[发明专利]由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的双摆铣头

说明书

技术领域

本发明属于机床领域，具体为一种由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的具有A，C两个旋转自由度并且A轴可自动交换的双摆铣头，它是与三轴驱动的加工中心联合使用的组合结构。

背景技术

目前，作为五轴联动加工机床的核心部件双摆铣头其驱动方式主要是普通电机机械传动链驱动和外转子力矩电机驱动。机械传动一般有齿轮传动和涡轮蜗杆传动，其特点是传动扭矩较大，但由于高副的存在，间隙不可避免，尽管现有的技术可以再一定程度上消隙，然而由于磨损的存在，其精度必然难以保证。而外转子力矩电机驱动方式虽然可以弥补间隙的补足，实现无间隙传动，然而其扭矩相对较低，而且定子装在转子的内部，不利于散热。为了定子散热而采用的冷却套和配油环接触，使冷却功率一部分损耗在液压油发热和密封圈摩擦发热上来，对力矩电机定子的冷却效果下降。电机的输出扭矩与定子铁心和绕组的大小有直接的联系，与同体积的外转子力矩电机相比，内转子力矩电机有铁心和绕组绕线空间。因此，采用内转子力矩电机驱动的双摆铣头是至关重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的可交换A轴的AC轴双摆铣头，解决传统机械传动的双摆头由于中间的传动环节过多导致的附加转动惯量大、传动有间隙、安装复杂等问题。

本发明的技术方案是：

一种由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的双摆铣头，该双摆铣头通过端齿盘分为上下两部分，上部分为可绕垂直轴旋转的C轴；下部分为可绕垂直轴摆动的A轴，A轴、C轴分别通过可交换接口连接。

所述的由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的双摆铣头，C轴设有两个联合驱动的内转子力矩电机，两个交流永磁同步内转子力矩电机的转子与心轴固定，心轴与C轴底座由止口定位并连接；心轴内部为配油环，配油环外圈为固定件，配油环外圈连接于端盖上，端盖固定在外壁上；配油环内圈连接固定在C轴底座上，配油环内圈与心轴同轴；C轴下部的交流永磁同步内转子力矩电机定子通过连接件安装在外壁上，C轴上部的交流永磁同步内转子力矩电机定子连接到端盖上；心轴与配油环外圈之间有滚子支撑，配油环内圈与外圈之间设有滚子支撑。

所述的由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的双摆铣头，C轴底座与外壁通过转台轴承连接，转台轴承带有可对C轴运行角度进行检测的角度传感器。

所述的由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的双摆铣头，端盖顶部装有C轴旋转的限位机构，C轴限位机构为平行滑道式限位块，C轴限位机构的中心设有限位器中心轴，限位器中心轴开有上下贯通滑块上下滑动的矩形槽；滑块一端设有圆柱型凸台，该凸台与限位器外壳内壁的环形槽配合，限位器外壳内壁的环形槽平行，相邻环形槽由带有圆角的螺旋槽连通；限位器中心轴连接到配油环的旋转部分，滑块另一端在限位器中心轴的环形槽中为间隙配合，限位器外壳固定在端盖上；两个无触点开关通过开在限位器外壳的上下两个孔安装在限位器外壳上，位置对应限位器外壳上两个相邻平行的环形槽。

所述的由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的双摆铣头，A轴装有电主轴的主轴箱与两个支撑轴：右支撑轴和左支撑轴连接，右支撑轴的两端通过轴承与A轴箱体连接，左支撑轴的两端通过轴承与A轴箱体连接；A轴动力源为内转子力矩电机，内转子力矩电机的内转子通过连接件与左支撑轴相连，内转子力矩电机的定子通过连接件与A轴箱体相连；A轴配油内环和A轴配油外环连接固定在A轴箱体上左支撑轴的内外两侧，主轴箱的油路通过左支撑轴、A轴配油内环和A轴配油外环通入A轴箱体，连接到液压快换接头上。

所述的由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的双摆铣头，右支撑轴安装有测量角度的角度编码器。

所述的由交流永磁同步内转子力矩电机驱动的双摆铣头，可交换接口包括电气快换接头和液压快换接头，其中：

电气快换接头设有电气快换接头母、调整环节、紧定螺钉、电气快换接头公、上隔圈、上盖板、下盖板、下隔圈，下隔圈固定在A轴箱体上，电气快换接头公安装到下隔圈相应的圆孔中，下盖板固定在下隔圈上，下盖板与电气快换接头公卡接；紧定螺钉固定在下盖板上，与电气快换接头公顶触；上隔圈连接到C轴底座上，上盖板固定在上隔圈上，上隔圈与上盖板之间结合位置设有调整环节；

液压快换接头设有液压快换接头公、液压快换接头母和液压拉爪，液压快换接头公直接安装在C轴底座上，液压快换接头母直接安装在A轴箱体上，液压快换接头公与液压快换接头母为插装配合结构；液压拉爪设有拉爪部分和被拉件拉钉，拉爪部分固定在C轴，被拉件拉钉固定在A轴，拉爪部分的一端与被拉件拉钉伸出端为配合结构，拉爪部分另一端连有拉钉套。