一种径向制动卧式直驱数控转台的制作方法

1.本发明涉及机床零部件技术领域，特别是涉及一种径向制动卧式直驱数控转台。


背景技术：

2.卧式直驱数控转台主要用于数控机床的旋转坐标，也广泛应用于雷达、炮塔、陀螺仪等的转角自动控制，具有零传动、无传动误差、无传动件的磨损、精度高等显著特点，应用前景较好。
3.然而，传统卧式数控转台主要采用齿轮传动或蜗轮蜗杆传动方式，在数控转台的启动、变向或急停等情形下，会产生一定的弹性变形，并增加无益摩擦以及多余的反向间隙等问题的发生，数控转台损耗较大、制动响应效果较差。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对数控转台损耗较大、制动响应效果较差的技术问题，提供一种低损耗、制动响应灵敏的径向制动卧式直驱数控转台。
5.一种径向制动卧式直驱数控转台，该径向制动卧式直驱数控转台包括固定装置，与所述固定装置配合并转动连接的转动装置，及设置于所述转动装置与所述固定装置之间的液压制动器，所述液压制动器与压力油连通，以对所述转动装置制动，所述液压制动器包括在所述压力油作用下活动的活塞杆及与所述活塞杆螺栓连接的锥形外摩擦环，所述锥形外摩擦环的内表面为环形锥面，所述转动装置包括具有与所述环形锥面配合的制动部的尾端支撑轴；所述活塞杆用于在所述液压油作用下推动所述锥形外摩擦环靠近或远离所述尾端支撑轴的所述制动部，以实现所述环形锥面与所述尾端支撑轴的摩擦制动，或解除所述环形锥面对所述尾端支撑轴及所述转动装置的制动。
6.在其中一个实施例中，所述液压制动器包括开设有刹车油路及解刹油路的液压缸端盖、以及与所述液压缸端盖螺栓连接并设置有油腔的液压缸体，所述活塞杆的一端具有插设于所述油腔并与所述油腔的内表面滑动连接的限位盘，所述限位盘分隔所述油腔形成刹车油腔及解刹油腔，所述刹车油腔用于由所述刹车油路接入所述压力油，所述解刹油腔用于将所述压力油从所述解刹油路排出。
7.在其中一个实施例中，所述刹车油路及所述解刹油路分别用于与外部电磁阀连通，以控制所述压力油的通断及流动方向。
8.在其中一个实施例中，所述液压缸端盖通过设有的深沟球轴承与所述尾端支撑轴转动连接。
9.在其中一个实施例中，所述液压制动器还包括设置于所述液压缸体的导向卡板，所述锥形外摩擦环的外表面开设有与所述导向卡板配合的卡槽，所述导向卡板用于限定所述锥形外摩擦环的运动路径。
10.在其中一个实施例中，所述固定装置包括用于与外部电源电连接的电机定子，所述转动装置包括在通电时与所述电机定子配合产生磁场作用、用于驱动所述尾端支撑轴转
动的电机转子，以及通过设有的转台轴承与所述尾端支撑轴的所述制动部所在端驱动、用于安装并带动外部治具或工件转动的工作圆盘。
11.在其中一个实施例中，所述工作圆盘开设有用于对所述治具或工件定位的t型槽及用于插设定位销的定位孔。
12.在其中一个实施例中，所述固定装置包括与所述转台轴承配合的轴承座、壳体及盖板，所述壳体包围所述电机定子，所述壳体的一端与所述轴承座螺栓连接，所述壳体的另一端与所述液压缸端盖螺栓连接，所述盖板与所述液压缸端盖上背向所述壳体的一端螺栓连接。
13.在其中一个实施例中，所述盖板与所述液压缸端盖连接处及所述工作圆盘与所述转台轴承连接处均设置有密封机构。
14.在其中一个实施例中，所述盖板与所述液压缸端盖之间设置有编码器，用于获取并反馈所述治具或工件的角度信息。
15.实施本发明的径向制动卧式直驱数控转台，在转动装置与固定装置之间设置液压制动器，通过压力油推动活塞杆运动，进一步带动具有环形锥面的锥形外摩擦环靠近尾端支撑轴，环形锥面与尾端支撑轴摩擦配合以阻止尾端支撑轴进一步转动，进而实现对转动装置的制动；活塞杆还在压力油的推动下带动锥形外摩擦环离开尾端支撑轴，如此，环形锥面对尾端支撑轴的约束解除，从而解除对转动装置的制动，以便于转动装置有效工作，此种制动方式解决了齿轮传动或蜗轮蜗杆传动时制动面积较大，设备损耗大的问题，制动精度较高，只要环形锥面与尾端支撑轴接触即可对转动装置制动，提高了设备的制动响应速度及灵敏性。
附图说明
16.图1为本发明的一个实施例中径向制动卧式直驱数控转台的结构示意图；
17.图2为本发明的一个实施例中径向制动卧式直驱数控转台的剖面结构示意图；
18.图3为本发明的一个实施例中液压制动器的结构示意图；
19.图4为本发明的一个实施例中径向制动卧式直驱数控转台的刹车原理图；
20.图5为本发明的一个实施例中径向制动卧式直驱数控转台的解刹原理图。
具体实施方式
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
22.请结合图1与图2，本发明提供了一种径向制动卧式直驱数控转台10，该径向制动卧式直驱数控转台10包括固定装置100，与固定装置100配合并转动连接的转动装置200，及设置于转动装置200与固定装置100之间的液压制动器300，液压制动器300与压力油连通，以对转动装置200制动，液压制动器300包括在压力油作用下活动的活塞杆310及与活塞杆310螺栓连接的锥形外摩擦环320，锥形外摩擦环320的内表面为环形锥面，转动装置200包括具有与环形锥面配合的制动部211的尾端支撑轴210；活塞杆310用于在液压油作用下推
动锥形外摩擦环320靠近或远离尾端支撑轴210的制动部211，以实现环形锥面与尾端支撑轴210的摩擦制动，或解除环形锥面对尾端支撑轴210及转动装置200的制动。
23.实施本发明的径向制动卧式直驱数控转台10，在转动装置200与固定装置100之间设置液压制动器300，通过压力油推动活塞杆310运动，进一步带动具有环形锥面的锥形外摩擦环320靠近尾端支撑轴210，环形锥面与尾端支撑轴210摩擦配合以阻止尾端支撑轴210进一步转动，进而实现对转动装置200的制动；活塞杆310还在压力油的推动下带动锥形外摩擦环320离开尾端支撑轴210，如此，环形锥面对尾端支撑轴210的约束解除，从而解除对转动装置200的制动，以便于转动装置200有效工作，此种制动方式解决了齿轮传动或蜗轮蜗杆传动时制动面积较大，设备损耗大的问题，制动精度较高，只要环形锥面与尾端支撑轴210接触即可对转动装置200制动，提高了设备的制动响应速度及灵敏性。
24.固定装置100用于装设转动装置200，并驱动转动装置200工作，转动装置200用于带动外部待加工件或治具相对于刀具或磨具转动，便于在刀具或磨具的作用下获得预定图案样式或形状的工件。请再次参阅图2，一实施例中，固定装置100包括用于与外部电源电连接的电机定子110，转动装置200包括在通电时与电机定子110配合产生磁场作用、并与尾端支撑轴210螺栓连接、用于驱动尾端支撑轴210转动的电机转子220，以及通过设有的转台轴承120与尾端支撑轴210的制动部211所在端驱动、用于安装并带动外部治具或工件转动的工作圆盘230。优选的，工作圆盘230开设有用于对治具或工件定位的t型槽231及用于插设定位销的定位孔232，如此，通过定位销定位及t型螺栓将治具与工件安装在工作圆盘230上，提高了治具及工件与工作圆盘230上连接的稳定性，避免工件或治具从工作圆盘230上脱落，以提升转台加工作业的可靠性。
25.具体的，当电机定子110通入电流后，电机定子110将激发环形磁场并对置于该环形磁场的电机转子220产生磁力作用，从而使得电机转子220在环形磁场中相对于电机定子110旋转，如此，电机转子220将进一步带动尾端支撑轴210转动，尾端支撑轴210转动时通过转台轴承120带动工作圆盘230及设置在工作圆盘230上的治具或者工件转动，以便于对工件进行加工。
26.一实施例中，固定装置100包括与转台轴承120配合的轴承座130、壳体140及盖板150，壳体140包围电机定子110，壳体140的一端与轴承座130螺栓连接，壳体140的另一端与液压缸端盖330螺栓连接，盖板150与液压缸端盖330上背向壳体140的一端螺栓连接。轴承座130用于支撑转台轴承120，避免因转台轴承120晃动造成的尾端支撑轴210与工作圆盘230连接的可靠性下降问题的发生。壳体140用于将电机定子110、电机转子220、尾端支撑轴210及液压制动器300等部件封装于一体，以实现对各部件的支撑及保护。一实施例中，壳体140的底部一体式成型有机架固定板160，该机架固定板160通过螺栓与机床本体连接，以实现数控转台在机床本体上的定位安装。一实施例中，壳体140的内表面与外表面之间还敷设有冷却水路，该冷却水路的一端用于与外部冷水管连通，用于接入冷却水，该冷却水路的另一端用于排出使用后升温的冷却水，保证冷却水路中始终有足够量的冷却水对壳体140内的各部件进行降温，以利于数控转台的有效使用。
27.液压制动器300用于在压力油的作用下与尾端支撑轴210接触摩擦，以实现对尾端支撑轴210的制动，或离开尾端支撑轴210，以利于尾端支撑轴210的有效转动。请结合图2至图5，一实施例中，液压制动器300包括开设有刹车油路331及解刹油路332的液压缸端盖
330、以及与液压缸端盖330螺栓连接并设置有油腔的液压缸体340，活塞杆310的一端具有插设于油腔并与油腔的内表面滑动连接的限位盘311，该限位盘311分隔油腔形成刹车油腔341及解刹油腔342，刹车油腔341的输入端与装设在液压缸端盖330上的刹车油口333连通，用于由刹车油路331接入压力油，解刹油腔342的输出端与装设在液压缸端盖330上的解刹油口334连通，用于将压力油从解刹油路332排出。优选的，刹车油路331及解刹油路332分别用于与外部电磁阀连通，以控制压力油的通断及流动方向。
28.具体的，在数控转台的工作过程中，电磁阀控制外部油泵工作，并将压力油经由解刹油路332送入解刹油腔342内，这样一来，解刹油腔342内的油压高于刹车油腔341内的油压，活塞杆310将在解刹油腔342一侧的压力油的推动下向刹车油腔341的一侧移动，换言之，活塞杆310向靠近液压缸端盖330的方向移动，如此，锥形外摩擦环320在活塞杆310的带动下远离尾端支撑轴210的制动部211，直至环形锥面与制动部211分离，即解除对尾端支撑轴210的约束，这样，尾端支撑轴210在电机转子220的带动下持续转动，以便于驱动工作圆盘230及设置在工作圆盘230上的工件或治具转动。当需要暂停或调整数控转台时，电磁阀控制外部油泵工作，并将压力油经由刹车油路331送入刹车油腔341内，活塞杆310将在刹车油腔341一侧的压力油的推动下向解刹油腔342的一侧移动，即推动锥形外摩擦环320向靠近尾端支撑轴210的制动部211的方向移动，直至锥形外摩擦环320的环形锥面与尾端支撑轴210的制动部211接触并对制动部211产生摩擦力，当该摩擦力大于电机转子220对尾端支撑轴210的驱动力时，尾端支撑轴210即停止转动，实现对尾端支撑轴210乃至转动装置200的制动刹车。
29.需要说明的是，通过电磁阀来控制数控转台的压力油的通断及压力油的流动路径或方向属于本领域的公知常识，对于本领域的技术人员来说，在获知通过电磁阀控制压力油的流动路径的同时，必然知道本技术方案中隐含了采用相应的控制电路或控制器来实现电磁阀的动作这一信息，而本发明中采用的是市面上或领域内任意一种用于控制电磁阀动作来调整油泵输出的控制电路及相应的控制器，于此不再赘述。
30.一实施例中，液压缸端盖330通过设有的深沟球轴承170与尾端支撑轴210转动连接。深沟球轴承170既可用于承受径向载荷，也可用于承受轴向载荷，其适用于高转速甚至极高转速的运行，具有摩擦系数小、维护成本低等特点。通过在液压缸端盖330与尾端支撑轴210之间设置深沟球轴承170，实现了尾端支撑轴210在液压缸端盖330上的安装设置，以削弱尾端支撑轴210因受力不均时产生的晃动，进而保证数控转台工作的可靠性。
31.请参阅图3，一实施例中，液压制动器300还包括设置于液压缸体340的导向卡板350，例如，导向卡板350设置在液压缸体340上朝向工作圆盘230的一面，锥形外摩擦环320的外表面开设有与导向卡板350配合的卡槽321，导向卡板350用于限定锥形外摩擦环320的运动路径。具体的，当活塞杆310的限位盘311在油腔内移动并带动锥形外摩擦环320活动时，锥形外摩擦环320在卡槽321与导向卡板350的配合下始终沿着导向卡板350的长度延伸方向移动，从而避免了活塞杆310带动锥形外摩擦环320相对于锥形外摩擦环320转动的可能，提升了数控转台结构的稳定性，以利于数控转台的有效作动并延长数控转台的使用寿命。
32.一实施例中，盖板150与液压缸端盖330连接处设置有密封机构180a，工作圆盘230与转台轴承120连接处设置有密封机构180b，优选的，该密封机构180a与密封机构180b为迷
宫式密封结构，例如在液压缸端盖330上间隔开设多个密封槽，在盖板150上设置与各密封槽对应插接的多个凸缘部，通过使凸缘部对应卡设于密封槽，形成迷宫式通道，实现盖板150与液压缸端盖330的轴封连接，这样，延长了数控转台内润滑油泄露时的流动距离，且可避免环境中的灰尘经由该迷宫式通道进入壳体140的内腔，进而造成设备过度磨损的问题，以进一步延长数控转台的使用寿命。
33.一实施例中，盖板150与液压缸端盖330之间设置有编码器190，用于获取并反馈治具或工件的角度信息。具体的，编码器190通过光学原理检测治具或工件的转动信息，并将该转动信息形成数字脉冲信号，通过对该数字脉冲信号的个数进行运算，即得到电机转子220的转速。需要说明的是，在数控转台上采用编码器190来检测电机转子220的转速及控制数控转台输出端的分度角属于本领域的常用技术手段，本发明采用的是市售的任意一种可用于本发明的数控转台的编码器190，其结构原理属于本领域的公知常识，于此不再赘述。
34.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
35.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。