精密数控电火花成型机的c轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种精密数控电火花成型机的C轴。
【背景技术】
[0002]现有技术中的精密数控电火花成型机具有X、Y、Z三个基础坐标。其中，机床传递切削力的主轴轴线为ζ坐标，现有技术中的C轴为绕Ζ轴轴线方向作旋转运动的轴。
[0003]现有技术中精密数控电火花成型机的C轴结构如图1，由输入部分，连接部分，输出部分组成。输入部分由编码器1、直流伺服电机2和谐波齿轮减速器3组成。连接部分为联轴节4。输出部分为主轴5。自动卡头6与主轴5连接，加工电极与自动卡头6通过拉丁和基准块连接实现放电加工。自动卡头6与市场上的常用的3R系列精密自动卡头或ER0WA系列精密自动卡头可互换。
[0004]中国专利CN 101590551Α，公开日期2009-12-2，公开了《电火花成形机的C轴组件》，该电火花成形机的C轴组件输入部分由伺服电机、编码器，减速器和连接板组成。连接部分是联轴节。输出部分包括主轴。电极卡头为专用件，该电极卡头与市场上的常用的3R系列自动卡头和ER0WA系列自动卡头无法互换，自动化程度低。
[0005]现有技术中的精密数控电火花成型机的C轴有以下缺点:
[0006]1.编码器装配在直流伺服电机上，以半闭环方式同时检测速度和位置。间接测量执行部件的实际位置，反馈信号来自直流伺服电机，不能纠正机械传动系统各部分误差对执行部件定位精度产生的影响，因此，C轴各项运动精度比较低。
[0007]2.谐波齿轮减速器的角度转动误差比较大，使输出的运动精度比较差(角度转动误差< 0.5分，传动比1:100) ο
【实用新型内容】
[0008]为了克服现有的精密数控电火花成型机的C轴精度较低的不足，本实用新型提供了一种精密数控电火花成型机的C轴，以提高C轴的运动精度。
[0009]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种精密数控电火花成型机的C轴，包括依次连接的输入部分、连接部分和输出部分，该输入部分包括驱动电机和用于检测驱动电机转动速度的速度检测单元，该输出部分包括主轴和用于直接检测主轴实际位置的位置检测单元。
[0010]进一步地，该输入部分还包括减速器，该驱动电机的输出轴与该减速器的输入轴连接。
[0011]进一步地，该减速器为两级同步带传动减速器，该两级同步带传动减速器包括第一同步带减速器和第二同步带减速器，驱动电机的输出轴与该第一同步带减速器的输入轴连接，该第一同步带减速器的输出轴与该第二同步带减速器的输入轴连接，该第二同步带减速器的输出轴与该连接部分连接。
[0012]进一步地，该速度检测单元为速度编码器，该驱动电机为交流伺服电机。
[0013]进一步地，该连接部分为联轴节，该联轴节的一端与该减速器的输出轴连接。
[0014]进一步地，主轴的一端与联轴节的另一端相连，该位置检测单元套设在主轴外部。
[0015]进一步地，该精密数控电火花成型机的C轴还包括自动卡头，该自动卡头与主轴的另一端连接。
[0016]进一步地，该位置检测单元为位置编码器。
[0017]本实用新型的有益效果是，通过设置用于直接检测主轴实际位置的位置检测单元，能够通过位置检测单元直接测量和反馈主轴的实际位置，使机械传动系统各部分的误差都包含在反馈控制环路内，而主轴的定位精度主要取决于位置检测单元的测量误差，这样即可实现提高C轴运动精度的目的。
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1为现有技术中精密数控电火花成型机的C轴的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型精密数控电火花成型机的C轴实施例的结构示意图；
[0021]图3为本实用新型精密数控电火花成型机的C轴全闭环伺服系统框图。
[0022]图中附图标记:1、速度检测单元；2、驱动电机；3、减速器；4、联轴节；5、检测单元；
6、主轴；7、自动卡头。
【具体实施方式】
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0024]如图2所示，本实用新型实施例提供了一种精密数控电火花成型机的C轴，该精密数控电火花成型机的C轴包括依次连接的输入部分、连接部分和输出部分。该输入部分包括驱动电机2和用于检测驱动电机2转动速度的速度检测单元1，该输出部分包括主轴6和用于直接检测主轴6实际位置的位置检测单元5。
[0025]通过设置用于直接检测主轴6实际位置的位置检测单元5，能够通过位置检测单元5直接测量和反馈主轴6的实际位置，使机械传动系统各部分的误差都包含在反馈控制环路内，而主轴6的定位精度主要取决于位置检测单元5的测量误差，这样即可实现提高C轴运动精度的目的。
[0026]具体地，该输入部分还包括减速器3，该驱动电机2的输出轴与该减速器3的输入轴连接。本实用新型实施例中的该速度检测单元1为速度编码器，该驱动电机2为交流伺服电机，该减速器3为两级同步带传动减速器。该两级同步带传动减速器包括第一同步带减速器和第二同步带减速器，该驱动电机2的输出轴与第一同步带减速器的输入轴连接，该第一同步带减速器的输出轴与第二同步带减速器的输入轴连接，而该第二同步带减速器的输出轴与连接部分连接。
[0027]本实用新型实施例中两级同步带传动减速器的齿形选型是横截面为半圆弧齿的齿形，型号为3MR或PGGT，皮带轮面具有横向等距齿的环形传动带，同步带轮轮齿面和同步带齿形完全一致。这种齿形的啮合可实现接近无间隙传动，反向间隙趋向于零，相应的定位精度、定位偏差、重复定位精度值变小。从而大大提高了 C轴精度。采用同步带传动，同步带可以利用中间挠性件，靠摩擦力啮合在主动轴和从动轴间传递旋转运动和动力，齿形啮合使两者之间无相对滑动，从而达到圆周速度的同步。而且同步带具有传动比恒定，传动比大，结构紧凑等优点，并且由于同步带薄、轻而且抗拉强度高，带速比较高，传递的功率大，效率高。本实用新型实施例中的两级同步带传动传动比和谐波齿轮传动比接近一致，当然本实用新型并不限于上述传动比，在不同情况下，可以根据不同的输出选择不同的传动比。
[0028]优选地，本实用新型实施例中的该连接部分为联轴节4，该联轴节4的一端与该减速器3的输出轴连接，该联轴节4的另一端与输出部分连接。
[0029]如图2所示，本实用新型实施例中的输出部分由位置检测单元5和主轴6组成。主轴6的一端与联轴节4的另一端相连，该位置检测单元5套设在主轴6外部。需要说明的是，本实用新型实施例中的位置检测单元5为位置编码器。
[0030]进一步地，该精密数控电火花成型机的C轴还包括自动卡头7，该自动卡头7与主轴6的另一端通过拉丁和基准块连接实现放电加工。并且本实用新型实施例中的自动卡头7与市场上常用的3R系列精密自动卡头和ER0WA系列精密自动卡头可以互换，自动化程度尚ο
[0031]应用本实用新型实施例中的精密数控电火花成型机的C轴工作时，如图3所示，来自CNC装置(计算机数字控制机床)的位置指令和速度编码器的速度信号共同发送至位置控制模块，位置控制模块产生的位置控制信号与位置编码器的位置信号共同发送至伺服驱动电路中并驱动伺服电机转动，伺服电机在转动过程中，速度编码器随时采集伺服电机的转动速度信息并反馈。伺服电机转动时，能够驱动主轴6带动执行元件运动，在主轴6运动时，位置编码器可以随时采集主轴6的位置信息并反馈。
[0032]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:通过设置用于直接检测主轴实际位置的位置检测单元，能够通过位置检测单元直接测量和反馈主轴的实际位置，使机械传动系统各部分的误差都包含在反馈控制环路内，而主轴的定位精度主要取决于位置检测单元的测量误差，这样即可实现提高C轴运动精度的目的。
[0033]将输入部分、连接部分和输出部分模块化，能够简化装配和维修周期，更容易保证C轴精度。
[0034]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种精密数控电火花成型机的C轴，其特征在于，包括依次连接的输入部分、连接部分和输出部分，该输入部分包括驱动电机⑵和用于检测驱动电机⑵转动速度的速度检测单元(1)，该输出部分包括主轴(6)和用于直接检测主轴(6)实际位置的位置检测单元(5)。2.根据权利要求1所述的精密数控电火花成型机的C轴，其特征在于，该输入部分还包括减速器(3)，该驱动电机⑵的输出轴与该减速器(3)的输入轴连接。3.根据权利要求2所述的精密数控电火花成型机的C轴，其特征在于，该减速器(3)为两级同步带传动减速器，该两级同步带传动减速器包括第一同步带减速器和第二同步带减速器，驱动电机(2)的输出轴与该第一同步带减速器的输入轴连接，该第一同步带减速器的输出轴与该第二同步带减速器的输入轴连接，该第二同步带减速器的输出轴与该连接部分连接。4.根据权利要求1所述的精密数控电火花成型机的C轴，其特征在于，该速度检测单元(1)为速度编码器，该驱动电机(2)为交流伺服电机。5.根据权利要求2所述的精密数控电火花成型机的C轴，其特征在于，该连接部分为联轴节(4)，该联轴节(4)的一端与该减速器(3)的输出轴连接。6.根据权利要求5所述的精密数控电火花成型机的C轴，其特征在于，主轴(6)的一端与联轴节(4)的另一端相连，该位置检测单元(5)套设在主轴(6)外部。7.根据权利要求1所述的精密数控电火花成型机的C轴，其特征在于，该精密数控电火花成型机的C轴还包括自动卡头(7)，该自动卡头(7)与主轴￠)的另一端连接。8.根据权利要求1所述的精密数控电火花成型机的C轴，其特征在于，该位置检测单元(5)为位置编码器。
【专利摘要】本实用新型提供了一种精密数控电火花成型机的C轴，包括依次连接的输入部分、连接部分和输出部分，该输入部分包括驱动电机和用于检测驱动电机转动速度的速度检测单元，该输出部分包括主轴和用于直接检测主轴实际位置的位置检测单元。本实用新型的有益效果是，通过设置用于直接检测主轴实际位置的位置检测单元，能够通过位置检测单元直接测量和反馈主轴的实际位置，使机械传动系统各部分的误差都包含在反馈控制环路内，而主轴的定位精度主要取决于位置检测单元的测量误差，这样即可实现提高C轴运动精度的目的。
【IPC分类】B23H7/26
【公开号】CN205074629
【申请号】CN201520817720
【发明人】陈国达, 屈东兴
【申请人】北京阿奇夏米尔工业电子有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月21日