本發(fā)明屬于電主軸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動打刀缸。

背景技術(shù)：

打刀缸主要用于加工中心機(jī)床、數(shù)控銑床刀具自動或半自動交換機(jī)構(gòu)中的主軸打刀，還可作為夾具及其他機(jī)構(gòu)的夾緊裝置。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)了將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，即電主軸。目前，隨著電氣傳動技術(shù)(變頻調(diào)速技術(shù)、電動機(jī)矢量控制技術(shù)等)的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動機(jī)(電主軸電機(jī))直接驅(qū)動，機(jī)床主軸內(nèi)安裝有拉爪及拉桿，刀具頭尾端安裝有拉釘，當(dāng)?shù)额^裝在主軸內(nèi)，打刀缸通過拉動拉桿將刀頭夾緊，以及通過推出拉桿將刀頭松開，從而實現(xiàn)了電主軸自動松緊刀具的功能。

傳統(tǒng)的打刀缸需要通過液壓油或壓縮空氣作用于活塞，活塞推動壓桿運(yùn)動，實現(xiàn)電主軸松緊刀的動作，所以必須配備相應(yīng)的液壓站和氣泵，不可避免地增加了能源消耗。因此，本領(lǐng)域需要一種能夠降低能耗的打刀缸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有打刀缸必須配備液壓站或氣泵而增加能源消耗的問題，本發(fā)明提供了一種電動打刀缸，所述電動打刀缸包括驅(qū)動電機(jī)和設(shè)置在所述驅(qū)動電機(jī)內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述傳動機(jī)構(gòu)包括絲杠和與絲杠螺紋嚙合的絲杠螺母，所述絲杠螺母固定安裝在所述轉(zhuǎn)子上并且能夠隨著所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而驅(qū)動所述絲杠軸向移動。

在上述電動打刀缸的優(yōu)選實施方式中，所述絲杠為梯形絲杠。

在上述電動打刀缸的優(yōu)選實施方式中，所述電動打刀缸還包括拉桿和拉爪，所述拉桿的一端連接到所述拉爪，所述拉桿的另一端連接到所述絲杠，所述絲杠沿軸向移動時能夠帶動所述拉桿運(yùn)動，進(jìn)而帶動所述拉爪作松開或抓緊動作。

在上述電動打刀缸的優(yōu)選實施方式中，所述電動打刀缸還包括編碼器，所述編碼器包括第一磁環(huán)編碼器和編碼器電路板，所述第一磁環(huán)編碼器安裝在所述轉(zhuǎn)子的端部，所述編碼器電路板用于檢測和控制所述第一磁環(huán)編碼器的轉(zhuǎn)動。

在上述電動打刀缸的優(yōu)選實施方式中，所述編碼器電路板上設(shè)置有第一芯片，所述編碼器電路板通過所述第一芯片來檢測和控制所述第一磁環(huán)編碼器的轉(zhuǎn)動。

在上述電動打刀缸的優(yōu)選實施方式中，所述編碼器還包括第二磁環(huán)編碼器，所述第二磁環(huán)編碼器安裝在所述絲杠上并因此與所述絲杠同步地軸向移動。

在上述電動打刀缸的優(yōu)選實施方式中，所述編碼器電路板上還設(shè)置有第二芯片，所述第二芯片用于檢測和控制所述第二磁環(huán)編碼器的軸向移動距離。

在上述電動打刀缸的優(yōu)選實施方式中，所述編碼器電路板安裝在所述第一磁環(huán)編碼器和所述第二磁環(huán)編碼器的下方。

在上述電動打刀缸的優(yōu)選實施方式中，所述第二磁環(huán)編碼器獨立于所述第一磁環(huán)編碼器并且在軸向上與所述第一磁環(huán)編碼器間隔開；并且/或者所述第一磁環(huán)編碼器和所述第二磁環(huán)編碼器都具有圓盤結(jié)構(gòu)。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明還提供了一種電主軸，所述電主軸包括前述方案中任一項所述的電動打刀缸。

在本發(fā)明的技術(shù)方案中，電動打刀缸通過轉(zhuǎn)子與絲杠螺母的同步轉(zhuǎn)動來帶動絲杠軸向移動，代替了傳統(tǒng)的液壓和氣動打刀缸，從而實現(xiàn)了節(jié)約能耗的目的。另一方面，本發(fā)明還通過分體式編碼器與絲杠的螺距來實現(xiàn)對打刀缸位移的精確控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電動打刀缸的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，盡管附圖中的各個構(gòu)件以特定比例繪制，但是這種比例關(guān)系僅僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對其作出調(diào)整，以便適應(yīng)具體的應(yīng)用場合。

需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，還需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)作廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

現(xiàn)有已公開的專利申請(公開號：CN103692268A)公開了一種使用氣動機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)的打刀缸。本發(fā)明采用電動打刀缸取代液壓和氣動打刀缸，從而節(jié)省了能耗。參照圖1，圖1是本發(fā)明的電動打刀缸的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的電動打刀缸包括驅(qū)動電機(jī)1和設(shè)置在驅(qū)動電機(jī)1內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)2，驅(qū)動電機(jī)包括定子11和轉(zhuǎn)子12，傳動機(jī)構(gòu)2包括絲杠21和與之螺紋嚙合的絲杠螺母22，絲杠螺母22固定安裝在轉(zhuǎn)子12上并且能夠隨著轉(zhuǎn)子12的轉(zhuǎn)動而驅(qū)動絲杠21軸向移動。本發(fā)明的電動打刀缸不使用液壓站和氣泵，而是通過驅(qū)動電機(jī)1驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)2實現(xiàn)主軸松緊刀的動作。具體而言，絲杠螺母22可以通過鑲嵌在轉(zhuǎn)子12內(nèi)的方式與轉(zhuǎn)子12成為一體結(jié)構(gòu)，或者通過一體成型的生產(chǎn)制造工藝等方式使轉(zhuǎn)子12與絲杠螺母22形成一體結(jié)構(gòu)。從而使絲杠螺母22與轉(zhuǎn)子12同步轉(zhuǎn)動，進(jìn)而驅(qū)動絲杠21 軸向運(yùn)動。絲杠的一端連接拉桿(圖中未示出)，拉桿的另一端連接拉爪(圖中未示出)，絲杠21沿軸向移動時能夠帶動拉桿運(yùn)動，進(jìn)而帶動拉爪作松開或抓緊動作。

進(jìn)一步，該絲杠21為梯形絲杠，因此能夠在任意位置實現(xiàn)自鎖。該電動打刀缸工作時：絲杠螺母22隨轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)動，進(jìn)而驅(qū)動絲杠21沿軸向向前移動(圖1中是向左)，絲杠21推動拉桿沿軸向前移動，進(jìn)而帶動拉爪松開，此時使電動打刀缸停止工作。由于梯形絲杠螺母傳動機(jī)構(gòu)的自鎖特性使拉爪處于松開的狀態(tài)，將刀具放入拉爪中，此時使電動打刀缸的轉(zhuǎn)子12反向旋轉(zhuǎn)，則絲杠21在絲杠螺母22的驅(qū)動下沿軸向后移動(圖1中是向右)，并帶動拉桿沿軸向后移動，進(jìn)而帶動拉爪收緊，從而實現(xiàn)電動打刀缸的松緊刀功能。

進(jìn)一步，電動打刀缸還包括編碼器，該編碼器包括第一磁環(huán)編碼器31和編碼器電路板30，第一磁環(huán)編碼器31安裝在轉(zhuǎn)子12的端部，編碼器電路板30用于檢測和控制第一磁環(huán)編碼器31的轉(zhuǎn)動。具體地，編碼器電路板30上設(shè)置有第一芯片32，編碼器電路板30通過第一芯片32來檢測和控制第一磁環(huán)編碼器31的轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步，該編碼器還包括第二磁環(huán)編碼器33，第二磁環(huán)編碼器33安裝在絲杠21上并因此與絲杠21同步地軸向移動。編碼器電路板30上還設(shè)置有第二芯片34，第二芯片34用于檢測和控制第二磁環(huán)編碼器33的軸向移動距離。具體地，編碼器電路板30安裝在第一磁環(huán)編碼器31和第二磁環(huán)編碼器33的下方，第二磁環(huán)編碼器33獨立于第一磁環(huán)編碼器31并且在軸向上與第一磁環(huán)編碼器31間隔開(圖1中是設(shè)置在第一磁環(huán)編碼器31的右側(cè))。優(yōu)選第一磁環(huán)編碼器31和第二磁環(huán)編碼器33都具有圓盤結(jié)構(gòu)。

電動打刀缸工作時，能夠通過該編碼器與絲杠21上的螺距共同控制打刀缸的位移，即絲杠21的軸向位移。具體而言，當(dāng)絲杠21的螺距為P時，轉(zhuǎn)子12轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)，絲杠21軸向移動的距離即為P，當(dāng)絲杠21需要向前移動距離L時，則可以計算出轉(zhuǎn)子12需要轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)R＝L/P，通過第一芯片32檢測第一磁環(huán)編碼器的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)檢測到第一次磁環(huán)編碼器31的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)數(shù)為R時，向第一次磁環(huán)編碼器31發(fā)送信號，進(jìn)而使轉(zhuǎn)子12停止轉(zhuǎn)動。此時拉爪處于松開狀態(tài)，將刀具放入拉爪中，使轉(zhuǎn)子12反向轉(zhuǎn)動，絲杠21向后移動。由于第二磁環(huán) 編碼器33與絲杠21同步地軸向移動，當(dāng)?shù)诙酒?2檢測到第二編碼器33向后移動的距離為L時或者檢查到第二編碼器33的信號時，則說明打刀缸回到了初始位置，轉(zhuǎn)子12停止轉(zhuǎn)動。上述為電動打刀缸一次動作的全過程。由此即可通過編碼器與絲杠21上的螺距精準(zhǔn)地控制絲杠21軸向移動的距離。

本發(fā)明還提供了一種包括上述電動打刀缸的電主軸。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。