基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头制造技术

本实用新型专利技术公开了基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，包括上单元，上单元包括C轴、第一内转子力矩电机和第一传动连接件；下单元，下单元包括箱体、位于箱体内部的A轴、第二内转子力矩电机和第二传动连接件；AC连接板，AC连接板设置在上单元和下单元之间，第一传动连接件与AC连接板上端固定连接，AC连接板下端与箱体固定连接；其中，C轴的中心线沿着上下方向设置，第一内转子力矩电机通过第一传动连接件驱动C轴和AC连接板旋转；第二内转子力矩电机通过第二传动连接件驱动A轴摆动，其摆动平面与C轴的中心线平行。本实用新型专利技术传动环节少、传动方式和布局简单、传动平稳、精度高、散热好、扭矩大。

A/C Axis Double Pendulum Milling Head Driven by Inner Rotor Torque Motor

【技术实现步骤摘要】
基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头
本技术涉及机床
，更具体的说是涉及基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头。
技术介绍
目前，随着国家经济的快速发展，航空、航天、军工、发电设备等行业对中、大规格龙门式五轴联动加工中心的需求也在飞速增长，而A/C轴双摆铣头又是中、大规格龙门五轴联动加工中心的核心功能部件，由于具有A轴与C轴的联动功能，因此，常用于加工具有复杂曲面的大型精密零部件，如叶轮、叶片、飞机结构件、大型模具等。由于A/C轴双摆铣头拥有众多的核心关键技术，因此，A/C轴双摆铣头一直是中、大规格龙门式五轴联动加工中心市场竞争的焦点。现有的A/C轴双摆铣头的驱动方式为普通电机机械传动驱动。其中，机械传动方式常见有伺服电机带动采用齿轮式、齿轮齿条式、涡轮蜗杆式等传动机构，其传动扭矩较大，电气接线少，但各传动环节加工精度要求高，而且存在磨损现象，长期使用系统的精度和稳定性难以保证，而且速度和加速度低，加工高速曲面时易出现过切现象，并且由于中间传动环节的存在而产生的转动惯量、传动间隙、运动滞后、安装复杂等问题也日益突出。因此，如何提供基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，解决传统机械传动中由于中间传动环节的存在而产生的转动惯量、传动间隙、运动滞后、安装复杂等问题。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，包括：上单元，所述上单元包括C轴、第一内转子力矩电机和第一传动连接件；下单元，所述下单元设置于所述上单元的下方，所述下单元包括箱体、位于箱体内部的A轴、第二内转子力矩电机和第二传动连接件；AC连接板，所述AC连接板设置在所述上单元和所述下单元之间，所述第一传动连接件与所述AC连接板上端固定连接，所述AC连接板下端与所述箱体固定连接；其中，所述C轴的中心线沿着上下方向设置，所述第一内转子力矩电机通过第一传动连接件驱动所述C轴和所述AC连接板旋转；所述第二内转子力矩电机通过第二传动连接件驱动所述A轴摆动，其摆动平面与所述C轴的中心线平行。经由上述的技术方案可知，本技术公开提供了基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，其有益效果如下：A轴和C轴均由内转子力矩电机驱动，相对与传统机械传动驱动的双摆铣头，其传动环节少、传动方式和布局简单、传动平稳、精度高，大大降低了生产成本，同时散热好、热变形小、扭矩高、稳定性好。进一步的，所述第一传动连接件包括：C轴抱紧体，所述C轴抱紧体位于所述AC连接板的上端面，且与所述AC连接板通过螺栓可拆卸连接，并与所述AC连接板一起旋转；所述C轴抱紧体的外部套设有C轴刹车件，用以对C轴抱紧体进行刹车锁紧；连接套，所述连接套的底端与所述C轴抱紧体的顶端相适配且固定连接，以使所述连接套与所述C轴抱紧体一起旋转；所述C轴的底端与所述连接套的顶端相适配且固定连接，以使所述C轴与所述连接套一起旋转；C轴电机转子连接件，所述C轴电机转子连接件与所述第一内转子力矩电机的转子的底端固定连接，且与所述连接套的顶端固定连接，用以将所述第一内转子力矩电机的转子的旋转力矩通过所述C轴电机转子连接件传递至所述连接套，以使所述连接套旋转。采用上述技术方案产生的有益效果是，第一传动连接件中的各零件之间均为螺栓固定连接，易于安装和拆卸，并且中间传动环节少、结构紧凑、布局简单。进一步的，所述C轴包括：底座、与所述底座一体连接的空心轴，所述底座的底端与所述连接套的顶端相适配且固定连接，所述C轴电机转子连接件套设于所述底座的外部且与所述连接套的顶端固定连接；所述空心轴的外部套设有C轴转换套，所述C轴转换套内部分别设有水路、油路、气路，用以提供所述C轴所需冷却、润滑、锁紧的水、油、气。采用上述技术方案产生的有益效果是，采用C轴转换套其内部结构可将水路、油路、气路有效分开，单独提供双摆铣头所用的水、油、气，结构简单、且易于实现水、油、气的单独控制。进一步的，所述上单元还包括：C轴上盖，所述C轴上盖通过深沟球轴承安装在所述空心轴的外部，且靠近所述空心轴的顶端位置设置；所述C轴转换套顶端与所述C轴上盖固定连接；轴承外压盖，所述轴承外压盖固定安装在所述C轴上盖的上端面；C轴角度检测装置，所述C轴角度检测装置设置在所述轴承外压盖上端，其上的角度检测元件抵接在所述空心轴的顶端端面处，用以检测所述C轴的旋转角度。进一步的，所述C轴角度检测装置包括：垫片、编码器底座、C轴编码器、C轴编码器轴，所述垫片安装于所述轴承外压盖的上端面，所述编码器底座安装于所述垫片的上端面，所述C轴编码器安装于所述编码器底座的上端面，所述C轴编码器轴一端插入所述C轴编码器中，另一端抵接在所述空心轴的顶端端面处，用以检测所述C轴的旋转角度。采用上述技术方案产生的有益效果是，采用编码器检测C轴的旋转角度，其体积小、检测精度高，保证了C轴的旋转精度，有效提高了双摆铣头的工作精度；同时，采用垫片、编码器底座的结构形式，易于实现编码器的安装和拆卸。进一步的，所述箱体中部靠下位置限定出一开口向下的第一凹槽，所述箱体左右两端靠近其底端的位置分别对应开设有左侧容纳腔和右侧容纳腔，所述左侧容纳腔和右侧容纳腔均与所述第一凹槽连通；所述第二传动连接件包括：A轴壳体，所述A轴壳体设置在所述第一凹槽内，并能够在第一凹槽内摆动，所述A轴壳体内部固定安装所述A轴；左侧主轴支撑，所述左侧主轴支撑通过交叉滚子轴承安装在所述左侧容纳腔的内壁上，且所述左侧主轴支撑的右端与所述A轴壳体的左端固定连接；A轴电机连接件，所述A轴电机连接件的右端与所述左侧主轴支撑的左端固定连接，所述A轴电机连接件左端中部位置开设有第二凹槽；A轴电机转子连接板，所述第二内转子力矩电机的转子与所述A轴电机连接件的左端通过所述A轴电机转子连接板固定连接，用以将所述第二内转子力矩电机的转子旋转力矩通过所述A轴电机转子连接板传递至所述A轴电机连接件，以使所述A轴电机连接件旋转。采用上述技术方案产生的有益效果是，本技术中的箱体采用整体式结构，其结构不需要过多的精度调整，可完全依靠加工保证其精度，并且采用一体式结构，相较传统分体式箱体结构，其刚性较强、易于加工，同时没有过多的结合面，降低了油液泄漏的风险。第二传动连接件中的各个零件均为螺栓固定连接，易于安装和拆卸，并且中间传动环节少、结构紧凑、布局简单。进一步的，所述下单元还包括：过渡连接件，所述过渡连接件的右端与所述左侧主轴支撑的左端固定连接；A轴角度检测装置，所述A轴角度检测装置设置于所述第二凹槽内部，其上的角度检测元件与所述过渡连接件的左端固定连接，进而检测所述A轴的摆动角度；右侧主轴支撑，所述右侧主轴支撑通过交叉滚子轴承安装在所述右侧容纳腔的内壁上，且所述右侧主轴支撑的左端与所述A轴壳体的右端固定连接；锁紧部，所述锁紧部设置在所述右侧容纳腔内，并与所述右侧主轴支撑的右端固定连接，用以锁紧右侧主轴支撑的转动，进而锁紧所述A轴的摆动。采用上述技术方案产生的有益效果是，驱动A轴摆动的第二内转子力矩电机、A轴角度检测装置和锁紧A轴摆动的锁紧部分别安装在左侧容纳腔和右侧容纳腔，使得二者在结构布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，其特征在于，包括：上单元(1)，所述上单元(1)包括C轴(11)、第一内转子力矩电机(12)和第一传动连接件(13)；下单元(2)，所述下单元(2)设置于所述上单元(1)的下方，所述下单元(2)包括箱体(21)、位于箱体(21)内部的A轴(22)、第二内转子力矩电机(23)和第二传动连接件(24)；AC连接板(3)，所述AC连接板(3)设置在所述上单元(1)和所述下单元(2)之间，所述第一传动连接件(13)与所述AC连接板(3)上端固定连接，所述AC连接板(3)下端与所述箱体(21)固定连接；其中，所述C轴(11)的中心线沿着上下方向设置，所述第一内转子力矩电机(12)通过第一传动连接件(13)驱动所述C轴(11)和所述AC连接板(3)旋转；所述第二内转子力矩电机(23)通过第二传动连接件(24)驱动所述A轴(22)摆动，其摆动平面与所述C轴(11)的中心线平行。

【技术特征摘要】
1.基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，其特征在于，包括：上单元(1)，所述上单元(1)包括C轴(11)、第一内转子力矩电机(12)和第一传动连接件(13)；下单元(2)，所述下单元(2)设置于所述上单元(1)的下方，所述下单元(2)包括箱体(21)、位于箱体(21)内部的A轴(22)、第二内转子力矩电机(23)和第二传动连接件(24)；AC连接板(3)，所述AC连接板(3)设置在所述上单元(1)和所述下单元(2)之间，所述第一传动连接件(13)与所述AC连接板(3)上端固定连接，所述AC连接板(3)下端与所述箱体(21)固定连接；其中，所述C轴(11)的中心线沿着上下方向设置，所述第一内转子力矩电机(12)通过第一传动连接件(13)驱动所述C轴(11)和所述AC连接板(3)旋转；所述第二内转子力矩电机(23)通过第二传动连接件(24)驱动所述A轴(22)摆动，其摆动平面与所述C轴(11)的中心线平行。2.根据权利要求1所述的基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，其特征在于，所述第一传动连接件(13)包括：C轴抱紧体(131)，所述C轴抱紧体(131)位于所述AC连接板(3)的上端面，且与所述AC连接板(3)通过螺栓可拆卸连接，并与所述AC连接板(3)一起旋转；所述C轴抱紧体(131)的外部套设有C轴刹车件(132)，用以对C轴抱紧体(131)进行刹车锁紧；连接套(133)，所述连接套(133)的底端与所述C轴抱紧体(131)的顶端相适配且固定连接，以使所述连接套(133)与所述C轴抱紧体(131)一起旋转；所述C轴(11)的底端与所述连接套(133)的顶端相适配且固定连接，以使所述C轴(11)与所述连接套(133)一起旋转；C轴电机转子连接件(134)，所述C轴电机转子连接件(134)与所述第一内转子力矩电机(12)的转子(122)的底端固定连接，且与所述连接套(133)的顶端固定连接，用以将所述第一内转子力矩电机(12)的转子(122)的旋转力矩通过所述C轴电机转子连接件(134)传递至所述连接套(133)，以使所述连接套(133)旋转。3.根据权利要求2所述的基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，其特征在于，所述C轴(11)包括：底座(112)、与所述底座(112)一体连接的空心轴(111)，所述底座(112)的底端与所述连接套(133)的顶端相适配且固定连接，所述C轴电机转子连接件(134)套设于所述底座(112)的外部且与所述连接套(133)的顶端固定连接；所述空心轴(111)的外部套设有C轴转换套(14)，所述C轴转换套(14)内部分别设有水路、油路、气路，用以提供所述C轴(11)所需冷却、润滑、锁紧的水、油、气。4.根据权利要求3所述的基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，其特征在于，所述上单元(1)还包括：C轴上盖(15)，所述C轴上盖(15)通过深沟球轴承安装在所述空心轴(111)的外部，且靠近所述空心轴(111)的顶端位置设置；所述C轴转换套(14)顶端与所述C轴上盖(15)固定连接；轴承外压盖(16)，所述轴承外压盖(16)固定安装在所述C轴上盖(15)的上端面；C轴角度检测装置(17)，所述C轴角度检测装置(17)设置在所述轴承外压盖(16)上端，其上的角度检测元件抵接在所述空心轴(111)的顶端端面处，用以检测所述C轴(11)的旋转角度。5.根据权利要求4所述的基于内转子力矩电机驱动的A/C轴双摆铣头，其特征在于，所述C轴角度检测装置(17)包括：垫片(171)、编码器底座(172)、C轴编码器(173)、C轴编码器轴(174)，所述垫片(171)安装于所述轴承外压盖(16)的上端面，所述编码器底座(172)安装于所述垫片(171)的上端面，所述C轴编码器(173)安装于所述编码器底座(172)的上端面，所述C轴编码器轴(174)一端插入所述C轴编码器(173)中，另一端抵接在所述空心轴(111)的顶端端面处，用以检测所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴行飞，
申请(专利权)人：吴行飞，
类型：新型
国别省市：北京,11