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      一種直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法

      文檔序號(hào):3036587閱讀:405來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:一種直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型屬于數(shù)控車床的一種新型進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),具體為一種直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),應(yīng)用直線電機(jī)技術(shù),代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾珠絲杠和伺服電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),為國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床采用直線電機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給提供技術(shù)儲(chǔ)備。
      背景技術(shù)
      一般數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),都是由伺服電機(jī)通過(guò)連軸器與滾珠絲杠和螺母副連接,將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)絲杠和螺母副轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng),這種結(jié)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床上已經(jīng)普遍采用。其不足之處在于絲杠傳動(dòng)存在反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點(diǎn)。
      實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),采用直線電機(jī)傳動(dòng),把進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零,避免了絲杠傳動(dòng)中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點(diǎn),體現(xiàn)了直線電機(jī)獨(dú)有的高速、高加速度、低噪音、高精度的特性。本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是1、直線電機(jī)的隔磁、防屑問(wèn)題;2、進(jìn)給移動(dòng)部件的輕化及防撞擊結(jié)構(gòu);3、在斜置機(jī)床床身上,X軸采用直線電機(jī)的斷電自鎖問(wèn)題。
      本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),包括滑板、直線電機(jī)、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌鎖緊塊,直線電機(jī)的初級(jí)部構(gòu)芯固定在滑板上,次級(jí)部構(gòu)芯固定在床鞍上,床鞍與其上的滑板之間通過(guò)X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副相配合,床鞍、滑板分別與X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的X軸導(dǎo)軌和可沿X軸導(dǎo)軌滑動(dòng)的X軸滑塊連接,通過(guò)直線電機(jī)的初級(jí)部構(gòu)芯帶動(dòng)滑板及安裝于滑板上的刀架作直線運(yùn)動(dòng)。
      所述進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝在斜置結(jié)構(gòu)的機(jī)床床鞍上,機(jī)床床鞍與機(jī)床床身之間通過(guò)Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副相配合,床身、床鞍分別與Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的Z軸導(dǎo)軌和可沿Z軸導(dǎo)軌滑動(dòng)的Z軸滑塊連接,機(jī)床床鞍沿Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副作直線運(yùn)動(dòng)。
      所述X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副上安裝液壓式直線導(dǎo)軌鎖緊塊,導(dǎo)軌鎖緊塊固定在滑板下平面上,在不鎖緊的狀態(tài)下,可沿導(dǎo)軌方向移動(dòng)。
      所述床鞍、滑板側(cè)面裝有與數(shù)控系統(tǒng)相連的高精度直線位移傳感器。
      所述床鞍、滑板前、后兩端面上分別裝有全封閉隔磁、防屑的前、后防護(hù)拉罩。
      所述床鞍前面和后面上分別裝有防撞擊死擋鐵結(jié)構(gòu),滑板的側(cè)面裝有緩沖裝置。
      所述直線電機(jī)由機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)控制。
      本實(shí)用新型的有益效果1.本實(shí)用新型包括床鞍、滑板、直線電機(jī)、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌鎖緊塊、直線位移傳感器、全封閉拉罩、防撞擊死擋鐵結(jié)構(gòu)及緩沖裝置。由直線電機(jī)帶動(dòng)滑板沿滾動(dòng)導(dǎo)軌副作直線運(yùn)動(dòng)。由于無(wú)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),減少了絲杠傳動(dòng)的摩擦,降低機(jī)床的噪聲,也使它的運(yùn)動(dòng)速度有很大提高。一般機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度為20m/min,加速度0.5G,采用直線電機(jī)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)60m/min,加速度可達(dá)1~1.5G,減少加工的輔助時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。
      2.本實(shí)用新型取消了絲杠等傳動(dòng)件,減少了絲杠傳動(dòng)滯后所帶來(lái)的跟蹤誤差,通過(guò)高精度直線位移傳感器進(jìn)行位置檢測(cè)反饋控制,提高了機(jī)床的定位精度,同時(shí)提高了機(jī)床的加工精度。機(jī)床的定位精度為0.006mm,重復(fù)定位精度為0.003mm。
      3.本實(shí)用新型用直線電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾珠絲杠和伺服電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將引起機(jī)床行業(yè)的傳動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生突變,使機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)效率等性能指標(biāo)得到很大的提高。


      圖1是本實(shí)用新型的總體示意圖。
      圖2是本實(shí)用新型直線電機(jī)安裝截面示意圖。
      圖3是本實(shí)用新型導(dǎo)軌鎖緊塊安裝示意圖。
      圖4是圖3的側(cè)視圖。
      圖中,1、床身;2、床鞍;3、后防護(hù)拉罩;4、緩沖裝置;5、刀架;6、滑板;7、前防護(hù)拉罩;8、Z軸滑塊;9、X軸滑塊;10、次級(jí)部構(gòu)芯;11、初級(jí)部構(gòu)芯;12、位移傳感器;13、導(dǎo)軌鎖緊塊;14、Z軸導(dǎo)軌;15、X軸導(dǎo)軌;16死擋鐵;17撞塊;18死擋鐵。
      具體實(shí)施方式
      下面結(jié)合具體實(shí)施方式
      對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
      如圖1-4所示,本實(shí)用新型進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝在斜置床身1的工作面上,可沿Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副在Z軸方向作直線運(yùn)動(dòng),X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副固定在安裝于斜置床身1的床鞍2上,通過(guò)直線電機(jī)的初級(jí)部構(gòu)芯11帶動(dòng)滑板6及安裝于滑板6上的刀架5作X軸方向的直線運(yùn)動(dòng)。Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副由Z軸導(dǎo)軌14和安裝于Z軸導(dǎo)軌14上的Z軸滑塊8構(gòu)成,X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副由X軸導(dǎo)軌15和安裝于X軸導(dǎo)軌15上的X軸滑塊9構(gòu)成。X軸為圖1中紙面平行于床鞍方向,Z軸為圖1中垂直于紙面方向。
      如圖1所示,機(jī)床床身1上安裝有機(jī)床床鞍2,本實(shí)用新型進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝在斜置結(jié)構(gòu)的機(jī)床床鞍2上,床鞍2的工作面與水平面夾角為45°,機(jī)床床鞍2與機(jī)床床身1之間通過(guò)Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副相配合,床身1、床鞍2分別與Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的Z軸導(dǎo)軌14和可沿Z軸導(dǎo)軌14滑動(dòng)的Z軸滑塊8連接,機(jī)床床鞍2沿Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副作直線運(yùn)動(dòng)。防撞擊死擋鐵16安裝于床鞍2的前面中間位置,17是固定在滑板6上的撞塊。圖中4為滑板6運(yùn)動(dòng)時(shí)的緩沖裝置,緩沖裝置4由液壓油和彈簧配合使用實(shí)現(xiàn)緩沖,緩沖裝置4安裝在滑板6的側(cè)面,18是固定在床鞍2的死擋鐵。前防護(hù)拉罩7和后防護(hù)拉罩3分別與滑板6和床鞍2連接,形成封閉的空間。由于防護(hù)拉罩采用的特殊材料(不銹鋼)和這種封閉的結(jié)構(gòu),可以阻擋機(jī)床加工過(guò)程中的切屑和切削液、有效的隔離直線電機(jī)的磁場(chǎng)作用、實(shí)現(xiàn)高速、高加速度的運(yùn)動(dòng)。
      如圖2所示,直線電機(jī)由初級(jí)部構(gòu)芯11和次級(jí)部構(gòu)芯10組成,次級(jí)部構(gòu)芯為永磁板,直線電機(jī)的初級(jí)部構(gòu)芯11固定在滑板6上,次級(jí)部構(gòu)芯10固定在床鞍2上,床鞍2與其上的滑板6之間通過(guò)X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副相配合,床鞍2、滑板6分別與X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的X軸導(dǎo)軌15和可沿X軸導(dǎo)軌15滑動(dòng)的X軸滑塊9連接。當(dāng)給直線電機(jī)通電后,由于磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生電磁推力,使滑板6沿X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副作直線運(yùn)動(dòng)。床鞍2、滑板6側(cè)面裝有高精度直線位移傳感器12(精度為±3μm/1000mm左右),它由標(biāo)尺和掃描單元組成,標(biāo)尺安裝在滑板6上,掃描單元安裝在床鞍2上,由它和數(shù)控系統(tǒng)控制來(lái)檢測(cè)滑板和刀架的運(yùn)動(dòng)精度。導(dǎo)軌鎖緊塊13固定在滑板6下平面上,置于X軸滑塊9的中間。
      如圖3、4所示,導(dǎo)軌鎖緊塊13內(nèi)裝有碟形彈簧和液壓油缸。在工作狀態(tài)時(shí),液壓油缸通過(guò)活塞作用在碟形彈簧上,使導(dǎo)軌鎖緊塊13與X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的X軸導(dǎo)軌15之間產(chǎn)生一定的間隙,不影響直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng),當(dāng)直線電機(jī)不工作或斷電時(shí),在數(shù)控系統(tǒng)上控制使液壓閥延時(shí)斷電,迅速換向使液壓油卸回油箱,碟形彈簧將導(dǎo)軌鎖緊塊13壓緊在X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的X軸導(dǎo)軌15上,實(shí)現(xiàn)X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副斷電時(shí)自鎖,防止移動(dòng)部件下滑。這種結(jié)構(gòu)油缸行程短,動(dòng)作可靠,反應(yīng)速度快,在<0.1S既可實(shí)現(xiàn)自鎖,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸小,質(zhì)量輕。解決了在斜置機(jī)床床身上,X軸采用直線電機(jī)的斷電自鎖問(wèn)題。
      權(quán)利要求1.一種直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其特征在于包括滑板、直線電機(jī)、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌鎖緊塊,直線電機(jī)的初級(jí)部構(gòu)芯(11)固定在滑板(6)上,次級(jí)部構(gòu)芯(10)固定在床鞍(2)上,床鞍(2)與其上的滑板(6)之間通過(guò)X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副相配合,床鞍(2)、滑板(6)分別與X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的X軸導(dǎo)軌(15)和可沿X軸導(dǎo)軌(15)滑動(dòng)的X軸滑塊(9)連接,通過(guò)直線電機(jī)的初級(jí)部構(gòu)芯(11)帶動(dòng)滑板(6)及安裝于滑板(6)上的刀架(5)作直線運(yùn)動(dòng)。
      2.按照權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其特征在于所述進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝在斜置結(jié)構(gòu)的機(jī)床床鞍(2)上,機(jī)床床鞍(2)與機(jī)床床身(1)之間通過(guò)Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副相配合,床身(1)、床鞍(2)分別與Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的Z軸導(dǎo)軌(14)和可沿Z軸導(dǎo)軌(14)滑動(dòng)的Z軸滑塊(8)連接,機(jī)床床鞍(2)沿Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副作直線運(yùn)動(dòng)。
      3.按權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其特征在于所述X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副上安裝液壓式直線導(dǎo)軌鎖緊塊(13),導(dǎo)軌鎖緊塊(13)固定在滑板(6)下平面上。
      4.按權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其特征在于所述床鞍(2)、滑板(6)側(cè)面裝有與數(shù)控系統(tǒng)相連的直線位移傳感器(12)。
      5.按權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其特征在于所述床鞍(2)、滑板(6)前、后兩端面上分別裝有全封閉隔磁、防屑的前、后防護(hù)拉罩(7、3)。
      6.按權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其特征在于所述床鞍(2)前面和后面上分別裝有防撞擊死擋鐵(16、18),滑板(6)的側(cè)面裝有緩沖裝置(4)。
      7.按權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),其特征在于所述直線電機(jī)由機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)控制。
      專利摘要本實(shí)用新型屬于數(shù)控車床的一種新型進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),具體為一種直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中裝有導(dǎo)軌鎖緊塊、直線位移傳感器、全封閉拉罩、防撞擊死擋鐵結(jié)構(gòu)及緩沖裝置。本實(shí)用新型進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝在斜置床身的工作面上,可沿Z軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副作直線運(yùn)動(dòng),X軸直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副固定在床鞍上,通過(guò)直線電機(jī)的初級(jí)部構(gòu)芯帶動(dòng)滑板及刀架作X軸方向的高速、高加速度直線運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型用直線電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾珠絲杠和伺服電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將引起機(jī)床行業(yè)的傳動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生突變,使機(jī)床的加工精度、生產(chǎn)效率等性能指標(biāo)得到很大的提高,為國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床采用直線電機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給提供技術(shù)儲(chǔ)備。
      文檔編號(hào)B23Q11/00GK2868543SQ20052014589
      公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
      發(fā)明者趙江浩, 蔣朝霞, 郗景河, 陳良義, 肖學(xué)東, 韓麟, 韓愛禮, 倪帆, 李林 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)第一機(jī)床廠
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