一种动梁式龙门机床的控制系统的制作方法

文档序号:15200942发布日期:2018-08-19 11:53阅读:174来源:国知局

本发明涉及机床领域,特别是涉及一种动梁式龙门机床的控制系统。



背景技术:

现有的动梁式龙门机床,其立式主轴固定连接于横梁上,当立式主轴进行进给运动时,横梁带动立式主轴上下滑移。然而由于横梁两端通过导轨连接于两个立柱,因此横梁在上下滑移时需要确保横梁两端在两个立柱上的滑移速度一致,而当立式主轴滑移至横梁的某一端时,由于横梁两端受力不均,导致横梁两端的滑移速度难以协调一致,这无疑降低了机床的加工精度。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明的目的是提供一种动梁式龙门机床的控制系统,立柱伺服电机和第一伺服电机分别控制横梁进入预定位置和第一主轴箱执行进给动作,横梁和第一主轴箱分工协作以提高机床加工精度。

基于此,本发明提供了一种动梁式龙门机床的控制系统,动梁式龙门机床包括水平设置的横梁、竖直设置的两个立柱以及立式主轴组件,所述横梁的两端通过位于所述立柱上的立柱导轨活动配合连接于所述立柱,所述横梁上水平布置有横梁导轨;所述立式主轴组件包括第一滑台以及主轴轴线竖直设置的第一主轴箱,所述第一滑台的一侧竖直地设有第一导轨,所述第一主轴箱活动连接于所述第一导轨,所述第一滑台的另一侧活动连接于所述横梁导轨;

还包括控制模块、刀具数据储存单元、工件数据储存单元、用于驱动所述横梁在所述立柱导轨上滑动的立柱伺服电机和用于驱动所述第一主轴箱在所述第一导轨上滑动的第一伺服电机,所述控制模块分别电性连接于所述刀具数据储存单元、工件数据储存单元、立柱伺服电机和第一伺服电机;

所述刀具数据储存单元将刀具长度数据发送至所述控制模块,所述工件数据储存单元将毛坯高度数据以及工件顶加工深度数据发送至所述控制模块,所述控制模块根据所述刀具长度数据、毛坯高度数据、工件顶加工深度数据和所述第一导轨的长度产生横梁预定位置数据,所述控制模块将所述横梁预定位置数据发送至所述立柱伺服电机,所述立柱伺服电机根据所述横梁预定位置数据将所述横梁驱动至横梁预定位置;所述控制模块将所述工件顶加工深度数据发送至所述第一伺服电机,所述第一伺服电机根据所述工件顶加工深度数据执行进给运动。

作为优选的,还包括卧式主轴组件,所述卧式主轴组件包括第二滑台以及主轴轴线水平设置的第二主轴箱,所述滑台的一侧水平地设有第二导轨,所述第二主轴箱活动连接于所述第二导轨,所述第二滑台的另一侧活动连接于所述立柱导轨;

所述卧式主轴组件上设有用于驱动所述第二主轴箱在所述第二导轨上滑动的第二伺服电机,所述第二伺服电机电性连接于所述控制模块;

所述刀具数据储存单元将刀具长度数据发送至所述控制模块,所述工件数据储存单元将毛坯宽度数据以及工件侧加工深度数据发送至所述控制模块,所述控制模块根据所述刀具长度数据、毛坯宽度数据、工件侧加工深度数据和所述第二导轨的长度产生水平预定位置数据,所述控制模块将所述水平预定位置数据发送至所述第二伺服电机,所述第二伺服电机根据所述水平预定位置数据将所述第二主轴箱驱动至水平预定位置。

作为优选的,还包括用于驱动所述卧式主轴组件在所述立柱导轨上滑动的第三伺服电机,所述第三伺服电机电性连接于所述控制模块;

所述工件数据储存单元将工件侧加工宽度数据发送至所述控制模块,所述控制模块对所述工件侧加工宽度数据进行处理并发送至所述第三伺服电机,所述第三伺服电机根据所述工件侧加工宽度数据驱动所述卧式主轴组件在所述立柱导轨上滑动。

作为优选的,所述横梁的底部设有限位开关,所述卧式主轴组件的顶部设有限位挡块,所述限位挡块和限位开关相对设置;

所述限位开关电性连接于所述控制模块,当所述限位开关和限位挡块接触时,所述限位开关产生接近数据并发送至所述控制模块,所述控制模块根据所述接近数据对所述立柱伺服电机和/或第三伺服电机发送停车数据,所述立柱伺服电机和/或第三伺服电机根据所述停车数据执行停车动作。

作为优选的,还包括用于驱动所述立式主轴组件在所述横梁导轨上滑动的第四伺服电机,所述第四伺服电机电性连接于所述控制模块;

所述工件数据储存单元将工件顶加工宽度数据发送至所述控制模块,所述控制模块对所述工件顶加工宽度数据进行处理并发送至所述第四伺服电机,所述第四伺服电机根据所述工件顶加工宽度数据驱动所述立式主轴组件在所述横梁导轨上滑动。

本发明的动梁式龙门机床的控制系统,刀具数据储存单元将刀具长度数据发送至控制模块,工件数据储存单元将毛坯高度数据以及工件顶加工深度数据发送至控制模块,控制模块根据上述数据以及第一导轨的长度来控制横梁进入横梁预定位置,控制模块再根据工件顶加工深度数据控制第一伺服电机执行进给运动;立柱伺服电机和第一伺服电机先后动作,当横梁进入横梁预定位置后,第一伺服电机再驱动第一主轴箱进行进给运动,以提高机床加工精度。

附图说明

图1是本发明实施例的动梁式龙门机床的控制系统的立体结构示意图;

图2是本发明实施例的动梁式龙门机床的控制系统的正视示意图;

图3是本发明实施例的动梁式龙门机床的控制系统的侧视示意图;

图4是本发明实施例的动梁式龙门机床的控制系统的俯视示意图;

图5是本发明实施例的动梁式龙门机床的控制系统的限位开关结构示意图;

图6是本发明实施例的动梁式龙门机床的控制系统的模块连接示意图。

其中,1、横梁;11、横梁导轨;12、限位开关;13、第四伺服电机;2、立柱;21、立柱导轨;22、立柱伺服电机;23、第三伺服电机;3、立式主轴组件;31、第一滑台;32、第一主轴箱;33、第一伺服电机;4、卧式主轴组件;41、第二滑台;42、第二主轴箱;43、第二伺服电机;44、限位挡块;5、控制模块;6、刀具数据储存单元;7、工件数据储存单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

结合图1至6所示,示意性地显示了本发明的动梁式龙门机床的控制系统,包括水平设置的横梁1、竖直设置的两个立柱2以及立式主轴组件3。

立柱2上沿其长度方向设有立柱导轨21,横梁1的两端分别通过立柱导轨21活动连接于两个立柱2,使得横梁1能够在立柱2上上下滑移,横梁1上水平布置有横梁导轨11。立式主轴组件3包括第一滑台31以及主轴轴线竖直设置的第一主轴箱32,第一滑台31的一侧竖直地设有第一导轨,另一侧活动连接于横梁导轨11,第一滑台31能够沿横梁导轨11水平滑移;第一主轴箱32活动连接于第一导轨,使得第一主轴箱32可在第一导轨上进行进给动作。

该系统还包括控制模块5、刀具数据储存单元6、工件数据储存单元7、用于驱动横梁1在立柱导轨21上滑动的立柱伺服电机22和用于驱动第一主轴箱32在第一导轨上滑动的第一伺服电机33,控制模块5分别电性连接于刀具数据储存单元6、工件数据储存单元7、立柱伺服电机22和第一伺服电机33。当然,控制模块5可以是中央处理器,刀具数据储存单元6和工件数据储存单元7可以是电性连接于中央处理器的存储器。

刀具数据储存单元6将刀具长度数据发送至控制模块5,同时,工件数据储存单元7将毛坯高度数据以及工件顶加工深度数据发送至控制模块5,控制模块5根据刀具长度数据、毛坯高度数据、工件顶加工深度数据和第一导轨的长度产生横梁1预定位置数据,控制模块5将横梁1预定位置数据发送至立柱伺服电机22,立柱伺服电机22根据横梁1预定位置数据将横梁1驱动至横梁1预定位置,当横梁1处于横梁1预定位置时,第一主轴箱32在第一导轨上的行程应能够满足至少下一个加工工序在铅锤方向上的进给加工或退刀行程的要求;控制模块5将工件顶加工深度数据发送至第一伺服电机33,第一伺服电机33根据所述工件顶加工深度数据带动第一主轴箱32执行进给运动。当横梁1处于横梁1预定位置时,第一伺服电机33驱动第一主轴箱32执行进给运动,避免了可滑动的横梁1作为主要进给装置而导致的机床加工精度下降的问题。

该系统还包括卧式主轴组件4,卧式主轴组件4包括第二滑台41以及主轴轴线水平设置的第二主轴箱42,滑台的一侧水平地设有第二导轨,第二主轴箱42活动连接于第二导轨,第二滑台41的另一侧活动连接于立柱导轨21,卧式主轴组件4能够在立柱导轨21上上下滑移;卧式主轴组件4上设有用于驱动第二主轴箱42在第二导轨上滑动的第二伺服电机43,第二伺服电机43电性连接于控制模块5;

刀具数据储存单元6将刀具长度数据发送至控制模块5,工件数据储存单元7将毛坯宽度数据以及工件侧加工深度数据发送至控制模块5,控制模块5根据所述刀具长度数据、毛坯宽度数据、工件侧加工深度数据和第二导轨的长度产生水平预定位置数据,控制模块5将水平预定位置数据发送至第二伺服电机43,第二伺服电机43根据水平预定位置数据将第二主轴箱42驱动至水平预定位置,以准备进入加工模式。

进一步的,该系统还包括用于驱动卧式主轴组件4在立柱导轨21上滑动的第三伺服电机23,第三伺服电机23电性连接于控制模块5;

工件数据储存单元7将工件侧加工宽度数据发送至控制模块5,控制模块5对工件侧加工宽度数据进行处理并发送至第三伺服电机23,第三伺服电机23根据工件侧加工宽度数据驱动卧式主轴组件4在立柱导轨21上滑动,当第二主轴箱42装载铣刀时,第二主轴箱42通过第三伺服电机23的驱动实现铣削进给运动。

为了防止横梁1与卧式主轴组件4发生碰撞,横梁1的底部设有限位开关12,卧式主轴组件4的顶部设有限位挡块44,限位挡块44和限位开关12相对设置;

限位开关12电性连接于控制模块5,当限位开关12和限位挡块44接触时,限位开关12产生接近数据并发送至控制模块5,控制模块5根据接近数据对立柱伺服电机22和/或第三伺服电机23发送停车数据,立柱伺服电机22和/或第三伺服电机23根据停车数据执行停车动作,限位开关12和限位挡块44能够在卧式主轴组件4和横梁1发生碰撞前提前执行立柱伺服电机22和/或第三伺服电机23的停车动作。

该系统还包括用于驱动立式主轴组件3在横梁导轨11上滑动的第四伺服电机13,第四伺服电机13电性连接于控制模块5;

工件数据储存单元7将工件顶加工宽度数据发送至控制模块5,控制模块5对工件顶加工宽度数据进行处理并发送至第四伺服电机13,第四伺服电机13根据工件顶加工宽度数据驱动立式主轴组件3在横梁导轨11上滑动,当第一主轴箱32装载铣刀时,第一主轴箱32通过第四伺服电机13的驱动实现铣削进给运动。

综上所述,本发明的动梁式龙门机床的控制系统,刀具数据储存单元6将刀具长度数据发送至控制模块5,工件数据储存单元7将毛坯高度数据以及工件顶加工深度数据发送至控制模块5,控制模块5根据上述数据以及第一导轨的长度来控制横梁1进入横梁1预定位置,控制模块5再根据工件顶加工深度数据控制第一伺服电机33执行进给运动;立柱伺服电机22和第一伺服电机33先后动作,当横梁1进入横梁1预定位置后,第一伺服电机33再驱动第一主轴箱32进行进给运动,以提高机床加工精度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

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