一种复合进给系统技术方案

本发明专利技术公开了一种复合进给系统，包括回转台和进给系统，所述回转台包括工作台、径向轴承、转轴、下止推板、编码器和力矩电机，径向轴承的上端面、下端面和内侧面均设置有静压腔；进给系统包括底座、导轨滑块、侧导轨条和上导轨条，导轨滑块上下端面和侧面均设置有静压腔，所述导轨滑块的内侧壁与编码器的编码器安装座连接，导轨滑块由驱动组件驱动，本发明专利技术的回转台通过径向轴承与导轨滑块连接，力矩电机的定子安装于导轨滑块的内部，进给系统带动回转台进行直线运动，从而形成了集成高精度转台的复合进给系统；解决了现有复合进给系统精度差、转台与进给轴独立设计导致尺寸大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复合进给系统
本专利技术涉及精密数控加
，具体涉及一种复合进给系统。
技术介绍
精密或超精密数控加工设备的复合进给系统、精密超精密检测平台用的复合多轴装置。精密超精密数控机床(如超精密金刚车、超精密雕铣中心、超精密加工中心等精密加工设备)、超精密检测仪器(如圆度仪、三坐标等精密检测仪器)的复合进给系统主要存在以下缺点：1、回转工作台多采用伺服电机作驱动元件、齿轮副为传动元件、滚动轴承为支撑的结构，其中滚动轴承采用滚动元件，摩擦系数相对于流体静压支撑结构大，转台的回转精度和定位精度相对较差，限制该进给轴系统在高精度加工和检测设备上的应用。2、直线轴多采用线性导轨作为伺服进给系统导向元件，这种结构的精度主要与线性导轨的精度有关，伺服进给系统运动的直线度有限。3、以往结构中回转工作台和直线轴即使采用流体静压结构，但是转台与进给轴设计相对独立，转台外壳直接安装于进给轴工作台上，导致整个结构轴向尺寸大、进给轴支撑面存在倾覆力矩，限制了该复合进给系统向一体化和高精密方向的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合进给系统，解决现有复合进给系统精度差、转台与进给轴独立设计导致尺寸大的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种复合进给系统，包括回转台和进给系统，所述回转台包括工作台、径向轴承、转轴、下止推板、编码器和力矩电机，所述转轴的上端和下端分别与工作台和下止推板连接，所述径向轴承设置在转轴外壁且设置在工作台和下止推板之间，所述编码器的编码器轴与下止推板的底部连接，所述力矩电机的转子与下止推板的底部连接，所述径向轴承的上端面、下端面和内侧面均设置有静压腔；所述进给系统包括底座、导轨滑块、侧导轨条和上导轨条，所述底座的上端面对称设置有2个侧导轨条，所述侧导轨条的顶部连接有上导轨条，所述导轨滑块设置在侧导轨条内侧且设置在上导轨条和底座之间，所述导轨滑块上端面、下端面以及内侧面设置静压腔，所述力矩电机的定子与导轨滑块连接，所述导轨滑块的顶部与径向轴承连接，所述导轨滑块的内侧壁与编码器的编码器安装座连接，所述编码器和力矩电机均设置在导轨滑块内侧，所述导轨滑块由驱动组件驱动。本专利技术所述侧导轨条内侧具体是指2个侧导轨条相对的一侧，所述导轨滑块的内侧壁具体是指2个导轨滑块相对的一侧。本专利技术中，回转台以进给轴的导轨滑块作为固定支撑座，将径向轴承、力矩电机定子安装座、编码器安装座直接固定在导轨滑块上，充分利用进给轴的导轨滑块上下底面和中间区域进行连接固定，结构紧凑；该结构缩短了回转台和进给轴流体静压支撑面轴向尺寸，减少了倾覆力矩；另一方面，进给轴通过导轨滑块实现了转台进行直线运动；解决了现有复合进给系统精度差、转台与进给轴独立设计导致尺寸大的问题。进一步地，工作台的宽度与底座的宽度一致，所述侧导轨条和上导轨条的外侧均与底座的外侧齐平，所述工作台设置在上导轨条上方。所述外侧具体是指2个侧导轨条或2个上导轨条相向的一侧。进一步地，编码器安装座通过连接板与导轨滑块连接，所述连接板的两端分别通过螺栓与导轨滑块、编码器安装座连接。进一步地，底座的上端面向下凹陷形成安装槽，所述驱动组件置于安装槽内，所述编码器安装座、力矩电机的下部置于安装槽内。充分利用安装槽进一步缩小空间。进一步地，转轴的上端和下端分别通过螺栓与工作台和下止推板连接，所述径向轴承与导轨滑块之间通过螺栓连接，所述侧导轨条的上端和下端分别通过螺栓与上导轨条和底座连接。进一步地，侧导轨条、上导轨条和底座之间形成内U形结构，所述导轨滑块置于内U形结构内，所述导轨滑块的内侧凸出于上导轨条的内侧。所述内U形结构具体是指2个U形结构的开口相对设置。进一步地，转轴、工作台和下止推板构成外U形结构，所述径向轴承置于外U形结构内，所述的径向轴承上端面与工作台下端面之间形成静压腔，所述的径向轴承下端面与下止推板上端面之间形成静压腔，所述的径向轴承内孔与转轴外圆之间形成静压腔，所述径向轴承的下端面与导轨滑块的上端面连接接触。外U形结构具体是指2个U形结构的开口相向设置。进一步地，作台的外壁在进给方向设置有光栅尺。进一步地，驱动组件配合设置有保护罩。进一步地，驱动组件为滚珠丝杠驱动、直线电机驱动或皮带传动驱动。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术的回转台采用流体静压轴承为支撑结构，同时配以高精度的编码器，能获得很高的分度精度，满足精密超精密加工和检测设备的使用要求。2、本专利技术的直线轴(进给系统)采用流体静压导轨，具有高刚度、高直线度的特点，同时配以高精度光栅尺作反馈环节，能获得高的定位精度和重复定位精度；满足精密超精密加工和检测设备的使用要求。3、本专利技术的回转台与直线轴同步建模设计，以进给轴的导轨滑块作为回转工作台的固定支撑机构，缩短了进给轴和回转台之间轴向尺寸，减小进给轴的倾覆力矩；整个进给系统满足了结构紧凑、整体尺寸小的需求，可以广泛应用于各种高性能数控机床、高精度检测设备上。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为一体化装置的整体结构示意图；图2为一体化装置的剖视图。附图中标记及对应的零部件名称：1-驱动组件，2-底座，3-导轨滑块，4-侧导轨条，5-上导轨条，6-工作台，7-径向轴承，8-转轴，9-下止推板，10-编码器轴，11-编码器，12-编码器安装座，13-力矩电机，14-连接板，15-光栅尺，16-保护罩。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1：如图1、图2所示，一种复合进给系统，包括回转台和进给系统，所述回转台包括工作台6、径向轴承7、转轴8、下止推板9、编码器11和力矩电机13，所述转轴8的上端和下端分别与工作台6和下止推板9连接，所述径向轴承7设置在转轴8外壁且设置在工作台6和下止推板9之间，所述编码器11的编码器轴10与下止推板9的底部连接，所述力矩电机13的转子与下止推板9的底部连接，所述径向轴承7的上端面、下端面和内侧面均设置有静压腔，各个静压腔相互连通，静压腔有10～20μm的间隙，为流体静压支撑；所述进给系统包括底座2、导轨滑块3、侧导轨条4和上导轨条5，所述底座2的上端面对称设置有2个侧导轨条4，所述侧导轨条4的顶部连接有上导轨条5，所述导轨滑块3设置在侧导轨条4内侧且设置在上导轨条5和底座2之间，所述导轨滑块3上端面、下端面以及内侧面设置静压腔，各个静压腔相互连通，为流体静压导轨支承，所述力矩电机13的定子与导轨滑块3连接，所述导轨滑块3的顶部与径向轴承7连接，所述导轨滑块3的内侧壁与编码器11的编码器安装座12连接，所述编码器11和力矩电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合进给系统，包括回转台和进给系统，其特征在于，所述回转台包括工作台(6)、径向轴承(7)、转轴(8)、下止推板(9)、编码器(11)和力矩电机(13)，所述转轴(8)的上端和下端分别与工作台(6)和下止推板(9)连接，所述径向轴承(7)设置在转轴(8)外壁且设置在工作台(6)和下止推板(9)之间，所述编码器(11)的编码器轴(10)与下止推板(9)的底部连接，所述力矩电机(13)的转子与下止推板(9)的底部连接，所述径向轴承(7)的上端面、下端面和内侧面均设置有静压腔；所述进给系统包括底座(2)、导轨滑块(3)、侧导轨条(4)和上导轨条(5)，所述底座(2)的上端面对称设置有2个侧导轨条(4)，所述侧导轨条(4)的顶部连接有上导轨条(5)，所述导轨滑块(3)设置在侧导轨条(4)内侧且设置在上导轨条(5)和底座(2)之间，所述导轨滑块(3)上端面、下端面以及内侧面均设置静压腔，所述力矩电机(13)的定子与导轨滑块(3)连接，所述导轨滑块(3)的顶部与径向轴承(7)连接，所述导轨滑块(3)的内侧壁与编码器(11)的编码器安装座(12)连接，所述编码器(11)和力矩电机(13)均设置在导轨滑块(3)内侧，所述导轨滑块(3)由驱动组件(1)驱动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复合进给系统，包括回转台和进给系统，其特征在于，所述回转台包括工作台(6)、径向轴承(7)、转轴(8)、下止推板(9)、编码器(11)和力矩电机(13)，所述转轴(8)的上端和下端分别与工作台(6)和下止推板(9)连接，所述径向轴承(7)设置在转轴(8)外壁且设置在工作台(6)和下止推板(9)之间，所述编码器(11)的编码器轴(10)与下止推板(9)的底部连接，所述力矩电机(13)的转子与下止推板(9)的底部连接，所述径向轴承(7)的上端面、下端面和内侧面均设置有静压腔；所述进给系统包括底座(2)、导轨滑块(3)、侧导轨条(4)和上导轨条(5)，所述底座(2)的上端面对称设置有2个侧导轨条(4)，所述侧导轨条(4)的顶部连接有上导轨条(5)，所述导轨滑块(3)设置在侧导轨条(4)内侧且设置在上导轨条(5)和底座(2)之间，所述导轨滑块(3)上端面、下端面以及内侧面均设置静压腔，所述力矩电机(13)的定子与导轨滑块(3)连接，所述导轨滑块(3)的顶部与径向轴承(7)连接，所述导轨滑块(3)的内侧壁与编码器(11)的编码器安装座(12)连接，所述编码器(11)和力矩电机(13)均设置在导轨滑块(3)内侧，所述导轨滑块(3)由驱动组件(1)驱动。


2.根据权利要求1所述的一种复合进给系统，其特征在于，所述工作台(6)的宽度与底座(2)的宽度一致，所述侧导轨条(4)和上导轨条(5)的外侧均与底座(2)的外侧齐平，所述工作台(6)设置在上导轨条(5)上方。


3.根据权利要求1所述的一种复合进给系统，其特征在于，所述编码器安装座(12)通过连接板(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡秋，杨帆，李梦阳，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51