全电式摩擦焊机结构
专利汇可以提供全电式摩擦焊机结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种全电式摩擦焊机结构，属于机电类；它是由床身、 主轴 传动系统 、摩擦驱动系统所构成，其中主轴驱动采用变频 电机 ，用全伺服 变频器 控制，取消 刹车 油缸及旋转油缸，从而简化主轴传动系统结构；摩擦驱动系统采用变频电机驱动滚珠 丝杠 副，电机的旋转运动变成滚珠丝杠副 螺母 的直线运动，取消主油缸；旋转夹具采用碟 簧片 夹紧或自夹紧结构；移动夹具采用电驱动夹紧结构；从而做到取消液压系统，实现全电控制，精确控制 焊接 参数，提高焊接 质量 和效率，减少环境污染，实现绿色制造。，下面是全电式摩擦焊机结构专利的具体信息内容。
1、一种全电式摩擦焊机结构，其特征在于：在床身的左端设有 主轴传动系统，在床身的右端设有摩擦驱动系统；其中主轴传动系统 是由主轴箱、主轴、旋转夹具、空心电机、碟簧、齿形带轮、气液增 压缸、伺服变频器、旋转编码器等构成，在主轴上套设空心电机，驱 动主轴旋转，主轴前端设有旋转夹具，并装到主轴箱上，碟簧设在主 轴内，碟簧的压缩力将弹簧夹头轴向拉紧并夹紧工件A，在主轴尾端 设有齿形带轮，并利用1∶1的传动比传动到旋转编码器上，并把检 测主轴转速的信号反馈到伺服变频器；摩擦驱动系统是由移动滑台、 移动夹具、推力座、滚珠丝杠副、电机座、摩擦驱动电机、弹性联轴 器等组成，摩擦驱动电机通过弹性联轴器与滚珠丝杠副直接连接，滚 珠丝杠副的螺母设在推力座上，推力座和移动夹具安装在移动滑台 上，移动滑台在螺母的推动下前后运动，滚珠丝杠副的螺母产生的轴 向力通过推力座及推力杆作用到工件B上。
2、根据权利要求1所述的一种全电式摩擦焊机结构，其特征在 于：所说的移动夹具是由夹具体、固定V形块、移块V形块、丝杠 副、联轴器和夹紧电机所构成，其中，夹紧电机通过联轴器与丝杠副 连接，丝杠副的螺母固定在移动V形块上，螺母推动移动V形块向 固定V形块移动并夹紧工件B。
3、根据权利要求1所述的一种全电式摩擦焊机结构，其特征在 于：所说的主轴传动系统的另一种传动结构是主轴驱动电机与主轴直 联的结构，主轴驱动电机通过弹性联轴器直接与主轴尾端连接，驱动 主轴旋转，旋转编码器设在电机轴后端，旋转夹具采用自夹紧方式， 弹簧夹头与夹具体之间是锥面连接，其角度为自锁角度。
技术领域
本实用新型涉及机电类，特别涉及一种全电式摩擦焊机结构。
背景技术
实用新型内容
依据本实用新型的目的，针对现有摩擦焊机存在的缺欠，提供一 种全电式摩擦焊机结构，其技术方案是取消液压控制系统，实现全电 控制，一是主轴驱动采用变频电机，用全伺服变频器控制，主轴的快 速停止利用全伺服变频器的制动功能实现，取消离合与制动装置及杀 车油缸，从而简化主轴箱及主轴结构，降低主轴惯量，利用全伺服变 频器的速度闭环控制和位移闭环控制，比常见摩擦焊机结构更能准确 的控制主轴的旋转速度和停车时相位精度，提高焊接质量，同时从切 换控制模式的方式在一台设备上实现连续驱动焊接和惯性焊接以及 相位焊接等不同焊接方式；二是摩擦驱动部分采用变频电机驱动滚珠 丝杠副，电机的旋转运动变成滚珠丝杠副螺母的直线运动，螺母推动 移动滑台，使工件B进行轴向运动；变频电机用全伺服变频器控制， 利用全伺服变频器的转矩闭环控制实现摩擦阶段的不同轴向力的输 出，其精度高于常见的液压驱动，无压力波动等问题，实现高精度的 焊接；利用全伺服变频器的速度闭环控制和位移闭环控制，比常见结 构更能准确的控制摩擦时间和摩擦位移；三是旋转夹具采用高性能碟 簧片进行夹紧，或采用自夹紧结构，取消旋转夹具的旋转油缸，从而 主轴结构进一步简化；四是移动夹具采用电驱动夹紧方式，取消移动 夹具的夹紧油缸；通过上述四方面的改进，能够做到取消液压控制系 统，实现全电控制；
本实用新型的结构是由床身、主轴传动系统、摩擦驱动系统、移 动夹具等构成，其中主轴传动系统置于床身左端，它是由主轴箱、主 轴、空心驱动电机、旋转夹具和旋转编码器等部件组成，其中，主轴 上套空心电机，驱动主轴旋转，主轴前端安装旋转夹具，装到主轴箱 上；旋转夹具采用了弹簧夹头或夹块，利用碟簧的压缩力将弹簧夹头 轴向拉紧，从而夹紧工件A，利用气液增压缸的推力推动弹簧夹头， 从而松开工件A，主轴旋转时气液增压缸的活塞杆是与主轴脱离的， 主轴尾端安装齿形带轮，用1∶1的传动比传动到旋转编码器上，检 测主轴转速，并把转速信号反馈到伺服变频器；
主轴传动系统另一种结构是主轴驱动电机通过弹性联轴器直接 与主轴尾端连接，驱动主轴旋转，旋转编码器安装在电机轴后端，旋 转夹具采用自夹紧方式，弹簧夹头与夹具体之间是锥面连接，其角度 为自锁角度；工件A放在弹簧夹头里面后，工件B在摩擦驱动系统 的推力下推动工件A，弹簧夹头在锥面所产生的径向力的作用下夹紧 工件A，焊接结束后，移动夹具夹持焊件轴向拉出，弹簧夹头自动松 开工件A，不管采用哪一种结构，主轴的转动惯量已经减小了很多， 有利于主轴在电机的直接驱动下快速启动和停止，完全能够做到取消 液压控制系统，实现全电控制；
摩擦驱动系统置于床身的右端，它是由移动滑台、移动夹具、推 力座、滚珠丝杠副、电机座，摩擦驱动电机等部件组成，其中摩擦驱 动电机通过弹性联轴器与滚珠丝杠直接连接，滚珠丝杠副的螺母安装 在推力座上，摩擦驱动电机的旋转运动通过滚珠丝杠副变成直线运 动；推力座和移动夹具安装在移动滑台上，移动滑台在螺母的推动下 前后运动，滚珠丝杠副的螺母产生的轴向力通过推力座以及推力杆作 用到工件B上，工件B靠近工件A并进行摩擦；移动夹具采用电驱 动夹紧方式，取消移动夹具的夹紧油缸，它是由夹具体、固定V形 块、移动V形块、丝杠副、联轴器和夹紧电机组成，其中，夹紧电 机通过联轴器驱动丝杠旋转，螺母推动移动V形形块向固定V形块 移动并夹紧工件B，当夹紧力达到规定值时，夹紧电机停止并保持输 出设定转矩，保证工作时不松开。
本实用新型的优点在于：结构简单，制造容易，降低成本，能够 做到取消液压控制系统，实现全电控制；由于采用全伺服变频器的速 度闭环控制、转矩闭环控制、位移闭环控制，能够更精确的控制工件 的旋转速度及工件的停止角度、摩擦所需的轴向力、摩擦时间、摩擦 位移等摩擦焊接的主要参数，保证得到更高的摩擦焊接精度和质量， 提高了效率，解决了环境污染的问题，真正实现绿色制造。
附图说明：
图1为常见摩擦焊机结构示意图；
图2为本实用新型的主视剖视示意图；
图3为本实用新型的俯视示意图；
图4为本实用新型的主轴传动系统剖视示意图；
图5为本实用新型的另一种主轴传动系统剖视示意图；
图6为本实用新型的摩擦驱动系统结构剖视示意图；
图7为本实用新型的移动夹具结构剖视示意图。
具体实施方式：
如附图2至附图7所示，本实用新型主要是在床身1的左端设有 主轴传动系统2，在其右端设有摩擦驱动系统3及移动夹具4；其中， 主轴传动系统2是由主轴箱21、主轴22、空心电机24、旋转夹具23 和旋转编码器28等部件组成，如附图4所示，其中，主轴22上套有 空心电机24，驱动主轴旋转，主轴前端设有旋转夹具23，并装到主 轴箱21上；旋转夹具采用了弹簧夹头或夹块，利用碟簧25的压缩力 将弹簧夹头轴向拉紧，从而夹紧工件，利用气液增压缸27的推力推 动弹簧夹头，从而松开工件A，主轴旋转时气液增压缸27的活塞杆 是与主轴22脱离的，主轴尾端安装齿形带轮26，用1∶1的传动比 传动到旋转编码器28上，检测主轴转速，并把转速信号反馈到伺服 变频器；
主轴传动系统另一种结构是主轴驱动电机202与主轴22为直联 结构，如附图5所示，主轴驱动电机202通过弹性联轴器201直接与 主轴22尾端连接，驱动主轴旋转，旋转编码器28安装在电机轴后端， 旋转夹具23采用自夹紧方式，弹簧夹头与夹具体之间是锥面连接， 其角度为自锁角度；工件A放在弹簧夹头里面后，工件B在摩擦驱 动系统的推力下推动工件A，弹簧夹头在锥面所产生的经向力的作用 下夹紧工件A，焊接结束后，移动夹具夹持焊件轴向拉出，弹簧夹头 自动松开工件A；不管采用哪种结构，主轴的转动惯量已减少很多， 实现全电控制；
摩擦驱动系统3置于床身1的右端，如附图6所示，它是由移动 滑台31、移动夹具4、推力座33、滚珠丝杠副34、电机座35、弹性 联轴器36、摩擦驱动电机37、螺母38、推力杆32等部件构成，其 中摩擦驱动电机37通过弹性联轴器36与滚珠丝杠34直接连接，滚 珠丝杠副的螺母38安装在推力座33上，摩擦驱动电机37的旋转运 动通过滚珠丝杠副34变成直线运动；推力座33和移动夹具4安装在 移动滑台31上，移动滑台31在螺母38的推动下前后运动，滚珠丝 杠副的螺母产生的轴向力通过推力座以及推力杆作用到工件B上，工 件B靠近工件A并进行摩擦；移动夹具4是由夹具体41、固定V 形块42、移动V形块43、丝杠副44、联轴器45和夹紧电机46组成， 如附图7所示，其中，夹紧电机46通过联轴器45驱动丝杠副44旋 转，螺母47推动移动V形块43向固定V形块42移动并夹紧工件B， 当夹紧力达到规定值时，夹紧电机46停止并保持输出设定转矩，保 证工作时不松开。
如附图2及附图3所示，当工作时，旋转夹具夹紧工件A，主轴 传动系统带工件A旋转，移动夹具夹紧工件B，摩擦驱动系统带动工 件B从原位向工件A移动，当工件A与工件B接触摩擦，生热达到 一定温度时，主轴快速停止旋转，摩擦驱动系统轴向施加顶锻力并保 压，焊接结束后旋转夹具松开工件A，移动夹具夹持焊件退到原位， 松开焊件并取出，焊接过程结束。
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