本實用新型涉及數(shù)控機床，尤其是一種直線電機驅動的數(shù)控機床。

背景技術：

現(xiàn)有數(shù)控機床采用旋轉伺服電機加滾珠絲桿的傳動方式，這種方式需要通過電機、聯(lián)軸器、絲杠、螺母等一系列機構完成動力傳遞，因此存在以下不足之處：這種傳動方式加速度小，速度較小，浪費加工時間；結構復雜，維護復雜，傳遞剛性不足；絲桿，螺母傳動的反向間隙，在工件表面會留下?lián)Q向痕跡，影響加工表面質量；由于絲桿的制造過程存在節(jié)距誤差，從而導致在傳動過程中產生誤差，影響精度；絲桿在傳動過程中具有彈性變形，在推動工作臺時受擠壓，而拉動工作臺時受拉伸，從而導致定位精度的誤差；絲桿傳動存在較多傳動環(huán)節(jié)，所以機床的響應速度緩慢；難以獲得較大的加速度；機床質量比較重，重心偏高，減少了機床穩(wěn)定性；同時現(xiàn)有機床擴展性不足，難以由三軸擴展成四軸、五軸。難以實現(xiàn)車削、曲面加工等功能。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種直線電機驅動的數(shù)控機床。

本實用新型的一種技術方案：

一種直線電機驅動的數(shù)控機床，包括底座，其特征在于，還包括Y軸橫梁，X軸橫梁，帶動刀具旋轉的主軸電機，用于固定主軸電機的固定架，驅動Y軸橫梁沿Y軸方向移動的Y軸直線電機，驅動X軸橫梁沿X軸方向移動的X軸直線電機，驅動固定架沿Z軸方向移動的Z軸直線電機；Y軸橫梁包括底板，由底板前端向上延伸的前支撐板，由底板后端向上延伸的后支撐板，連接前支撐板和后支撐板的第一斜板，前支撐板的高度高于后支撐板的高度使得第一斜板與底板的夾角為20度～70度；X軸橫梁包括豎直板，第二斜板，以及若干三角形加強板，若干三角形加強板平行固定于豎直板的側面，第二斜板固定于若干三角形加強板的斜邊使得第二斜板與第一斜板平行；Y軸直線電機包括Y軸定子和Y軸動子，Y軸定子固定于底座上表面，Y軸動子固定于底板下表面，Y軸定子與Y軸動子具有一間隙；X軸直線電機包括X軸定子和X軸動子，X軸定子固定于第一斜板上表面，X軸動子固定于第二斜板下表面，X軸定子與X軸動子具有一間隙；Z軸直線電機包括Z軸定子和Z軸動子，Z軸定子與豎直板固定連接，Z軸動子與固定架的豎直面固定連接，Z軸定子與Z軸動子具有一間隙。

一種優(yōu)選方案是底座的上表面固定有兩平行的第一滑軌和兩平行的第二滑軌，第二滑軌位于第一滑軌外側，Y軸定子固定于兩平行的第一滑軌之間，底板下表面固定有沿第一滑軌滑動的第一滑塊以及沿第二滑軌滑動的第二滑塊。

一種優(yōu)選方案是直線電機驅動的數(shù)控機床還包括直驅四軸工作臺或搖籃式五軸工作臺，直驅四軸工作臺或搖籃式五軸工作臺與底座形成可拆卸連接，第二滑軌的長度大于第一滑軌的長度，直驅四軸工作臺或搖籃式五軸工作臺位于兩平行的第二滑軌之間。

一種優(yōu)選方案是第一斜板的上表面固定有兩平行的第三滑軌，X軸定子固定于兩平行的第三滑軌之間，第二斜板下表面固定有沿第三滑軌滑動的第三滑塊。

一種優(yōu)選方案是豎直板的另一側面固定有兩平行的第四滑軌，Z軸定子固定于兩平行的第四滑軌之間，固定架的豎直面固定有沿第四滑軌滑動的第四滑塊。

一種優(yōu)選方案是Y軸定子和Y軸動子之間的間隙為0.7-1.0mm，X軸定子和X軸動子之間的間隙為0.7-1.0mm，Z軸定子和Z軸動子之間的間隙為0.7-1.0mm。

一種優(yōu)選方案是三角形加強板的外側邊為內凹的弧形邊。

一種優(yōu)選方案是Y軸橫梁和X軸橫梁內部分別設有加強筋。

一種優(yōu)選方案是第一斜板與底板的夾角為30度。

一種優(yōu)選方案是底座上設有用于固定刀庫的支撐架。

綜合上述技術方案，本實用新型的有益效果：Y軸直線電機驅動Y軸橫梁沿Y軸方向移動，使得Y軸橫梁與底座除了第一滑塊與第一滑軌接觸外沒有其他機械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；X軸直線電機驅動X軸橫梁沿X軸方向移動，使得X軸橫梁與Y軸橫梁除了第二滑塊與第二滑軌接觸外沒有其他機械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；Z軸直線電機驅動固定架沿Z軸方向移動，使得固定架與X軸橫梁除第三滑塊與第三滑軌接觸外沒有其他機械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；結構簡單，體積小，以最少的零部件實現(xiàn)直線驅動：行程在理論上不受限制，而且性能不會因為行程的改變而受到影響：可以提供很寬的速度范圍，從每秒幾微米到數(shù)米；加速度很大，最大可達10g：運動平穩(wěn)，精度高，因為消除了影響精度的中間環(huán)節(jié)：維護簡單，由于部件少，運動時無機械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無需維護，使用壽命更長；Y軸橫梁與X軸橫梁之間配合面采用傾斜布置，降低了Y軸橫梁與X軸橫梁的重心，增加了系統(tǒng)剛度；Y軸橫梁類似四邊形結構，X軸橫梁類似三角結構，其內部分別穿插有加強筋結構，增加了Y軸橫梁與X軸橫梁的剛度和強度，減輕數(shù)控機床運動部件的質量，提高了數(shù)控機床運行速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；同時由于Y軸橫梁，X軸橫梁和固定架均移動，底座是固定的，故本實用新型可以擴展成直驅四軸，賦予數(shù)控機床車削的功能，還可以擴展成搖籃式五軸，可以加工復雜曲面。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體圖；

圖2是本實用新型的爆炸圖一；

圖3是本實用新型的爆炸圖二；

圖4是本實用新型中底座的立體圖；

圖5是本實用新型中Y軸橫梁的立體圖；

圖6是本實用新型中X軸橫梁的立體圖；

圖7是本實用新型中直驅四軸工作臺的立體圖；

圖8是本實用新型中搖籃式五軸工作臺的立體圖。

具體實施方式

如圖1至圖6所示，一種直線電機驅動的數(shù)控機床，包括底座10，還包括Y軸橫梁20，X軸橫梁30，帶動刀具旋轉的主軸電機80，用于固定主軸電機80的固定架40，驅動Y軸橫梁20沿Y軸方向移動的Y軸直線電機50，驅動X軸橫梁30沿X軸方向移動的X軸直線電機60，驅動固定架40沿Z軸方向移動的Z軸直線電機70；Y軸橫梁20包括底板201，由底板201前端向上延伸的前支撐板207，由底板201后端向上延伸的后支撐板202，連接前支撐板207和后支撐板202的第一斜板203，前支撐板207的高度高于后支撐板202的高度使得第一斜板203與底板201的夾角為20度～70度；X軸橫梁30包括豎直板302，第二斜板301，以及若干三角形加強板303，若干三角形加強板303平行固定于豎直板302的一側面，第二斜板301固定于若干三角形加強板303的斜邊使得第二斜板301與第一斜板203平行。Y軸直線電機50包括Y軸定子501和Y軸動子502，Y軸定子501固定于底座10上表面，Y軸動子502固定于底板201下表面，Y軸定子501與Y軸動子502具有一間隙；X軸直線電機60包括X軸定子601和X軸動子602，X軸定子601固定于第一斜板203上表面，X軸動子602固定于第二斜板301下表面，X軸定子601與X軸動子602具有一間隙；Z軸直線電機70包括Z軸定子701和Z軸動子702，Z軸定子701與豎直板302固定連接，Z軸動子702與固定架40的豎直面固定連接，Z軸定子701與Z軸動子702具有一間隙。

如圖2和圖3所示，Y軸直線電機50驅動Y軸橫梁20沿Y軸方向移動，使得Y軸橫梁20與底座10之間沒有機械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；X軸直線電機60驅動X軸橫梁30沿X軸方向移動，使得X軸橫梁30與Y軸橫梁20沒有機械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；Z軸直線電機70驅動固定架40沿Z軸方向移動，使得固定架40與X軸橫梁20之間沒有機械接觸，減少了兩者之間的摩擦力。Y軸橫梁20與X軸橫梁30之間配合面采用傾斜布置，降低了Y軸橫梁20與X軸橫梁30的重心，增加了系統(tǒng)剛度，提高了數(shù)控機床運行速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

具體地，如圖2和圖3所示，底座10的上表面固定有兩平行的第一滑軌101和兩平行的第二滑軌102，第二滑軌102位于第一滑軌101外側，Y軸定子501固定于兩平行的第一滑軌101之間，底板201下表面固定有沿第一滑軌101滑動的第一滑塊103以及沿第二滑軌102滑動的第二滑塊104。每一第一滑塊103上滑設有2個第一滑塊103，每一第二滑塊104上滑設有1個第二滑塊104，第一滑塊103固定于底板201運動方向的前側，第二滑塊104固定于底板201運動方向的后側。Y軸直線電機50驅動Y軸橫梁20沿著第一滑軌101和第二滑軌102滑動。

如圖4、圖7和圖8所示，直線電機驅動的數(shù)控機床還包括直驅四軸工作臺106或搖籃式五軸工作臺107，直驅四軸工作臺106或搖籃式五軸工作臺107與底座10形成可拆卸連接，第二滑軌102的長度大于第一滑軌101的長度，直驅四軸工作臺106或搖籃式五軸工作臺107位于兩平行的第二滑軌之間。由于底座10是固定的，故本實用新型可以擴展成直驅四軸，賦予數(shù)控機床車削的功能，還可以擴展成搖籃式五軸，可以加工復雜曲面。

如圖2和圖3所示，第一斜板203的上表面固定有兩平行的第三滑軌204，X軸定子601固定于兩平行的第三滑軌204之間，第二斜板301下表面固定有沿第三滑軌204滑動的第三滑塊205。X軸直線電機60驅動X軸橫梁30沿著第三滑軌204滑動。

如圖2和圖3所示，豎直板302的另一側面固定有兩平行的第四滑軌304，Z軸定子701固定于兩平行的第四滑軌304之間，固定架40的豎直面固定有沿第四滑軌304滑動的第四滑塊305。Z軸直線電機70驅動固定架40沿著第四滑軌304滑動。

如圖2和圖3所示，Y軸定子501和Y軸動子502之間的間隙為0.7-1.0mm，X軸定子601和X軸動子602之間的間隙為0.7-1.0mm，Z軸定子701和Z軸動子702之間的間隙為0.7-1.0mm。

如圖5和圖6所示，本實用新型中，第一斜板與底板的夾角為45度。三角形加強板303的一邊為內凹的弧形邊。Y軸橫梁和X軸橫梁內部分別設有加強筋。Y軸橫梁20類似四邊形結構，X軸橫梁30類似三角結構，其內部分別穿插有加強筋，增加了Y軸橫梁20與X軸橫梁30的剛度和強度，同時減輕數(shù)控機床運動部件的質量，提高了數(shù)控機床運行速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

如圖2和圖3所示，底座10上設有用于固定刀具的刀架105。刀架105用于固定刀具，方便更換刀具。

本實用新型還具有結構簡單，體積小，以最少的零部件實現(xiàn)直線驅動：行程在理論上不受限制，而且性能不會因為行程的改變而受到影響：可以提供很寬的速度范圍，從每秒幾微米到數(shù)米；加速度很大，最大可達10g：運動平穩(wěn)，精度高，因為消除了影響精度的中間環(huán)節(jié)：維護簡單，由于部件少，運動時無機械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無需維護，使用壽命更長。

以上是本實用新型的具體實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。