[发明专利]刀具夹持系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床的刀具夹持系统，尤其涉及一种通过电磁感应进行电能传输，实现电力控制刀具夹持装置工作的系统。

背景技术

现有的高档数控机床的刀具夹头采用的是液压驱动式夹头。如图1和图2所示，数控机床1上的刀具机械臂上设置刀具夹头2，所述刀具夹头2由螺丝201、油腔202、夹持工具203和活塞204构成；其中螺丝201设置在油腔202的一端，活塞204设置在油腔202的另一端，这样螺丝201、油腔202和活塞204构成密闭空间，另外，活塞204能够在油腔202内往复运动；夹持工具203和活塞204固定连接。使用时，油腔202内充满液体，操作人员通过扳手拧紧螺丝201(即，向油腔202方向旋进螺丝201)，液体会推动活塞204运动，同时带动夹持工具203向夹紧刀柄的方向运动，当操作人员判断刀具被夹紧后停止拧紧螺丝201，便实现刀具5的固定。液压驱动式夹头具有无磨损、经久耐用、操作方便等特点。但是需要操作人员手工操作，这样就不能满足自动化的需要，同时由于是人工操作，所以一旦发生上劲不够，电动机带动刀具进行高速转动时就会产生走刀不准的情况发生，甚至产生飞刀的危险。所以一种新型的数控机床的刀具夹持系统急需被研制。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种通过电磁感应进行电能传输，实现电力控制刀具夹持装置工作的系统。本发明采用的技术手段如下：

一种刀具夹持系统，其特征在于包括：套接在定子端的定子端环形电路板、套接在转子端的转子端环形电路板和转轴同刀具夹头拧紧螺丝相连接的伺服电机；所述定子端环形电路板和转子端环形电路板的大小相等，且在安装时保证定子端环形电路板和转子端环形电路板同心；

所述定子端环形电路板上设有：

用于产生磁场的环形线圈I；

用于控制环形线圈I中的电流进行变化的PWM调节单元；

用于向转子端环形电路板发出刀具夹紧或刀具松开控制指令的定子端通信模块；

用于对外部输入电压进行调整，并向定子端环形电路板上的环形线圈I、定子端通信模块和PWM调节单元提供电能的电源模块；

所述转子端环形电路板上设有：

位置同环形线圈I相对应，用于感应环形线圈I中磁场的变化而产生电流的环形线圈Ⅱ；

用于接收定子端通信模块发送的刀具夹紧或刀具松开控制指令的转子端通信模块；

用于对定子端发送的刀具夹紧或刀具松开控制指令进行响应，并控制伺服电机按照设定的圈数进行正向或反向旋转的电机控制模块；

对环形线圈Ⅱ产生的电流进行整流，并向转子端环形电路板上的转子端通信模块和电机控制模块，以及伺服电机提供电能的整流单元。

所述环形线圈I导线的外围设有一个以上用于抗干扰的定子端闭合磁环；所述环形线圈Ⅱ导线的外围设有一个以上用于抗干扰的转子端闭合磁环。

所述定子端闭合磁环和转子端闭合磁环由两个U形磁铁的N极和S极相对固定而成。

所述PWM调节单元控制环形线圈I中的电流以正比例跟随转子端环形电路板电流消耗进行变化。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的刀具夹持系统具有结构简单，操作方便，同时又提高数控机床的稳定和安全度。另外，由于其自动化程度高、实现简单，而且成本低廉适于在数控机床中广泛推广。

附图说明

图1为现有数控机床的结构示意图；

图2为现有液压驱动式夹头的结构示意图；

图3为本发明所述环形电路板的结构示意图；

图4为本发明所述定子端环形电路板的结构示意图；

图5为本发明所述转子端环形电路板的结构示意图；

图6为本发明所述两个U形磁铁的N极和S极相对构成磁环的放大示意图；

图7为本发明所刀具夹持系统的结构示意图；

图8为本发明所刀具夹持系统的电路结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对发明做进一步的阐述：

如图3至图8所示该刀具夹持系统包括：套接在定子端的定子端环形电路板6、套接在转子端的转子端环形电路板7和转轴同刀具夹头拧紧螺丝相连接的伺服电机8如图7所示；所述定子端环形电路板6和转子端环形电路板7的大小相等，在安装时保证定子端环形电路板6和转子端环形电路板7同心，且之间的距离在规定最大距离之内(本实施例中规定的最大距离为3米)；