴转轴4的移动，刚性好，另一方面能够吸收冲击，减少损耗，提高使用寿命。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点,其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施,并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种AC摆头的C轴结构，其特征在于：包括C轴转轴、壳体、编码器、驱动组件、气动制动组件，以及连接法兰盘；所述驱动组件用于驱动所述C轴转轴旋转；所述编码器用于测量C轴转轴的角位移；所述连接法兰盘与所述C轴转轴同轴连接，所述连接法兰盘与所述C轴转轴同步，所述气动制动组件通过对所述连接法兰盘进行制动以制动所述C轴转轴；所述连接法兰盘设置在靠近A轴或B轴一端；所述气动制动组件包括外腔、内腔以及刹车凸唇，所述壳体设有与所述内腔连通的第一气道、与所述外腔连通的第二气道。

2.根据权利要求1所述的AC摆头的C轴结构，其特征在于：所述壳体从上至下依次包括顶部固定座、转接块、C轴轴套、底部端盖，所述编码器与所述顶部固定座固定连接，所述驱动组件的定子与所述转接块固定连接，所述气动制动组件设置在所述C轴轴套与所述底部端盖形成的容纳腔内。

3.根据权利要求2所述的AC摆头的C轴结构，其特征在于：所述C轴轴套通过转台轴承与所述C轴转轴和所述连接法兰盘连接。

4.根据权利要求2所述的AC摆头的C轴结构，其特征在于：所述编码器通过编码器座与所述C轴转轴同轴连接。

5.根据权利要求4所述的AC摆头的C轴结构，其特征在于：所述转接块通过轴承与所述编码器座和所述C轴转轴连接。

6.根据权利要求2所述的AC摆头的C轴结构，其特征在于：所述第一气道、所述第二气道均开设在所述顶部固定座、所述转接块、所述C轴轴套上，在所述顶部固定座、所述转接块、所述C轴轴套相互之间的连接处设有密封圈。

7.根据权利要求1所述的AC摆头的C轴结构，其特征在于：当对所述气动制动组件内腔进气时，所述刹车凸唇松开所述连接法兰盘，当对所述气动制动组件外腔进气时，所述刹车凸唇制动所述连接法兰盘。

8.根据权利要求1所述的AC摆头的C轴结构，其特征在于：所述驱动组件包括DD马达。

9.根据权利要求8所述的AC摆头的C轴结构，其特征在于：所述DD马达定子外围缠绕有冷却管，所述壳体设有便于冷却介质循环的进管道和出管道。