钢球传动进给装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种在数控条件下进行精密、微量进给的机械装置，属机械制造技术类。它以行星钢球机构为传动系统，有粗、精两种传动方式，通过装于输出轴上的角位移传感器进行反馈控制，可实现高速、高精度的回转进给或分度。输出轴与滚珠丝杠相连，又可实现精密直线进给。本实用新型专利技术比传统的蜗杆机构装置的结构简单，工作精度可提高一个数量级以上。本实用新型专利技术可用于精密、微量回转或直线进给，也可用于自动化精密分度。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种在数控条件下，实现精密、微量回转进给或直线进给的机械装置。属机械制造技术类。在精密加工或测量中，精密、微量进给是关键环节之一。现有的数控回转进给装置，普遍采用蜗杆机构作为获得大减速比的传动方案，以得到高分辨率的转角输出而实现精密回转进给。如现有的数控分度头FK125、FK160、FK200A、FK210、CNCT-200～630；现有的数控回转工作台TK13315、TK13400、CNC-151～801、CNCB-261～630等。现有的直线进给装置，常采用弹性杠杆、压电晶体、热致伸缩等方法实现精密、微量进给。由于结构的限制，在现有的数控回转进给装置中，蜗杆机构的传动比不可能很大，通常不超过360，借助于高性能的伺服驱动系统，才能获得较高的回转运动分辨率。但由于蜗杆机构所不可避免的传动间隙、啮合面的滑动摩擦所形成的传动回差及死区的影响，其分度或回转运动的定位精度都不高，如上述产品的误差在1/200～1/100度。而且在分度的回转运动结束后，还必须利用气动或液压方式进行锁紧。蜗杆及蜗轮的结构比较复杂，高精度的蜗杆机构需要专门的设备制造，造价昂贵。现有的精密微量直线进给装置，进给精度一般在0.1～0.25μm，但进给的行程很小，必须与粗进给机构配合，才能满足工艺需要。而这种粗、精进给的转换，又往往带来新的切换误差。本技术的目的，是提供一种数控的新型进给装置，其进给精度可比现有装置提高一个数量级，而结构更为简单。本技术的目的是这样实现的摒弃蜗杆机构，采用行星钢球传动装置(专利号87213726.0)作为主传动机构。该机构以若干高精度轴承用钢球(4)为行星元件，分别与驱动轮(2)、定盘(3)及动盘(6)相接触，利用各元件之间预紧后接触点的静摩擦作用传递运动。当一个太阳轮元件定盘(3)在圆周方向与机架固定时，可以得到传动比高达1000的减速传动。动盘(6)及角位移传感器(7)均与输出轴(8)相固联，利用角位移传感器(7)的信号进行反馈校正实现高精度、高分辨率的回转进给及分度。在此基础上，将装置的输出轴(8)与精密滚珠丝杠的丝杆(9)相连，可在滚珠丝杠的螺母(10)上得到高精度、高分辨率的连续大行程直线进给运动。另外，在输入轴(1)与动盘(6)之间有离合器(5)，通过控制，在离合器(5)结合时，动盘(6)与输入轴(1)联接同时放松定盘(3)，钢球(4)与各接触元件之间失去预紧力，接触点处的摩擦力消失，元件之间的传动关系被切断，这时输入轴(1)通过离合器(5)与输出轴(8)直联传动，进行高速的粗进给；反之，当离合器(5)分离、同时轴向压紧定盘(3)时，钢球(4)与各接触元件之间被预紧，接触点处产生传动摩擦力，输入轴(1)的运动经驱动轮(2)、钢球(4)、动盘(6)传递给输出轴(8)，实现大减速传动比的精密微量进给运动。本技术是在预紧的情况下工作的，各传动元件之间为初始点接触的纯滚动摩擦，因此不存在蜗杆机构所固有的传动间隙和滑动摩擦形成的传动死区，传动灵敏度较高，易于实现高分辨率的控制回转运动。在机构的输出轴上安装高精度的角位移传感器，检测输出轴的实际角位移，通过反馈校正可有效的提高进给运动的精度。装置的输入轴与输出轴之间有可控制的离合器，通过控制使输入轴的运动可直接传到输出轴实现快速的粗进给，也可经钢球减速后传给输出轴实现精密微量进给，这是蜗杆机构所不能实现的。由于输出轴的角位移信号来自同一个角位移传感器，粗、精进给的转换不会带来切换误差。装置的主要元件钢球为外购的标准件，其余传动元件均为简单的回转体，结构简单制造比较容易。装置具有较强的自锁能力，无需专门的锁紧装置即能可靠锁定，进一步使结构得以简化。本技术的具体结构由以下的实施例及其附图给出。附图说明图1是根据本技术提出的实现精密回转进给的技术方案实施例示意图。主要由输入轴(1)，驱动轮(2)，定盘(3)，钢球(4)，离合器(5)，动盘(6)，角位移传感器(7)及输出轴(8)等元件构成。其中输入轴(1)与驱动轮(2)以键相连接，可有相对轴向移动而圆周方向相对固定；动盘(6)及角位移传感器(7)均与输出轴(8)相固联；定盘(3)在圆周方向与机架相对固定，在轴向可以相对移动，通过控制可使定盘(3)在轴向加压或放松。无论是粗传动或精传动，角位移传感器(7)都给出输出轴(8)的实际角位移信号，经过处理可控制输出需要的精确运动。图2是根据本技术提出的实现精密直线进给的技术方案实施例示意图。图中元件(1)～(8)与图1中相同，元件(9)为与输出轴(8)相固联的滚珠丝杠的丝杆，丝杆(9)与机架轴向固定，可随输出轴(8)转动；元件(10)为滚珠丝杠的螺母。螺母(10)相对于机架只能轴向移动不能转动。当输入轴(1)输入驱动运动时，螺母(10)上即产生直线进给运动，在装置进行上述的粗、精进给传动时，螺母(10)也相应进行粗、精直线进给运动。这时角位移传感器(7)给出的信号，即表征螺母(10)的直线进给位移量。经反馈控制同样可得到螺母(10)的精确直线进给运动。本技术可用于数控精密回转或直线进给，也可用于高精度的数控自动分度。权利要求1.一种钢球传动进给装置，其特征在于它以若干钢球(4)分布于驱动轮(2)的槽形外圆与定盘(3)、动盘(6)的内锥面构成的环形滚道中，并与上述3元件相接触，输入轴(1)、输出轴(8)分别与驱动轮(2)和动盘(6)圆周方向固联。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于驱动轮(2)的槽形外圆的工作面母线，可以是直线也可以是曲线。3.根据权利要求1、2所述的装置，其特征在于其输出轴(8)与输入轴(1)之间可以有离合器(5)。4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于其输出轴(8)可与滚珠丝杠副的丝杆(9)相联接。5.根据权利要求1、2、3、或4所述的装置，其特征在于其输出轴(8)上安装有角位移传感器(7)。专利摘要本技术公开一种在数控条件下进行精密、微量进给的机械装置,属机械制造技术类。它以行星钢球机构为传动系统,有粗、精两种传动方式,通过装于输出轴上的角位移传感器进行反馈控制,可实现高速、高精度的回转进给或分度。输出轴与滚珠丝杠相连,又可实现精密直线进给。本技术比传统的蜗杆机构装置的结构简单,工作精度可提高一个数量级以上。本技术可用于精密、微量回转或直线进给,也可用于自动化精密分度。文档编号F16H1/28GK2272507SQ9621995公开日1998年1月14日 申请日期1996年8月16日 优先权日1996年8月16日专利技术者陈耿 申请人:陈耿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢球传动进给装置，其特征在于它以若干钢球（４）分布于驱动轮（２）的槽形外圆与定盘（３）、动盘（６）的内锥面构成的环形滚道中，并与上述３元件相接触，输入轴（１）、输出轴（８）分别与驱动轮（２）和动盘（６）圆周方向固联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耿，
申请(专利权)人：陈耿，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]