[發(fā)明專(zhuān)利]一種零懸伸重心驅(qū)動(dòng)的主軸結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810922711.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108637769A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于振中;王飛;張海濱;劉振;趙福臣;夏科睿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈工大機(jī)器人（合肥）國(guó)際創(chuàng)新研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B23Q5/36
• 分類(lèi)號(hào): B23Q5/36;B23Q5/40
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 杜丹丹

本發(fā)明公開(kāi)了一種零懸伸重心驅(qū)動(dòng)的主軸結(jié)構(gòu)，包括床身、水平導(dǎo)軌、主軸單元、絲母組、絲桿組、電機(jī)、同步輪組；所述水平導(dǎo)軌固定在床身頂部，主軸單元連接在水平導(dǎo)軌上，且主軸單元的重心移動(dòng)產(chǎn)生的軌跡與水平導(dǎo)軌的對(duì)稱(chēng)面重合，絲母組固定在主軸單元上，絲桿組一端連接在絲母組上，一端與同步輪組連接；所述電機(jī)安裝在床身側(cè)面，且電機(jī)的輸出軸的軸線與水平導(dǎo)軌平行；所述絲桿組產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的方向與主軸單元的重心移動(dòng)產(chǎn)生的軌跡方向重合。本發(fā)明的有益效果：主軸單元的零懸伸與重心驅(qū)動(dòng)結(jié)合，消除由于進(jìn)給力和驅(qū)動(dòng)力不共面造成的力矩，減少了工件和刀具之間的相對(duì)振動(dòng)，提高了加工精度和穩(wěn)定性；采用單個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，尤其涉及的是一種零懸伸重心驅(qū)動(dòng)的主軸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

數(shù)控車(chē)床在制造業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，傳統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床采用臥式結(jié)構(gòu)，方便工人介入操作，但仍存在一些不足，如不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料(一般需額外配備工業(yè)機(jī)械臂)、鉆深孔或車(chē)內(nèi)圓時(shí)排屑不便等，倒立式數(shù)控車(chē)床通過(guò)將主軸倒立，側(cè)面進(jìn)刀很好的解決了這些問(wèn)題。目前市場(chǎng)上大多數(shù)倒立式數(shù)控車(chē)床采用水平和豎直方向聯(lián)動(dòng)的主軸，不僅用于車(chē)削所必須的夾持和旋轉(zhuǎn)，還能作為一個(gè)單自由度的機(jī)械手，自動(dòng)夾取和釋放工件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料。為了提高車(chē)床剛度，發(fā)明專(zhuān)利CN104874815B提出了一種兩軸分置的倒立式數(shù)控車(chē)床，將主軸的水平和豎直聯(lián)動(dòng)改為主軸水平移動(dòng)，刀架豎直移動(dòng)。提高車(chē)床剛度不只可以通過(guò)改變運(yùn)動(dòng)軸之間的組合方式，還可以通過(guò)減少懸伸量和使用重心驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。“重心驅(qū)動(dòng)”最初由日本森精機(jī)提出，一般通過(guò)使用對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)，但是直線電機(jī)的成本頗高，且目前產(chǎn)品不是很成熟，可靠性不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供了一種解決上述背景技術(shù)中成本高，可靠性不足的數(shù)控機(jī)床的主軸結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的：本發(fā)明包括床身、水平導(dǎo)軌、主軸單元、絲母組、絲桿組、電機(jī)、同步輪組；

所述床身為頂部為空的結(jié)構(gòu)，所述水平導(dǎo)軌固定在床身頂部，主軸單元能夠水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)的跨接在水平導(dǎo)軌上，且主軸單元的重心移動(dòng)產(chǎn)生的軌跡與水平導(dǎo)軌的對(duì)稱(chēng)面重合，絲母組固定在主軸單元上，絲桿組一端連接在絲母組上，一端穿過(guò)床身的側(cè)面與同步輪組連接；所述同步輪組包括同步帶、至少兩個(gè)同步輪，同步帶連接所有同步輪，其中一個(gè)同步輪與電機(jī)連接，一個(gè)及以上同步輪與絲桿組連接；所述電機(jī)安裝在床身側(cè)面，且電機(jī)的輸出軸的軸線與水平導(dǎo)軌平行；

所述絲桿組產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的方向與主軸單元的重心移動(dòng)產(chǎn)生的軌跡方向重合。

優(yōu)選的，所述床身為中間具有長(zhǎng)方體空腔的箱體結(jié)構(gòu)，其頂面與四個(gè)側(cè)面均與外界相通。

優(yōu)選的，水平導(dǎo)軌為兩根相互平行的滑軌組成，固定在床身的頂部?jī)蛇叀?/p>

優(yōu)選的，所述主軸單元包括主軸箱、主軸、主軸電機(jī)、主軸卡盤(pán)；主軸箱滑動(dòng)連接在水平導(dǎo)軌上，所述主軸電機(jī)、主軸固定于主軸箱內(nèi)，所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接主軸，主軸底端連接主軸卡盤(pán)。

優(yōu)選的，所述主軸箱為關(guān)于其箱體中央正剖面對(duì)稱(chēng)的幾何箱體，且其安裝絲母組的側(cè)面為垂直面，并開(kāi)設(shè)有用于安裝絲母組的若干絲母安裝孔。

優(yōu)選的，所述絲母安裝孔為兩個(gè)，且兩個(gè)絲母安裝孔關(guān)于相對(duì)于主軸箱正剖面對(duì)稱(chēng)。

優(yōu)選的，所述絲母組為兩個(gè)絲母，絲杠組為兩個(gè)絲桿。

優(yōu)選的，所述同步輪組包括三個(gè)同步輪，且三個(gè)同步輪由一條同步帶連接，形成倒置的等腰三角形。

優(yōu)選的，所述同步輪組還包括導(dǎo)向輪和張緊輪，分別安裝在同步帶形成的等腰三角形的等腰邊外側(cè)。

優(yōu)選的，所述床身的側(cè)面開(kāi)設(shè)有用于安裝絲桿組的絲桿安裝孔及用于安裝電機(jī)的電機(jī)安裝孔。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：