[發明專利]一種平衡式Z向結構

在審

• 申請號: 202211022670.4
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115179057A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 陳波;馬駿;王淳
• 申請（專利權）人: 南京大地水刀股份有限公司
• 主分類號: B23Q1/25
• 分類號: B23Q1/25;B23Q5/40;B23K37/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

一種平衡式Z向結構，它安裝在橫梁（1）上，其特征是所述的橫梁（1）上安裝有框型結構的滑臺（2）；該滑臺（2）安裝有滑臺滑塊（3），所述的橫梁（1）對應位置設有相配的滑軌；所述滑臺（2）的兩側中的一側安裝有絲杠螺母（4），另一側或兩側安裝有升降滑塊（5）；升降滑塊（5）安裝在升降導軌（10）上，升降導軌（10）固定安裝在Z向箱體（9）上；Z向箱體（9）下部安裝有工作部（17）。本發明通過將橫梁單邊受力改為雙邊受力，可以大大減少橫梁在工作中受到的切削力及Z向裝置自身重量引起的扭曲變形，有利于提高加工精度，降低橫梁的制造成本。

技術領域

本發明涉及一種機械結構，尤其是一種龍門結構設備的加工工具的安裝結構，具體地說是一種平衡式Z向結構，它可廣泛應用于數控機床、加工中心、龍門式機械設備、大型水切割設備等。

背景技術

目前，現在數控機床及加工中心Z向裝置一般都是安裝在橫梁的單側（前側或后側），如圖1所示，由于橫梁自身重力和單側Z向裝置重力的疊加，會使機床的橫梁受單側疊加力而產生扭曲力，加上Z軸裝置在機床的工作中還要上下做切削運動，重力和切削力疊加產生的變化會使橫梁的扭曲變形量在不斷變化，這種Z向重力造成的不平衡現象而引起的變形會使機床的加工精度及工作效果變差，同時還會使橫梁出現受損降低機床精度和使用壽命。

由于Z軸裝置的重量一般在200kg至2000kg之間，行程一般在80-1500mm之間，因此，即使橫梁產生1微米的扭轉變形，放大至刀具處也會產生毫米級的變形，因此，為了消除這一變形，最常用的做法是增加橫梁的尺寸和剛度，造成設備制作成本和體積的增大，對此，尚無好的解決方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有的橫梁結構上安裝的Z向動力裝置由于重力不平衡易導致橫梁扭曲變形而最終影響動力頭加工精度的問題，設計一種平衡式Z向結構。

本發明的技術方案是：

一種平衡式Z向結構，它安裝在橫梁1上，其特征是所述的橫梁1上安裝有框型結構的滑臺2；該滑臺2至少有相鄰的兩個內表面安裝有滑臺滑塊3，所述的橫梁1對應位置設有相配的滑軌；所述滑臺2的兩側中的一側安裝有絲杠螺母4，另一側或兩側安裝有升降滑塊5；絲杠螺母4中安裝有絲杠6，絲杠6的一端與驅動電機7相連，另一端安裝在軸承8中，驅動電機7和軸承8均固定安裝在Z向箱體9上；升降滑塊5安裝在升降導軌10上，升降導軌10固定安裝在Z向箱體9上；Z向箱體9下部安裝有工作部17，工作可安裝在扭矩平衡點時可不加配重18，否則為了提高平衡點，提高加工精度，再好是同時考慮到載荷的作用，加裝配重18。

所述的Z向箱體9與絲杠6相對的一面上安裝有傳感器11，以便控制絲杠移動距離。

所述的傳感器11為限位開關、接近開關、光電開關或磁性開關。

所述的滑臺2的驅動機構為導軌滑塊、齒輪齒條、絲杠副、滾輪線軌傳動機構從而使X向滑臺2在橫梁1上沿X方向運動。

所述的驅動電機7為伺服電機，減速電機、步進電機、變頻電機或氣動馬達；驅動電機的輸出軸直接或間接的與絲杠的上端相連接。

本發明的有益效果：

本發明通過將橫梁單邊受力改為雙邊對稱受力，消除了橫梁在工作中受到的Z向裝置自身重量及切削力引起的扭曲變形，有利于提高加工精度，降低橫梁因增加剛性而產生的成本。

本發明結構簡單，易于實現。

本發明通過結構設計來使Z軸裝置在橫梁上處于盡可能平衡狀態；在Z向裝置前后側都安裝傳動機構，將橫梁包在中間，Z向裝置在Z軸方向上下運動時橫梁前后側受力均勻，使受力達到平衡從而提高了機床精度和使用壽命。

附圖說明

圖1是現有的Z向裝置在橫梁上單側安裝的結構示意圖。

圖2是本發明的Z向平衡結構示意圖。