[发明专利]机床头架和尾架精密驱动定位装置有效

专利信息
申请号: 201010597617.8 申请日: 2010-12-21
公开(公告)号: CN102069413A 公开(公告)日: 2011-05-25
发明(设计)人: 汪学栋;朱顺磊;姚振强;顾伟斌 申请(专利权)人: 上海机床厂有限公司;上海交通大学
主分类号: B23Q5/36 分类号: B23Q5/36
代理公司: 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人: 吴宝根
地址: 200093 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 机床 精密 驱动 定位 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种机械定位装置,具体涉及一种用于机床头、尾架的驱动定位装置。

背景技术

近几年来,随着装备制造业的迅速发展,各种高精度机床在精密制造领域的重要作用日益明显。对于高精度机床,头/尾架的高精度驱动和可靠定位是一个非常关键的问题,直接影响到机床的加工精度和工作安全性。因此,设计一套高精度高可靠性的机床头/尾架驱动定位装置成为高精度机床设计中不可缺少的必要环节。

目前,高精度机床头/尾架的驱动和定位功能多数通过分离式驱动和定位装置共同实现,即由一套驱动装置实现驱动进给,进给到特定位置后,再由一套定位装置将头/尾架固定定位。这种分离式的驱动和定位装置大大的增加了机床头/尾架结构的复杂程度,并且驱动定位动作较多,导致头/尾架驱动定位费时费力且定位准确性不高。

针对以上现状,急需研制一种结构紧凑、驱动定位精度高的高精度机床头/尾架精密驱动定位装置。

发明内容

本发明是要提供一种机床头架和尾架精密驱动定位装置,该装置既能实现头、尾架高精度驱动,又能实现可靠定位。

为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种机床头架和尾架精密驱动定位装置,包括支架、前、后体壳,其特点是:支架上面固定连接后体壳,后体壳内水平位置上设有丝杠,丝杠外啮合带有蜗轮的螺母,蜗轮上啮合蜗杆,蜗杆下端与精密减速器及伺服电机连接;丝杠前端通过法兰盘与前体壳固定连接,前体壳内装有压力传感器和推力盘,压力传感器与推力盘之间放置蝶形弹簧。

精密减速器通过联轴器与蜗杆相连,法兰盘通过螺钉与前体壳相连,压力传感器的一端由螺钉固定在前体壳内部,另一端与蝶形弹簧相连,蝶形弹簧作用于推力盘上,推力盘通过螺栓与机床头架和尾架相连。

本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果:

本发明将头、尾架顶持工件的顶持力通过推力盘和蝶形弹簧传递给压力传感器,当压力传感器的力信号小于预设推力值时,控制系统控制伺服电机正向驱动,通过精密减速器、联轴器带动蜗杆旋转,蜗杆通过啮合作用带动蜗轮旋转,蜗轮内孔的内螺纹通过啮合作用带动丝杠轴向移动。丝杠通过法兰盘、体壳、压力传感器和蝶形弹簧带动推力盘正向平移,使得头、尾架正向平移,工件顶持力增加。当顶持力等于预设推力值时,控制系统控制伺服电机停止驱动,从而实现头/尾架的微量精密定位。当顶持力大于预设推力值时,控制系统控制伺服电机反向驱动,实现头、尾架的后退动作。本发明中,当系统停电时,由于丝杠螺母副和蜗轮蜗杆副的自锁特性能够防止头/尾架发生后退动作,从而保证整个机构的安全。

本发明将驱动、定位、反馈控制功能集成在一起,结构紧凑,提高了驱动定位动作的速度以及定位精度。

附图说明

图1 是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施。

如图1所示,本发明的机床头架和尾架精密驱动定位装置包括支架1、精密减速器2、交流伺服电机3、联轴器4、后体壳5、丝杠6、蜗轮(丝杠螺母)7、蜗杆8、法兰盘9、前体壳10、压力传感器11、蝶形弹簧12和推力盘13。

交流伺服电机3通过精密减速器2和联轴器4驱动蜗杆8的旋转运动,蜗杆8通过与蜗轮(丝杠螺母)7的啮合带动蜗轮(丝杠螺母)7旋转,蜗轮(丝杠螺母)7内孔的螺纹与丝杠6啮合带动滚珠丝杠6的轴向水平移动,丝杠6通过法兰盘9将推力传递给前体壳10,前体壳10内设有压力传感器11,压力传感器11通过蝶形弹簧12将水平运动传递给推力盘13。其中后体壳5通过支架1与床身固定,推力盘13与头/尾架相连。

当压力传感器11检测到头、尾架的顶持力过小时,压力传感器11通过控制系统驱动交流伺服电机3正转,交流伺服电机3通过精密减速器2、联轴器4、蜗杆8、蜗轮(丝杠螺母)7驱动丝杠6的正向水平移动,丝杠6通过法兰盘9、前体壳10、压力传感器11、蝶形弹簧12以及推力盘13推动头/尾架的正向移动,从而加大头、尾架的顶持力。同理,当压力传感器11检测到头/尾架的顶持力过大时,压力传感器11通过控制系统驱动交流伺服电机3反转,交流伺服电机3通过精密减速器2、联轴器4、蜗杆8、蜗轮(丝杠螺母)7驱动丝杠6的反向水平移动,丝杠6通过法兰盘9、前体壳10、压力传感器11、蝶形弹簧12以及推力盘13推动头/尾架的反向移动,从而减小头、尾架的顶持力。另外,当系统断电时,由于蜗轮蜗杆副具有自锁功能,防止头、尾架发生后退动作,从而保证整个机构的安全。

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