[发明专利]用力矩电机直接驱动刀盘的动力刀塔

说明书

技术领域

本发明所述的用力矩电机直接驱动刀盘的动力刀塔，涉及一种卧式车铣复合中心的刀塔。

背景技术

目前使用的传统刀塔结构的刀盘转动形式，主要是以普通的伺服电机带动减速机转动。传统的刀塔结构复杂，组件需要的安装空间大、刀塔的体积大，外形尺寸太长，多了减速机就多了一道传动环节，传动精度低，传动间隙大等问题，而且成本高。而对于整体的机床整机设计而言，因为刀塔长度较长导致在整机结构设计时相应的Z向进给轴的行程要长一些，这样相应与之有联系的部件都会加长，例如机床的床体部分，外防护部分。床体部分对于机床整体来讲是主要部件，床体尺寸的增加会直接增加成本。

对于机床的终端用户来讲，外形尺寸的增加会直接影响机床在厂房中的占地面积，对于机床的使用者则是，在满足使用的前提下，占地面积当然是越小越好。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的用力矩电机直接驱动刀盘的动力刀塔，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的用力矩电机直接驱动刀盘的动力刀塔。用以解决现有技术中存在的：1、使用普通伺服电机带减速机传动的刀塔体积大、占用空间；2、多了减速机的传动环节，传动精度低，传动间隙大；3、增加了设备成本及维护成本等问题。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

本发明所述的用力矩电机直接驱动刀盘的动力刀塔，是由刀盘、主轴电机、芯轴、导向销、内齿盘、外齿盘、侧齿盘、齿盘座及刀盘传动内套所组成，刀盘传动内套装于芯轴的外部，齿盘座装于刀盘传动内套的前部，在齿盘座上依次装有导向销、侧齿盘、外齿盘及内齿盘，芯轴的前端与电机主轴通过螺栓连接，刀盘分别通过螺栓与内齿盘及刀盘传动内套相连接；其特征在于在刀盘传动内套的后部装有动力装置及旋转角度检测装置；箱体装于动力装置外部；芯轴的后部装有芯轴固定支座，并通过锁紧螺母固定，同时芯轴固定支座通过螺栓固定在箱体上。

本发明所述的动力装置包括力矩电机定子及力矩电机转子；所述的力矩电机转子通过螺栓装于刀盘转动内套上，力矩电机定子装在力矩电机转子的外部，并通过螺钉与箱体相连接。

本发明所述的旋转角度检测装置包括读数头安装座、编码器读数头、齿轮编码器及编码座；所述的编码座通过螺栓装于刀盘传动内套的端部，齿轮编码器装于编码座上；所述的读数头安装座通过螺栓装于力矩电机定子上，编码器读数头装于读数头安装座上。

本发明的工作过程为：

在刀盘锁紧状态，侧齿盘的左侧油腔入油，则侧齿盘以导向销为导向向右端移动，此时侧齿盘松开，内齿盘和外齿盘可以相对运动，刀盘可以转动。

侧齿盘松开后，力矩电机得电，力矩电机转子开始带动刀盘传动内套旋转，刀盘传动内套带动刀盘旋转。经齿轮编码器检测，刀盘旋转到位后，力矩电机断电。

刀盘旋转到位后，侧齿盘右侧油腔进油，侧齿盘以导向销为导向向左端移动，将内齿盘和外齿盘锁紧，使其不能相对运动，则刀盘锁紧。

当再换下一个刀位时，主轴需经过一步准停，停到换刀位置，使其能与刀座端的键相配，则可重复以上换刀动作，开始换刀。

本发明的优点是显而易见的，主要表现在：

1、本发明使用了力矩电机代替了原有的普通伺服电机带动减速机传动方式，使刀塔的安装长度大大缩短。例如，额定转速3000r/min，额定扭矩2Nm，减速比1：70的伺服电机加减速机方案，如果用力矩电机方案替代的话，用力矩电机直接驱动刀盘的动力刀塔整体长度尺寸可减小近350mm，总长度减少了约1/3；

2、本发明使用了力矩电机代替了原有的普通伺服电机带动减速机传动方式，减少了原来用减速机的这个传动环节，提高了在机械传动上的精度。

3、本发明使用了力矩电机代替了原有的普通伺服电机带动减速机传动方式，减少了加工成本，降低了维护成本。

4、本发明在刀塔传动内套上加装了齿轮编码器，能直接读取刀盘转动的角度，对刀盘的转位动作进行闭环控制，提高了转位的控制精度。

根据这些优点,我们在设计将原传动模式（普通伺服电机带减速机传动）更改为力矩电机传动，用力矩电机后，刀塔的安装长度可以减小近350mm，大大缩短了长度尺寸，减少了原来用减速机的这个传动环节，提高了在机械传动上的精度。

本发明具有结构新颖、加工简便、体积小、扭矩大、提高了精度、减少加工成本及降低了维护成本等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。