一种电主轴式力矩电机驱动a/c双摆角数控万能铣头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头，用于实现数控机床领域复杂型面的五轴联动加工需求。
【背景技术】
[0002]传统结构中的双摆角数控万能铣头，通过传动机构实现铣头的驱动。动力源通常采用伺服电机，中间传动环节采用齿轮传动、同步带传动或蜗轮蜗杆式传动。在这种传统方案中，虽然成本较低，但对于齿轮、同步带轮或蜗轮蜗杆的加工精度要求较高；而且由于中间传动环节的存在，产生了转动惯量、弹性形变、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损，久而久之使得双摆角数控万能铣头系统的精度和稳定性下降。此外，本就复杂的机械传动结构再加上为消除传动间隙而采取的机械设施，使传动结构更加复杂。因为有传动间隙的存在，使其定位精度不会很高，满足不了更高加工精度的要求，降低了加工质量。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0005]一种电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头，其特征是:包括安装在摆动体内装夹刀具的主轴和支撑主轴单元的A轴组件，A轴组件部分包括左箱体、右箱体与连接体组成的支撑框架以及驱动主轴单元摆动的A轴力矩电机;A轴力矩电机包括转子和定子，转子装在摆动体的支撑轴上，定子安装在箱体上；A轴组件作为一个整体单元固定于C轴部件力矩电机的转子上；A轴传动机构整体安装在叉形摆动体中，采用外转子式力矩电机直接驱动A轴摆动；力矩电机外转子与A轴摆动体利用高刚性的连接机构联接在一起，采用高刚性的交叉圆柱滚子轴承单元支撑；C轴驱动力矩电机安装在滑枕内部，采用外转子式力矩电机直接驱动C轴旋转；力矩电机外转子与C轴联接体利用高刚性的连接机构联接在一起，采用高刚性推力/向心圆柱滚子轴承单元支撑；(:轴力矩电机带动铣头绕C轴转动，A轴力矩电机带动铣头绕A轴摆动，电主轴随摆动体在水平面内转动、随摆动体在垂直面内摆动。
[0006]根据所述的电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头，其特征是:在C轴部件上部，装有随C轴旋转的套筒，套筒内部为主运动传动轴，套筒外部装有气/液分配器和导电滑环，气/液分配器和导电滑环的转子随套筒旋转，气/液分配器和导电滑环的定子与滑枕固定，控制铣头动作的电、液、气的输入端与滑枕固定，输出端随铣头C轴正反向无限制旋转；所述的A轴摆动极限位置设有软限位保护装置;A、C轴力矩电机外转子的液压制动机构通过液压缸壁通油变形，摩擦抱死A、C轴力矩电机外转子，锁定A、C轴。
[0007]根据所述的电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头，其特征是:A、C轴力矩电机内定子中集成温度监测传感器，设计有循环水冷散热结构。
[0008]根据所述的电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头，其特征是:A轴绝对式角度编码器与摆动体直联，实现全闭环位置反馈；C轴绝对式角度编码器集成在推力向心球轴承上，实现全闭环位置反馈。
[0009]本实用新型提供了一种电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头，其工作方式为:c轴力矩电机带动铣头绕C轴转动，其回转角度为nx360° ;A轴力矩电机带动铣头绕A轴摆动，摆动角度±110° ;A、C轴固定角度由力矩电机外壁的液压夹紧环通过液压力来实现；本实用新型通过A、C两个方向的复合运动，同时配合电主轴的主运动，最终完成工件复杂型面的加工。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型双摆角数控万能铣头的结构示意图。
[0011]图2为本实用新型双摆角数控万能铣头的内部结构示意图。
[0012]附图中:1、导电滑环；2、C轴力矩电机；3、滑枕体；4、连接体；5、右箱体；6、摆动体；7、A轴力矩电机；8、电主轴；9、A轴力矩电机；10、左箱体;A:A轴部件；C:C轴部件。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明:
[0014]本实用新型电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头特别适合作为动力头配置于数控机床，提高数控机床的配置，广泛应用于高速精加工，如航空航天、高速轨道列车等行业的销合金、钛合金、耐高温合金和复合材料等高强度轻质材料零件。
[0015]本实用新型电主轴式力矩电机驱动A/C双摆角数控万能铣头如图1所示，包括安装在摆动体6内装夹刀具的主轴和支撑主轴单元的A轴组件，该部分包括左、右箱体与连接体4组成的支撑框架以及驱动主轴单元摆动的A轴力矩电机7、9，A轴力矩电机包括转子和定子，转子装在摆动体6的支撑轴上，定子安装在箱体上。A轴组件作为一个整体单元固定于C轴部件力矩电机的转子上；C轴导电滑环I可以使C轴nx360°无限旋转。
[0016]本实用新型主体方案采用A/C双摆角铣头与滑枕一体化结构，C轴驱动力矩电机安装在滑枕内部。主运动采用电主轴单元实现，A/C轴均采用力矩电机直接驱动。电主轴8既可随叉形体在水平面内转动(即:绕数控机床Z轴旋转的C轴)，也可随摆动体6在垂直面内摆动(即:当C轴处于零位时，绕数控机床X轴旋转的A轴)。配置在各种高速多轴联动数控机床上后，上述A/C两个旋转轴与数控机床的X/Y/Z三个直线轴，在数控系统的控制下就能够实现五轴联动。
[0017]在C轴部件上部，装有随C轴旋转的套筒，套筒内部为主运动传动轴，套筒外部装有气/液分配器和导电滑环1，气/液分配器和导电滑环I的转子随套筒旋转，气/液分配器和导电滑环I的定子与滑枕固定，使控制铣头动作的电、液、气的输入端与滑枕固定，输出端随铣头C轴正反向无限制旋转；配置在各种高速多轴