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一種數(shù)控臥式鏜床的制作方法

文檔序號(hào):10913086閱讀:437來源:國知局
一種數(shù)控臥式鏜床的制作方法
【專利摘要】一種數(shù)控臥式鏜床,一種數(shù)控臥式鏜床,包括X軸床身、Y軸底座、Z軸立柱、直線電機(jī),X軸中心尾架連接在X軸床身上,Y軸工作臺(tái)連接在Y軸底座上,Z軸立柱固定安裝在X軸床身上,Y軸底座下面設(shè)置有X軸直線導(dǎo)軌,所述X軸直線導(dǎo)軌滑塊可滑動(dòng)地嵌入在X軸床身上的X軸直線導(dǎo)軌上,本實(shí)用新型的有益效果:不僅有效地提高了加工精度與加工速度,而且簡化鏜床的整體結(jié)構(gòu)、提高了鏜床的壽命,減小了維護(hù)成本,使其更適用于高精度的加工的場(chǎng)合。
【專利說明】
一種數(shù)控臥式鏜床
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控加工機(jī)床,具體涉及一種數(shù)控臥式鏜床?!颈尘凹夹g(shù)】
[0002] 所謂數(shù)控機(jī)床,即數(shù)字控制機(jī)床(Computer numerical contro 1 machine tools),是一種安裝了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的機(jī)床。與普通機(jī)床相比較,數(shù)控機(jī)床帶有數(shù)控系統(tǒng) (程序控制系統(tǒng)),它可以按照事先編制的程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化加工過程,而普通機(jī)床卻沒有該特性。數(shù)控的機(jī)床的全面使用,可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少工裝和用工成本,能夠縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期,有利于企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)。除此之外,隨著科技的進(jìn)步,信息化技術(shù)不斷完善,F(xiàn)MC(柔性制造單元)、FMS(柔性制造系統(tǒng))以及CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。機(jī)床數(shù)控化是運(yùn)用上述技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ),數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。
[0003]在電子技術(shù)快速而廣泛運(yùn)用的背景下,數(shù)控機(jī)床得到了廣泛的應(yīng)用這大大提高了加工的效率對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)自動(dòng)化程度的提升有著巨大的推動(dòng)作用。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中,一般的數(shù)控臥式鏜床采用絲桿驅(qū)動(dòng)的方式,但是絲桿驅(qū)動(dòng)本身具有一系列問題,如:長度限制、機(jī)械間隙、磨擦、扭曲等等。
[0005]因此,需要為數(shù)控臥式鏜床選用一種新的驅(qū)動(dòng)方式,并使驅(qū)動(dòng)電機(jī)與數(shù)控臥式鏜床能夠緊密結(jié)合,減少故障的發(fā)生?!緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提出一種數(shù)控臥式鏜床,其能提高數(shù)控臥式鏜床的加工精度、有效地降低故障的發(fā)生。
[0007]本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案:
[0008]—種數(shù)控臥式鏜床,包括X軸床身、Y軸底座、Z軸立柱、直線電機(jī)、X軸中心尾架連接在X軸床身上,Y軸工作臺(tái)連接在Y軸底座上,Z軸立柱固定安裝在X軸床身上,X軸光柵安裝在 X軸床身的側(cè)面,Z軸光柵安裝在Z軸立柱側(cè)面,Y軸光柵安裝在Y軸底座側(cè)面,Y軸底座下面設(shè)置有X軸直線導(dǎo)軌,所述X軸直線導(dǎo)軌滑塊可滑動(dòng)地嵌入在X軸床身上的X軸直線導(dǎo)軌上;X軸直線電機(jī)定子安裝在X軸床身上,X軸直線電機(jī)動(dòng)子安裝在Y軸底座上;
[0009]Z軸直線導(dǎo)軌固定安裝在Z軸立柱上,Z軸直線導(dǎo)軌滑塊固定安裝在Z軸滑臺(tái)上,Z軸直線導(dǎo)軌滑塊可滑動(dòng)地嵌入在Z軸直線導(dǎo)軌上,Z軸直線電機(jī)定子安裝在Z軸立柱上,Z軸直線電機(jī)動(dòng)子安裝在Z軸滑臺(tái)上。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型通過直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)Y軸、Z軸兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),通過設(shè)置導(dǎo)軌和導(dǎo)軌滑塊相配合的方式實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的精確移動(dòng),取代了傳統(tǒng)方式中旋轉(zhuǎn)電機(jī)加絲桿的驅(qū)動(dòng)方式,從而不僅有效地提高了加工精度與加工速度,而且簡化鏜床的整體結(jié)構(gòu)、提高了鏜床的壽命,減小了維護(hù)成本,使其更適用于高精度的加工的場(chǎng)合。
[0011]由于直線電機(jī)具有推力強(qiáng)、損耗低、時(shí)間常數(shù)小、響應(yīng)快、具有效率高、輸出力矩大、體積小,易于控制等特點(diǎn),極大地提高了數(shù)控臥式鏜床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性和運(yùn)動(dòng)精度?!靖綀D說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)總體示意圖;
[0013]圖2為本實(shí)用新型的X軸床身的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0014]圖3為本實(shí)用新型的Y軸底座的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖;
[0015]圖4為本實(shí)用新型的Y軸底座的仰視結(jié)構(gòu)示意圖;
[0016]圖5為本實(shí)用新型的Z軸立柱的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖6為本實(shí)用新型的Z軸滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖7為本實(shí)用新型的直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019]圖8為圖7的截面圖;
[0020]圖9為磁極安裝結(jié)構(gòu)示意圖;[0021 ]圖10為本實(shí)用新型的直線電機(jī)安裝簡圖;[〇〇22]圖11為傳統(tǒng)滾珠絲杠式直線電機(jī)示意圖;[〇〇23]圖12為本實(shí)用新型直線電機(jī)立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:[〇〇25]1、X軸床身;2、Y軸底座;3、Z軸立柱;4、Z軸滑臺(tái);5、X軸中心尾架;6、Z軸直線電機(jī)定子;7、Z軸直線電機(jī)動(dòng)子;8、X軸直線電機(jī)定子;9、X軸直線電機(jī)動(dòng)子;10、Y軸工作臺(tái);11、X軸光柵;12、Z軸光柵;13、Y軸光柵;14、Z軸直線導(dǎo)軌;15、Z軸直線導(dǎo)軌滑塊;16、X軸直線導(dǎo)軌; 17、X軸直線導(dǎo)軌滑塊;81、磁極;91、固定板;92、直線電機(jī)電樞;93、冷卻系統(tǒng)進(jìn)出口; 94、電源線;95、工作臺(tái);111、絲杠;112、螺母;113、伺服座;114、聯(lián)軸器;115、減速器;116、伺服電機(jī);121、直線電機(jī)定子;122、直線電機(jī)動(dòng)子;123、光柵?!揪唧w實(shí)施方式】
[0026]如圖1至圖6所示,一種數(shù)控臥式鏜床,包括X軸床身1、Y軸底座2、Z軸立柱3,X軸中心尾架5連接在X軸床身1上。[〇〇27]如圖12所示,為本實(shí)用新型的直線電機(jī)立體結(jié)構(gòu),其包括,直線電機(jī)定子121、直線電機(jī)動(dòng)子122、光柵123。
[0028]傳統(tǒng)的電機(jī)的結(jié)構(gòu),如圖11所示,其包括,絲杠111、螺母112、伺服座113、聯(lián)軸器 114、減速器115、伺服電機(jī)116,伺服電機(jī)116提供動(dòng)力,依靠絲杠111和螺母112的配合傳遞進(jìn)給,由于絲桿111和絲桿軸承之間存在著間隙,導(dǎo)致傳統(tǒng)的絲杠電機(jī)的精確度不高。
[0029]圖2所示,在X軸床身1的中間設(shè)置有X軸直線電機(jī)定子8,在其兩側(cè)固定有X軸直線導(dǎo)軌16,在X軸直線導(dǎo)軌16的一側(cè)固定有X軸光柵11。光柵尺是最常用的直線位置檢測(cè)裝置。 光柵尺也叫直線光柵,是一種高精度的位置傳感器,本實(shí)施例中采用的光柵是計(jì)量光柵。導(dǎo)軌的一側(cè)分別安裝有光柵光柵的作用是保證進(jìn)給精度。
[0030]圖3和圖4所示,在Y軸底座2上固定有Y軸工作臺(tái)10,在Y軸底座2的一側(cè)固定有Y軸光柵13,Y軸底座2下的兩側(cè)固定有X軸直線導(dǎo)軌滑塊17,
[0031]Y軸底座2的中間固定X軸直線電機(jī)動(dòng)子9。
[0032]直線電機(jī)的動(dòng)子上連接有電源線。
[0033]X軸直線導(dǎo)軌滑塊17可滑動(dòng)地嵌入在X軸直線導(dǎo)軌16上,通過X軸直線電機(jī)動(dòng)子9和 X軸直線電機(jī)定子8之間產(chǎn)生的磁力,實(shí)現(xiàn)X軸直線導(dǎo)軌滑塊17在X軸直線導(dǎo)軌16上的滑動(dòng)。
[0034]圖5所示,在Z軸立柱3的縱向上固定有Z軸直線導(dǎo)軌14,在兩個(gè)Z軸直線導(dǎo)軌14之間固定有Z軸直線電機(jī)定子6,在Z軸直線導(dǎo)軌14的一側(cè)固定有Z軸光柵12。
[0035]圖6所示,Z軸滑臺(tái)4的底面上的兩側(cè)設(shè)置有Z軸直線導(dǎo)軌滑塊15,在兩個(gè)Z軸直線導(dǎo)軌滑塊15之間固定有Z軸直線電機(jī)動(dòng)子7。
[0036]Z軸直線導(dǎo)軌滑塊15可滑動(dòng)地嵌入在Z軸直線導(dǎo)軌14上,依靠Z軸直線電機(jī)定子6和 Z軸直線電機(jī)動(dòng)子7之間產(chǎn)生的磁力,實(shí)現(xiàn)Z軸直線導(dǎo)軌滑塊15在Z軸直線導(dǎo)軌14上的滑動(dòng)。
[0037]本實(shí)施例中的直線電機(jī)的結(jié)構(gòu),如圖7至圖9所示,以X軸直線電機(jī)動(dòng)子9為例子,包括固定板91、直線電機(jī)電樞92、冷卻系統(tǒng)進(jìn)出口 93、電源線94。[〇〇38] X軸直線電機(jī)定子8主要包括磁極81,磁極81選用高性能釹鐵硼稀土永磁材料作為永磁體,其磁密度強(qiáng),退磁曲線在一定范圍內(nèi)呈直線,價(jià)格低廉,永磁體材料按磁極交替排列在底板上,用樹脂粘貼牢固。
[0039]由于直線電機(jī)的定子、動(dòng)子等發(fā)熱部件一般需要安裝在機(jī)床工作臺(tái)和導(dǎo)軌之間, 這里正是機(jī)床的中間部分,散熱條件差。過大的熱量不僅會(huì)影響機(jī)床的加工精度,而且還限制了直線電動(dòng)機(jī)的推力發(fā)揮,影響高速機(jī)床的工作性能。
[0040]在工作時(shí),直線電機(jī)動(dòng)子中含有冷卻管路,冷卻管路有冷卻管路進(jìn)口和出口,如冷卻系統(tǒng)進(jìn)出口 93,在進(jìn)口通入冷卻水或冷卻油,用水冷或油冷的方式,通過冷卻液循環(huán)帶走熱量,進(jìn)行強(qiáng)制散熱,吸完熱量后冷卻水或冷卻油在出口流出,具有良好的效果。
[0041]本實(shí)用新型在工作時(shí),當(dāng)發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令,X軸方向上與Z軸方向上安裝的直線電機(jī)便開始工作。
[0042]由于直線電機(jī)的定子和動(dòng)子通入相應(yīng)的電流,產(chǎn)生電樞行波磁場(chǎng),與磁極永磁體磁場(chǎng)相互作用,推動(dòng)電樞運(yùn)動(dòng)。[〇〇43] X軸直線導(dǎo)軌滑塊17負(fù)載Y軸底座2在X軸直線導(dǎo)軌16上的滑動(dòng)。
[0044]Z軸直線導(dǎo)軌滑塊15負(fù)載Z軸滑臺(tái)4在Z軸直線導(dǎo)軌14上的滑動(dòng)。
[0045]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)中X、Z軸方向上用伺服電機(jī)和絲桿的驅(qū)動(dòng)模式相比,消除了絲桿和絲桿軸承的間隙,變成零間隙,用海德漢光柵控制進(jìn)給量達(dá)至lj〇.lum,使加工工件保證在lum以內(nèi),而采用伺服電機(jī)和絲桿的驅(qū)動(dòng)時(shí),加工工件只能保證在2um以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)控臥式鏜床,包括X軸床身(1)、Y軸底座(2)、Z軸立柱(3)、直線電機(jī),X軸中心 尾架(5)連接在X軸床身(1)上,Y軸工作臺(tái)(10)連接在Y軸底座(2)上,Z軸立柱(3)固定安裝 在X軸床身(1)上,X軸光柵(11)安裝在X軸床身(1)的側(cè)面,Z軸光柵(12)安裝在Z軸立柱(3) 側(cè)面,Y軸光柵(13)安裝在Y軸底座(2)側(cè)面,其特征在于:Y軸底座(2)下面設(shè)置有X軸直線導(dǎo)軌(16),在X軸床身(1)上的X軸直線導(dǎo)軌(16)上嵌入 有可滑動(dòng)的X軸直線導(dǎo)軌滑塊(17),X軸直線電機(jī)定子(8)安裝在X軸床身(1)上,X軸直線電機(jī)動(dòng)子(9)安裝在Y軸底座(2) 上;Z軸直線導(dǎo)軌(14)固定安裝在Z軸立柱(3)上,Z軸直線導(dǎo)軌滑塊(15)固定安裝在Z軸滑 臺(tái)(4)上,Z軸直線導(dǎo)軌滑塊(15)可滑動(dòng)地嵌入在Z軸直線導(dǎo)軌(14)上,Z軸直線電機(jī)定子(6) 安裝在Z軸立柱(3)上,Z軸直線電機(jī)動(dòng)子(7)安裝在Z軸滑臺(tái)(4)上。2.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控臥式鏜床,其特征在于:所述Z軸滑臺(tái)上安裝電主軸。3.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控臥式鏜床,其特征在于:所述直線電機(jī)定子和動(dòng)子之間 設(shè)置有用于保持氣隙的固定板,所述氣隙的間隙在1皿1±0.1皿1之間。4.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控臥式鏜床,其特征在于:所述直線電機(jī)的動(dòng)子上連接有 電源線。5.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控臥式鏜床,其特征在于:所述直線電機(jī)的動(dòng)子中的含有 冷卻管路,所述冷卻管路的一端為進(jìn)口,另一端為出口。
【文檔編號(hào)】B23Q1/25GK205599980SQ201620190990
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】馮仲倫
【申請(qǐng)人】無錫中倫精密機(jī)床設(shè)備制造有限公司
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