CN210938389U - 一种高精度分度器 - Google Patents

Abstract

一种高精度分度器，包括钢球分度盘，所述钢球分度盘主要由上盘体和下盘体组成；所述下盘体固定在壳体上，在下盘体的轴心设有上滑套，在上滑套内滑动连接有芯轴，所述芯轴的一端与上盘体连接，另一端与油缸连接；所述油缸的缸体与壳体连接，油缸活塞杆的一端与芯轴同轴连接，另一端连接有离合器连接，所述离合器与步进电机滑动连接。本实用新型步进电机的转动误差被钢球分度盘修整、补偿，使低精度的驱动装置可以获得高精度的定位精度；步进电机的步进计数清零，使步进电机不再有累计误差。本实用新型结构简单、紧凑、成本低、且自动化程度高，实现了钢球分度盘1在实践中的应用。

Description

一种高精度分度器

技术领域

本实用新型涉及圆分度技术领域，尤其是涉及一种高精度分度器。

背景技术

分度器是最常用的圆分度装置，分度器的精度取决于分度精度，以凸轮分度器为例，凸轮分度器是高精度分度器，凸轮分度器的定位精度为正负30秒,最高可达正负15秒。专利号85101981.1的专利公开了一种误差自动补偿钢球分度盘，其利用上下盘体的钢球滚子进行角度定位，钢球滚子分布的越多，定位的精度就越高，定位精度最高可达正负3秒。钢球分度盘的另一个优势是没有累计误差，定位次数与定位精度无关。

这种钢球分度盘只是公开了角度的定位结构，没有公开角度定位的驱动装置。由于钢球分度盘的结构特点及工作方式，对角度定位的驱动装置要求高，传统角度定位的驱动装置难以满足其工作要求，造成钢球分度盘一直未投入实践应用。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种高精度分度器，其目的在于：通过角度定位的驱动装置，实现钢球分度盘在实践中的应用。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高精度分度器，包括钢球分度盘，所述钢球分度盘主要由上盘体和下盘体组成；所述下盘体固定在壳体上，在下盘体的轴心设有上滑套，在上滑套内滑动连接有芯轴，所述芯轴的一端与上盘体连接，另一端与油缸连接；所述油缸的缸体与壳体连接，油缸活塞杆的一端与芯轴同轴连接，另一端连接有离合器连接，所述离合器与步进电机滑动连接。

为了进一步地改进技术方案，所述壳体设有内轴肩，所述芯轴设有外轴肩，在内轴肩与外轴肩之间设置有若干蝶形弹簧和推力轴承。

为了进一步地改进技术方案，所述壳体朝向油缸的一端设有下滑套，所述芯轴朝向油缸的一端与下滑套滑动连接。

为了进一步地改进技术方案，所述壳体的外侧设置有基座，基座与下盘体连接。

为了进一步地改进技术方案，所述离合器为电磁离合器，所述步进电机连接有减速机，步进电机通过减速机与离合器连接。

为了进一步地改进技术方案，所述离合器固定连接在活塞杆远离芯轴的一端，在离合器的连接孔内设有内键槽，在减速机的减速轴上设有与内键槽对应的连接键，离合器与减速机的减速轴通过键配合滑动连接。

为了进一步地改进技术方案，离合器、步进电机、以及油缸均与控制装置连接。

为了进一步地改进技术方案，所述活塞杆与芯轴连接的一端设有外螺纹，所述芯轴设有与外螺纹对应的内螺纹，所述活塞杆与芯轴通过螺纹连接。

由于采用上述技术方案，相比背景技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型步进电机的转动误差被钢球分度盘修整、补偿，使低精度的驱动装置可以获得高精度的定位精度。步进电机的步进计数清零，使步进电机不再有累计误差，步进电机每次转动的定位精度为一次定位精度，而整体的定位精度取决于钢球分度盘的定位精度，因此，本实用新型的精确定位达到了±10秒之内的高精度，而且无累计定位误差。

本实用新型结构简单、紧凑、成本低、且自动化程度高，实现了钢球分度盘1在实践中的应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、钢球分度盘；1.1、上盘体；1.2、下盘体；1.3、上滑套；2、芯轴；3、油缸；4、离合器；5、步进电机；6、壳体；6.1、下滑套；7、蝶形弹簧；8、推力轴承；9、基座。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然说明书是结合附图对本实用新型的高精度分度器处于竖直状态时进行描述的，但是这并不妨碍本实用新型的高精度分度器在其他方向上的使用，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

一种高精度分度器，如图1所示，包括钢球分度盘1，所述钢球分度盘1主要由上盘体1.1和下盘体1.2组成。在上盘体1.1和下盘体1.2的圆槽内紧密分布有等直径的钢球，钢球分度盘1通过上下钢球的交错接触定位。具体结构可以参考专利申请号为85101981.1的专利，在此不再累述。本实施例中，钢球分度盘1的定位精度要求达到±10秒。具体的，在上盘体1.1和下盘体1.2的圆槽内分别紧密分布有120个直径为8mm钢球，相邻两个钢球的圆心夹角为3°。因此，角度误差在±1.5°以内的上盘体1.1钢球可以落入下盘体1.2相邻两个钢球之间，并自动补偿角度误差，实现精确的角度定位。

所述下盘体1.2固定在壳体6上，在下盘体1.2的轴心设有上滑套1.3，在上滑套1.3内滑动连接有芯轴2，壳体6的下端设有下滑套6.1，所述芯轴2的下端与下滑套6.1滑动连接。上滑套1.3、下滑套6.1为铜套，套内设有润滑油槽，通入润滑油可对芯轴2进行润滑。芯轴2即可以沿上滑套1.3、下滑套6.1的轴向滑动，也可以在上滑套1.3、下滑套6.1内转动。

为了保证钢球分度盘1上下钢球的接触力，所述壳体6设有内轴肩，所述芯轴2设有外轴肩，在内轴肩与外轴肩之间设置有若干蝶形弹簧7和推力轴承8。蝶形弹簧7 两两相对设置，用于使芯轴2产生向下的推力，推力轴承8与蝶形弹簧7串接，当芯轴2旋转时，推力轴承8用于减小蝶形弹簧7对芯轴2产生的旋转阻力矩。

所述芯轴2的上端与上盘体1.1连接，用于使上盘体1.1旋转，下端与油缸3连接。油缸3的缸体与壳体6的下端连接，活塞杆的上端与芯轴2同轴连接，另一端通过离合器4与步进电机5滑动连接。具体地，所述活塞杆与芯轴2连接的一端设有外螺纹，所述芯轴2设有与外螺纹对应的内螺纹，所述活塞杆与芯轴2通过螺纹连接。由于上盘体1.1可能反向旋转，为了防止螺纹连接松动，在螺纹连接部分涂有螺纹胶。活塞杆与芯轴2连接，用于传递步进电机5的扭矩、以及油缸3的推拉力。

为了实现角度定位的自动化，所述离合器4为电磁离合器，离合器4、步进电机5、以及油缸3与控制装置连接。电磁离合器由控制装置控制开合，用于切断、结合活塞杆与步进电机5的连接。所述步进电机5连接有减速机，步进电机5通过减速机与离合器4连接。减速机一是用于提高扭矩，二是细分转角。通常的两相混合式步进电机的分度精度为±3.6°，精度高的能达到±1.8°，达不到±1.5°以内的定位精度要求。减速机的减速比为1: 3，细分后将步进电机5的分度精度由±3.6°降低到±1.2°之内。

所述离合器4固定连接在活塞杆的下端，在离合器4的连接孔内设有内键槽，在减速机的减速轴上设有与内键槽对应的连接键，当离合器4跟随活塞杆上下运动时，离合器4与减速机的减速轴通过键配合滑动连接。这样可以使步进电机5固定，不受活塞杆运动的影响。

为了便于保护和安装，所述壳体6的外侧设置有基座9，基座9的上端与下盘体1.2连接，下端用于和使用设备连接，步进电机5固定在基座9内。

工作原理：

步进电机5的转动定位精度不高，尤其是累计定位误差大，但是步进电机5的成本低，且易于控制。当分度定位精度高时，步进电机5可通过减速机细分转动定位精度，以使上盘体1.1达到所需的转动角度精度。

当需要定角度定位时，活塞杆向上运动，使蝶形弹簧7压缩，此时上盘体1.1向上抬起。步进电机5在控制装置的控制下定角度旋转，当旋转到指定角度时，控制装置控制电磁离合器打开，切断活塞杆与步进电机5的连接，活塞杆向下运动，上盘体1.1压向下盘体1.2，使上下盘体上的钢球交错接触而实现定位。由于上盘体1.1脱离与步进电机5的连接，步进电机5的转动误差被钢球分度盘1修整、补偿。如果没有电磁离合器切断活塞杆与步进电机5的连接，上盘体1.1压向下盘体1.2的定位过程，会使步进电机5主轴旋转，这种旋转阻力会影响钢球分度盘1的定位精度，这种旋转角度会影响步进电机5的定位精度。

当需要再次角度定位时，控制装置将步进电机5的步进计数清零，再重复上述动作。可以看出，步进电机5的清零使步进电机5不再有累计误差，步进电机5每次转动的定位精度为一次定位精度，即在±1.2°之内，而整体的定位精度取决于钢球分度盘1的定位精度，因此，本实用新型的精确定位达到了±10秒之内的高精度，而且无累计定位误差。

本实用新型结构简单、紧凑、成本低、且自动化程度高，实现了钢球分度盘1在实践中的应用。

本实用新型未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种高精度分度器，包括钢球分度盘（1），所述钢球分度盘（1）主要由上盘体（1.1）和下盘体（1.2）组成；其特征是：所述下盘体（1.2）固定在壳体（6）上，在下盘体（1.2）的轴心设有上滑套（1.3），在上滑套（1.3）内滑动连接有芯轴（2），所述芯轴（2）的一端与上盘体（1.1）连接，另一端与油缸（3）连接；所述油缸（3）的缸体与壳体（6）连接，油缸（3）活塞杆的一端与芯轴（2）同轴连接，另一端连接有离合器（4）连接，所述离合器（4）与步进电机（5）滑动连接。

2.如权利要求1所述的一种高精度分度器，其特征是：所述壳体（6）设有内轴肩，所述芯轴（2）设有外轴肩，在内轴肩与外轴肩之间设置有若干蝶形弹簧（7）和推力轴承（8）。

3.如权利要求1所述的一种高精度分度器，其特征是：所述壳体（6）朝向油缸（3）的一端设有下滑套（6.1），所述芯轴（2）朝向油缸（3）的一端与下滑套（6.1）滑动连接。

4.如权利要求1所述的一种高精度分度器，其特征是：所述壳体（6）的外侧设置有基座（9），基座（9）与下盘体（1.2）连接。

5.如权利要求1所述的一种高精度分度器，其特征是：所述离合器（4）为电磁离合器，所述步进电机（5）连接有减速机，步进电机（5）通过减速机与离合器（4）滑动连接。

6.如权利要求5所述的一种高精度分度器，其特征是：所述离合器（4）固定连接在活塞杆远离芯轴（2）的一端，在离合器（4）的连接孔内设有内键槽，在减速机的减速轴上设有与内键槽对应的连接键，离合器（4）与减速机的减速轴通过键配合滑动连接。

7.如权利要求1所述的一种高精度分度器，其特征是：离合器（4）、步进电机（5）、以及油缸（3）均与控制装置连接。

8.如权利要求1所述的一种高精度分度器，其特征是：所述活塞杆与芯轴（2）连接的一端设有外螺纹，所述芯轴（2）设有与外螺纹对应的内螺纹，所述活塞杆与芯轴（2）通过螺纹连接。

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