[发明专利]压旋机

说明书

本发明为了解决现有技术中的压力机械设备不能重载和应用单一的技术缺点，提出了一种压旋机。该压旋机采用主要由第一动力传动副、第二动力传动副和行星滚柱丝杆螺母副构成，通过控制第一、第二动力传动副输出的运动，实现了主丝杆和安装法兰的直线往复运动、旋转运动和旋转+直线往复运动这三种主要的运动形式。该压旋机还内置压力传感器与扭矩传感器去采集整个运动过程的压力、扭力,并且对输出压力、扭力精确控制，因此压旋机可以进行直线方向的位移、速度、拉压力、旋转方向的角度、角速度、扭力这些输出控制，使得压旋机的应用并不局限在精密压力装配上，还可以作为汽车零部件的旋扭,旋铆工艺设备、激光焊接工艺中零件定位、保压设备。

技术领域

本发明涉及一种压力机械设备，尤其是涉及一种采用行星滚柱丝杆螺母副的压旋机。

背景技术

目前的压力机械设备中比较常用的动力执行机构为伺服丝杆电动缸。伺服电机通过机械传动装置（如齿轮、同步带或联轴器）驱动滚珠丝杠旋转，丝杠与滑块间排列分布着滚珠，沿着丝杠螺纹槽滚动并带动滑块完成直线运动，从而实现推杆的推拉动作。

上述的伺服丝杆电动缸结构虽然已经比较成熟，但是在面对更苛刻的运控挑战时，依然是捉襟见肘的。比如：伺服的高动态响应和精确位置控制、可与液压执行器相抗衡的超长使用寿命、与液压执行器相抗衡的极高的功率密度、宽泛的推力范围和更长的行程（如：可超过2米）、小体积、低重量、抗冲击能力、超宽的工作温度范围、低噪音和振动。基于动力执行机构的限制，使得这些压力机械设备不能够在恶劣环境条件下使用，也不能作为重载传动。而且伺服丝杆电动缸只能将作直线往复运动，不能作旋转运动、或旋转+直线往复运动，限制了压力机械设备的使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压旋机，其采用行星滚柱丝杆螺母副作为执行机构，采用两组电机齿轮组作为动力机构，通过改变两组电机齿轮组的动力输出值，使得压旋机具有直线往复运动、旋转运动和旋转+直线往复运动这三种主要运动形式。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

压旋机，包括控制系统、机壳及安装在机壳中的第一动力传动副、第二动力传动副和行星滚柱丝杆螺母副；所述行星滚柱丝杆螺母副包括丝杆螺母、主丝杆、数根行星滚柱、数根滚针和滚针螺母，所述丝杆螺母上套设了一排滚珠轴承，这一排滚珠轴承的外面套设了一个压力套筒；所述主丝杆的一端固设有一个压力传感器，所述压力传感器与所述压力套筒连接；所述主丝杆的另一端为延伸段，所述延伸段从所述机壳中穿出并与安装法兰固连；

所述第一动力传动副主要由第一伺服电机、第一主动齿轮和第一从动齿轮构成，所述第一从动齿轮与所述丝杆螺母固连，所述主丝杆的延伸段从所述第一从动齿轮中穿过；

所述第二动力传动副主要由第二伺服电机、第二主动齿轮和第二从动齿轮构成；所述第二伺服电机的转轴键连接了一根扭力轴，所述扭力轴插在所述第二主动齿轮中，所述扭力轴上通过联轴器固设了一个扭矩传感器；所述第二从动齿轮中插设了一个固定套筒，所述主丝杆的延伸段从所述第二从动齿轮中穿过，所述固定套筒与所述主丝杆的延伸段之间呈径向固定、轴向自由的状态。

第一伺服电机与第二伺服电机分别具有一个驱动器，因此第一动力传动副和第二动力传动副可以单独驱动行星滚柱丝杆螺母副运动，也可以联合驱动。

第一动力传动副单独驱动行星滚柱丝杆螺母副的工作原理如下：第一伺服电机驱动第一主动齿轮旋转，第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合反向旋转，第一从动齿轮带动丝杆螺母与其同向旋转，丝杆螺母带动数根行星滚柱一边自转，一边绕着主丝杆做公转运动，由于行星滚柱与主丝杆直接通过螺纹啮合，所以此时的主丝杆做轴向直线运动。由于主丝杆与述固定套筒之间呈径向固定、轴向自由的状态，所以主丝杆此刻做轴向运动并不会引起固定套筒的运动。主丝杆的伸出或者缩回由第一主动齿轮的旋转方向决定。