一種交流電主軸單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的主軸單元，具體涉及一種應(yīng)用于五軸刀具磨床的交流電主軸單元。
【背景技術(shù)】
[0002]高速數(shù)控機(jī)床(CNC)是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向之一，高速數(shù)控機(jī)床的工作性能，首先取決于交流電主軸單元的性能，數(shù)控機(jī)床交流電主軸單元影響加工系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性及應(yīng)用范圍，其動(dòng)力性能及穩(wěn)定性對(duì)高速加工起著關(guān)鍵的作用。
[0003]目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)的電主軸一般采用同步電機(jī)或異步電機(jī)作為主軸的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源。同步電機(jī)在使用過(guò)程當(dāng)中存在失速和失磁的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致出現(xiàn)異步運(yùn)行的故障，同時(shí)使用成本較高。異步電機(jī)則采用提高轉(zhuǎn)速的方式克服其低扭矩和低吃刀量不足，但是加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種交流電主軸單元，實(shí)現(xiàn)大扭矩，低轉(zhuǎn)速的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，滿足數(shù)控機(jī)床高吃刀量的要求。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型一方面提供了一種交流電主軸單元包括殼體(1)，以及設(shè)置于殼體(1)之內(nèi)的主軸(2)，主軸(2)的兩端套接有前軸承座(8)和后軸承座(9)，主軸(2)的中間套接有轉(zhuǎn)子(4)，殼體(1)內(nèi)還設(shè)置有與轉(zhuǎn)子(4)相對(duì)應(yīng)的帶有繞組的定子
(3)，還包括編碼器(5)、驅(qū)動(dòng)模塊和上位機(jī)(7)，所述編碼器(5)與主軸(2)連接，用以檢測(cè)主軸(2)轉(zhuǎn)速，所述電主軸單元的輸入端與驅(qū)動(dòng)單元(6)連接，所述驅(qū)動(dòng)單元(6)通過(guò)調(diào)整輸入電主軸單元的電流大小改變主軸(2)的轉(zhuǎn)速，所述上位機(jī)(7)與驅(qū)動(dòng)單元(6)連接，所述上位機(jī)(7)根據(jù)電主軸單元的電流和主軸(2)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時(shí)，上位機(jī)(7)向驅(qū)動(dòng)單元(6)發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。
[0006]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)單元(6)還包括電流檢測(cè)器(61)和變頻器(62)，所述電流檢測(cè)器(61)檢測(cè)電主軸單元的電流大小，所述變頻器(62)用以改變?yōu)殡娭鬏S單元供電的交流電頻率。
[0007]進(jìn)一步的，所述主軸(2)前端具有一夾具連接口(11)，所述夾具連接口(11)為倒圓錐形開(kāi)口，所述前軸承座(8)套接于夾具連接口(11)之上。
[0008]進(jìn)一步的，還包括前軸承端座(10)和前軸承上蓋(12)，所述前軸承端座(10)與前軸承座(8)連接，所述前軸承上蓋(12)與前軸承座(8)連接，所述前軸承端座(10)和前軸承上蓋(12)上還分別設(shè)置有多個(gè)環(huán)形凹陷部和環(huán)形凸起部，所述環(huán)形凹陷部和環(huán)形凸起部構(gòu)成迷宮式防護(hù)空腔(13)，所述前軸承座(8)上蓋上設(shè)置有環(huán)狀導(dǎo)流孔(14)，所述導(dǎo)流孔(14)與迷宮式防護(hù)空腔(13)連通。
[0009]進(jìn)一步的，所述迷宮式防護(hù)空腔(13)和前軸承上蓋(12)之間還設(shè)置有數(shù)個(gè)密封圈，所述密封圈套接于環(huán)形凹陷部之上。
[0010]進(jìn)一步的，所述殼體(1)周側(cè)上還設(shè)置有數(shù)個(gè)環(huán)形水槽(15)。
[0011]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0012]1、本實(shí)用新型實(shí)時(shí)檢測(cè)電主軸⑵的電流和轉(zhuǎn)速，計(jì)算出電主軸⑵扭矩的衰減，并通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電主軸(2)的電流改變電主軸(2)的轉(zhuǎn)速，對(duì)電主軸(2)扭矩的衰減做出補(bǔ)償，滿足了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床對(duì)電主軸(2)大扭矩，低轉(zhuǎn)速的要求，在指定轉(zhuǎn)速下允許過(guò)載，克服了工件對(duì)刀具的阻力，適于吃刀量較深的重切削、研磨等工作。
[0013]2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，夾具連接口(11)為倒圓錐形開(kāi)口保證夾具的穩(wěn)定性，防止夾具在工作過(guò)程中脫落，前軸承端座(10)和前軸承上蓋(12)采用迷宮型防護(hù)，主軸(2)殼體(1)上設(shè)置有環(huán)形水槽(15)，保證了主軸(2)在工作過(guò)程當(dāng)中的防水性，不會(huì)受到冷卻油霧的侵入，增加了電主軸單元的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0016]主要元件符號(hào)說(shuō)明:
[0017]殼體(1)主軸⑵定子(3)轉(zhuǎn)子(4)編碼器(5)驅(qū)動(dòng)單元(6)電流檢測(cè)器(61)變頻器￠2)上位機(jī)(7)前軸承座(8)后軸承座(9)前軸承端座(10)夾具連接口(11)前軸承上蓋(12)迷宮式防護(hù)空腔(13)導(dǎo)流孔(14)環(huán)形水槽(15)
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]如圖一所示的本實(shí)施例的一種交流電主軸單元，包括大扭矩低轉(zhuǎn)速的異步交流電機(jī)和主軸(2)。所述電機(jī)包括組裝于殼體(1)之上的帶有繞組的定子(3)、轉(zhuǎn)子(4)、編碼器(5)、驅(qū)動(dòng)單元(6)等組件。轉(zhuǎn)子(4)采用轉(zhuǎn)子(4)中空結(jié)構(gòu)，其中空結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)貼滿永磁體，轉(zhuǎn)子(4)套接固定于主軸(2)之上與主軸(2) —起轉(zhuǎn)動(dòng)。編碼器(5)安裝于主軸(2)的尾部，用以檢測(cè)主軸⑵轉(zhuǎn)速。電機(jī)的輸入端與驅(qū)動(dòng)單元(6)連接，驅(qū)動(dòng)單元(6)通過(guò)調(diào)整輸入電主軸單元的電流大小改變主軸(2)的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)單元(6)連接有上位機(jī)(7)，上位機(jī)(7)根據(jù)電主軸單元的電流和主軸(2)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時(shí)，上位機(jī)(7)向驅(qū)動(dòng)單元(6)發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。
[0020]優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)單元(6)包括電流檢測(cè)器(61)和變頻器(62)，電流檢測(cè)器(61)測(cè)量電機(jī)輸入電流的大小。變頻器￠2)作為主軸(2)轉(zhuǎn)速的調(diào)速裝置，交流電接入變頻器
(62)，變頻器(62)根據(jù)上位機(jī)(7)的控制指令，經(jīng)過(guò)整流、濾波、逆變之后進(jìn)行變頻，改變主軸⑵的轉(zhuǎn)速。
[0021]主軸(2)設(shè)置于殼體(1)之內(nèi)，主軸(2)的兩端套接有前軸承座(8)和后軸承座
(9)、所述前軸承座(8)與主軸(2)的中間套接有轉(zhuǎn)子(4)，殼體(1)內(nèi)還設(shè)置有與轉(zhuǎn)子(4)相對(duì)應(yīng)的帶有繞組的定子(3)。編碼器(5)與主軸(2)連接，用以檢測(cè)主軸(2)轉(zhuǎn)速。電主軸單元的輸入端與驅(qū)動(dòng)單元(6)連接，驅(qū)動(dòng)單元(6)通過(guò)調(diào)整輸入電主軸單元的電流大小改變主軸(2)的轉(zhuǎn)速。上位機(jī)(7)與驅(qū)動(dòng)單元(6)連接，根據(jù)電主軸單元的電流和主軸
(2)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時(shí)，上位機(jī)(7)向驅(qū)動(dòng)單元(6)發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。
[0022]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0023]1、本實(shí)用新型實(shí)時(shí)檢測(cè)電主軸⑵的電流和轉(zhuǎn)速，計(jì)算出電主軸⑵扭矩的衰減，并通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電主軸(2)的電流改變電主軸(2)的轉(zhuǎn)速，對(duì)電主軸(2)扭矩的衰減做出補(bǔ)償，滿足了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床對(duì)電主軸(2)大扭矩，低轉(zhuǎn)速的要求，在指定轉(zhuǎn)速下允許過(guò)載，克服了工件對(duì)刀具的阻力，適于吃刀量較深的重切削、研磨等工作。
[0024]2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，夾具連接口(11)為倒圓錐形開(kāi)口保證夾具的穩(wěn)定性，防止夾具在工作過(guò)程中脫落、前軸承端座(10)和前軸承上蓋(12)采用迷宮型防護(hù)，主軸(2)殼體(1)上設(shè)置有環(huán)形水槽(15)，保證了主軸(2)在工作過(guò)程當(dāng)中的防水性，不會(huì)受到冷卻油霧的侵入，增加了電主軸單元的可靠性。
[0025]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種交流電主軸單元，包括殼體(1)，以及設(shè)置于殼體(1)之內(nèi)的主軸(2)，主軸(2)的兩端套接有前軸承座(8)和后軸承座(9)，主軸(2)的中間套接有轉(zhuǎn)子(4)，殼體(1)內(nèi)還設(shè)置有與轉(zhuǎn)子(4)相對(duì)應(yīng)的帶有繞組的定子(3)，其特征在于，還包括編碼器(5)、驅(qū)動(dòng)模塊和上位機(jī)(7)，所述編碼器(5)與主軸(2)連接，用以檢測(cè)主軸(2)轉(zhuǎn)速，所述電主軸單元的輸入端與驅(qū)動(dòng)單元(6)連接，所述驅(qū)動(dòng)單元(6)通過(guò)調(diào)整輸入電主軸單元的電流大小改變主軸⑵的轉(zhuǎn)速，所述上位機(jī)(7)與驅(qū)動(dòng)單元(6)連接，所述上位機(jī)(7)根據(jù)電主軸單元的電流和主軸(2)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時(shí)，上位機(jī)(7)向驅(qū)動(dòng)單元(6)發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。2.如權(quán)利要求1所述的一種交流電主軸單元，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)單元(6)還包括電流檢測(cè)器(61)和變頻器(62)，所述電流檢測(cè)器(61)檢測(cè)電主軸單元的電流大小，所述變頻器(62)用以改變?yōu)殡娭鬏S單元供電的交流電頻率。3.如權(quán)利要求1所述的一種交流電主軸單元，其特征在于，所述主軸(2)前端具有一夾具連接口(11)，所述夾具連接口(11)為倒圓錐形開(kāi)口，所述前軸承座(8)套接于夾具連接口(11)之上。4.如權(quán)利要求2所述的一種交流電主軸單元，其特征在于，所述主軸(2)還包括前軸承端座(10)和前軸承上蓋(12)，所述前軸承端座(10)與前軸承座(8)連接，所述前軸承上蓋(12)與前軸承座(8)連接，所述前軸承端座(10)和前軸承上蓋(12)上還分別設(shè)置有多個(gè)環(huán)形凹陷部和環(huán)形凸起部，所述環(huán)形凹陷部和環(huán)形凸起部構(gòu)成迷宮式防護(hù)空腔(13)，所述前軸承座(8)上蓋上設(shè)置有環(huán)狀導(dǎo)流孔(14)，所述導(dǎo)流孔(14)與迷宮式防護(hù)空腔(13)連通。5.如權(quán)利要求1所述的一種交流電主軸單元，其特征在于，所述迷宮式防護(hù)空腔(13)和前軸承上蓋(12)之間還設(shè)置有數(shù)個(gè)密封圈，所述密封圈套接于環(huán)形凹陷部之上。6.如權(quán)利要求1到5所述的任一種交流電主軸單元，其特征在于，所述殼體(1)周側(cè)上還設(shè)置有數(shù)個(gè)環(huán)形水槽(15)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種交流電主軸單元，實(shí)時(shí)檢測(cè)電主軸的電流和轉(zhuǎn)速，計(jì)算出電主軸扭矩的衰減，并通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電主軸的電流改變電主軸的轉(zhuǎn)速，對(duì)電主軸扭矩的衰減做出補(bǔ)償，滿足了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床對(duì)電主軸大扭矩，低轉(zhuǎn)速的要求，在指定轉(zhuǎn)速下允許過(guò)載，克服了工件對(duì)刀具的阻力，適于吃刀量較深的重切削、研磨等工作，包括殼體，以及設(shè)置于殼體之內(nèi)的主軸，主軸的兩端套接有前軸承座和后軸承座，編碼器、驅(qū)動(dòng)模塊和上位機(jī)，編碼器與主軸連接，用以檢測(cè)主軸轉(zhuǎn)速，電主軸單元的輸入端與驅(qū)動(dòng)單元連接，驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)調(diào)整輸入電主軸單元的電流大小改變主軸的轉(zhuǎn)速，上位機(jī)與驅(qū)動(dòng)單元連接，上位機(jī)根據(jù)電主軸單元的電流和主軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時(shí)，上位機(jī)向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。
【IPC分類】B23Q5/10, B24B47/12, B24B41/04, B23B19/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205032743
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520644340
【發(fā)明人】鄒技軍
【申請(qǐng)人】上海嘉準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日