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(chē)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(chē)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(chē)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(kāi)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(ài)禮, 倪帆, 李林 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)第一機(jī)床廠