專利名稱：一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊的制作方法
一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，具體涉及一種兩軸數(shù) 控機(jī)床功能模塊。屬于數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域。背景技術(shù)：
機(jī)床產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是裝備制造業(yè)發(fā)展的重中之重，完 全可以說，沒有機(jī)床工業(yè)就沒有其他工業(yè)。機(jī)床是由各種功能部件，即功能模塊(主軸單元及主軸頭、滾珠絲杠副、 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、數(shù)控伺服系統(tǒng)等)在床身、立柱等基礎(chǔ)機(jī)架上集裝而成的，功能 部件是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。數(shù)控機(jī)床主機(jī)廠的主要任務(wù)是生產(chǎn)制造床身、 立柱等基礎(chǔ)構(gòu)件并把所需的功能部件與之集裝成完整的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品，數(shù)控機(jī) 床整體技術(shù)與數(shù)控機(jī)床功能部件的發(fā)展為相互依賴、共同發(fā)展的，所以機(jī)床行 業(yè)的進(jìn)步，不僅是機(jī)床廠本身的研發(fā)就可以達(dá)到，功能部件的創(chuàng)新也深深地影 響數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。功能部件是機(jī)床行業(yè)的上游，而機(jī)床行業(yè)則是功能部件的 下游。由機(jī)床設(shè)計(jì)的創(chuàng)新或環(huán)保的需求，可以推動(dòng)功能部件的新發(fā)展；而功能 部件的創(chuàng)新，同樣也可以為機(jī)床行業(yè)帶來革命性的改變。功能部件的水平?jīng)Q定 了整機(jī)的水平；功能部件的質(zhì)量可靠性決定了整機(jī)的質(zhì)量可靠性；功能部件的 制造成本決定了整機(jī)的制造成本；功能部件的交貨期決定了整機(jī)的交貨期。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前國際上公認(rèn)的最有前途的高速、精密機(jī)床的快速 進(jìn)給系統(tǒng)，采用直線伺服電機(jī)和智能化數(shù)字伺服系統(tǒng)的高速加工機(jī)床已成為當(dāng) 今國際上主要機(jī)床制造商競相研究和開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品，并且已經(jīng)在汽車 工業(yè)和航空工業(yè)中取得初步應(yīng)用和成效。在數(shù)控機(jī)床中采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有直接驅(qū)動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡單、慣量低、 磨擦小、效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)高速度、高加速度及精密位移控制，是滿 足新一代高性能數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)高性能運(yùn)動(dòng)控制的理想驅(qū)動(dòng)方式，具有廣泛的應(yīng)用前景。直線電機(jī)的應(yīng)用可以明顯地提高數(shù)控機(jī)床的性能，從而提高數(shù)控 加工精度和加工質(zhì)量，特別是應(yīng)用于精密高速加工機(jī)床、特種加工機(jī)床和大型 機(jī)床，可以獲得優(yōu)良的動(dòng)態(tài)特性，從而滿足高速、高精度和高表面加工質(zhì)量的 要求。本發(fā)明是一種兩軸數(shù)控機(jī)床功能模塊，該模塊能完成刀具平臺(tái)的直線進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)偏擺運(yùn)動(dòng)。從現(xiàn)有技術(shù)來看，完成這樣功能的機(jī)床功能模塊采用串 聯(lián)設(shè)計(jì)，即一個(gè)電機(jī)通過相應(yīng)機(jī)構(gòu)，如旋轉(zhuǎn)電機(jī)加絲杠或直線電機(jī)加直線導(dǎo)軌 完成刀具平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)電機(jī)(一般為旋轉(zhuǎn)電機(jī))負(fù)責(zé)完成刀具平臺(tái) 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣的設(shè)計(jì)往往機(jī)械總成較大，機(jī)械慣量較大，從而影響整機(jī)的 機(jī)械總成，動(dòng)態(tài)性能不高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，以針對現(xiàn) 有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種新型、小機(jī)械慣量、高動(dòng)態(tài)性能的直線軸加偏擺 軸的雙軸功能模塊。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是雙直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)雙環(huán)閉鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該直 線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊包括兩組直線驅(qū)動(dòng)模塊、 一個(gè)刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模 塊、兩組連桿部件。兩個(gè)直線驅(qū)動(dòng)模塊直線運(yùn)動(dòng)為本發(fā)明的功能模塊的運(yùn)動(dòng)輸 入，刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊中的刀具平臺(tái)有兩個(gè)自由度， 一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)， 一個(gè)回轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)，是本發(fā)明的功能模塊的運(yùn)動(dòng)輸出。本發(fā)明是一個(gè)對稱的結(jié)構(gòu)，是關(guān)于刀具平臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)軸對稱；兩組直線驅(qū) 動(dòng)模塊分別布置在刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的兩側(cè)，通過連桿部件分別與刀具平臺(tái)運(yùn) 動(dòng)模塊相連。所述的每一組直線驅(qū)動(dòng)模塊是一個(gè)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線進(jìn)給模塊，其直線 運(yùn)動(dòng)軸與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的直線運(yùn)動(dòng)軸平行，該直線驅(qū)動(dòng)模塊由電機(jī)座、直 線電機(jī)定子、直線電機(jī)動(dòng)子、動(dòng)子連接板、鉸鏈架、直線導(dǎo)軌、滑塊等組成。 所述的電機(jī)座負(fù)責(zé)集成直線驅(qū)動(dòng)模塊的其它所有零部件；所述的直線電機(jī)定子 是直線電機(jī)的次級，通過螺栓固連在電機(jī)座的中部；所述的直線導(dǎo)軌分布在直 線電機(jī)定子的兩側(cè)，平行放置，通過螺栓與電機(jī)座固連。所述的滑塊安裝在直線導(dǎo)軌上，與直線導(dǎo)軌配合使用，構(gòu)成移動(dòng)副；所述的直線電機(jī)動(dòng)子是直線電 機(jī)的初級，通過螺栓與動(dòng)子聯(lián)接板固連，動(dòng)子連接板又與滑塊通過螺栓固連； 所述的直線電機(jī)動(dòng)子位于直線電機(jī)定子的正上方，與直線電機(jī)定子有一個(gè)小間 隙；所述的鉸鏈架固連在動(dòng)子連接板上，其上有鉸鏈接頭，負(fù)責(zé)與連桿部件的連接。所述的刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊由底座、直線導(dǎo)軌、滑塊、刀具平臺(tái)、圓軸承、 連接板、平臺(tái)支撐架等組成。所述的直線導(dǎo)軌安裝在底座上，并與之固連；所 述的滑塊安裝在直線導(dǎo)軌上，與之配合使用，組成移動(dòng)副；所述的連接板固連 在滑塊上；所述的平臺(tái)支撐架是一個(gè)斜置外伸形零件， 一端固連在連接板上， 一端有用于圓軸承安裝的軸承碗；所述的刀具平臺(tái)是一個(gè)用于安裝刀具的動(dòng)平 臺(tái)，其上下側(cè)有圓柱形凸臺(tái)，用于安裝圓軸承，其左右兩側(cè)分別有一個(gè)鉸鏈耳， 用于連桿部件的安裝；所述的刀具平臺(tái)通過圓軸承安裝在平臺(tái)支撐架的軸承碗 中。所述的每一組連桿部件由連桿、鉸鏈軸等組成。所述的連桿是一個(gè)桿狀零 件，兩端有鉸鏈接頭；所述的鉸鏈軸分別用于連桿與鉸鏈架及鉸鏈耳的安裝。所述的鉸鏈軸穿過連桿一端的鉸鏈接頭及鉸鏈架中的鉸鏈接頭，三者相互 配合構(gòu)成一個(gè)回轉(zhuǎn)副；所述的鉸鏈軸穿過連桿另一端的鉸鏈接頭及刀具平臺(tái)上 的鉸鏈耳，三者相互配合構(gòu)成另一個(gè)回轉(zhuǎn)副。所述的刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊可設(shè)計(jì)成由U形座、頂蓋、平臺(tái)連桿、平臺(tái)滑塊 B、平臺(tái)導(dǎo)軌B、刀具平臺(tái)B組成，是一個(gè)上下對稱的結(jié)構(gòu)；所述的U形座是將 所述的電機(jī)座和底座合并成一個(gè)零件，完成直線電機(jī)定子的安裝和平臺(tái)導(dǎo)軌B 的安裝；所述的頂蓋通過螺栓G固連在U形座上，與U形座構(gòu)成一個(gè)沒有前后 面板的箱體結(jié)構(gòu)；所述的平臺(tái)導(dǎo)軌B有兩條，是直線導(dǎo)軌，且平行布置， 一條 安裝在U形座的中部，另一條安裝在頂蓋的下表面中部；所述的平臺(tái)滑塊B有 兩個(gè)，是圓錐滾子滑塊，分別安裝在兩條平臺(tái)導(dǎo)軌B上，并與之配合組成一個(gè) 移動(dòng)副；所述的平臺(tái)連桿有兩根，每一根均是斜置外伸形桿件， 一端固連在平 臺(tái)滑塊B上， 一端設(shè)有用于圓軸承B安裝的軸承碗B;所述的刀具平臺(tái)B是一 個(gè)用于安裝刀具的動(dòng)平臺(tái)，其上下側(cè)各有一個(gè)圓柱形的凸臺(tái)B，用于安裝圓軸 承B，刀具平臺(tái)B左右兩側(cè)分別有一個(gè)鉸鏈耳B，用于連桿部件的安裝；所述的刀具平臺(tái)B上下側(cè)的凸臺(tái)B通過圓軸承B安裝在平臺(tái)連桿的軸承碗B中。 所述的兩組直線驅(qū)動(dòng)模塊、刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊固連在同一個(gè)底座上。 所述的兩組連桿部件分別將刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊兩側(cè)的直線驅(qū)動(dòng)模塊與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的刀具平臺(tái)相連。本發(fā)明一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，其優(yōu)點(diǎn)及功效在于本發(fā)明采用雙直線電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀具平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和偏擺運(yùn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)性能 好，機(jī)械慣量小，剛度大。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)2為本發(fā)明實(shí)施例一的主視3為本發(fā)明實(shí)施例一的左視4為本發(fā)明實(shí)施例一的俯視5為本發(fā)明實(shí)施例一的直線驅(qū)動(dòng)?？靾D6為本發(fā)明實(shí)施例一的刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊圖7為本發(fā)明實(shí)施例一的連桿部件圖8為本發(fā)明實(shí)施例一的刀具平臺(tái)偏擺示意9為本發(fā)明實(shí)施例二的立體結(jié)構(gòu)10為本發(fā)明實(shí)施例二的主視11為本發(fā)明實(shí)施例二刀具平臺(tái)局部爆炸視中標(biāo)號及符號說明如下1-1、 1-2、 1-1'、 1-2'直線驅(qū)動(dòng)模塊n、 n'刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊III-1、 111-2、 III-1，、 III-2'連桿部件 Rl、電機(jī)回轉(zhuǎn)副A R2、電機(jī)回轉(zhuǎn)副B R3、連桿回轉(zhuǎn)副AR4、連桿回轉(zhuǎn)副B1、螺栓A4、直線電機(jī)動(dòng)子7、電機(jī)導(dǎo)軌2、電機(jī)座 5、動(dòng)子連接板 8、電機(jī)滑塊3、直線電機(jī)定子 6、鉸鏈架 9、底座10、平臺(tái)導(dǎo)軌11、平臺(tái)滑塊12、平臺(tái)連接板14、平臺(tái)架15、緊固架16、刀具平臺(tái)17、圓軸承18、凸臺(tái)19、鉸鏈耳20、軸承碗21、連桿22、鉸鏈軸A23、鉸鏈軸B24、螺栓B25、螺栓c26、螺栓D27、螺栓E28、螺栓F29、 U形座30、頂蓋31、平臺(tái)連桿32、平臺(tái)滑塊B33、平臺(tái)導(dǎo)軌B34、螺栓G35、圓軸承B36、刀具平臺(tái)B37、凸臺(tái)B38、軸承碗B39、鉸鏈耳B具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。實(shí)施例一所述的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊包括兩組直線驅(qū)動(dòng)模塊I-l、i-2， 一個(gè)刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊n，兩組連桿部件in-1、 iii-2。兩個(gè)直線驅(qū)動(dòng)模塊I-1、 I-2直線運(yùn)動(dòng)為本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)輸入，刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II中的刀具 平臺(tái)16有兩個(gè)自由度， 一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)， 一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)輸出。 其特征在于如圖l、圖2、圖4所示，所述的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊是一個(gè) 對稱的結(jié)構(gòu)，是關(guān)于刀具平臺(tái)16的直線運(yùn)動(dòng)軸對稱；直線驅(qū)動(dòng)模塊I-1、 I-2分別布置在刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊n的兩側(cè)，分別通過連桿部件in-1、 in-2與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II相連。直線驅(qū)動(dòng)模塊1-1與直線驅(qū)動(dòng)模塊1-2結(jié)構(gòu)相同。 連桿部件III-1與連桿部件III-2結(jié)構(gòu)相同。如圖5所示，所述的直線驅(qū)動(dòng)模塊1-1是一個(gè)平板式、帶鐵心永磁直線電 機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線進(jìn)給模塊，其直線運(yùn)動(dòng)軸與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的直線運(yùn)動(dòng)軸平行， 該直線驅(qū)動(dòng)模塊I-1由電機(jī)座2、直線電機(jī)定子3、直線電機(jī)動(dòng)子4、動(dòng)子連接 板5、鉸鏈架6、電機(jī)導(dǎo)軌7、電機(jī)滑塊8等組成。所述的電機(jī)座2可以集成直 線驅(qū)動(dòng)模塊1-1的其它所有零部件；所述的直線電機(jī)定子3是平板式、帶鐵心永磁直線電機(jī)的次級，通過螺栓固連在電機(jī)座2的中部；所述的電機(jī)導(dǎo)軌7是直線導(dǎo)軌，有兩根，平行分布在直線電機(jī)定子3的兩側(cè)，通過螺栓C25與電機(jī) 座2固連。所述的電機(jī)滑塊8是圓錐滾子滑塊， 一共4塊，在每根電機(jī)導(dǎo)軌7 安裝兩個(gè)，與電機(jī)導(dǎo)軌7配合使用，構(gòu)成移動(dòng)副；所述的直線電機(jī)動(dòng)子4是平 板式、帶鐵心永磁直線電機(jī)的初級，通過螺栓與動(dòng)子聯(lián)接板5固連，動(dòng)子連接 板5又與電機(jī)滑塊8通過螺栓B 24固連；所述的直線電機(jī)動(dòng)子4位于直線電機(jī) 定子3的正上方，與直線電機(jī)定子3有一個(gè)小間隙；所述的鉸鏈架6固連在動(dòng) 子連接板5上，其上有鉸鏈接頭，能完成與連桿部件III-1的連接。如圖6所示，所述的刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II由底座9、平臺(tái)導(dǎo)軌10、平臺(tái)滑 塊11、刀具平臺(tái)16、圓軸承17、平臺(tái)連接板12、平臺(tái)架14、緊固架15等組 成。所述的平臺(tái)導(dǎo)軌10是直線導(dǎo)軌，有兩條，安裝在底座9上，并與之固連； 所述的平臺(tái)滑塊ll是圓錐滾子滑塊，有4個(gè)，安裝在平臺(tái)導(dǎo)軌10上，每條平 臺(tái)導(dǎo)軌10上安裝兩個(gè)，與之配合使用，組成移動(dòng)副；所述的平臺(tái)連接板12通 過螺栓固連在平臺(tái)滑塊ll上；所述的平臺(tái)架14是一個(gè)斜置外伸形零件， 一端 固連在平臺(tái)連接板12上， 一端有用于圓軸承17安裝的軸承碗20;所述的刀具 平臺(tái)16是一個(gè)用于安裝刀具的動(dòng)平臺(tái)，其上下側(cè)各有一個(gè)圓柱形凸臺(tái)18，用 于安裝圓軸承17，刀具平臺(tái)16左右兩側(cè)分別有一個(gè)鉸鏈耳19，用于連桿部件 III-1、 III-2的安裝；所述的刀具平臺(tái)16下側(cè)凸臺(tái)18通過圓軸承17安裝在 平臺(tái)架14的軸承碗20中；所述的刀具平臺(tái)16上側(cè)凸臺(tái)18通過圓軸承17安裝 在緊固架15上；緊固架15通過螺栓F 28固連在平臺(tái)架14上。如圖4、圖7、圖8所示，所述的連桿部件in-l由連桿21、鉸鏈軸A22、 鉸鏈軸B 23等組成。所述的連桿21是一個(gè)桿狀零件，兩端有鉸鏈接頭；所述 的鉸鏈軸A用于連桿21的鉸鏈接頭與直線驅(qū)動(dòng)模塊1-1中的鉸鏈架6的鉸鏈接 頭的配合連接，構(gòu)成一個(gè)電機(jī)回轉(zhuǎn)副A Rl;所述的鉸鏈軸B用于連桿21的另 一個(gè)鉸鏈接頭與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II中刀具平臺(tái)16的鉸鏈耳19的配合連接， 構(gòu)成一個(gè)連桿回轉(zhuǎn)副A R3。如圖1所示，所述的直線驅(qū)動(dòng)模塊1-1、 1-2通過螺栓Al固連在刀具平臺(tái) 運(yùn)動(dòng)模塊II的底座9上。如圖4、圖8所示，工作時(shí)，直線電機(jī)動(dòng)子4與直線電機(jī)定子3相互作用，帶動(dòng)電機(jī)回轉(zhuǎn)副A Rl和電機(jī)回轉(zhuǎn)副B R2各自作直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿21的作用， 兩連桿21同時(shí)驅(qū)動(dòng)二自由度的刀具平臺(tái)16。這樣，在本實(shí)施例中，兩直線電 機(jī)動(dòng)子4的直線位置對應(yīng)于刀具平臺(tái)16的一個(gè)直線位移和一個(gè)擺角輸出。如圖 4所示，兩直線電機(jī)動(dòng)子4處于不同的位置時(shí)，刀具平臺(tái)16便會(huì)有偏擺運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，直線電機(jī)動(dòng)子4、直線電機(jī)定子3相互作用，帶動(dòng)動(dòng)子連接板5 上的鉸鏈架6作直線運(yùn)動(dòng)，鉸鏈架6分別驅(qū)動(dòng)各自連接的連桿部件運(yùn)動(dòng)，使兩 連桿同時(shí)驅(qū)動(dòng)二自由度的刀具平臺(tái)。這樣，在該機(jī)構(gòu)中，兩直線電機(jī)動(dòng)子4的 直線位置對應(yīng)于刀具平臺(tái)16的一個(gè)直線位移和一個(gè)擺角輸出。實(shí)施例二本發(fā)明的實(shí)施例二與實(shí)施例一的類似，包括兩組直線驅(qū)動(dòng)模塊1-1'、i-2'， 一個(gè)刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊n，，兩組連桿部件ni-r 、 ni-2，。兩個(gè) 直線驅(qū)動(dòng)模塊i-r 、 i-2'和兩組連桿部件in-r 、 in-2'和實(shí)施例一的 實(shí)施方式相同。不同的是刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊ir的實(shí)施方式。如圖9、圖10、圖11所示，所述的刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II，由U形座29、 頂蓋30、平臺(tái)連桿31、平臺(tái)滑塊B32、平臺(tái)導(dǎo)軌B33、刀具平臺(tái)B36等組成， 該刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II'是一個(gè)上下對稱的結(jié)構(gòu)。所述的U形座29是將實(shí)施 例一中電機(jī)座2和底座9合并成一個(gè)零件，完成直線電機(jī)定子的安裝和平臺(tái)導(dǎo) 軌B33的安裝；所述的頂蓋30通過螺栓G 34固連在U形座29上，與U形座 29構(gòu)成一個(gè)沒有前后面板的箱體結(jié)構(gòu)；所述的平臺(tái)導(dǎo)軌B 33有兩條，是直線 導(dǎo)軌，且平行布置， 一條安裝在U形座29的中部，另一條安裝在頂蓋30的下 表面中部；所述的平臺(tái)滑塊B32有兩個(gè)，是圓錐滾子滑塊，分別安裝在兩條平 臺(tái)導(dǎo)軌B33上，并與之配合組成一個(gè)移動(dòng)副；所述的平臺(tái)連桿31有兩根，每 一根均是斜置外伸形桿件， 一端固連在平臺(tái)滑塊B32上， 一端設(shè)有用于圓軸承 B 35安裝的軸承碗B 38;所述的刀具平臺(tái)B 36是一個(gè)用于安裝刀具的動(dòng)平臺(tái)， 其上下側(cè)各有一個(gè)圓柱形凸臺(tái)B 37，用于安裝圓軸承B 35，刀具平臺(tái)B 36左右兩側(cè)分別有一個(gè)鉸鏈耳B39，用于連桿部件ni-r 、 III-2'的安裝；所述的刀具平臺(tái)B 36上下側(cè)凸臺(tái)B 37通過圓軸承B 35安裝在平臺(tái)連桿31的軸承 碗B 38中。實(shí)施例二的運(yùn)動(dòng)方式與實(shí)施例一相同，此處不再贅述。
權(quán)利要求
1、一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，其特征在于所述的功能模塊包括兩組直線驅(qū)動(dòng)模塊、一個(gè)刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊、兩組連桿部件；所述的功能模塊是一個(gè)對稱的結(jié)構(gòu)，是關(guān)于刀具平臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)軸對稱；直線驅(qū)動(dòng)模塊分別布置在刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的兩側(cè)，通過連桿部件分別與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊相連；所述的每一組直線驅(qū)動(dòng)模塊為直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線進(jìn)給模塊，其直線運(yùn)動(dòng)軸與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的直線運(yùn)動(dòng)軸平行；該直線驅(qū)動(dòng)模塊由電機(jī)座、直線電機(jī)定子、直線電機(jī)動(dòng)子、動(dòng)子連接板、鉸鏈架、直線導(dǎo)軌、滑塊等組成；所述的電機(jī)座負(fù)責(zé)集成直線驅(qū)動(dòng)模塊的其它所有零部件；所述的直線電機(jī)定子是直線電機(jī)的次級，通過螺栓固連在電機(jī)座的中部；所述的直線導(dǎo)軌分布在直線電機(jī)定子的兩側(cè)，平行放置，通過螺栓與電機(jī)座固連；所述的滑塊安裝在直線導(dǎo)軌上，與直線導(dǎo)軌配合使用，構(gòu)成移動(dòng)副；所述的直線電機(jī)動(dòng)子是直線電機(jī)的初級，通過螺栓與動(dòng)子聯(lián)接板固連，動(dòng)子連接板又與滑塊通過螺栓固連；所述的直線電機(jī)動(dòng)子位于直線電機(jī)定子的正上方，與直線電機(jī)定子有一個(gè)小間隙；所述的鉸鏈架固連在動(dòng)子連接板上，其上有鉸鏈接頭，負(fù)責(zé)與連桿部件的連接；所述的刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊由底座、直線導(dǎo)軌、滑塊、刀具平臺(tái)、圓軸承、連接板、平臺(tái)支撐架等組成；所述的直線導(dǎo)軌安裝在底座上，并與之固連；所述的滑塊安裝在直線導(dǎo)軌上，與之配合使用，組成移動(dòng)副；所述的連接板固連在滑塊上；所述的平臺(tái)支撐架是一個(gè)斜置外伸形零件，一端固連在連接板上，一端有用于圓軸承安裝的軸承碗；所述的刀具平臺(tái)是一個(gè)用于安裝刀具的動(dòng)平臺(tái)，其上下側(cè)各有一個(gè)圓柱形凸臺(tái)，用于安裝圓軸承，其左右兩側(cè)分別有一個(gè)鉸鏈耳，用于連桿部件的安裝；所述的刀具平臺(tái)通過圓軸承安裝在平臺(tái)支撐架的軸承碗中；所述的每一組連桿部件由連桿、鉸鏈軸組成；所述的連桿是一個(gè)桿狀零件，兩端有鉸鏈接頭；所述的鉸鏈軸分別用于連桿與鉸鏈架及鉸鏈耳的安裝。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，其特征 在于所述的兩組直線驅(qū)動(dòng)模塊、刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊固連在同一個(gè)底座上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，其特征 在于所述的兩組連桿部件分別將刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊兩側(cè)的直線驅(qū)動(dòng)模塊與刀 具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的刀具平臺(tái)相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，其特征 在于所述的刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊由U形座、頂蓋、平臺(tái)連桿、平臺(tái)滑塊B、平 臺(tái)導(dǎo)軌B、刀具平臺(tái)B組成，是一個(gè)上下對稱的結(jié)構(gòu)；所述的U形座是將所述的電機(jī)座和底座合并成一個(gè)零件，完成直線電機(jī)定子的安裝和平臺(tái)導(dǎo)軌B的安 裝；所述的頂蓋通過螺栓G固連在U形座上，與U形座構(gòu)成一個(gè)沒有前后面板 的箱體結(jié)構(gòu)；所述的平臺(tái)導(dǎo)軌B有兩條，是直線導(dǎo)軌，且平行布置， 一條安裝 在U形座的中部，另一條安裝在頂蓋的下表面中部；所述的平臺(tái)滑塊B有兩個(gè)， 是圓錐滾子滑塊，分別安裝在兩條平臺(tái)導(dǎo)軌B上，并與之配合組成一個(gè)移動(dòng)副； 所述的平臺(tái)連桿有兩根，每一根均是斜置外伸形桿件， 一端固連在平臺(tái)滑塊B 上， 一端設(shè)有用于圓軸承B安裝的軸承碗B;所述的刀具平臺(tái)B是一個(gè)用于安 裝刀具的動(dòng)平臺(tái)，其上下側(cè)各有一個(gè)圓柱形的凸臺(tái)B，用于安裝圓軸承B，刀具 平臺(tái)B左右兩側(cè)分別有一個(gè)鉸鏈耳B，用于連桿部件的安裝；所述的刀具平臺(tái)B 上下側(cè)的凸臺(tái)B通過圓軸承B安裝在平臺(tái)連桿的軸承碗B中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，其特征 在于所述的鉸鏈軸穿過連桿一端的鉸鏈接頭及鉸鏈架中的鉸鏈接頭，三者相 互配合構(gòu)成一個(gè)回轉(zhuǎn)副；所述的鉸鏈軸穿過連桿另一端的鉸鏈接頭及刀具平臺(tái) 上的鉸鏈耳，三者相互配合構(gòu)成另一個(gè)回轉(zhuǎn)副。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，其特征 在于所述的兩組直線驅(qū)動(dòng)模塊直線運(yùn)動(dòng)，為所述的功能模塊的運(yùn)動(dòng)輸入，刀 具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊中的刀具平臺(tái)有兩個(gè)自由度， 一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)， 一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 是所述的功能模塊的運(yùn)動(dòng)輸出。
全文摘要
本發(fā)明一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床功能模塊，其特征在于其包括兩組直線驅(qū)動(dòng)模塊、一個(gè)刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊、兩組連桿部件；該功能模塊是一個(gè)關(guān)于刀具平臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)軸對稱的結(jié)構(gòu)；直線驅(qū)動(dòng)模塊分別布置在刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的兩側(cè)，通過連桿部件分別與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊相連；每一組直線驅(qū)動(dòng)模塊為直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線進(jìn)給模塊，其直線運(yùn)動(dòng)軸與刀具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的直線運(yùn)動(dòng)軸平行。本發(fā)明采用了雙直線電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀具平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和偏擺運(yùn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)性能好，機(jī)械慣量小，剛度大。
文檔編號B23Q5/22GK101244516SQ200810102548
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者強(qiáng) 劉, 吳文鏡 申請人:北京航空航天大學(xué)