专利名称：线切割机床用步进电机分度头装置的制作方法
技术领域：
本发明线切割机床用步进电机分度头装置涉及通过步进电机带动分度头箱体内的蜗杆蜗轮轴运转后而带动安装在蜗轮轴上的三爪卡盘运转的分度头装置领域。
背景技术：
当工件被夹装在线切割机床用步 进电机分度头的三爪卡盘内进行线切割加工时，需要通过步进电机、联轴器带动分度头箱体内的蜗杆、蜗轮轴转动，从而可以带动安装在蜗轮轴上的三爪卡盘内的被加工工件转动，因此，就需要设计实用可靠的线切割机床步进电机分度头装置及步进电机功率放大电路。
发明内容
本发明目的是提供一种线切割机床用步进电机分度头装置，通过所提供的步进电机分度头功率放大电路和分度头装置，可对夹装在分度头的三爪卡盘上的工件进行分度线切割加工。线切割机床用步进电机分度头装置，由步进电机、联轴器、电机连接板、蜗杆右轴承、轴承套、分度头箱体、蜗杆、蜗轮、蜗轮轴、蜗杆左轴承、左轴承挡盖、后轴承座、后轴承、后轴承挡盖、前轴承座、前轴承、前轴承挡盖和三爪卡盘组成，联轴器套装在步进电机输出轴和蜗杆右端之间，步进电机安装在电机连接板上，电机连接板安装在分度头箱体右侧壁上，左右轴向地安装在分度头箱体内的蜗杆右部安装在轴承套内的蜗杆右轴承内，蜗杆左部安装在蜗杆左轴承内，轴承套和蜗杆左轴承分别安装在分度头箱体的右侧壁内和左侧壁内，左轴承盖板轴向地压接在蜗杆左轴承上；蜗杆与蜗轮轴上的蜗轮啮合，前后轴向地穿入在分度头箱体内的蜗轮轴的后端和前部分别穿装在后轴承内和前轴承内，前轴承位于前轴承座内，后轴承位于后轴承座内，在安装有前轴承座和后轴承座的分度头箱体的前部外侧壁处和后部外侧壁处，分别安装有前轴承挡盖和后轴承挡盖；三爪卡盘安装在蜗轮轴前端。步进电机由变压器全桥整流电路提供+12伏直流电压，由步进电机功率放大电路将输入脉冲电压转变为步进电机三相线圈内的直流电流。变压器全桥整流电路的变压器初级输入端为220伏交流电压，变压器次级两端分别连接在由4个二极管组成的整流桥路的A、B两端，整流桥路的C、D两端分别连接在滤波电容器C两端，给步进电机功率放大电路提供+12电压。步进电机A相线圈!T1 一端与直流电源正极相连接,A相线圈!T1另一端与线圈限流保护电阻R3 —端相连接，线圈限流保护电阻R3另一端与场效应管Q1源极相连接，场效应管Q1漏极连接到直流电源负极接地端；A相输入电阻R1 —端连接到A相脉冲电压输入端，A相输入电阻R1另一端连接到场效应管Q1栅极和分流电阻R2 —端，分流电阻R2另一端连接到场效应管Q1漏极并且连接到直流电源负极接地端，发光二极管L1正极连接到直流电源正极，发光二极管L1负极与发光二极管保护电阻R4 —端相连接，发光二极管保护电阻R4另一端连接在线圈限流保护电阻R3另一端和场效应管Q1源极之间，反向保护二极管D1的负极连接在直流电源正极上，反向保护二极管D1的正极连接在线圈限流保护电阻R3另一端和场效应管Q1源极之间。步进电机B相线圈r2 —端与直流电源正极相连接,B相线圈r2另一端与线圈限流保护电阻R7 一端相连接，线圈限流保护电阻R7另一端与场效应管Q2源极相连接，场效应管Q2漏极连接到直流电源负极接地端，B相输入电阻R5 —端连接到B相脉冲电压输入端，B相输入电阻R5另一端连接到场效应管Q2栅极和分流电阻R6 —端，分流电阻R6另一端连接到场效应管Q2漏极并且连接到直流电源负极接地端，发光二极管L2正极连接到直流电源正极，发光二极管L2负极与发光二极管保护电阻R8 —端相连接，发光二极管保护电阻R8另一端连接在线圈限流保护电阻R7另一端和场效应管Q2源极之间，反向保护二极管D2的负极连接在直流电源正极上，反向保护二极管D2的正极连接在线圈限流保护电阻R7另一端和场效应管Q2源极之间；同样，步进电机C相线圈r3—端与直流电源正极相连接，C相线圈r3另一端与线圈限流保护电阻R11 —端相连接，线圈限流保护电阻R11另一端与场效应管Q3源极相连接， 场效应管Q3漏极连接到直流电源负极接地端，C相输入电阻R9 —端连接到C相脉冲电压输入端，C相输入电阻R9另一端连接到场效应管Q3栅极和分流电阻Rltl —端，分流电阻Rltl另一端连接到场效应管Q3漏极并且连接到直流电源负极接地端，发光二极管L3正极连接到直流电源正极，发光二极管L3负极与发光二极管保护电阻R12 —端相连接，发光二极管保护电阻R12另一端连接在线圈限流保护电阻R11另一端和场效应管Q3源极之间，反向保护二极管D3的负极连接在直流电源正极上，反向保护二极管D3的正极连接在线圈限流保护电阻R11另一端和场效应管Q3源极之间。线切割机床用步进电机分度头装置放置在线切割机床上拖板上，安装在线切割机床用步进电机分度头的三爪卡盘中的被加工工件可旋转地位于上线架和下线架之间，按照对工件加工形状要求，由运行钥丝对旋转工件进行切割加工，具体说明如下本线切割机床用步进电机分度头装置中所使用的步进电机为三相步进电机，即步进电机有三相线圈，所述步进电机三相线圈的公共端为直流电源正极端，所提供的全桥整流后的输出直流电压为+12伏，其单相六拍通电顺序为A相一AB相一B相一BC相一C相一CA相，然后反回到A相继续循环通电，具体地说开始时A相场效应管Ql栅极接受到计算机经输入电阻Rl输入的高电平脉冲电压信号时，此时步进电机被锁着不转，当AB相同接收到输入高电平脉冲电压信号时，步进电机轴旋转1.5°，然后，在B相单独输入高电平脉冲电压信号时，步进电机轴又旋转1.5°，继而BC相同时接收到输入高电平脉冲电压信号后，再旋转I. 5°，接着，C相单独接收到输入高电平脉冲电压信号后，步进电机轴又旋转I. 5°，最后，CA相同时接收到输入高电平脉冲电压信号后，又使步进电机轴旋转I. 5°，上述六拍完成后，再循环进行下一个六拍工作状态，当计算机先后发送来240个高电平脉冲电压信号后，则可使步进电机轴旋转一圈360°，旋转的步进电机轴通过联轴器带动蜗杆旋转，蜗杆又使与其啮合的蜗轮按减速比减速旋转，则蜗轮带动其蜗轮轴旋转，最后使安装在蜗轮轴端部的三爪卡盘旋转，从而可使三爪卡盘内夹装的工件旋转，以达到所需加工被切割的工件形状。本线切割机床用步进电机分度头装置可根据用户需要单独出售，配合线切割机床对工件进行所需切割形状的加工，运行精密可靠，步进电机转矩为2. 156牛顿 米，对步进电机各相线圈均有反向二极管进行保护，发光二极管和发光二极管保护电阻组成的串联电路，并联在各相线圈和对应的限流保护电阻组成的串联电路两端，其发光二极管不断闪亮发光，可指示步进电机各相正常工作状态，蜗杆与蜗轮啮合运行可靠，加工精度高，且分度头的机械运行主体均被密闭地安装在分度头箱体中，防尘效果好。
图I :为变压器全桥直流电源整流电路。图2 :为步进电机功率放大电路。图3 :为线切割机床用步进电机分度头装置三维分解安装结构示意图。
具体实施例方式参见图1，在变压器全桥直流电源整流电路中，电源变压器初级输入端连接220伏交流电源，变压器次级两端连接在由4个二极管组成的全波整流桥路的A、B两端，整流桥路的C、D两端分别连接在滤波电容器C两端，滤波电容器C为电解电容器，给步进电机功率放大电路提供+12伏直流电压。参见图2，步进电机I为三相步进电机，在步进电机I功率放大电路中，步进电机I的A相线圈rpB相线圈r2和C相三相线圈r3它们的一端均与直流电源正极相连接,所述的A相线圈ri、B相线圈r2和C相线圈r3它们的另一端分别与对应的线圈限流保护电阻R3、R7和R11它们的一端相连接，所述的线圈限流保护电阻R3、R7和R11它们的另一端分别与它们对应的场效应管Q1A2和Q3的源极相连接；步进电机I的A相、B相和C相它们各自的输入电阻R3、R5和R9的一端分别对应地连接到A相、B相和C相它们各自的脉冲电压输入端，所述的输入电阻R3、R5和R9它们的另一端分别对应地连接到所述的场效应管Q1A2和Q3的栅极及分流电阻R2、R6和Rltl它们的一端，所述的分流电阻R2、R6和Rltl它们的另一端以及所述的场效应管Qp Q2和Q3它们的漏极均与直流电源负极接地端相连接；步进电机I的A相、B相和C相它们对应的发光二极管U、L2和L3各自的正极分别与直流电源正极相连接，所述的发光二极管U、L2和L3它们的负极分别与其各自的发光二极管限流保护电阻R4、R8和R12的一端相连接，所述的发光二极管限流保护电阻R4、R8和R12它们的另一端分别与所述的线圈限流保护电阻R3、R7和R11它们的另一端相连接；步进电机I的A相、B相和C相它们各自的反向保护二极管DpD2和D3的负极均连接到直流电源正极，所述的反向保护二极管DpD2和D3它们的正极分别与所述的线圈限流保护电阻R3、R7和R11它们的另一端以及所述的场效应管Qp Q2和Q3它们各自对应的源极相连接。所述的三相的步进电机I的直流电源正极电源电压为+12伏，直流电源负极接地端的电源电压为0伏。参见图3，线切割机床用步进电机分度头装置，由步进电机I、联轴器2、电机连接板3、蜗杆右轴承4、轴承套5、分度头箱体6、蜗杆7、蜗轮8、蜗轮轴9、蜗杆左轴承10、左轴承挡盖U、后轴承座12、后轴承13、后轴承挡盖14、前轴承座15、前轴承16、前轴承挡盖17和三爪卡盘18组成，联轴器2套装在步进电机I输出轴和蜗杆7右端之间，步进电机I安装在电机连接板3上，电机连接板3安装在分度头箱体6右侧壁上，左右轴向地安装在分度头箱体6内的蜗杆7右部安装在轴承套5内的蜗杆右轴承4内，蜗杆7左部安装在蜗杆左轴承10内，轴承套5和蜗杆左轴承10分别安装在分度头箱体6的右侧壁内和左侧壁内，左轴承盖板11轴向地压接在蜗杆左轴承10上；蜗杆7与蜗轮轴9上的蜗轮8啮合，前后轴向地穿入在分度头箱体6内的蜗轮轴9的后端和前部分别穿装在后轴承13内和前轴承16内，前轴承16位于前轴承座15内，后轴承13位于后轴承座12内，在安装有前轴承座15和后轴承座12的分度头箱体6的前部外侧壁处和后部外侧壁处，分别安装有前轴承挡盖17和后轴承挡盖14 ;三爪卡盘18安装在蜗轮轴9前端。步进电机I通过步进电机螺钉安装在电机连接板3上，电机连接板3通过电机连接板螺钉安装在分度头箱体6右侧壁外部处；左轴承挡盖11通过左轴承挡盖螺钉安装在分度头箱体6左侧壁外部处；后轴承挡盖14和前轴承挡盖17分别通过后轴承挡盖螺钉和前轴承挡盖螺钉安装在分度头箱6的后侧壁外部处和前侧壁外部处。分度头箱体6为空心长方形壳体，在分度头箱体6左、右两侧壁上分别开有蜗杆左轴承10安装座和轴承套5安装座，在分度头箱体6前、后两侧壁上分别开有前轴承座15安装座和后轴承座12安装座。
权利要求
1.线切割机床用步进电机分度头装置，由步进电机(I)、联轴器(2)、电机连接板(3)、蜗杆右轴承(4)、轴承套(5)、分度头箱体(6)、蜗杆(7)、蜗轮(8)、蜗轮轴(9)、蜗杆左轴承(10)、左轴承挡盖(11)、后轴承座(12)、后轴承(13)、后轴承挡盖(14)、前轴承座(15)、前轴承(16)、前轴承挡盖(17)和三爪卡盘(18)组成，其特征在于联轴器(2)套装在步进电机(I)输出轴和蜗杆(7)右端之间，步进电机(I)安装在电机连接板(3)上，电机连接板(3)安装在分度头箱体(6)右侧壁上，左右轴向地安装在分度头箱体￠)内的蜗杆(7)右部安装在轴承套(5)内的蜗杆右轴承⑷内，蜗杆(7)左部安装在蜗杆左轴承(10)内，轴承套(5)和蜗杆左轴承(10)分别安装在分度头箱体(6)的右侧壁内和左侧壁内，左轴承盖板(11)轴向地压接在蜗杆左轴承(10)上；蜗杆(7)与蜗轮轴(9)上的蜗轮⑶啮合，前后轴向地穿入在分度头箱体￠)内的蜗轮轴(9)的后端和前部分别穿装在后轴承(13)内和前轴承(16)内，前轴承(16)位于前轴承座(15)内，后轴承(13)位于后轴承座(12)内，在安装有前轴承座(15)和后轴承座(12)的分度头箱体(6)的前部外侧壁处和后部外侧壁处，分别安装有前轴承挡盖(17)和后轴承挡盖(14);三爪卡盘(18)安装在蜗轮轴(9)前端。
2.根据权利要求I所述线切割机床用步进电机分度头装置，步进电机(I)为三相步进电机，其特征在于在步进电机⑴功率放大电路中，步进电机⑴的A相线圈B相线圈r2和C相线圈r3它们的一端均与直流电源正极相连接,所述的A相线圈1^、B相线圈r2和C相线圈r3它们的另一端分别与对应的线圈限流保护电阻R3、R7和R11它们的一端相连接，所述的线圈限流保护电阻R3、R7和R11它们的另一端分别与它们对应的场效应管Q1A2和Q3的源极相连接；步进电机(I)的A相、B相和C相它们各自的输入电阻R3、R5和R9的一端分别对应地连接到A相、B相和C相它们各自的脉冲电压输入端，所述的输入电阻R3、R5和R9它们的另一端分别对应地连接到所述的场效应管Q1A2和Q3的栅极及分流电阻R2、R6和Rw它们的一端，所述的分流电阻R2、R6和Rltl它们的另一端以及所述的场效应管Qp Q2和Q3它们的漏极均与直流电源负极接地端相连接；步进电机(I)的A相、B相和C相它们对应的发光二极管U、L2和L3各自的正极分别与直流电源正极相连接，所述的发光二极管LpL2和L3它们的负极分别与其各自的发光二极管限流保护电阻R4、R8和R12的一端相连接，所述的发光二极管限流保护电阻R4、R8和R12它们的另一端分别与所述的线圈限流保护电阻R3、R7和R11它们的另一端相连接；步进电机⑴的A相、B相和C相它们各自的反向保护二极管DpD2和D3的负极均连接到直流电源正极，所述的反向保护二极管DpD2和D3它们的正极分别与所述的线圈限流保护电阻R3、R7和R11它们的另一端以及所述的场效应管Qp Q2和Q3它们各自对应的源极相连接。
3.根据权利要求I所述线切割机床用步进电机分度头装置，其特征在于步进电机(I)通过步进电机螺钉安装在电机连接板(3)上，电机连接板(3)通过电机连接板螺钉安装在分度头箱体(6)右侧壁外部处；左轴承挡盖(11)通过左轴承挡盖螺钉安装在分度头箱体(6)左侧壁外部处；后轴承挡盖(14)和前轴承挡盖(17)分别通过后轴承挡盖螺钉和前轴承挡盖螺钉安装在分度头箱体￠)的后侧壁外部处和前侧壁外部处。
4.根据权利要求I所述线切割机床用步进电机分度头装置，其特征在于分度头箱体(6)为空心长方体壳体,在分度头箱体(6)左、右两侧壁上分别开有蜗杆左轴承(10)安装座和轴承套(5)安装座，在分度头箱体(6)前、后两侧壁上分别开有前轴承座(15)安装座和后轴承座(12)安装座。
5.根据权利要求I所述线切割机床用步进电机分度头装置，其特征在于所述的步进电机(I)的直流电源正极电源电压为+12伏，直流电源负极接地端的电源电压为O伏。
全文摘要
线切割机床用步进电机分度头的三相步进电机(1)通过联轴器(2)与蜗杆(7)相连接，装有步进电机(1)的电机连接板(3)安装在分度头箱体(6)右侧壁上，装在分度头箱体(6)内的蜗杆(7)左、右部分别安装在蜗杆左轴承(10)和轴承套(5)内的蜗杆右轴承(4)内，蜗杆(7)与蜗轮轴(9)上的蜗轮(8)啮合，前后轴向地穿装在分度头箱体(6)内的蜗轮轴(9)分别穿装在后轴承(13)内和前轴承(16)内，在前轴承座(15)和后轴承座(12)外侧分别装有前轴承挡盖(17)和后轴承挡盖(14)；三爪卡盘(18)安装在蜗轮轴(9)前端。线切割机床用步进电机分度头装置加工精度高，防尘好。
文档编号B23Q5/22GK102717292SQ20121021099
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者丁成才, 李伟 申请人:曹善书