[發(fā)明專(zhuān)利]高速Z軸加工裝置及包含其的機(jī)床

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610997023.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106624979A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張如山
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海錸鈉克數(shù)控科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23Q11/00
• 分類(lèi)號(hào): B23Q11/00;B23Q5/40;B44B1/06
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所31283
• 代理人: 胡美強(qiáng),何橋云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高速Z軸加工裝置及包含其的機(jī)床。

背景技術(shù)

目前現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)床中，Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在使用的過(guò)程中，由于驅(qū)動(dòng)力和自身重力的作用下會(huì)產(chǎn)生慣性力矩，在高速運(yùn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生慣性導(dǎo)致抖動(dòng)，導(dǎo)致定位精度差，響應(yīng)性較差，影響加工質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的定位精度差，響應(yīng)性較差等缺陷，提供一種高速Z軸加工裝置及包含其的機(jī)床。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題：

一種高速Z軸加工裝置，其特點(diǎn)在于，其包括有一固定部分、一Z軸部分、一平衡氣缸，所述固定部分自上而下設(shè)有一穿孔，所述Z軸部分穿過(guò)所述穿孔，且所述Z軸部分滑設(shè)于所述固定部分，所述Z軸部分的兩側(cè)均與所述固定部分之間設(shè)有一Z軸直線(xiàn)電機(jī)，所述平衡氣缸的活動(dòng)端連接于所述Z軸部分的頂部。

在本方案中，Z軸部分的兩側(cè)分別設(shè)有Z軸直線(xiàn)電機(jī)進(jìn)行雙驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力更大，能產(chǎn)生雙倍的加速度和更大的移動(dòng)速度。

另外，驅(qū)動(dòng)力、重力和平衡氣缸的平衡力完全重合，實(shí)現(xiàn)重心驅(qū)動(dòng)效果，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，使得高速Z軸加工裝置在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生慣性力矩，實(shí)現(xiàn)定位精度高、響應(yīng)性好和高精度加工。

較佳地，所述固定部分包括有一底板、一左側(cè)板、一前側(cè)板、一右側(cè)板，所述底板的兩端分別連接于所述左側(cè)板和所述右側(cè)板，所述前側(cè)板的兩端分別連接于所述左側(cè)板和所述右側(cè)板，且所述底板、所述左側(cè)板、所述前側(cè)板、所述右側(cè)板之間形成所述穿孔。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，固定部分左右對(duì)稱(chēng)設(shè)置，可以極大的平衡熱變形，減少熱變形產(chǎn)生的加工誤差。

較佳地，所述Z軸部分包括有一主軸箱、一主軸，所述主軸連接于所述主軸箱的底部；

所述主軸箱的形狀為四方體，所述穿孔的形狀為矩形腔體，所述主軸箱穿過(guò)所述穿孔，所述平衡氣缸的活動(dòng)端連接于所述主軸箱的頂面中部。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，使得高速Z軸加工裝置的結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱(chēng)設(shè)置，保證在高速運(yùn)動(dòng)下不會(huì)產(chǎn)生慣性導(dǎo)致的抖動(dòng)，且平衡熱變形，減少熱變形產(chǎn)生的加工誤差，實(shí)現(xiàn)高精度加工。

另外，主軸不僅銑削加工，還可以安裝車(chē)刀，使得高速Z軸加工裝置可以應(yīng)用于雕銑機(jī)、高光機(jī)、石墨加工機(jī)、磨具加工機(jī)等其他龍門(mén)結(jié)構(gòu)或者牛頭結(jié)構(gòu)中。

較佳地，所述主軸箱的兩側(cè)均設(shè)有導(dǎo)軌，所述左側(cè)板和所述右側(cè)板均設(shè)有滑塊，所述滑塊滑設(shè)于所述導(dǎo)軌。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，滑動(dòng)過(guò)程中穩(wěn)定性高且阻力小，能耗低。

較佳地，每一所述Z軸直線(xiàn)電機(jī)均包括有一Z軸線(xiàn)圈、一Z軸磁板，兩個(gè)所述Z軸磁板分別設(shè)置于所述主軸箱的兩側(cè)，兩個(gè)所述Z軸線(xiàn)圈分別設(shè)置于所述左側(cè)板和所述右側(cè)板。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，使得在Z軸方向運(yùn)動(dòng)時(shí)定位精度高，響應(yīng)快，可實(shí)現(xiàn)高速高加速運(yùn)動(dòng)。且采用非接觸式結(jié)構(gòu)，能使高速Z軸加工裝置長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定，精度保持性好。

較佳地，所述Z軸線(xiàn)圈與所述Z軸磁板的間距為0.5mm～1mm。

較佳地，所述平衡氣缸包括有一缸桿、一缸體、一氣缸支架，所述氣缸支架連接于所述缸體，所述缸桿的一端連接于所述主軸箱的頂部，所述缸桿的另一端容伸于所述缸體。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝維護(hù)。

較佳地，所述高速Z軸加工裝置還包括有一拖鏈，所述拖鏈的一端連接于所述氣缸支架，所述拖鏈的另一端連接于主軸箱，所述主軸的線(xiàn)纜穿過(guò)所述拖鏈內(nèi)。

在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，對(duì)線(xiàn)纜起到保護(hù)作用，防止線(xiàn)纜被拉扯和刮傷。

較佳地，所述高速Z軸加工裝置包括有一光柵尺、一讀數(shù)頭，所述光柵尺連接于所述Z軸部分，所述讀數(shù)頭連接于所述固定部分。

在本方案中，使用所述光柵尺做反饋控制，與Z軸線(xiàn)圈和Z軸磁板配合使用，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制，使得高速Z軸加工裝置的定位精度高響應(yīng)速度快。

一種機(jī)床，其特點(diǎn)在于，其包括有如上所述的高速Z軸加工裝置。

在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：