专利名称：一种铣床自动进给装置的制作方法
技术领域：
本发明属于机械加工设备领域，特别是一种带动铣床工作台丝杠转动的铣床自动进给装置。
背景技术：
目前铣床实现工作台自动进给装置有三种方式，一是采用普通电机加变速箱(俗称机械式)通过齿轮传动带动工作台丝杠转动，实现工作台的进给，这种方式制造成本高， 操作繁琐，可靠性地，不能实现无级调速；二是采用有刷交直流两用电机加减速器的机电一体化结构(俗称电子式)，通过齿轮传动带动工作台丝杠转动，实现工作台的进给，这种传动方式可实现无级调速，操作简单，但由于电机存在碳刷及换向器导致电机的使用寿命短，从而导致整个进给装置的使用成本较高；三是采用低速无刷直流电机直接驱动工作台丝杠 (俗称直驱式)，这种方式既结构简单，又可实现无级调速，而使用寿命及可靠性都很高，但由于省掉了减速机构，从而导致低速大切削加工时进给无力或不能加工，只适用于轻切削加工，适用范围小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理，安装方便，操作直观简单，可靠性高，使用寿命长，噪音低、力矩大、转速高、运行平稳的智能化的铣床自动进给装置。本发明解决上述技术问题采用的技术方案是一种铣床自动进给装置，其包括有高速无刷直流电机、数码控制箱和行程开关，数码控制箱通过线缆与行程开关相连接，其特征在于所述高速无刷直流电机固定于铣床工作台侧端面，与铣床丝杠连接，其包括有机座、机壳、定子、杯形转子和与杯形转子相连接的行星减速器；所述定子由定子铁心和安放在定子铁心槽内的三相定子绕组及位置传感器以及与定子铁心相连的定子套组成，三相定子绕组及位置传感器通过引出线缆与数码控制箱连接，定子通过定子套内壁的轴承与杯形转子相连接，并通过定子套端部的螺纹连接固定于机座上；所述杯形转子由转子杯盖、转子壳及粘在其内壁上的永久磁钢组成，转子杯盖通过螺钉与转子壳进行连接，杯形转子罩于定子之外，转子杯盖的内圈轴套通过轴承与定子相连接；所述行星减速器由一个中心轮、三个行星轮、一个行星支架和一个内齿圈组成，中心轮通过螺钉固定于杯形转子的转子杯盖上，三个行星轮通过轴承及行星轮轴固定于行星支架上，并均勻分布；行星支架通过轴承与机壳连接，并通过内孔上的键与铣床丝杠连接，驱动丝杠带动工作台移动，内齿圈直接固定于机壳内壁上。本发明所述机壳外侧套有刻度盘，刻度盘通过锁紧螺母固定于行星支架上。本发明所述的数码控制箱由控制盒、操作显示面板、电机驱动板、显示控制板，后盖板组成，通过连接螺钉固定于机壳的底角上，并通过后盖板上的引出线缆分别与高速无刷直流电机及行程开关相连接。
本发明所述的行程开关为无接触式接近开关，由开关支架、感应开关、永久磁钢、 行程块组成，通过线缆与数码控制箱相连。本发明所述高速无刷直流电机与数码控制箱为一整体部件。本发明所述转子壳的内侧粘有一圈永久磁钢。本发明采用上述组成结构，对照现有技术，本发明铣床智能型数码式自动进给装置，是一款新型铣床动力进给机构(俗称走刀器)，用于铣床自动进给。通过数码控制箱内的微电脑程序智能控制电机实现不同的运转状态，并可将电机的转速、进给线速度以及进给距离通过操作显示面板上方的数码显示窗口直接显示出来，便于操作者实时了解目前的加工状态；在加工上避免了直驱式走刀器低速加工无力现象，在任何转速下电机都会根据不同的负荷给出相应的扭矩直至最大扭矩；本发明由于采用微电脑智能控制，使电机的扭矩输出自动随负载的变化而变化，从而避免了带减速走刀器的低速加工时扭矩过大而导致的逼刀及齿轮寿命短的现象；由于采用了微电脑控制，便于与机床系统实现无缝对接；由于采用了无刷直流电机和无碰触式接近开关，使整个装置的可靠性和使用寿命得到了大大提高，避免了前三代走刀器可靠性差、寿命短、维修麻烦等缺陷。本发明主要用于铣床工作台在X、Y、Z三个坐标方向上的工作运动，实现正反换向和无级调速及可视化操作，可完全替代传统机械式走刀器、电子走刀器以及直驱式走刀器， 是铣床从整体型向分立单元化发展的一次革命性创新，具有体积小、噪音低、力矩大、转速高、安装方便、操作直观简单、机构紧凑、外形美观、运行平稳等特点，仅需按压相应的功能按键就可实现各种功能，符合人机工程学要求。本发明主要使用于高速万能摇臂铣床、钻镗床、小型磨床及专用机床等设备。其供电系统采用独立的供电方式，由单相交流电通过整流稳压后变为36V人体安全电压供电， 从而避免操作工人操作不当导致触电事故发生。本发明既保留了带减速器走刀器低速加工扭矩大的特点，又保留了直驱式走刀器无刷直流电机可靠新高、使用寿命长的优点。由于本装置采用无刷直流电机和微电脑智能控制以及无碰触式行程开关，从而降低了装置的故障率，减少了维修成本，大大提高了生产效率和生产成本。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1本发明组成结构示意图。图2是本发明高速无刷直流电机的结构示意图。图3是本发明行程开关的组成结构示意图。图中的标号是1.高速无刷直流电机，11.机座，12.机壳，13.杯形转子，131.转子壳，132.永久磁钢，133.转子杯盖，14.行星减速器，141.内齿圈，142.行星轮，143.弹性挡圈，144.行星轮轴，145.行星支架，146.中心轮，15.锁紧螺母，16.刻度盘，17.定子， 171.定子铁心，172.三相定子绕组及位置传感器，173.定子套，18.螺母，2.数码控制箱， 3.行程开关，31.开关支架，32.感应开关，33.永久磁钢，34.行程块。
具体实施方式
从图1中可以看出，一种铣床自动进给装置，其包括有高速无刷直流电机1、数码控制箱2和行程开关3，数码控制箱2通过线缆与行程开关3相连接。从图1、图2中可以看出，所述高速无刷直流电机1固定于铣床工作台侧端面，与铣床丝杠连接，其包括有机座11、机壳12、定子17、杯形转子13和与杯形转子相连接的行星减速器14 ；所述定子17由定子铁心171和安放在定子铁心槽内的三相定子绕组及位置传感器172以及与定子铁心171相连的定子套173组成，三相定子绕组及位置传感器172通过引出线缆与数码控制箱2连接，整个定子17通过定子套173内壁的轴承与杯形转子13相连接，并通过定子套173端部的螺纹和螺母18连接固定于机座11上；所述杯形转子13由转子杯盖133、转子壳131及粘在其内壁上的永久磁钢132组成，转子杯盖133通过螺钉与转子壳131进行连接，杯形转子13通过转子杯盖133上的空心轴和定子套173内的轴承相连接，杯形转子13罩于定子17之外，转子杯盖133的内圈轴套通过轴承与定子17相连接； 所述转子壳131的内侧粘有一圈永久磁钢132。所述行星减速器14由一个中心轮146、三个行星轮142、一个行星支架145和一个内齿圈141组成，中心轮146通过螺钉固定于杯形转子13的转子杯盖133上，三个行星轮142通过轴承及行星轮轴144和弹性挡圈143固定于行星支架145上，并均勻分布；行星支架145通过轴承与机壳12连接，并通过内孔上的键与铣床丝杠连接，驱动丝杠带动工作台移动，内齿圈141直接固定于机壳12内壁上。行星减速器14与电机通过机座11和机壳12组成一整体。本发明所述机壳12外侧套有刻度盘16，刻度盘16通过锁紧螺母15固定于行星支架145上。具体是刻度盘16套在行星支架145露出机壳部分的轴上并通过其上的螺纹和锁紧螺母15固定，使刻度盘16随行星支架145的转动而转动，刻度盘16用于记录工作台行进距离，方便加工尺寸测量，从而便于操作者了解进给距离。本发明所述的数码控制箱2由控制盒、操作显示面板、电机驱动板、显示控制板， 后盖板组成，通过连接螺钉固定于机壳12的底角上，并通过后盖板上的引出线缆分别与高速无刷直流电机1及行程开关3相连接。数码控制箱2其前端放有操作显示面板，用于走刀器的转速和进给线速度的显示，后端盖板部分放有电源插座、电源开关、与电机及行程开关相连接的引出线缆及电源保险丝座和保险丝，其内部放有微电脑控制的电机驱动板、直流电源板、操作及显示控制板。数码控制箱2是由微电脑芯片根据负载大小自动调整电机的输出，以保持输出转速恒定不变且符合设定，并由显示面板直接显示电机的输出转速和输出线速度以及进给距离等参数。数码控制箱2的功能控制由传统的分离元件改为触摸式按键，增加了系统的可靠性和稳定性。本发明所述的数码控制箱是市购产品，其具体组成、 结构属于现有技术，不再赘述。本发明所述的行程开关3为无接触式接近开关，由开关支架31、感应开关32、永久磁钢33、行程块34组成，通过线缆与数码控制箱2相连，用于工作台的行程控制。如图3所示。所述的行程开关3摒弃了传统碰触式有触点开关，采用无接触式接近开关，从而增加了行程开关的可靠性和使用寿命，并简化了行程开关的结构，
本发明所述高速无刷直流电机1与数码控制箱2可为一整体部件，也可为单独的分离部件，通过线缆或无线通讯相联系。本发明的工作过程是铣床整机完成后，将丝杠上的连接键对准本发明高速无刷直流电机1内孔上的键槽靠到工作台的安装面上，然后通过机座11上的4个固定孔及连接螺钉将本发明固定于铣床工作台侧端面，然后顺序安放机床手把及轴端锁紧螺母；走刀器主体安放结束后，再安放行程开关，将开关支架31安放到机床的行程开关安装孔位上，将行程块34安放到工作台的行程块安装槽内，完成行程开关的安装；然后将行程开关的连接线与数码控制箱2上的引出线缆连接，最后将电源线连接到机床电源箱上，完成整个安装过程。使用时，打开电源开关，接通电源，供电电源为AC220V 50/60HZ。通过数码控制箱 2操作显示面板上的速度给定功能按钮设定好高速无刷直流电机的输出转速后，按动方向按钮，高速无刷直流电机开始转动，并带动机床丝杠进给，直到行程开关动作后高速无刷直流电机停止转动；此时需按动相反方向控制按钮，高速无刷直流电机反方向才能退出，如需快速退出，可按住快速移动按钮，高速无刷直流电机以最高转速带动工作台迅速退出，松开快速移动按钮，高速无刷直流电机恢复到设定速度运转；如遇紧急情况，可迅速按下停止按钮，高速无刷直流电机立即停止转动，从而避免事故发生，保障操作工人的安全。其调速范围为0460rpm。最大速度为^Orpm。最大输出钮矩为18N. M。重量为6. O kg。本发明安装方便，操作简单，是铣床最理想的自动进给装置。
权利要求
1.一种铣床自动进给装置，其包括有高速无刷直流电机、数码控制箱和行程开关，数码控制箱通过线缆与行程开关相连接，其特征在于所述高速无刷直流电机固定于铣床工作台侧端面，与铣床丝杠连接，其包括有机座、机壳、定子、杯形转子和与杯形转子相连接的行星减速器；所述定子由定子铁心和安放在定子铁心槽内的三相定子绕组及位置传感器以及与定子铁心相连的定子套组成，三相定子绕组及位置传感器通过引出线缆与数码控制箱连接，定子通过定子套内壁的轴承与杯形转子相连接，并通过定子套端部的螺纹连接固定于机座上；所述杯形转子由转子杯盖、转子壳及粘在其内壁上的永久磁钢组成，转子杯盖通过螺钉与转子壳进行连接，杯形转子罩于定子之外，转子杯盖的内圈轴套通过轴承与定子相连接；所述行星减速器由一个中心轮、三个行星轮、一个行星支架和一个内齿圈组成，中心轮通过螺钉固定于杯形转子的转子杯盖上，三个行星轮通过轴承及行星轮轴固定于行星支架上，并均勻分布；行星支架通过轴承与机壳连接，并通过内孔上的键与铣床丝杠连接，驱动丝杠带动工作台移动，内齿圈直接固定于机壳内壁上。
2.根据权利要求1所述的铣床自动进给装置，其特征在于所述机壳外侧套有刻度盘， 刻度盘通过锁紧螺母固定于行星支架上。
3.根据权利要求1所述的铣床自动进给装置，其特征在于所述的数码控制箱由控制盒、操作显示面板、电机驱动板、显示控制板，后盖板组成，通过连接螺钉固定于机壳的底角上，并通过后盖板上的引出线缆分别与高速无刷直流电机及行程开关相连接。
4.根据权利要求1所述的铣床自动进给装置，其特征在于所述的行程开关为无接触式接近开关，由开关支架、感应开关、永久磁钢、行程块组成，通过线缆与数码控制箱相连。
5.根据权利要求1所述的铣床自动进给装置，其特征在于所述高速无刷直流电机与数码控制箱为一整体部件。
6.根据权利要求1所述的铣床自动进给装置，其特征在于所述转子壳的内侧粘有一圈永久磁钢。
全文摘要
本发明涉及一种铣床自动进给装置，其包括有高速无刷直流电机、数码控制箱和行程开关，数码控制箱通过线缆与行程开关相连接，所述高速无刷直流电机包括有机座、机壳、定子、杯形转子和与杯形转子相连接的行星减速器；杯形转子带动固定在其上的行星减速器中心轮转动，从而带动行星减速器的行星支架转动，由行星支架通过键连接带动机床丝杠转动，从而驱动铣床工作台移动。通过微电脑智能控制高速无刷直流电机，通过行星减速器减速后带动机床丝杠转动，并通过无碰触式行程开关控制工作台移动的范围。本发明具有体积小、结构紧凑、噪音低、力矩大、转速高、安装方便、操作灵活简单、外形美观、运行平稳等特点。
文档编号B23Q5/22GK102198601SQ201110126588
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者史晶伟, 史玉福, 孙元平, 毕玉山, 赵继强, 郜斌 申请人:史玉福