高速高精直線電機雕刻的制造方法
【專利摘要】一種高速高精直線電機雕刻機，包括機床床身、X軸進給系統、Z軸進給系統、Y軸進給系統、橫梁和立柱；立柱緊固在機床床身上，橫梁位于立柱上，機床床身、立柱和橫梁共同構成龍門機構；X軸直線電機定子固定在機床床身上，X軸直線電機轉子固定在下工作臺上，下工作臺與固定在機床床身上的X軸直線導軌滾動連接，上工作臺和下工作臺通過螺釘緊固，X軸直線電機驅動X軸直線運動，X軸防塵罩位于上工作臺和下工作臺之間，通過兩端的防塵罩安裝板安裝在機床床身上。本實用新型采用直線電機驅動，代替了旋轉電機，避免了將旋轉運動轉為直線運動的中間機構，有效解決了機械傳動系統的運動間隙問題，使傳動精度大大提高；Z軸主軸選用高速電主軸，提高了加工刀具剛度和速度。
【專利說明】高速高精直線電機雕刻機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高速高精雕刻機，尤其是一種直線電機驅動的雕刻機。
【背景技術】
[0002]目前，數控雕刻機發展的主要技術為高速高精加工技術。為提高生產效率和精度，此類機床的關鍵部件，一是主軸，二是快速進給系統。高速主軸可提高鉆銑雕加工刀具的剛度和速度，此類機床主軸大都采用電主軸，轉速可達10000r/min以上。進給系統大都采用滾珠絲杠加線性導軌或齒輪/齒條加線性導軌配置，采用滾珠絲杠的進給方式，驅動力大；齒輪/齒條進給的速度較快，進給精度較滾珠絲杠傳動低一些；且兩者均是接觸式傳動，存在摩擦副，特別是在頻繁工作行程的絲杠或齒條工作段，運行達到一定時間后，不均勻磨損顯現，影響到機床的定位精度，已無法滿足數控雕刻機的發展要求。直線電機驅動進給系統相比于傳統的進給系統，避免了中間傳動機構，縮短了傳動鏈，使傳動精度和進給速度可大大提高。因此在機床制造業內，采用直線電機取代絲杠傳動或齒輪/齒條傳動，已成為一種發展趨勢，市場空間巨大。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是針對目前傳統雕刻機難以進一步提高加工精度和速度的問題，提供一種直線電機驅動的高速高精雕刻機結構。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0005]一種高速高精直線電機雕刻機，包括機床床身、X軸進給系統、Z軸進給系統、Y軸進給系統、橫梁和立柱；立柱緊固在機床床身上，橫梁位于立柱上，機床床身、立柱和橫梁共同構成龍門機構；χ軸直線電機定子固定在機床床身上，X軸直線電機轉子固定在下工作臺上，下工作臺與固定在機床床身上的X軸直線導軌滾動連接，上工作臺和下工作臺通過螺釘緊固，X軸直線電機驅動X軸直線運動，X軸防塵罩位于上工作臺和下工作臺之間，通過兩端的防塵罩安裝板安裝在機床床身上；Y軸直線電機定子固定在橫梁上，X軸直線電機轉子固定在Y軸工作臺即橫拖板上；電機端皮帶輪獲得動力，通過皮帶帶動安裝在滾珠絲杠上的絲杠端皮帶輪，滾珠絲杠安裝在縱拖板上，縱拖板與橫拖板上的直線導軌滾動連接，滾珠絲杠傳動驅動Z軸運動。
[0006]所述X軸、Y軸直線電機為平板型直線電機。
[0007]所述X軸工作臺與機床床身，Y軸工作臺與橫梁，Z軸工作臺與Y軸工作臺均采用滾動直線導軌連接。
[0008]本實用新型的結構特點是可以實現X、Y、Z三個方向的運動。Χ、Υ軸由各自對應的X、Y軸直線電機來驅動，Z方向采用伺服電機加滾珠絲杠的傳動方式驅動。所述X、Y軸直線電機可采用平板直線電機。
[0009]Χ、Υ軸運動模塊采用直線電機驅動，具有響應速度快，運行平穩，負載大，對工作環境要求低等特點。最主要是省去了中間傳動環節，克服了傳統滾珠絲杠存在的螺母副間隙和絲桿制造誤差問題，能夠很好的提高雕刻機的速度和精度。
[0010]Z軸采用滾珠絲杠傳動方式驅動，利用帶抱闡裝置的伺服電機可以有效鎖住失電后縱拖板自重產生的下墜問題；主軸頭采用高速電主軸，能夠提高雕刻機加工刀具的剛度和速度。
[0011]本實用新型的有益效果是:
[0012]本專利采用直線電機驅動，代替了旋轉電機，避免了將旋轉運動轉為直線運動的中間機構，有效解決了機械傳動系統的運動間隙問題，使傳動精度大大提高；Z軸主軸選用高速電主軸，提高了加工刀具剛度和速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型所涉及的聞速聞精直線電機雕刻機的結構不意圖；
[0014]圖2為圖1的主視圖；
[0015]圖3為圖1的右視圖；
[0016]圖4為本實用新型所涉及的高速高精直線電機雕刻機在實施例中的X軸進給系統結構示意圖；
[0017]圖5為圖4的局部俯視圖；
[0018]圖6為本實用新型所涉及的高速高精直線電機雕刻機在實施例中的Y軸進給系統結構示意圖；
[0019]圖7為本實用新型所涉及的高速高精直線電機雕刻機在實施例中的Z軸進給系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖，對本實用新型所涉及的高速高精直線電機雕刻機作進一步說明。
[0021]〈實施例〉
[0022]如圖1?3所示，本實用新型設有機床床身1、X軸進給系統2、Z軸進給系統3、Y軸進給系統4、橫梁5和立柱6。
[0023]立柱6通過螺釘緊固在機床床身I上，橫梁5也是采用螺釘緊固的方式位于立柱6上,機床床身1、立柱6和橫梁5共同構成龍門機構。
[0024]如圖4?5所示，X軸進給系統2中，X軸直線電機定子251通過螺釘固定在機床床身I上，X軸直線電機轉子252通過螺釘固定在下工作臺21上；上工作臺24與下工作臺21采用螺釘固連；直線電機防塵罩23通過安裝在機床床身I上的防塵罩安裝板26安裝，位于上工作臺24與下工作臺21的之間；X軸工作臺21、24與機床床身I采用滾動直線導軌22連接。
[0025]如圖6所示，Y軸進給系統4中，Y軸直線電機定子411通過螺釘固定在橫梁5上，X軸直線電機轉子412通過螺釘固定在Y軸工作臺即橫拖板43上；橫拖板43與橫梁5采用滾動直線導軌42連接。
[0026]如圖7所示，滾珠絲杠35與Z軸工作臺即縱拖板36通過螺釘連接，絲杠端皮帶輪34與絲杠通過軸承連接，皮帶33連接電機端皮帶輪32和絲杠端皮帶輪34，電機端皮帶輪32與電機31相連，電機31帶動電機端皮帶輪32轉動，通過皮帶33傳給絲杠端皮帶輪34，帶動滾珠絲杠35轉動，帶動Z軸工作臺36上下運動。縱拖板拖板36與橫拖板43采用滾動直線導軌37連接。
[0027]X軸采用直線電機驅動X軸運動，Y軸采用直線電機驅動Y軸運動，選擇平板型直線電機具有響應速度快，運行平穩，負載大，不需要中間運動轉換裝置的特點，定位精度高。
[0028]X軸工作臺21、24與機床床身1，Y軸工作臺43與橫梁5，Z軸工作臺36與Y軸工作臺43均采用滾動直線導軌連接，具有運動平穩，靈敏度高，定位精度高，壽命長等特點，能夠減小系統自身的誤差，提高整個平臺的精度。
[0029]X、Y、Z軸三個方向分別能沿著自己的軸線運動，在高速高精直線電機雕刻機工作室，通過安裝在縱拖板上的電主軸配合三個方向的聯動，來實現雕刻機的雕刻功能。
[0030]本實用新型具有采用數控操作，定位精度高，加工速度快，控制簡單的特點。
【權利要求】
1.一種高速高精直線電機雕刻機，其特征在于包括機床床身(I)、X軸進給系統(2)、Z軸進給系統(3)、Y軸進給系統(4)、橫梁(5)和立柱(6)； 立柱(6)緊固在機床床身⑴上，橫梁(5)位于立柱(6)上,機床床身(I)、立柱(6)和橫梁(5)共同構成龍門機構； X軸直線電機定子(251)固定在機床床身(I)上，X軸直線電機轉子(252)固定在下工作臺(21)上，下工作臺(21)與固定在機床床身(I)上的X軸直線導軌(22)滾動連接，上工作臺(24)和下工作臺(21)通過螺釘緊固，X軸直線電機驅動X軸直線運動，X軸防塵罩(23)位于上工作臺(24)和下工作臺(21)之間，通過兩端的防塵罩安裝板(26)安裝在機床床身(I)上；￥軸直線電機定子(411)固定在橫梁(5)上，X軸直線電機轉子(412)固定在Y軸工作臺即橫拖板(43)上；電機端皮帶(32)輪獲得動力，通過皮帶(33)帶動安裝在滾珠絲杠(35)上的絲杠端皮帶輪(34)，滾珠絲杠安裝在縱拖板(36)上，縱拖板(36)與橫拖板(43)上的直線導軌(37)滾動連接，滾珠絲杠(35)傳動驅動Z軸運動。
2.根據權利要求1所述的高速高精直線電機雕刻機，其特征在于所述X軸、Y軸直線電機為平板型直線電機。
3.根據權利要求1所述的高速高精直線電機雕刻機，其特征在于所述X軸工作臺(21)、(24)與機床床身(1)，Y軸工作臺(43)與橫梁(5)，Z軸工作臺(36)與Y軸工作臺(43)均采用滾動直線導軌連接。
【文檔編號】B44B1/06GK204184107SQ201420594584
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】徐愛國, 徐劍, 徐增豪 申請人:浙江昌煜機械制造有限公司, 上海理工大學