專利名稱：一種新型平床身精密數(shù)控機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
精密數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普 通機床相比，精密數(shù)控機床有如下特點1、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；2、可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；3、加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間；4、機床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高(一般為普通機 床的3 5倍)；5、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；6、對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。
背景技術(shù)：
近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，機床工業(yè)也有了飛躍的發(fā)展體現(xiàn)在新技術(shù)的廣泛 應用和企業(yè)效益的明顯改善。目前機床行業(yè)的消費主流是精密數(shù)控機床。從國內(nèi)外市場對 數(shù)控機床的需求來看，以后數(shù)控機床市場具有以下特征一是經(jīng)濟型精密數(shù)控機床是以后 的主流產(chǎn)品。二采用新技術(shù)，降低成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性是機床生產(chǎn)制造企業(yè)生存的關(guān)鍵。 三是安全節(jié)能環(huán)保是使用者追求的目標。生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到精密數(shù)控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷 難度大。導致此類故障的原因主要有五個方面(1)機床進給單位被改動或變化。(2)機床 各軸的零點偏置(NULL0FFSET)異常。(3)軸向的反向間隙(BACKLASH)異常。(4)電機運 行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分故障。(5)機械故障，如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。此外，加 工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。

發(fā)明內(nèi)容
精密數(shù)控機床采用“變頻傳動”可靠性高，操作方便，投資少，見效快，性價比1、原機床的主軸傳動特點一般情況下機床的拖動系統(tǒng)是由電機帶動齒輪箱來傳動和調(diào)速的，它具有以下特
點·(1).原系統(tǒng)概況負載--〖亙功率性質(zhì)齒輪箱變速時，轉(zhuǎn)矩的變化與轉(zhuǎn)速的變化成反比。若不計齒輪箱的損耗，則在全功 率范圍內(nèi)都具有恒功率的特點。(2)轉(zhuǎn)速檔次調(diào)速箱有8 檔轉(zhuǎn)速:75、120、200、300、800、1200、1500，2000r/min。(3)電動機的主要額定參數(shù)額定容量3. 7kwCN 額定轉(zhuǎn)速1440r/min負載特性恒功率(4)控制方式由手柄組合的8個位置來控制四個離合器的分與合，得到齒輪的8種 組合，從而得到8檔轉(zhuǎn)速。(5)低速時的過載能力強低速時，拖動系統(tǒng)經(jīng)齒輪箱降速后的額定轉(zhuǎn)矩將遠大于負載的最大工作轉(zhuǎn)矩，有 很強的過載能力2、應用變頻器調(diào)速時的基本考慮(1).變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)范圍很廣，一般通用型變頻器都可以實現(xiàn)0-400HZ范圍內(nèi)無 級調(diào)速。(2).考慮到機床要求具有較硬的機械特性。符合變頻器+普通電機(或變頻電 機)傳動具有機械特性硬的特點。一般在低頻下都可以提供150%負載轉(zhuǎn)矩的能力(3).考慮到機床需要在低速時具有強大過載能力。變頻器可以提供150%的過載 保護(60S)，能夠滿足設備的要求。(4).使用變頻調(diào)速后，可以簡化齒輪變速箱等原有復雜的機械拖動機構(gòu)，自動化 程度高，操作簡單，維修方便。(5).變頻器具有電壓(DC0-10V)，電流模擬輸入接口，可以與數(shù)控系統(tǒng)的控制信 號很好的匹配。3、SAJ變頻器在精密數(shù)控機床中的具體應用情況各類經(jīng)濟型簡易數(shù)控機床，由于調(diào)速用的電磁離合器損壞率較高，了解到變頻調(diào) 速系統(tǒng)具有以上優(yōu)點，故改用中源變頻器實現(xiàn)變頻調(diào)速。具體情況如下(1).改造后系統(tǒng)構(gòu)成在該系統(tǒng)中，變頻器采用外部端子控制，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的信號DC 0-10V信號通過 變頻器的VI——ACM端子送入變頻器，實現(xiàn)數(shù)字量設定轉(zhuǎn)速對模擬量變頻輸出的控制。電 機轉(zhuǎn)速的高低由數(shù)控系統(tǒng)輸出的電壓信號的大小來控制。A.電機的正反向運行有外圍通過變頻器的FWD，REV7與DCM端子實現(xiàn)控制。B.各種保護信號通過變頻器的A、B、C(常開、常閉)觸點來控制，可以實現(xiàn)過流， 過壓，過載，過熱，負壓，缺相等保護。在實際加工轉(zhuǎn)速下，經(jīng)反復試驗，完全符合設計要求， 取得了令人滿意的結(jié)果。現(xiàn)該產(chǎn)品2000年已批量生產(chǎn)，投放市場?？偨Y(jié)；在機床制造裝配 廠配套使用SAJ變頻器的產(chǎn)品質(zhì)量一直很穩(wěn)定，規(guī)模越來越大，企業(yè)效益越來越好。充分證 明了數(shù)控機床配套使用變頻器的可行性和實用性，由此可見，精密數(shù)控機床采用變頻傳動 可靠性高，操作方便，投資少，見效快，性價比高。(2)、精密數(shù)控機床其他部件的設計性能與優(yōu)勢高精度電主軸精密數(shù)控機床采用自行研發(fā)電主軸床頭，去掉了傳統(tǒng)的皮帶傳動 工藝，軸承采用前后配對高速軸承，具有高轉(zhuǎn)速、高剛性、低噪音、持久精度，主軸跳動< 2um 見

圖1。床身結(jié)構(gòu)采用高剛性鑄鐵，樹脂砂工藝，床腳和床身整體結(jié)構(gòu)具有排屑流暢，結(jié) 構(gòu)緊湊，造型美觀等特點見圖2。排刀式刀架新穎的排刀式刀架使重復換刀誤差為最小士 lum，換刀高速準確，能夠大幅度節(jié)省加工時間。高精度進給進給各軸全伺服驅(qū)動，采用臺灣上銀直線導軌，保證加工精度及長時 間的精度保持，進給各軸重復定位精度< 士 lum。高效率加工機床主軸最高轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分，X軸快速移動可達15米/分鐘，Z 軸快速移動可達20米/分鐘，高精度液壓回轉(zhuǎn)缸，精密彈性夾頭。高剛性、精密動力卡盤配 置，提高了韌性材料切削和強力切削的能力。強力冷卻大功率強力冷卻泵，極大的改善了零件切削，根據(jù)客戶要求可裝1-4條 冷卻管，冷卻性能好。Z向絲杠中置，降低了磨損及能耗，增強了車床的穩(wěn)定性與精度。軸承單元的應用敢于創(chuàng)新，大膽應用機床軸承單元，用于機床主軸和滾珠絲杠固 定端支撐，打破一直以來機床安裝標準軸承的慣例，并成功進入機床市場，深受廣大用戶 歡迎。集中可調(diào)潤滑控制，自動定時定量潤滑由油泵集中供油，密閉系統(tǒng)定時定點定量 潤滑，避免了人工注油引起的潤滑油污染、潤滑點遺漏、潤滑不及時等問題。防護系統(tǒng)采用不銹鋼做防護罩，具有高強度，不易變形，不易腐蝕，外形美觀，壽 命長，對關(guān)鍵部位采用全密封防護，達到防水、防塵的效果。應用實例本系列精密數(shù)控機床有以下四種回轉(zhuǎn)直徑CK0632機床最大回轉(zhuǎn)直徑為320mmCK40-300機床最大回轉(zhuǎn)直徑為300mmCK6140機床最大回轉(zhuǎn)直徑為400mmCK6150機床最大回轉(zhuǎn)直徑為500mm例如CK0632數(shù)控車床，本機床控制采用數(shù)控系統(tǒng)，高精度的滾珠絲桿，主電機選 用變頻電機。主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速。具體參數(shù)見下表
床身上最大加工直徑Φ 320mm最大加工工件長度300mm滑板上最大工件回轉(zhuǎn)直徑Φ 150mm主軸通孔直徑Φ 49mm主軸轉(zhuǎn)速范圍(無級/三速)100-8000r/mirX軸快進速度(無級)0-15000mm/minZ軸快進速度(無級)0-20000mm/min橫向進給速度(無級)x軸10-6000mm/min縱向進給速度(無級)γ軸10-6000mm/min主電機功率變速/三速4Kw刀架橫向行程280mm電動刀架工位數(shù)4工位X軸脈沖當量0. 005mmZ軸脈沖當量0. Olmm加工螺紋范圍(公制)0. 25-12mm加工螺紋范圍(英制)331/2-3 牙 / 時加工螺紋范圍(模數(shù))0. 25 3· 5模數(shù)
權(quán)利要求
精密數(shù)控機床采用“變頻傳動”可靠性高，操作方便，投資少，見效快，性價比高。
2.精密數(shù)控機床采用自行研發(fā)電主軸床頭，去掉了傳統(tǒng)的皮帶傳動工藝，軸承采用前 后配對高速軸承。
3.床身結(jié)構(gòu)采用高剛性鑄鐵，樹脂砂工藝，床腳和床身整體結(jié)構(gòu)；新穎的排刀式刀^K O
4.高精度進給進給各軸全伺服驅(qū)動，采用高精度直線導軌，減少了導軌的磨損，提高 了三倍的快進速度。
5.數(shù)控機床主軸最高轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分，高精度液壓回轉(zhuǎn)缸，精密彈性夾頭。高剛性、精 密動力卡盤配置。
6.大功率強力冷卻泵，極大的改善了零件切削，根據(jù)客戶要求可裝1-4條冷卻管，冷卻 性能好。
7.Z向絲杠中置，降低了磨損及能耗，增強了車床的穩(wěn)定性與精度。
8.軸承單元的應用敢于創(chuàng)新，大膽應用機床軸承單元，用于機床主軸和滾珠絲杠固 定端支撐，打破一直以來機床安裝標準軸承的慣例，并成功進入機床市場，深受廣大用戶歡 迎。
9.集中可調(diào)控制，自動定時定量潤滑由油泵集中供油，密閉系統(tǒng)定時定點定量潤滑， 避免了人工注油引起的潤滑油污染、潤滑點遺漏、潤滑不及時等問題。
10.防護系統(tǒng)采用不銹鋼做防護罩，具有高強度，不易變形，不易腐蝕，外形美觀，壽 命長，對關(guān)鍵部位采用全密封防護，達到防水、防塵。
全文摘要
一種新型平床身精密數(shù)控機床采用自行研發(fā)電主軸床頭，去掉了傳統(tǒng)的皮帶傳動工藝，軸承采用前后配對高速軸承，床身結(jié)構(gòu)采用高剛性鑄鐵，樹脂砂工藝，床腳和床身整體結(jié)構(gòu)，新穎的排刀式刀架，高精度進給進給各軸全伺服驅(qū)動，采用高精密直線導軌，數(shù)控機床主軸最高轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分，高精度液壓回轉(zhuǎn)缸；大功率強力冷卻泵，根據(jù)客戶要求可裝1-4條冷卻管，冷卻性能好；精密數(shù)控機床采用“變頻傳動”。Z向絲杠中置，降低了磨損及能耗，增強了車床的穩(wěn)定性與精度；應用機床軸承單元，用于機床主軸和滾珠絲杠固定端支撐。自動定時定量潤滑由油泵集中供油，密閉系統(tǒng)定時定點定量潤滑，避免了注油引起的潤滑油污染、潤滑點遺漏、潤滑不及時等問題；防護系統(tǒng)采用不銹鋼做防護罩。
文檔編號B23Q5/00GK101947740SQ20101025192
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者張思紅, 李進杰, 肖谷金, 郭宇 申請人:湖南佳恩數(shù)控機床有限公司