專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械定位裝置，具體涉及一種用于機(jī)床頭、尾架的驅(qū)動(dòng)定位裝置。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，隨著裝備制造業(yè)的迅速發(fā)展，各種高精度機(jī)床在精密制造領(lǐng)域的重要 作用日益明顯。對(duì)于高精度機(jī)床，頭/尾架的高精度驅(qū)動(dòng)和可靠定位是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn) 題，直接影響到機(jī)床的加工精度和工作安全性。因此，設(shè)計(jì)一套高精度高可靠性的機(jī)床頭/ 尾架驅(qū)動(dòng)定位裝置成為高精度機(jī)床設(shè)計(jì)中不可缺少的必要環(huán)節(jié)。目前，高精度機(jī)床頭/尾架的驅(qū)動(dòng)和定位功能多數(shù)通過(guò)分離式驅(qū)動(dòng)和定位裝置共 同實(shí)現(xiàn)，即由一套驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給，進(jìn)給到特定位置后，再由一套定位裝置將頭/尾 架固定定位。這種分離式的驅(qū)動(dòng)和定位裝置大大的增加了機(jī)床頭/尾架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度， 并且驅(qū)動(dòng)定位動(dòng)作較多，導(dǎo)致頭/尾架驅(qū)動(dòng)定位費(fèi)時(shí)費(fèi)力且定位準(zhǔn)確性不高。針對(duì)以上現(xiàn)狀，急需研制一種結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動(dòng)定位精度高的高精度機(jī)床頭/尾架 精密驅(qū)動(dòng)定位裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置，該裝置既能實(shí)現(xiàn)頭、尾 架高精度驅(qū)動(dòng)，又能實(shí)現(xiàn)可靠定位。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置， 包括支架、前、后體殼，其特點(diǎn)是支架上面固定連接后體殼，后體殼內(nèi)水平位置上設(shè)有絲 杠，絲杠外嚙合帶有蝸輪的螺母，蝸輪上嚙合蝸桿，蝸桿下端與精密減速器及伺服電機(jī)連 接；絲杠前端通過(guò)法蘭盤(pán)與前體殼固定連接，前體殼內(nèi)裝有壓力傳感器和推力盤(pán)，壓力傳感 器與推力盤(pán)之間放置蝶形彈簧。精密減速器通過(guò)聯(lián)軸器與蝸桿相連，法蘭盤(pán)通過(guò)螺釘與前體殼相連，壓力傳感器 的一端由螺釘固定在前體殼內(nèi)部，另一端與蝶形彈簧相連，蝶形彈簧作用于推力盤(pán)上，推力 盤(pán)通過(guò)螺栓與機(jī)床頭架和尾架相連。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
本發(fā)明將頭、尾架頂持工件的頂持力通過(guò)推力盤(pán)和蝶形彈簧傳遞給壓力傳感器，當(dāng)壓 力傳感器的力信號(hào)小于預(yù)設(shè)推力值時(shí)，控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)正向驅(qū)動(dòng)，通過(guò)精密減速器、 聯(lián)軸器帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸桿通過(guò)嚙合作用帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸輪內(nèi)孔的內(nèi)螺紋通過(guò)嚙合作用 帶動(dòng)絲杠軸向移動(dòng)。絲杠通過(guò)法蘭盤(pán)、體殼、壓力傳感器和蝶形彈簧帶動(dòng)推力盤(pán)正向平移， 使得頭、尾架正向平移，工件頂持力增加。當(dāng)頂持力等于預(yù)設(shè)推力值時(shí)，控制系統(tǒng)控制伺服 電機(jī)停止驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)頭/尾架的微量精密定位。當(dāng)頂持力大于預(yù)設(shè)推力值時(shí)，控制系統(tǒng) 控制伺服電機(jī)反向驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)頭、尾架的后退動(dòng)作。本發(fā)明中，當(dāng)系統(tǒng)停電時(shí)，由于絲杠螺母 副和蝸輪蝸桿副的自鎖特性能夠防止頭/尾架發(fā)生后退動(dòng)作，從而保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的安全。本發(fā)明將驅(qū)動(dòng)、定位、反饋控制功能集成在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，提高了驅(qū)動(dòng)定位動(dòng)作的速度以及定位精度。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在本發(fā)明技術(shù)方案為前提 下進(jìn)行實(shí)施。如圖1所示，本發(fā)明的機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置包括支架1、精密減速器 2、交流伺服電機(jī)3、聯(lián)軸器4、后體殼5、絲杠6、蝸輪(絲杠螺母)7、蝸桿8、法蘭盤(pán)9、前體殼 10、壓力傳感器11、蝶形彈簧12和推力盤(pán)13。交流伺服電機(jī)3通過(guò)精密減速器2和聯(lián)軸器4驅(qū)動(dòng)蝸桿8的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，蝸桿8通 過(guò)與蝸輪(絲杠螺母)7的嚙合帶動(dòng)蝸輪(絲杠螺母)7旋轉(zhuǎn)，蝸輪(絲杠螺母)7內(nèi)孔的螺紋 與絲杠6嚙合帶動(dòng)滾珠絲杠6的軸向水平移動(dòng)，絲杠6通過(guò)法蘭盤(pán)9將推力傳遞給前體殼 10，前體殼10內(nèi)設(shè)有壓力傳感器11，壓力傳感器11通過(guò)蝶形彈簧12將水平運(yùn)動(dòng)傳遞給推 力盤(pán)13。其中后體殼5通過(guò)支架1與床身固定，推力盤(pán)13與頭/尾架相連。當(dāng)壓力傳感器11檢測(cè)到頭、尾架的頂持力過(guò)小時(shí)，壓力傳感器11通過(guò)控制系統(tǒng)驅(qū) 動(dòng)交流伺服電機(jī)3正轉(zhuǎn)，交流伺服電機(jī)3通過(guò)精密減速器2、聯(lián)軸器4、蝸桿8、蝸輪(絲杠螺 母)7驅(qū)動(dòng)絲杠6的正向水平移動(dòng)，絲杠6通過(guò)法蘭盤(pán)9、前體殼10、壓力傳感器11、蝶形彈 簧12以及推力盤(pán)13推動(dòng)頭/尾架的正向移動(dòng)，從而加大頭、尾架的頂持力。同理，當(dāng)壓力 傳感器11檢測(cè)到頭/尾架的頂持力過(guò)大時(shí)，壓力傳感器11通過(guò)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)交流伺服電 機(jī)3反轉(zhuǎn)，交流伺服電機(jī)3通過(guò)精密減速器2、聯(lián)軸器4、蝸桿8、蝸輪(絲杠螺母)7驅(qū)動(dòng)絲杠 6的反向水平移動(dòng)，絲杠6通過(guò)法蘭盤(pán)9、前體殼10、壓力傳感器11、蝶形彈簧12以及推力 盤(pán)13推動(dòng)頭/尾架的反向移動(dòng)，從而減小頭、尾架的頂持力。另外，當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，由于蝸 輪蝸桿副具有自鎖功能，防止頭、尾架發(fā)生后退動(dòng)作，從而保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的安全。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置，包括支架(1 )、前、后體殼(10，5)，其特征 在于所述支架(1)上面固定連接后體殼(5)，后體殼(5)內(nèi)水平位置上設(shè)有絲杠(6)，絲杠 (6)外嚙合帶有蝸輪(7)的螺母，蝸輪(7)上嚙合蝸桿(8)，蝸桿(8)下端與精密減速器(2) 及伺服電機(jī)(3)連接；絲杠(6)前端通過(guò)法蘭盤(pán)(9)與前體殼(10)固定連接，前體殼(10) 內(nèi)裝有壓力傳感器(11)和推力盤(pán)(13)，壓力傳感器(11)與推力盤(pán)(13)之間放置蝶形彈簧 (12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置，其特征在于；所述精密 減速器(2)通過(guò)聯(lián)軸器(4)與蝸桿(8)相連，所述法蘭盤(pán)(9)通過(guò)螺釘與前體殼(10)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置，其特征在于；所述蝸桿 (8)與蝸輪(7)嚙合后，蝸輪(7)內(nèi)嵌絲杠螺母與絲杠(6)嚙合傳動(dòng)，并且蝸輪蝸桿副、絲杠 螺母副帶有自鎖功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置，其特征在于；所述壓力 傳感器(11)的一端由螺釘固定在前體殼(10)內(nèi)部，另一端與蝶形彈簧(12)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置，其特征在于；所述蝶形 彈簧(112)作用于推力盤(pán)(13)上，推力盤(pán)(13)通過(guò)螺栓與機(jī)床頭架和尾架相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)床頭架和尾架精密驅(qū)動(dòng)定位裝置，包括支架、前、后體殼，其特點(diǎn)是支架上面固定連接后體殼，后體殼內(nèi)水平位置上設(shè)有絲杠，絲杠外嚙合帶有蝸輪的螺母，蝸輪上嚙合蝸桿，蝸桿下端與精密減速器及伺服電機(jī)連接；絲杠前端通過(guò)法蘭盤(pán)與前體殼固定連接，前體殼內(nèi)裝有壓力傳感器和推力盤(pán)，壓力傳感器與推力盤(pán)之間放置蝶形彈簧。本發(fā)明將驅(qū)動(dòng)、定位、反饋控制功能集成在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，提高了驅(qū)動(dòng)定位動(dòng)作的速度以及定位精度。
文檔編號(hào)B23Q5/36GK102069413SQ20101059761
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者姚振強(qiáng), 朱順磊, 汪學(xué)棟, 顧偉斌 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 上海機(jī)床廠有限公司