一种一体式轻量化高精度回转轴系的制作方法

本实用新型涉及机械回转机构技术领域，具体来说，涉及一种一体式轻量化高精度回转轴系。

背景技术：

回转轴系在工业生产中有广泛运用，是各种机械设备重要的组成部分。然而在很多场合，随着"节能环保"成为了越来越广泛关注的话题，轻量化也广泛应用到大部分高精度机械设备中。目前大部分机械回转机构主要包括回转轴、驱动电机、回转轴承、电机转子座、电机定子座以及轴承座组成，常用的连接方式是回转轴承安装在轴承座中，回转轴承直接和轴配合连接，电机分为电子转子和电机定子，电机转子和电机定子分别安装在电机转子座和电机定子座上，电机转子座和电机定子座又分别与回转主轴和固定框架连接。这样的连接方式导致轴系很长，因为这样的连接方式需要各零部件横向布置，这就需要有足够空间布置轴承和电机，安装空间一旦增大，整个固定框架也将增大，框架现在一般都是铸铁或者铸铝材料，整个框架自重就比较大；如果为了减轻结构自重，框架材料采用铸造镁合金，总重量会有所减少；考虑到框架是设备主要支撑零件，若不计成本，采用铸造镁合金，则有望将整体重量减轻到期望范围内，目前单件生产铸造镁合金的市场报价不低于1500元/kg。

如果成本因为可以忽略，但是设备要求放置在一个空间有限的区域，并且对轻量化有特殊要求，那么上述的设计原理就有明显缺陷，基于该背景下，发明了一种一体式轻量化高精度回转轴系，该轴系能够很好的解决上述所述设备缺陷，且不影响设备的高精度要求。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种一体式轻量化高精度回转轴系，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种一体式轻量化高精度回转轴系，包括固定框架，所述固定框架内连接有回转主轴，所述固定框架的外圈连接有电机定子，所述电机定子连接有电刷，所述固定框架的内圈连接有电机转子，所述电机转子连接有一体式转子座，所述一体式转子座内安装有一对回转轴承，右侧所述回转轴承的轴承内圈固定连接有固定框架，右侧所述回转轴承的轴承外圈与所述回转主轴连接，左侧所述回转轴承的轴承内圈通过固定框架限位，左侧所述回转轴承的轴承外圈通过所述一体式转子座限位，所述固定框架上设有螺钉机械接口。

进一步的，所述电机定子通过螺钉与所述固定框架连接。

进一步的，所述回转轴承为背对背角接触轴承。

进一步的，两个所述回转轴承的内圈之间连接有轴承内隔圈，两个所述回转轴承的外圈之间连接有轴承外隔圈。

进一步的，右侧所述回转轴承的轴承内圈通过锁紧螺母与所述固定框架连接。

进一步的，所述固定框架连接有防尘盖板，所述固定框架通过螺钉与所述防尘盖板连接，且所述防尘盖板与所述回转主轴动连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型采取一体式的电机和轴承对回转轴系进行驱动和回转，有效的避免了普通轴系按照分体设计思路，导致整个回转轴系质量重、体积大等缺陷。本实用新型的电机转子与轴承的同时回转，并带动轴一起运动回转，保证回转轴系的高精度，本实用新型的回转轴系具有质量轻、体积小、精度高的特点，回转轴系精度能够达到3角秒以内。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的一体式轻量化高精度回转轴系的三维图；

图2是图1的剖视图；

图中：1、固定框架；2、电机定子；3、电刷；4、防尘盖板；5、电机转子；6、一体式转子座；7、锁紧螺母；8、回转主轴；9、回转轴承；10、轴承内隔圈；11、轴承外隔圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，根据本实用新型实施例所述的一种一体式轻量化高精度回转轴系，包括固定框架1，所述固定框架1内连接有回转主轴8，所述固定框架1的外圈连接有电机定子2，所述电机定子2连接有电刷3，所述固定框架1的内圈连接有电机转子5，所述电机转子5连接有一体式转子座6，所述一体式转子座6内安装有一对回转轴承9，右侧所述回转轴承9的轴承内圈固定连接有固定框架1，右侧所述回转轴承9的轴承外圈与所述回转主轴8连接，左侧所述回转轴承9的轴承内圈通过固定框架1限位，左侧所述回转轴承9的轴承外圈通过所述一体式转子座6限位，所述固定框架1上设有螺钉机械接口。

在一具体实施例中，所述电机定子2通过螺钉与所述固定框架1连接。

在一具体实施例中，所述回转轴承9为背对背角接触轴承。

在一具体实施例中，两个所述回转轴承9的内圈之间连接有轴承内隔圈10，两个所述回转轴承9的外圈之间连接有轴承外隔圈11。

在一具体实施例中，右侧所述回转轴承9的轴承内圈通过锁紧螺母7与所述固定框架1连接。

在一具体实施例中，所述固定框架1连接有防尘盖板4，所述固定框架1通过螺钉与所述防尘盖板4连接，且所述防尘盖板4与所述回转主轴8动连接。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

根据本实用新型所述的一体式轻量化高精度回转轴系，包括固定框架1，固定框架1是回转轴系其它重要零部件的承载载体，一体式轻量化高精度回转轴系保留了与外部良好的接口接口，通过螺钉连接的；本实用新型还包括，电机定子2、电机转子5和电刷3，本实用新型电机定子2和电刷3布置于外圈，和固定框架1螺纹连接；电子转子布置于内圈；回转轴承9选用一对背对背的角接触轴承，回转轴承9和回转主轴8连接，相当于一个轴承端盖，通过电机的驱动实现整个轴系的高精度回转。

其中，一体式转子座6既可以作为电机转子5的转子座，也可以作为回转轴承9的轴承座，回转轴承9采用一对背对背角接触轴承，考虑该回转轴系是高精度轴系，回转轴承9两端均被约束，限制轴承的平移自由度，一端通过回转主轴8和锁紧螺母7限制回转轴承9的自由度，一端通过一体式转子座6和固定框架1限制回转轴承9的自由度，具体装配位置可以通过轴承外隔圈11和轴承内隔圈10的配磨进行微调；回转主轴8作为轴承端盖，和回转轴承9连接在一起，回转轴承9外圈和回转主轴8一起回转；回转轴系采用防尘盖板4防止回转轴承和电机被外界环境的干扰，防尘盖板4和回转主轴8处采用动密封技术连接，防止对轴系高精度回转产生干扰。

本实用新型回转轴系回转时，将固定框架1通过预留好的螺钉机械接口连接到其它固定载体上面，整个回转轴系使能，将电机与驱动器和其它控制接口形成封闭环，发送信号给电机，系统采用由电流环、位置环控制回路组成的多环路从属结构控制方式，通过d/a转换卡控制电机驱动器的输入，电机驱动器驱动电机实现对电机的控制，保证系统的精度；驱动器安装在一电气柜中，随后电机转子5将实现回转；如图2所示，电机转子5与一体式转子座6连接，一体式转子座6里面又安装有一对背对背角接触轴承，整个回转轴承9的外圈在电机转子5的驱动下回转，带动回转主轴8一起回转，实现回转轴系的高精度找零、位置、速率、停车要求。

本实用新型可以设置自动找零模式，整个回转轴系上电后，在控制软件运行模式下选择自动找零模式，回转轴系以默认速度运动到零位，整个回转轴系处于闭环控制状态，回转轴系随时准备接收新的操作命令，回转轴系以默认速度运行到零位时，电机转子5、一体式转子座6、回转轴承9、回转主轴8将一起运动。

本实用新型可设置进入位置模式，回转轴系处于闭环控制状态下，回转轴系通过控制软件界面向回转轴系发送命令，包括回转轴系具体需要运动到的位置和速度两个参数，一般情况下，位置通过输入界面输入，速度一般默认，当进入位置模式时，电机转子5立即得到响应，随即电机转子座即一体化转子座6也将以相同速度响应，控制回转主轴8的回转，本实用新型选用的轴承为背对背角接触轴承，回转精度高、重复性好，该回转轴系角位置精度能够达到3角秒以内。

本实用新型可设置进入走角速度功能，在此模式下，驱动器主要接收两个参数命令，该命令主要通过键盘在控制软件界面上输入，输入的参数主要包括：走到指定速度过程中的角加速度、和指定角速度，当得到命令后，电机转子5迅速得到响应，回转轴承9也将以相同角加速度运动，随后回转轴承9也将带动回转主轴8一起运动，回转主轴8上面连接的是用户被测负载或者用户其它需要回转的物体，直到达到直到速率，达到用户目的。

本实用新型可实现停车功能，在此模式下，驱动器主要接收制动和加速度命令，得到制动命令后，驱动器立即响应，电机立即反向回转，以默认加速度或者指定加速度运动，直到电机转子5和回转主轴8停止回转。

本实用新型实现停车功能，在此模式下，驱动器主要接收制动和加速度命令，得到制动命令后，驱动器立即响应，电机立即反向回转，以默认加速度或者指定加速度运动，直到电机转子5和回转主轴8停止回转。

综上所述，本实用新型采取一体式的电机和轴承对回转轴系进行驱动和回转，有效的避免了普通轴系按照分体设计思路，导致整个回转轴系质量重、体积大等缺陷。本实用新型的电机转子与轴承的同时回转，并带动轴一起运动回转，保证回转轴系的高精度，本实用新型的回转轴系具有质量轻、体积小、精度高的特点，回转轴系精度能够达到3角秒以内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。