具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸的制作方法
【專利摘要】一種具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，包括機(jī)體、智能監(jiān)控系統(tǒng)、軸芯、刀具、滑環(huán)、碳棒；所述智能監(jiān)控系統(tǒng)具有的正極接線端子電性與碳棒電性導(dǎo)通，所述滑環(huán)與碳棒接觸并能轉(zhuǎn)動(dòng)配合，該滑環(huán)與碳棒電性導(dǎo)通；所述智能監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)外部加工工件、軸芯、軸芯上的拉桿、滑環(huán)與碳棒電性導(dǎo)通；形成監(jiān)控電信號(hào)的傳導(dǎo)回路。通過(guò)前述的方式解決讓機(jī)械加工電信號(hào)傳遞線路更合理，防止外界對(duì)電信號(hào)的干擾，在高速旋轉(zhuǎn)的主軸和刀具上順利導(dǎo)通電信號(hào)的問(wèn)題。本發(fā)明所述的導(dǎo)電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電主軸作為電信息傳遞的一部分，簡(jiǎn)化了線路，結(jié)構(gòu)安全可靠。
【專利說(shuō)明】具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有檢測(cè)信號(hào)傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的電主軸，特別是一種具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械加工信號(hào)反饋往往是自動(dòng)化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一，尤其在切削加工的時(shí)候，刀具與接觸狀況，工件加工狀況，加工過(guò)程安全等信息的監(jiān)控。這些信息反饋的過(guò)程對(duì)于為實(shí)現(xiàn)后繼的各種監(jiān)控系統(tǒng)提供前提條件；電主軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)加工過(guò)程中，通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)其是否有電流或電壓信號(hào)，可以判斷刀具是否接觸到加工工件，也可作為機(jī)加工對(duì)刀的初始條件或是加工完成的終止條件；同時(shí)，在電主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)加工過(guò)程中，通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電流或電壓信號(hào)的強(qiáng)弱，可以判斷刀具已經(jīng)加工的加工工件深度或厚度，同時(shí)還可以判斷刀具前端受力大小，形成受力狀態(tài)反饋，起到監(jiān)控電主軸的加工和運(yùn)行狀況，在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)候及時(shí)停止作業(yè)，起到保護(hù)電主軸的作用。
[0003]既然是要進(jìn)行信息采集，就必須考慮電信息傳遞的問(wèn)題。由于軸芯、刀具在加工過(guò)程都是高速旋轉(zhuǎn)的，因此要使高速旋轉(zhuǎn)的刀具和主軸與能傳遞保持電信號(hào)，與外界監(jiān)控系統(tǒng)的電極電性導(dǎo)通，是一個(gè)技術(shù)上的難題。在軸芯安裝于機(jī)體的時(shí)候，一般地，都有使用非金屬材料的高速軸承的情況，陶瓷球軸承本身的滾動(dòng)體陶瓷球?qū)儆诜菍?dǎo)電材料，因而難以通過(guò)陶瓷球軸承作為傳導(dǎo)電信號(hào)的部分，另外，如果使機(jī)體外殼傳導(dǎo)電信號(hào)，會(huì)存在干擾和不安全因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明在于克服上述不足，提供一種具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，解決讓機(jī)械加工監(jiān)控電信號(hào)傳遞線路布置合理，防止外界對(duì)電信號(hào)干擾，在高速旋轉(zhuǎn)的主軸和刀具順利導(dǎo)通電信號(hào)的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是如此實(shí)現(xiàn)的:
[0006]具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，包括:
[0007]機(jī)體；
[0008]穿接在機(jī)體內(nèi)部且與機(jī)體樞轉(zhuǎn)配合的軸芯；
[0009]設(shè)置于機(jī)體內(nèi)部的碳棒；
[0010]穿接在軸芯內(nèi)部且可與軸芯同步轉(zhuǎn)動(dòng)拉桿；
[0011]固定在拉桿上的滑環(huán)，該滑環(huán)具有與碳棒接觸并電性導(dǎo)通的端面；
[0012]智能監(jiān)控系統(tǒng)，該智能監(jiān)控系統(tǒng)的正極接線端子與碳棒電性連接，負(fù)極接線端子依次通過(guò)被加工工件、軸芯上刀具、軸芯以及拉桿與滑環(huán)電性連接。
[0013]優(yōu)選地，所述機(jī)體內(nèi)部固定有一絕緣管，碳棒穿接在絕緣管內(nèi)部。
[0014]優(yōu)選地，所述絕緣管內(nèi)設(shè)置有一位于碳棒上方并與碳棒電性導(dǎo)通的彈性導(dǎo)電件、以及位于彈性導(dǎo)電件上方并與彈性導(dǎo)電件電性導(dǎo)通的銅棒，銅棒螺接在絕緣管的頂部并與智能監(jiān)控系統(tǒng)的正極接線端子電性連接，彈性導(dǎo)電件被夾持于銅棒和碳棒之間并用于提供一個(gè)使碳棒向著靠近滑環(huán)運(yùn)動(dòng)的彈性應(yīng)力。
[0015]優(yōu)選地，彈性導(dǎo)電件為一彈簧。
[0016]優(yōu)選地，機(jī)體側(cè)壁上開設(shè)有一除塵口，該除塵口位于碳棒與滑環(huán)接觸部分的側(cè)方。
[0017]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]一，采用碳棒與滑環(huán)之間接觸并轉(zhuǎn)動(dòng)配合，電信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程安全可靠，兩者電性導(dǎo)通效果好，導(dǎo)電線路設(shè)置于機(jī)體內(nèi)部，反饋給智能監(jiān)控的信號(hào)準(zhǔn)確、完整，傳遞過(guò)程少受外界干擾；
[0019]二，采用碳棒和滑環(huán)作為相互滑動(dòng)接觸的零件，減少電火花產(chǎn)生，碳材料更能耐受高溫和摩擦；
[0020]三，線路穩(wěn)固、可靠，讓銅棒將彈性導(dǎo)電件、碳棒置于絕緣棒之內(nèi)，彈性導(dǎo)電件可以不斷補(bǔ)償碳棒磨損的長(zhǎng)度，也可以讓碳棒和滑環(huán)保持接觸，該碳棒在接近用完或使用至不滿足使用條件時(shí)候也可以擰開銅棒后將其更換。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖作詳細(xì)介紹。
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例導(dǎo)電線路的示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例局部圖1 ;
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例局部圖1 I ;
[0025]圖4是本發(fā)明實(shí)施例局部圖1II;
[0026]附圖標(biāo)記:10、機(jī)體；11、三相交流異步電機(jī)；12、陶瓷球軸承；2、加工工件；3、刀具；4、智能監(jiān)控系統(tǒng)；5、裝夾頭；6、軸芯；70、拉桿；71、滑環(huán)；80、絕緣管；81、導(dǎo)電螺釘；82、銅棒；83、彈性導(dǎo)電件；84、碳棒；90、除塵口。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面，結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0028]具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，包括:機(jī)體10、軸芯6、智能監(jiān)控系統(tǒng)4、碳棒84、滑環(huán)71、拉桿70、刀具3、加工工件2 ；
[0029]如圖1、圖4所示，軸芯6穿接在機(jī)體10內(nèi)部，并且通過(guò)陶瓷球軸承12與機(jī)體10樞轉(zhuǎn)配合；在機(jī)體10內(nèi)部設(shè)置一碳棒84，該智能監(jiān)控系統(tǒng)4的正極接線端子與碳棒84電性連通；所述滑環(huán)71裝配于位于軸芯6上端的拉桿70的頂部，該滑環(huán)71具有與碳棒84下端接觸并電性導(dǎo)通的端面；所述拉桿70是穿接在軸芯6內(nèi)部且可與軸芯6同步轉(zhuǎn)動(dòng)；該軸芯6由三相交流異步電機(jī)11驅(qū)動(dòng)；所述刀具3被裝夾頭5固定于下軸芯6下端。智能監(jiān)控系統(tǒng)4的負(fù)極接線端子依次通過(guò)被加工工件2、軸芯6上刀具3、軸芯6以及拉桿70與滑環(huán)71電性連接。通過(guò)上述的方式形成檢測(cè)電路。使用時(shí)，智能監(jiān)控系統(tǒng)4對(duì)加工過(guò)程刀具3是否接觸、刀具3走刀和進(jìn)刀所引起的電流、電壓的變化進(jìn)行分析，讓智能監(jiān)控系統(tǒng)4判斷加工工件2被加工的狀況。
[0030]如圖2所示，作為優(yōu)選的方案，在機(jī)體10內(nèi)固定安裝一絕緣管80，所述碳棒84伸出絕緣管80下端一段長(zhǎng)度。如此以便與滑環(huán)71接觸確保碳棒84和機(jī)體10之間絕緣和碳棒84安裝位置固定。
[0031]另外，為了讓碳棒84與滑環(huán)71保持良好的接觸，該絕緣管80內(nèi)除了插接碳棒84夕卜，還在碳棒84的上方插接彈性導(dǎo)電件83、銅棒82，所述銅棒82上端通過(guò)擰緊一導(dǎo)電螺釘81，使得銅棒82與智能監(jiān)控系統(tǒng)4的正極接線端子電性導(dǎo)通，所述銅棒82的上端具有一圓臺(tái)，該圓臺(tái)側(cè)面具有螺紋，使得銅棒82可螺接于絕緣管80上端口處的內(nèi)螺紋部；所述碳棒84的下端與滑環(huán)71接觸，該銅棒82的下端與碳棒84的上端之間具有一彈性導(dǎo)電件83，該彈性導(dǎo)電件83可以是彈簧，彈性導(dǎo)電件83被夾持于銅棒82和碳棒84之間，提供一個(gè)使碳棒84向著靠近滑環(huán)71運(yùn)動(dòng)的彈性應(yīng)力。綜上，智能監(jiān)控系統(tǒng)4的正極接線端子通過(guò)導(dǎo)電螺釘81、銅棒82、彈性導(dǎo)電件83、碳棒84、滑環(huán)71、拉桿70、軸芯6與刀具3、加工工件2與負(fù)極接線端子形成導(dǎo)通回路。
[0032]通過(guò)安裝彈性導(dǎo)電件83的好處還在于該彈性導(dǎo)電件83伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度可以補(bǔ)償碳棒84磨損的長(zhǎng)度。
[0033]裝配時(shí)，先安裝固定絕緣管80于機(jī)體10內(nèi)，插入碳棒84，讓碳棒84和滑環(huán)71接觸，再插入彈性導(dǎo)電件83，最后插入銅棒82，在彈性導(dǎo)電件83的作用下，當(dāng)銅棒82被擰緊后，彈性導(dǎo)電件讓碳棒84保持靠近滑環(huán)71的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)并與滑環(huán)71帶正壓力地接觸。同時(shí)，銅棒82也封閉了絕緣管80上端，彈性導(dǎo)電件83、碳棒84在絕緣管80內(nèi)不會(huì)飛脫出來(lái)。
[0034]如圖3所示，由于碳棒84會(huì)不斷被摩損而產(chǎn)生碳肩，為了方便排出這些碳肩，在所述機(jī)體10側(cè)壁內(nèi)部設(shè)置一除塵口 90，具體地，機(jī)體10內(nèi)部位于碳棒84與滑環(huán)71的接觸位置具有一排肩腔，所述排肩腔的一側(cè)具有通往負(fù)空氣壓氣源的除塵口 90，排肩腔內(nèi)應(yīng)同時(shí)具有回風(fēng)位置與除塵口配合。具體地，當(dāng)碳肩被旋轉(zhuǎn)的滑環(huán)71拋離時(shí)候，除塵口 90提供吸力將碳肩吸走。如此，達(dá)到把碳棒磨損形成的碳肩及時(shí)的排出，避免粉末影響主軸內(nèi)部零件的目的。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于:包括， 機(jī)體； 穿接在機(jī)體內(nèi)部且與機(jī)體樞轉(zhuǎn)配合的軸芯； 設(shè)置于機(jī)體內(nèi)部的碳棒； 穿接在軸芯內(nèi)部且可與軸芯同步轉(zhuǎn)動(dòng)拉桿； 固定在拉桿上的滑環(huán)，該滑環(huán)具有與碳棒接觸并電性導(dǎo)通的端面； 智能監(jiān)控系統(tǒng)，該智能監(jiān)控系統(tǒng)的正極接線端子與碳棒電性連接，負(fù)極接線端子依次通過(guò)被加工工件、軸芯上刀具、軸芯以及拉桿與滑環(huán)電性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于:機(jī)體內(nèi)部固定有一絕緣管，碳棒穿接在絕緣管內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求2所述的具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于:絕緣管內(nèi)設(shè)置有一位于碳棒上方并與碳棒電性導(dǎo)通的彈性導(dǎo)電件、以及位于彈性導(dǎo)電件上方并與彈性導(dǎo)電件電性導(dǎo)通的銅棒，銅棒螺接在絕緣管的頂部并與智能監(jiān)控系統(tǒng)的正極接線端子電性連接，彈性導(dǎo)電件被夾持于銅棒和碳棒之間并用于提供一個(gè)使碳棒向著靠近滑環(huán)運(yùn)動(dòng)的彈性應(yīng)力。
4.如權(quán)利要求3所述的具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于:彈性導(dǎo)電件為一彈簧。
5.如權(quán)利要求1所述的具有切削加工監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電主軸，其特征在于:機(jī)體側(cè)壁上開設(shè)有一除塵口，該除塵口位于碳棒與滑環(huán)接觸部分的側(cè)方。
【文檔編號(hào)】H01R39/02GK104505682SQ201410842671
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】湯秀清, 賴燕根, 朱勝利, 張翰乾 申請(qǐng)人:廣州市昊志機(jī)電股份有限公司