专利名称：外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种外螺纹磨床两联动轴，尤其是一种外螺纹磨床上依靠电气数控系统保证其数控精度和联动误差的应用直接驱动的两联动轴(Z轴和C轴)结构。
背景技术：
现有的普通外螺纹磨床工作台直线运动的Z轴与头架主轴回转的C轴共用一个电机驱动，通过一系列的齿轮等减速变换装置实现两轴联动，其机械结构复杂，传动误差大。而现有的数控外螺纹磨床、数控丝杠磨床等磨床的工作台直线运动的Z轴一般是由伺服电机连接减速机驱动滚珠丝杆实现直线运动，而头架主轴回转的C轴一般是由伺服电机连接齿轮、蜗轮蜗杆或其它的减速机实现主轴的回转运动。尽管其Z轴和C轴联动也是由电气数控系统保证，但是其驱动环节或多或少都采用了一些机械减速装置，所以其固有的机械间隙和误差必然存在。从而也影响Z轴、C轴数控精度和联动性能。
发明内容为克服现有技术的不足之处，本实用新型提供一种外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构，它具有结构紧凑合理、传动链短、精度高等特点。本实用新型是通过以下技术方案来实现的:一种外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构，包括床身、工作台及头架体壳、直线电机、内装式力矩电机、头架主轴，其特征在于:床身与工作台及头架体壳之间通过直线导轨副连接，工作台及头架体壳通过直线电机直接驱动，实现Z轴直线运动，其中，直线电机的次级安装在床身的上面，直线电机的主级安装在工作台及头架体壳的底面，头架主轴回转运动的C轴由内装式力矩电机直接驱动，其中，内装式力矩电机转子安装在头架主轴上，内装式力矩电机定子安装在工作台及头架体壳孔内。工作台及头架体壳上配置用于全闭环反馈控制直线运动的直线光栅尺。头架主轴回转运动的C轴上配置用于全闭环反馈控制的圆光栅。本实用新型的有益效果是:本实用新型由直线电机直接驱动的工作台、内装式力矩电机直接驱动头架以及相关的控制元件等组成，其中工作台与头架体壳是一体的。其特征是:外螺纹磨床工作台直线运动的Z轴是由直线电机直接驱动，其中直线电机的次级安装在床身的上面，直线电机的主级安装在工作台的底面，并配备相应的冷却装置，床身、工作台之间通过直线导轨连接，安装直线光栅尺全闭环控制，从而实现Z轴的直接驱动。头架主轴回转运动的C轴是由内装式力矩电机直接驱动，其中电机转子安装在主轴上，电机定子安装在头架体壳孔内，并配备相应的冷却装置，通过滚动轴承支承，配备圆光栅全闭环控制，从而实现C轴的直接驱动。不论是Z轴还是C轴的驱动环节，电机到执行元件中间不增加其它的机械连接与传动环节，两轴都采用全闭环控制，直线运动轴(Z轴)和回转运动轴(C轴)的联动完全由电气数控系统保证，从而避免了机械传动环节的固有间隙和误差，既提高了 Z轴和C轴的数控精度，又改善了两轴的传动链精度。
图1是本实用新型的结构主视图；图2是本实用新型的纵向剖视图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。如图1，2所示，本实用新型的外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构，包括床身1、工作台及头架体壳2、直线电机4、内装式力矩电机9、头架主轴8，直线光栅尺6、圆光栅10等。床身I与工作台及头架体壳2之间通过直线导轨副5连接。外螺纹磨床的工作台及头架体壳2直线运动的Z轴是由直线电机4直接驱动，其中直线电机4的次级安装在床身I的上面，直线电机的主级安装在工作台2的底面，并配备相应的冷却装置和安装直线光栅尺6全闭环控制，从而实现Z轴的直接驱动。头架主轴8回转运动的C轴是由内装式力矩电机9直接驱动，其中内装式力矩电机9转子安装在主轴8上，内装式力矩电机9定子安装在工作台及头架体壳2孔内，并配备相应的冷却装置，通过滚动轴承11支承，配备圆光栅10全闭环控制，从而实现C轴的直接驱动。当机床工作时，工件7通过顶尖和拨杆连接与头架主轴8 (C轴)一起回转，并随着工作台2 (Z轴)一起移动，两轴通过电气数控系统控制，实现联动，配合旋转一定螺旋升角的砂轮3，从而完成外螺纹的磨削。这样就避免了机械传动环节的固有间隙和误差，简化了机床的机械机构，提高了 Z轴和C轴的数控精度及两轴的传动链精度，进而为加工超高精度的外螺纹工件和丝杠等产品提供了可能。
权利要求1.一种外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构，包括床身(I)、工作台及头架体壳(2)、直线电机(4)、内装式力矩电机(9)、头架主轴(8)，其特征在于:所述床身(I)与工作台及头架体壳(2)之间通过直线导轨副(5)连接，工作台及头架体壳(2)通过直线电机(4)直接驱动，实现Z轴直线运动，其中，直线电机(4)的次级安装在床身(I)的上面，直线电机(4)的主级安装在工作台及头架体壳(2)的底面，头架主轴(8)回转运动的C轴由内装式力矩电机(9)直接驱动，其中，内装式力矩电机(9)转子安装在头架主轴(8)上，内装式力矩电机(9)定子安装在工作台及头架体壳(2)孔内。
2.根据权利要求1所述的外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构，其特征在于:所述工作台及头架体壳(2)上配置用于全闭环反馈控制直线运动的直线光栅尺(6)。
3.根据权利要求1所述的外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构，其特征在于:所述头架主轴(8)回转运动的C轴上配置用于全闭环反馈控制的圆光栅(10)。
专利摘要本实用新型涉及一种外螺纹磨床直接驱动两联动轴结构，工作台通过直线电机直接驱动，实现Z轴直线运动，其中，直线电机的次级安装在床身的上面，直线电机的主级安装在工作台及头架体壳的底面，头架主轴回转运动的C轴由内装式力矩电机直接驱动，其中，内装式力矩电机转子安装在头架主轴上，内装式力矩电机定子安装在工作台及头架体壳孔内。本实用新型的工作台直线运动的Z轴与头架主轴回转的C轴都是由电机直接驱动，中间不增加其它的机械连接与传动环节，Z轴和C轴的联动完全由电气数控系统保证，两轴都采用全闭环控制，从而简化了机械结构，避免了机械传动环节的固有间隙和误差，提高了Z轴和C轴的数控精度和两联动轴的传动链精度。
文档编号B24B41/04GK202922391SQ20122057057
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者肖建军, 汪学栋, 项明华, 林帷杰, 厉锦敏 申请人:上海机床厂有限公司