雕刻机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种雕刻机，其包括有一滑台、一Z轴底板、一主轴箱、一主轴、两个气缸、一Z轴直线电机，所述Z轴底板的后侧垂直滑设于所述滑台的前侧，所述Z轴直线电机设置于所述滑台与所述Z轴底板之间，所述主轴箱连接于所述Z轴底板的前侧，所述主轴内穿连接于所述主轴箱，两个所述气缸的一端均连接于所述滑台，两个所述气缸的另一活动端均连接于所述Z轴底板且分别位于所述Z轴底板的两侧。本实用新型的雕刻机，采用气缸不仅克服重力作用，提高了Z轴直线电机的实际效率和加工精度；还可以起锁紧刹车作用，保护设备，提高安全性。
【专利说明】
雕刻机
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种雕刻机。
【背景技术】
[0002]传统的直线电机驱动的雕刻机中XY轴都采用的是初级短，次级长(初级运动，次级固定)的形式。Y轴上，初级安装在工作台上，次级安装在床身上;X轴上，初级安装在滑台，次级安装在龙门上;Z轴，初级安装在滑台，次级安装在主轴箱上。此结构中，初级是线圈，工作时候需要通电流，由此产生大量的热量，热量直接传递到工作台和滑台，使机构产生巨大的热变形，导致机床的加工精度降低，所以无法进行超高精度的加工。另外由于Z轴质量的存在，为克服重力作用，Z轴的电机需要额外提供作用力，降低了Z轴电机的实际效率。当机床突然断电时候，Z轴受到自身重力作用，会做自由落体下落，与工作台上正在加工的工件剧烈碰撞，造成生产安全事故。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有雕刻机中的Z轴电机效率低、易造成安全事故、加工精度低等缺陷，提供一种雕刻机。
[0004]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0005]—种雕刻机，其包括有一滑台、一Z轴底板、一主轴箱、一主轴、两个气缸、一Z轴直线电机，所述Z轴底板的后侧垂直滑设于所述滑台的前侧，所述Z轴直线电机设置于所述滑台与所述Z轴底板之间，所述主轴箱连接于所述Z轴底板的前侧，所述主轴内穿连接于所述主轴箱，两个所述气缸的一端均连接于所述滑台，两个所述气缸的另一活动端均连接于所述Z轴底板且分别位于所述Z轴底板的两侧。
[0006]在本方案中，所述Z轴底板左右分别采用设有所述气缸，在工作时，所述气缸通过对所述Z轴底板提供向上的作用力。通过调节气压的大小，可以让两个所述气缸对所述Z轴底板向上的合力基本相等所述Z轴底板、所述主轴箱和所述主轴的重力之和，但是方向相反，从而抵消重力。这样当运动时，所述Z轴直线电机不用提供一部分推力来抵消重力，提高了所述Z轴直线电机的实际效率，还提高加工精度。
[0007]同时，当雕刻机处于运行中断或者暂停，程序停止时候，所述Z轴直线电机的作用力为零，所述气缸自带刹车功能，此时所述气缸与所述Z轴底板、所述主轴箱、所述主轴的重力之和方向相反，使得保持平衡，所述Z轴底板保持在该位置不发生移动，当程序继续运行时候，因为位置没有改变而不需要回零，使得设备不会掉落，起到保护设备的作用，提高安全性。
[0008]另外，采用所述Z轴直线电机用于驱动，伺服响应快，定位精度高，易于实现高加速和高速运动。
[0009]较佳地，所述Z轴直线电机包括有Z轴直线电机初级、Z轴直线电机次级，所述Z轴直线电机初级设置于所述滑台，所述Z轴直线电机次级设置于所述Z轴底板。
[0010]在本方案中，采用上述结构，所述Z轴直线电机初级产生的热量绝大部分传递到所述滑台而不传递到所述Z轴底板，从而使得所述主轴箱热变形较小，从而对于加工精度影响非常小。
[0011]较佳地，所述滑台的前侧设有两个第一滑块，所述Z轴底板的后侧设有两个第一导轨，所述第一滑块滑设于所述第一导轨。
[0012]在本方案中，采用上述结构，结构简单，生产成本低，滑动过程中稳定性高且阻力小，能耗低。
[0013]较佳地，所述雕刻机包括有一龙门，所述滑台的后侧滑设于所述龙门的横梁的前侧，所述滑台与所述横梁之间设有一 X轴直线电机。
[0014]在本方案中，采用所述X轴直线电机用于水平驱动，伺服响应快，定位精度高，易于实现高加速和高速运动。
[0015]较佳地，所述X轴直线电机包括有X轴直线电机初级、X轴直线电机次级，所述X轴直线电机初级设置于所述横梁，所述X轴直线电机次级设置于所述滑台。
[0016]在本方案中，采用上述结构，所述X轴直线电机初级产生的热量绝大部分传递到所述龙门而不传递到所述滑台，所述龙门不是直接承载加工件，所述龙门的热变形对于加工精度影响极小，且所述龙门的表面积相对于所述滑台的表面积要大的多，散热效率也更好，从而保证了精度的要求。
[0017]较佳地，所述横梁的前侧设有两个第二导轨，所述滑台的后侧设有两个第二滑块，所述第二滑块滑设于所述第二导轨。
[0018]在本方案中，采用上述结构，结构简单，生产成本低，滑动过程中稳定性高且阻力小，能耗低。
[0019]较佳地，所述雕刻机包括有一床身、一工作台，所述床身的顶面的一端连接于所述龙门的底部，所述工作台的底面滑设于所述床身的顶面，所述工作台与所述床身之间设有一 Y轴直线电机。
[0020]在本方案中，采用所述Y轴直线电机用于水平驱动，伺服响应快，定位精度高，易于实现高加速和高速运动。
[0021 ]较佳地，所述Y轴直线电机包括有Y轴直线电机初级、Y轴直线电机次级，所述Y轴直线电机初级设置于所述床身，所述Y轴直线电机次级设置于所述工作台。
[0022]在本方案中，采用上述结构，所述Y轴直线电机初级产生的热量绝大部分传递到所述床身而不是传递到所述工作台，所述床身不是直接承载加工件，所述床身的热变形对于加工精度影响极小，且所述床身的表面积大，散热效率也更好，从而保证了精度的要求。
[0023]较佳地，所述床身的顶面设有两个第三导轨，所述工作台的底面设有两个第三滑块，所述第三滑块滑设于所述第三导轨。
[0024]在本方案中，采用上述结构，结构简单，生产成本低，滑动过程中稳定性高且阻力小，能耗低。
[0025]较佳地，所述气缸设有一气缸缸体、一气缸杠杆、一气缸杠杆支架、一气缸缸体支架，所述气缸缸体支架的一端连接于所述气缸缸体，所述气缸缸体支架的另一端连接于所述滑台，所述气缸杠杆支架的一端连接于所述气缸杠杆，所述气缸杠杆支架的另一端连接于所述Z轴底板，所述气缸杠杆容伸于所述气缸缸体。
[0026]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
[0027]本实用新型的积极进步效果在于:
[0028]本实用新型的雕刻机，采用气缸不仅克服重力作用，提高了Z轴直线电机的实际效率和加工精度;还可以起锁紧刹车作用，保护设备，提高安全性。三个轴直线电机均采用直线电机初级固定，直线电机次级运动的方式，直线电机初级产生的大量热量不直接传递到工作台和主轴箱上，使得热变形对加工精度的影响最小，保证加工的精度。
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型较佳实施例的雕刻机的立体结构示意图。
[0030]图2为本实用新型较佳实施例的雕刻机的主视结构示意图。
[0031 ]图3为本实用新型较佳实施例的雕刻机的左视结构示意图。
[0032]图4为本实用新型较佳实施例的雕刻机的俯视结构示意图。
[0033]附图标记说明:
[0034]床身I
[0035]工作台2，Y轴直线电机初级21，Y轴直线电机次级22
[0036]第三导轨23，第三滑块24
[0037]龙门3，横梁31，Χ轴直线电机初级32，Χ轴直线电机次级33
[0038]第二导轨34，第二滑块35
[0039]滑台4，Ζ轴直线电机初级41，Ζ轴直线电机次级42
[0040]第一滑块43，第一导轨44[0041 ]Z轴底板5
[0042]主轴箱6
[0043]主轴7
[0044]气缸8，气缸缸体81，气缸缸体支架82，气缸杠杆83
[0045]气缸杠杆支架84
【具体实施方式】
[0046]下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
[0047]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0048]如图1和图2所示，本实用新型的雕刻机，其包括有床身1、工作台2，工作台2的底面滑设于床身I的顶面。较佳地，床身I的顶面设有两个第三导轨23，工作台2的底面设有两个第三滑块24，第三滑块24滑设于第三导轨23 ο结构简单，生产成本低，滑动过程中稳定性高且阻力小，能耗低。
[0049]工作台2与床身I之间设有Y轴直线电机。采用Y轴直线电机用于水平驱动，伺服响应快，定位精度高，易于实现高加速和高速运动。该Y轴直线电机包括有Y轴直线电机初级21、Y轴直线电机次级22，Y轴直线电机初级21设置于床身I，Y轴直线电机次级22设置于工作台2。使得Y轴直线电机初级21产生的热量绝大部分传递到床身I而不是传递到工作台2，床身I不是直接承载加工件，床身I的热变形对于加工精度影响极小，且床身I的表面积大，散热效率也更好，从而保证了精度的要求。较佳地，Y轴直线电机初级21设置于两个第三导轨23的中间，Y轴直线电机次级22设置于两个第三滑块24的中间。增加在运动过程中的稳定性，提高加工精度。Y轴直线电机初级21与Y轴直线电机次级22之间的间距为0.5-lmm。使得更好地驱动运动。
[0050]如图1和图3所示，雕刻机包括有龙门3、滑台4，龙门3的底部连接于床身I的顶面的一端，滑台4的后侧滑设于龙门3的横梁31的前侧。较佳地，横梁31的前侧设有两个第二导轨34，滑台4的后侧设有两个第二滑块35，第二滑块35滑设于第二导轨34。结构简单，生产成本低，滑动过程中稳定性高且阻力小，能耗低。
[0051]滑台4与横梁31之间设有X轴直线电机。采用X轴直线电机用于水平驱动，伺服响应快，定位精度高，易于实现高加速和高速运动。该X轴直线电机包括有X轴直线电机初级32、X轴直线电机次级33，X轴直线电机初级32设置于横梁31，X轴直线电机次级33设置于滑台4。父轴直线电机初级32产生的热量绝大部分传递到横梁31而不传递到滑台4，横梁31不是直接承载加工件，所以横梁31的热变形对于加工精度影响极小，且龙门3的表面积相对于滑台4的表面积要大的多，散热效率也更好，从而保证了精度的要求。较佳地，X轴直线电机初级32设置于两个第二导轨34的中间，X轴直线电机次级33设置于两个第二滑块35的中间。增加在运动过程中的稳定性，提高加工精度。X轴直线电机初级32与X轴直线电机次级33之间的间距为0.5-lmm。使得更好地驱动运动。
[0052]如图4所示，雕刻机包括有Z轴底板5、主轴箱6，主轴箱6连接于Z轴底板5的前侧，Z轴底板5的后侧垂直滑设于滑台4的前侧。较佳地，滑台4的前侧设有两个第一滑块43，Z轴底板5的后侧设有两个第一导轨44，第一滑块43滑设于第一导轨44。结构简单，生产成本低，滑动过程中稳定性高且阻力小，能耗低。
[0053]滑台4与Z轴底板5之间设有Z轴直线电机，采用Z轴直线电机用于垂直驱动，伺服响应快，定位精度高，易于实现高加速和高速运动。该Z轴直线电机包括有Z轴直线电机初级41、Z轴直线电机次级42，Z轴直线电机初级41设置于滑台4，Z轴直线电机次级42设置于Z轴底板52轴直线电机初级41产生的热量绝大部分传递到滑台4而不传递到Z轴底板5，从而使得主轴箱6的热变形较小，从而对于加工精度影响非常小。较佳地，Z轴直线电机初级41设置于两个第一滑块43的中间，Z轴直线电机次级42设置于两个第一导轨44的中间。增加在运动过程中的稳定性，提高加工精度。Z轴直线电机初级41与Z轴直线电机次级42之间的间距为
0.5-lmm。使得更好地驱动运动。
[0054]如图2和图3所示，雕刻机包括有主轴7、两个气缸8，主轴7内穿连接于主轴箱6，两个气缸8的一端均连接于滑台4，两个气缸8的另一活动端均连接于Z轴底板5且分别位于Z轴底板5的两侧。由于Z轴底板5左右分别设有气缸8，雕刻机在工作时，气缸8会对Z轴底板5提供向上的作用力，通过调节气压的大小，可以让两个气缸8对Z轴底板5向上的合力基本相等Z轴底板5、主轴箱6和主轴7的重力之和，但是方向相反，从而抵消重力。这样当运动时，该Z轴直线电机不用提供一部分推力来抵消重力，提高了 Z轴直线电机的实际工作效率，还提高加工精度。同时，当雕刻机处于运行中断或者暂停，程序停止时候，Z轴直线电机的作用力为零，气缸8自带刹车功能，此时气缸8与Z轴底板5、主轴箱6、主轴7的重力之和方向相反，使得保持平衡，Z轴底板5保持在该位置不发生移动，当程序继续运行时候，因为位置没有改变而不需要回零，使得设备不会掉落，起到保护设备的作用，提高安全性。
[0055]气缸8设有气缸缸体81、气缸缸体支架82、气缸杠杆83、气缸杠杆支架84、气缸缸体支架82的一端连接于气缸缸体81，气缸缸体支架82的另一端连接于滑台4，气缸杠杆支架84的一端连接于气缸杠杆83，气缸杠杆支架84的另一端连接于Z轴底板5，气缸杠杆83容伸于气缸缸体81 ο该气缸8结构简单，易于安装维护。
[0056]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种雕刻机，其特征在于，其包括有一滑台、一 Z轴底板、一主轴箱、一主轴、两个气缸、一 Z轴直线电机，所述Z轴底板的后侧垂直滑设于所述滑台的前侧，所述Z轴直线电机设置于所述滑台与所述Z轴底板之间，所述主轴箱连接于所述Z轴底板的前侧，所述主轴内穿连接于所述主轴箱，两个所述气缸的一端均连接于所述滑台，两个所述气缸的另一活动端均连接于所述Z轴底板且分别位于所述Z轴底板的两侧。2.如权利要求1所述的雕刻机，其特征在于，所述Z轴直线电机包括有Z轴直线电机初级、Z轴直线电机次级，所述Z轴直线电机初级设置于所述滑台，所述Z轴直线电机次级设置于所述Z轴底板。3.如权利要求1所述的雕刻机，其特征在于，所述滑台的前侧设有两个第一滑块，所述Z轴底板的后侧设有两个第一导轨，所述第一滑块滑设于所述第一导轨。4.如权利要求1所述的雕刻机，其特征在于，所述雕刻机包括有一龙门，所述滑台的后侧滑设于所述龙门的横梁的前侧，所述滑台与所述横梁之间设有一 X轴直线电机。5.如权利要求4所述的雕刻机，其特征在于，所述X轴直线电机包括有X轴直线电机初级、X轴直线电机次级，所述X轴直线电机初级设置于所述横梁，所述X轴直线电机次级设置于所述滑台。6.如权利要求4所述的雕刻机，其特征在于，所述横梁的前侧设有两个第二导轨，所述滑台的后侧设有两个第二滑块，所述第二滑块滑设于所述第二导轨。7.如权利要求4所述的雕刻机，其特征在于，所述雕刻机包括有一床身、一工作台，所述床身的顶面的一端连接于所述龙门的底部，所述工作台的底面滑设于所述床身的顶面，所述工作台与所述床身之间设有一 Y轴直线电机。8.如权利要求7所述的雕刻机，其特征在于，所述Y轴直线电机包括有Y轴直线电机初级、Y轴直线电机次级，所述Y轴直线电机初级设置于所述床身，所述Y轴直线电机次级设置于所述工作台。9.如权利要求7所述的雕刻机，其特征在于，所述床身的顶面设有两个第三导轨，所述工作台的底面设有两个第三滑块，所述第三滑块滑设于所述第三导轨。10.如权利要求1所述的雕刻机，其特征在于，所述气缸设有一气缸缸体、一气缸杠杆、一气缸杠杆支架、一气缸缸体支架，所述气缸缸体支架的一端连接于所述气缸缸体，所述气缸缸体支架的另一端连接于所述滑台，所述气缸杠杆支架的一端连接于所述气缸杠杆，所述气缸杠杆支架的另一端连接于所述Z轴底板，所述气缸杠杆容伸于所述气缸缸体。
【文档编号】B44B1/06GK205631880SQ201620471573
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】张如山, 谭强
【申请人】上海铼钠克数控科技股份有限公司