[發(fā)明專利]一種高速大行程雙牛頭背斜床身電火花機(jī)床

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410701408.1
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104439570B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬平;魯信輝;趙春明;龔乘龍;牛興;劉建群;李鍛能
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種高速大行程雙牛頭背斜床身電火花機(jī)床，屬于高速大行程雙牛頭背斜床身電火花機(jī)床結(jié)構(gòu)與控制的創(chuàng)新技術(shù)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的大行程雙牛頭電火花機(jī)床采用“C”型水平床身結(jié)構(gòu)，使得機(jī)床的重心前移，伸縮滑座懸臂結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的傾覆力矩，影響機(jī)床主軸頭在Z方向的剛度，伸縮滑座前后移動容易導(dǎo)致主軸方向產(chǎn)生位移，從而影響電火花機(jī)床主軸加工方向的位置精度。

鞍座和伸縮滑座是大行程雙牛頭電火花機(jī)床的關(guān)鍵運(yùn)動部件，目前機(jī)床運(yùn)動部件的運(yùn)動主要采用滾珠絲杠副進(jìn)行驅(qū)動，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動。用滾珠的滾動代替絲杠螺母副的滑動，其具有摩擦力小，傳動效率高，軸向間隙可消除，定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，但是對于高速大行程機(jī)床需要采用大導(dǎo)程、超長滾動絲杠螺母副驅(qū)動，這種驅(qū)動結(jié)構(gòu)存在成本高、轉(zhuǎn)動慣量大、剛度低，絲杠易變形等特點(diǎn)，難以滿足高速、高精度、大行程加工的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種定位精度高，響應(yīng)速度快，剛度高的高速大行程雙牛頭背斜床身電火花機(jī)床。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明的高速大行程雙牛頭背斜床身電火花機(jī)床，包括有底座、背斜床身、兩個(gè)鞍座、兩個(gè)伸縮滑座、兩個(gè)主軸頭，第一直線電機(jī)、第二直線電機(jī)，第三直線電機(jī)，兩個(gè)第一光柵尺、兩個(gè)第二光柵尺、第一直線導(dǎo)軌副、兩個(gè)第二直線導(dǎo)軌副、滾珠絲杠；其中底座安裝在地面上，背斜床身固定安裝在底座上，兩個(gè)鞍座通過第一直線導(dǎo)軌副與背斜床身相連，兩個(gè)鞍座由第一直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，帶動兩個(gè)鞍座沿著X方向運(yùn)動，兩個(gè)伸縮滑座分別通過兩個(gè)第二直線導(dǎo)軌副與兩個(gè)鞍座連接，進(jìn)行運(yùn)動傳遞，其中一個(gè)伸縮滑座通過其中一個(gè)第二直線導(dǎo)軌副與其中一個(gè)鞍座相連，第二直線電機(jī)通過其中一個(gè)第二直線導(dǎo)軌副驅(qū)動其中一個(gè)伸縮滑座沿著Y2方向運(yùn)動，另一個(gè)伸縮滑座通過另一個(gè)第二直線導(dǎo)軌副與另一個(gè)鞍座相連，第三直線電機(jī)通過另一個(gè)第二直線導(dǎo)軌副驅(qū)動另一個(gè)伸縮滑座沿著Y1方向運(yùn)動，其中一個(gè)第一光柵尺安裝在其中一個(gè)伸縮滑座上，其中一個(gè)鞍座在對應(yīng)第一光柵尺的位置上安裝有光柵尺讀數(shù)頭，另一個(gè)第一光柵尺安裝在另一個(gè)伸縮滑座上，另一個(gè)鞍座在對應(yīng)另一個(gè)第一光柵尺的位置上安裝光柵尺讀數(shù)頭，兩個(gè)第一光柵尺與對應(yīng)讀數(shù)頭組成兩個(gè)伸縮滑座的在線位置檢測反饋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)伸縮滑座在Y1方向、在Y2方向上運(yùn)動位置的在線檢測與反饋控制，兩個(gè)第二光柵尺固結(jié)在背斜床身上，兩個(gè)第二光柵尺的讀數(shù)頭分別對應(yīng)安裝在兩個(gè)鞍座上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)鞍座在X方向上運(yùn)動位置的在線檢測，其中一個(gè)主軸頭安裝在其中一個(gè)伸縮滑座上，另一個(gè)主軸頭安裝在其中另一個(gè)伸縮滑座上；滾珠絲杠傳動副的絲杠與伺服電機(jī)相連接，滾珠絲杠傳動副的螺母固定安裝在其中一個(gè)主軸頭上，伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠螺母副轉(zhuǎn)動，驅(qū)動其中一個(gè)主軸頭沿著Z1方向的運(yùn)動，另一個(gè)主軸頭的驅(qū)動結(jié)構(gòu)與其中一個(gè)主軸頭的驅(qū)動結(jié)構(gòu)相同，由伺服電機(jī)驅(qū)動沿著Z2方向運(yùn)動。

上述兩個(gè)第二直線導(dǎo)軌副均由2根直線導(dǎo)軌和6個(gè)滑塊組成，每根導(dǎo)軌與3個(gè)滑塊組成1個(gè)移動副；其中一個(gè)第二直線導(dǎo)軌副的2根直線導(dǎo)軌安裝在其中一個(gè)伸縮滑座下端面上，6個(gè)安裝在其中一個(gè)鞍座的上端面，其中一個(gè)伸縮滑座通過其中一個(gè)第二直線導(dǎo)軌副與其中一個(gè)鞍座相連；同理，另一個(gè)第二直線導(dǎo)軌副的2根導(dǎo)軌安裝在另一個(gè)伸縮滑座的下端面上，6個(gè)滑塊安裝在另一個(gè)鞍座的上端面，另一個(gè)伸縮滑座通過另一個(gè)第二直線導(dǎo)軌副與另一個(gè)鞍座相連，第二直線電機(jī)的動子安裝在其中一個(gè)伸縮滑座上 ，第二直線電機(jī)的定子對應(yīng)安裝在該鞍座上，第二直線電機(jī)帶動該伸縮滑座沿著Y2方向運(yùn)動；第三直線電機(jī)的動子安裝在另一個(gè)伸縮滑座上，第三直線電機(jī)的定子分別對應(yīng)安裝在該另一個(gè)鞍座上，同理，第三直線電機(jī)帶動該伸縮滑座沿著Y1方向運(yùn)動。

上述第一直線導(dǎo)軌副由2根直線導(dǎo)軌和8個(gè)滑塊組成，每根導(dǎo)軌與4個(gè)滑塊組成1個(gè)移動副，第一直線導(dǎo)軌副的2根導(dǎo)軌安裝在背斜床身上，兩個(gè)鞍座的斜底面上分別安裝4個(gè)滑塊。

上述第一直線電機(jī)是具有單一定子雙動子的平板型直線電機(jī)，第一直線電機(jī)的兩個(gè)動子分別安裝在兩個(gè)鞍座上，單一定子安裝在背斜床身上，組成單一兩個(gè)動子直線電機(jī)驅(qū)動的兩個(gè)鞍座運(yùn)動系統(tǒng)。由第一直線電機(jī)帶動兩個(gè)鞍座沿著X方向進(jìn)行獨(dú)立驅(qū)動和協(xié)調(diào)伺服控制。同時(shí)背斜床身和兩個(gè)鞍座間的第一直線電機(jī)工作時(shí)，其動子與定子在安裝面垂直方向所產(chǎn)生的強(qiáng)大吸引力能平衡雙伸縮座前移所產(chǎn)生的傾覆力矩。

上述兩個(gè)第二光柵尺固結(jié)在背斜床身的側(cè)面，兩個(gè)第二光柵尺的讀數(shù)頭分別對應(yīng)安裝在兩個(gè)鞍座上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)鞍座在X方向上運(yùn)動位置的在線檢測。