一種交流電主軸單元制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提出了一種交流電主軸單元，實時檢測電主軸的電流和轉(zhuǎn)速，計算出電主軸扭矩的衰減，并通過調(diào)節(jié)輸入電主軸的電流改變電主軸的轉(zhuǎn)速，對電主軸扭矩的衰減做出補償，滿足了五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床對電主軸大扭矩，低轉(zhuǎn)速的要求，在指定轉(zhuǎn)速下允許過載，克服了工件對刀具的阻力，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)動模塊和上位機(jī)，編碼器與主軸連接，用以檢測主軸轉(zhuǎn)速，電主軸單元的輸入端與驅(qū)動單元連接，驅(qū)動單元通過調(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)速計算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時，上位機(jī)向驅(qū)動單元發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)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。
技術(shù)介紹
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，其動力性能及穩(wěn)定性對高速加工起著關(guān)鍵的作用。目前國內(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)動動力源。同步電機(jī)在使用過程當(dāng)中存在失速和失磁的風(fēng)險，導(dǎo)致出現(xiàn)異步運行的故障，同時使用成本較高。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，但是加工時間過長，效率低下。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)的目的是提供一種交流電主軸單元，實現(xiàn)大扭矩，低轉(zhuǎn)速的電機(jī)驅(qū)動方式，滿足數(shù)控機(jī)床高吃刀量的要求。為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)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)相對應(yīng)的帶有繞組的定子(3)，還包括編碼器(5)、驅(qū)動模塊和上位機(jī)(7)，所述編碼器(5)與主軸(2)連接，用以檢測主軸(2)轉(zhuǎn)速，所述電主軸單元的輸入端與驅(qū)動單元(6)連接，所述驅(qū)動單元(6)通過調(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)速計算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時，上位機(jī)(7)向驅(qū)動單元(6)發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。進(jìn)一步的，所述驅(qū)動單元(6)還包括電流檢測器(61)和變頻器(62)，所述電流檢測器(61)檢測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。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)為倒圓錐形開口，所述前軸承座(8)套接于夾具連接口(11)之上。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。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)個密封圈，所述密封圈套接于環(huán)形凹陷部之上。進(jìn)一步的，所述殼體(1)周側(cè)上還設(shè)置有數(shù)個環(huán)形水槽(15)。本技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果:1、本技術(shù)實時檢測電主軸⑵的電流和轉(zhuǎn)速，計算出電主軸⑵扭矩的衰減，并通過調(diào)節(jié)輸入電主軸(2)的電流改變電主軸(2)的轉(zhuǎn)速，對電主軸(2)扭矩的衰減做出補償，滿足了五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床對電主軸(2)大扭矩，低轉(zhuǎn)速的要求，在指定轉(zhuǎn)速下允許過載，克服了工件對刀具的阻力，適于吃刀量較深的重切削、研磨等工作。2、本技術(shù)結(jié)構(gòu)緊湊，夾具連接口(11)為倒圓錐形開口保證夾具的穩(wěn)定性，防止夾具在工作過程中脫落，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)在工作過程當(dāng)中的防水性，不會受到冷卻油霧的侵入，增加了電主軸單元的可靠性?！靖綀D說明】為了更清楚地說明本技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本技術(shù)實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。主要元件符號說明:殼體(1)主軸⑵定子(3)轉(zhuǎn)子(4)編碼器(5)驅(qū)動單元(6)電流檢測器(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)【具體實施方式】下面將結(jié)合本技術(shù)實施例中的附圖，對本技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒炯夹g(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術(shù)保護(hù)的范圍。如圖一所示的本實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。編碼器(5)安裝于主軸(2)的尾部，用以檢測主軸⑵轉(zhuǎn)速。電機(jī)的輸入端與驅(qū)動單元(6)連接，驅(qū)動單元(6)通過調(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)速計算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時，上位機(jī)(7)向驅(qū)動單元(6)發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。優(yōu)選的，驅(qū)動單元(6)包括電流檢測器(61)和變頻器(62)，電流檢測器(61)測量電機(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)過整流、濾波、逆變之后進(jìn)行變頻，改變主軸⑵的轉(zhuǎn)速。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，用以檢測主軸(2)轉(zhuǎn)速。電主軸單元的輸入端與驅(qū)動單元(6)連接，驅(qū)動單元(6)通過調(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)速計算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時，上位機(jī)(7)向驅(qū)動單元(6)發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。本技術(shù)同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果:1、本技術(shù)實時檢測電主軸⑵的電流和轉(zhuǎn)速，計算出電主軸⑵扭矩的衰減，并通過調(diào)節(jié)輸入電主軸(2)的電流改變電主軸(2)的轉(zhuǎn)速，對電主軸(2)扭矩的衰減做出補償，滿足了五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床對電主軸(2)大扭矩，低轉(zhuǎn)速的要求，在指定轉(zhuǎn)速下允許過載，克服了工件對刀具的阻力，適于吃刀量較深的重切削、研磨等工作。2、本技術(shù)結(jié)構(gòu)緊湊，夾具連接口(11)為倒圓錐形開口保證夾具的穩(wěn)定性，防止夾具在工作過程中脫落、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)在工作過程當(dāng)中的防水性，不會受到冷卻油霧的侵入，增加了電主軸單元的可靠性。以上所述僅為本技術(shù)的較佳實施例而已，并不用以限制本技術(shù)，凡在本技術(shù)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)包本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
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)動模塊和上位機(jī)(7)，所述編碼器(5)與主軸(2)連接，用以檢測主軸(2)轉(zhuǎn)速，所述電主軸單元的輸入端與驅(qū)動單元(6)連接，所述驅(qū)動單元(6)通過調(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)速計算出電主軸單元的扭矩，當(dāng)扭矩出現(xiàn)衰減時，上位機(jī)(7)向驅(qū)動單元(6)發(fā)出指令加大輸入電主軸單元的電流。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄒技軍，
申請(專利權(quán))人：上海嘉準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31