一种用于精密切削的伺服电机制造技术

本发明专利技术提供了一种用于精密切削的伺服电机，属于电机技术领域。包括机壳、定子、转子、轴套和输出轴，定子固定在机壳的内壁上，转子固定在轴套之外，轴套通过轴承转动连接在机壳上；输出轴上具有至少个丝杆段和一个位于输出轴中部的花键段，轴套内孔壁具有与花键段配合的内花键，输出轴能够沿轴套轴线滑动；机壳上通过轴承转动连接有一个与丝杆段配合的限滑螺纹套，限滑螺纹套通过轴承转动连接在机壳上，限滑螺纹套上具有一制动面，机壳上设置有能够通过抵压制动面而限制限滑螺纹套旋转的磁力制动盘。本发明专利技术具有能够使电机能够实现转动和移动的复合运动。动和移动的复合运动。动和移动的复合运动。

【技术实现步骤摘要】
一种用于精密切削的伺服电机


[0001]本专利技术属于电机
，涉及一种用于精密切削的伺服电机。

技术介绍

[0002]常规概念中的伺服电机实际是普通电机和编码器反馈控制系统的组合，主要靠脉冲来定位，即伺服电机能够根据接收到的脉冲转动对应的角度，从而实现精准的定位或位移，带编码器和不带编码器的电机价格相差数倍。
[0003]在机械加工中，为刀具或工件提供扭矩使其旋转的动力单元对转动角度的精度要求很低，而对刀具或工件平移进给的精度要求很高(如刀具的轴线方向的移动或工件相对刀具的移动，如开槽时通过移动处于旋转状态的刀具以控制槽的深度等)，现有技术中，一般将工件固定，刀具受电机驱动旋转，而电机机身也利用丝杆结构驱动平移，实现刀具的进给；也有刀具只旋转不平移，另外控制工件进行平移进给的设置，无论以上哪种情况，都需要两个动力源，且提供平移进给的平移精度直接影响机械加工的精度；为了提高进给控制精度，提供平移进给的动力源常常采用直线伺服电机或伺服电缸，两个独立动力系统增大了机械加工设备的尺寸，昂贵的伺服系统增大了设备的成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种用于精密切削的伺服电机，本专利技术所要解决的技术问题是如何使电机集成切削过程中的旋转动力和平移动力。
[0005]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于精密切削的伺服电机，其特征在于，包括机壳、定子、转子、轴套和输出轴，所述定子固定在机壳的内壁上，所述转子固定在轴套之外，所述轴套通过轴承转动连接在机壳上；所述输出轴上具有至少个丝杆段和一个位于输出轴中部的花键段，所述轴套内孔壁具有与花键段配合的内花键，所述输出轴能够沿轴套轴线滑动；
[0006]所述机壳上通过轴承转动连接有一个与丝杆段配合的限滑螺纹套，所述限滑螺纹套通过轴承转动连接在机壳上，所述限滑螺纹套上具有一制动面，所述机壳上设置有能够通过抵压制动面而限制限滑螺纹套旋转的磁力制动盘。
[0007]进一步的，所述制动面为锥面，所述磁力制动盘套设在限滑螺纹套外，所述机壳上固定设置有一安装筒，所述限滑螺纹套转动连接在安装筒内，所述磁力制动盘滑动连接在安装筒内，所述机壳上设置有一电磁吸附块，所述磁力制动盘与电磁吸附块之间设置有驱使电磁制动盘远离电磁吸附块的复位弹簧，所述电磁制动盘为铁质材料，所述电磁吸附块通电后能够驱使电磁制动盘靠近并压紧制动面。
[0008]进一步的，所述机壳上固定设置有一储液缸，所述输出轴包括伸出机壳之外的控制端和伸出机壳之外的输出端，所述控制端位于储液缸内，所述储液缸的端部具有一回油孔，所述回油孔与一储液箱相连通，所述回油孔内设置有一流量计，所述控制端在液压缸内移动会造成储液缸内储液容积的改变。
[0009]进一步的，所述控制端上通过轴承转动连接有一滑阀，所述滑阀滑动连接在储液缸内。
[0010]进一步的，本伺服电机还包括控制模块和反馈模块，所述控制模块用于控制电磁吸附块通断电、流量计通断电、电控转子的转速和转向；所述反馈模块的功能为：计算流量计通电时间内的液流量，将获取的液流量值转换为输出轴实时的位移值，将输出轴的实时位移值与预设的输出轴位移值比较，当输出轴的实时位位移量达到预设值时，向控制模块发出关闭流量计和电磁吸附块的指令。
[0011]进一步的，在控制输出轴沿轴向移动的过程中，控制模块向电磁吸附块频繁通断电，直至输出轴的实时位位移量达到预设值后保持断电。
[0012]进一步的，所述丝杆段有两个，分别位于花键段的两侧，其中一个丝杆段与限滑螺纹套配合，另一个丝杆段与一同心螺纹套配合，所述同心螺纹套位于输出轴的输出端一侧，所述同心螺纹套通过轴承转动连接在机壳上。
[0013]在限滑螺纹套被允许旋转时，限滑螺纹套、输出轴和轴套三者同步旋转，且输出轴在轴线方向的移动被限制，输出端连接的刀具或工件仅做旋转运动，当限滑螺纹套被电磁制动盘抵压而减速或止停时，输出轴与限滑螺纹套之间的速度差会驱使两者相对转动，进而使输出轴相对轴套沿轴线方向平移，此时，连接在输出端的刀具或工件除了做旋转运动外，还同步进行轴线方向的平移，即进给。
[0014]伺服控制可以广义的理解为反馈控制，目的是提高运动件的运行精度和定位精度，传统伺服电机采用光电结构的编码器，不仅造价高，而且会受机械震动的干扰而影响精度或损伤，采用两个单独的动力源实现工件的旋转切削和进给也会大幅增大设备的成本和设备的外廓尺寸；本方案与传统做法的差异显而易见，可大幅缩小设备的尺寸，集成旋转动力和平移动力于一体。
[0015]不难看出，在切削加工时，输出轴旋转与平移同步进行，当切削过程中进给造成的阻力和冲击力较大时，间歇性通断电的电磁吸附块结构，可以实现输出轴进给方向的缓冲，即进给遇阻时，磁力制动盘与限滑螺纹套之间可通过摩擦的方式抵消输出轴的部分进给量，使进给平顺。
[0016]另外，传统的伺服电机采用光电结构的编码器作为信号获取的方式，其造价高且易损，在机械加工中，对刀具或工件的位移往往也是通过丝杆机构被传递的，丝杆的间隙会造成终端的位移偏差，实际精度与编码器的精度并不等同，因此，伺服电机用于旋转运动有较高的转角精度和定位精度，但将其转换为平移运动，终端的输出精度会在转换过程中增加的动力传递路径中大幅削弱，为了克服这一问题，需要另外对丝杆机构的余量进行纠偏，但是，常规的机械加工中工件或刀具的进给中采用本方案进行精度控制，虽然本方案中也存在丝杆结构，但是，机械加工中，刀具在旋转切削时输出轴处于轴向受力的状态，丝杆机构处于抵紧状态，而由于本方案获取的是输出轴移动量的数据，并非电机的转动圈数和角度数据，因此，在持续旋转切削和进给的过程中，丝杆机构配合间隙造成的精度误差是不存在的。本方案利用一个流量计即可获取输出轴的轴线移动量，相比传统伺服电机的光电编码器结构，其成本要低很多，且控制精度也并不低。
附图说明
[0017]图1是本伺服电机的结构示意图。
[0018]图2是图1中局部A的放大图。
[0019]图3是输出轴的结构示意图。
[0020]图中，11、机壳；12、定子；13、转子；14、轴套；2、输出轴；21、丝杆段；22、花键段；3、限滑螺纹套；31、制动面；32、磁力制动盘；33、电磁吸附块；34、复位弹簧；4、安装筒；5、储液缸；6、流量计；7、滑阀；8、同心螺纹套。
具体实施方式
[0021]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0022]如图1、图2和图3所示，用于精密切削的伺服电机包括机壳11、定子12、转子13、轴套14和输出轴2，定子12固定在机壳11的内壁上，转子13固定在轴套14之外，轴套14通过轴承转动连接在机壳11上；输出轴2上具有至少个丝杆段21和一个位于输出轴2中部的花键段22，轴套14内孔壁具有与花键段22配合的内花键，输出轴2能够沿轴套14轴线滑动；机壳11上通过轴承转动连接有一个与丝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于精密切削的伺服电机，其特征在于，包括机壳(11)、定子(12)、转子(13)、轴套(14)和输出轴(2)，所述定子(12)固定在机壳(11)的内壁上，所述转子(13)固定在轴套(14)之外，所述轴套(14)通过轴承转动连接在机壳(11)上；所述输出轴(2)上具有至少个丝杆段(21)和一个位于输出轴(2)中部的花键段(22)，所述轴套(14)内孔壁具有与花键段(22)配合的内花键，所述输出轴(2)能够沿轴套(14)轴线滑动；所述机壳(11)上通过轴承转动连接有一个与丝杆段(21)配合的限滑螺纹套(3)，所述限滑螺纹套(3)通过轴承转动连接在机壳(11)上，所述限滑螺纹套(3)上具有一制动面(31)，所述机壳(11)上设置有能够通过抵压制动面(31)而限制限滑螺纹套(3)旋转的磁力制动盘(32)。2.根据权利要求1所述一种用于精密切削的伺服电机，其特征在于，所述制动面(31)为锥面，所述磁力制动盘(32)套设在限滑螺纹套(3)外，所述机壳(11)上固定设置有一安装筒(4)，所述限滑螺纹套(3)转动连接在安装筒(4)内，所述磁力制动盘(32)滑动连接在安装筒(4)内，所述机壳(11)上设置有一电磁吸附块(33)，所述磁力制动盘(32)与电磁吸附块(33)之间设置有驱使电磁制动盘远离电磁吸附块(33)的复位弹簧(34)，所述电磁制动盘为铁质材料，所述电磁吸附块(33)通电后能够驱使电磁制动盘靠近并压紧制动面(31)。3.根据权利要求1所述一种用于精密切削的伺服电机，其特征在于，所述机壳(11)上固定设置有一储液缸(5)，所述输出轴(2)包括伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘安远，李院生，李飞，章辉，方磊，文泉华，
申请(专利权)人：浙江德欧电气技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：