一种用于工件加工的高压氮气配重平衡缸系统的制作方法

本发明涉及气配重平衡缸系统技术领域，具体涉及一种用于工件加工的高压氮气配重平衡缸系统。

背景技术：

加工中心等的机床中设有主轴和具有对该主轴进行旋转驱动的电动马达的主轴组件，并通过升降驱动机构对该主轴组件进行支承并加以升降驱动。这种升降驱动机构通常为滚珠丝杆、与该滚珠丝杆螺合并与主轴组件连接的滚珠螺母和电动马达，并通过由电动马达对滚珠丝杆进行回转驱动使主轴组件与滚珠螺母一起升降驱动。

由于升降驱动机构主要通过马达加以升降驱动，升降驱动机构的负荷很大，可能会降低主轴组件上下方向的位置精度，难以实现主轴组件升降速度的进一步高速化。并且不可以减少正反向缓冲，不易提高工件加工的表面光洁度。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于工件加工的高压氮气配重平衡缸系统，可以解决传统的气配重平衡缸系统不具有在z轴上下移动时反应灵敏，减少正反向缓冲，有效提高对工件加工的表面光洁度，还可以提高移动速度的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于工件加工的高压氮气配重平衡缸系统，包括氮气平衡构件、控制器和氮气罐，所述氮气平衡构件包括固定板、滑动构件、第一滑块、第一滑轨、齿轮、齿条、滑槽、转轴、伺服电机、主轴箱、第二滑块、限位块、气缸本体、气缸活塞杆和连接块；

所述固定板的一侧固定连接有第一滑轨，所述第一滑轨的顶部设置有齿条，所述第一滑轨上配合安装有第一滑块，所述第一滑块为凹形状，所述第一滑块的一侧固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与第一滑块中空部设置的转轴一端固定连接，所述转轴的另一端与第一滑块的内壁一侧通过转动连接，所述转轴的中间处通过连接键连接有齿轮，所述第一滑块的底部固定连接有主轴箱，所述主轴箱的一侧通过连接块与气缸本体上向外伸出的气缸活塞杆连接；

所述气缸本体顶端设置有气体填充口，气体填充口通过导管与氮气罐连接，所述控制器设置于氮气罐上。

作为本发明进一步的方案：所述滑动构件设置在第一滑轨的一侧，且所述滑动构件与固定板固定连接，所述主轴箱的一侧安装有第二滑块，且所述第二滑块与滑动构件滑动连接。

作为本发明进一步的方案：所述滑动构件包括第二滑轨、橡胶垫、第一弹簧和伸缩杆，所述第二滑轨一侧开设有滑槽，其中滑槽内部上下对称安装有伸缩杆，所述伸缩杆的外部套接有第一弹簧，所述伸缩杆的一端设置有橡胶垫。

作为本发明进一步的方案：所述伸缩杆包括支撑管、第二弹簧和支撑杆，所述支撑管的底部内壁固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的顶部固定连接有支撑杆，所述支撑杆的两侧对称安装有滑块，且所述支撑杆的一端伸出支撑管与橡胶垫连接。

作为本发明进一步的方案：所述第一弹簧与第二滑轨的滑槽内壁和橡胶垫通过固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述第一滑轨的两侧对应开设有滑槽，所述滑槽与第一滑块间隙配合。

作为本发明进一步的方案：所述齿条与齿轮啮合连接，且所述齿条的两侧均设置有限位块。

作为本发明进一步的方案：所述氮气罐的顶端设置有进气阀门和出气阀门，所述控制器为一种fx3u-enet-l控制器，且所述主轴箱电性连接控制器的输入端，所述控制器的输出端电性连接进气阀门和出气阀门。

本发明的有益效果：使得主轴箱在上升和下降运动过程更加平稳，在z轴上下移动时反应灵敏，减少正反向缓冲，有效提高对工件加工的表面光洁度，还可以提高移动速度；

1、通过在固定板上设置有第一滑轨，第一滑轨上设置有第一滑块和齿条，第一滑块上设置齿轮、转轴和伺服电机，伺服电机通过转轴带动齿轮转动，从而带动第一滑块在第一滑轨上下滑动，带动主轴箱上下移动，便于调节主轴箱，上下移动更加灵敏；

2、通过滑动构件的设置，第二滑块在第二滑轨中滑动，配合第一滑块在第一滑轨上滑动，并配合橡胶垫、第一弹簧和伸缩杆所具有的缓冲作用，使得主轴箱上下移动的过程中更加平稳和平衡，并不受负荷影响；

3、当主轴箱上升时，控制器发出指令打开进气阀门，氮气罐向气缸本体内送气；当主轴箱下降时，控制器发出指令关闭进气阀门，并打开出气阀门，使得主轴箱运动更加平稳。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体正视结构示意图。

图2是本发明中氮气平衡构件侧视结构示意图。

图3是本发明中氮气平衡构件俯视结构示意图。

图4是本发明中气缸本体区域结构示意图。

图5是本发明中滑动构件整体结构示意图。

图6是本发明中伸缩杆结构示意图。

图中：1、氮气平衡构件；2、控制器；3、氮气罐；4、固定板；5、滑动构件；6、第一滑块；7、第一滑轨；8、齿轮；9、齿条；10、滑槽；11、转轴；12、伺服电机；13、主轴箱；14、第二滑块；15、限位块；16、气缸本体；17、气缸活塞杆；18、连接块；51、第二滑轨；52、橡胶垫；53、第一弹簧；54、伸缩杆；541、支撑管；542、第二弹簧；543、支撑杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4所示，一种用于工件加工的高压氮气配重平衡缸系统，包括氮气平衡构件1、控制器2和氮气罐3，氮气平衡构件1包括固定板4、滑动构件5、第一滑块6、第一滑轨7、齿轮8、齿条9、滑槽10、转轴11、伺服电机12、主轴箱13、第二滑块14、限位块15、气缸本体16、气缸活塞杆17和连接块18；固定板4的一侧固定连接有第一滑轨7，第一滑轨7的两侧对应开设有滑槽10，滑槽10与第一滑块6间隙配合，便于卡住第一滑块6，方便其滑动和避免其脱落，第一滑轨7的顶部设置有齿条9，第一滑轨7上配合安装有第一滑块6，第一滑块6为凹形状，第一滑块6的一侧固定连接有伺服电机12，伺服电机12的输出轴与第一滑块6中空部设置的转轴11一端固定连接，转轴11的另一端与第一滑块6的内壁一侧通过转动连接，转轴11的中间处通过连接键连接有齿轮8，齿条9与齿轮8啮合连接，且齿条9的两侧均设置有限位块15，限位块15具有限位作用，避免第一滑块6脱落，造成安装事故，第一滑块6的底部固定连接有主轴箱13，主轴箱13的一侧通过连接块18与气缸本体16上向外伸出的气缸活塞杆17连接；气缸本体16顶端设置有气体填充口，气体填充口通过导管与氮气罐3连接，控制器2设置于氮气罐3上；滑动构件5设置在第一滑轨7的一侧，且滑动构件5与固定板4固定连接，主轴箱13的一侧安装有第二滑块14，且第二滑块14与滑动构件5滑动连接，便于主轴箱13上下滑动，保证其工作的平衡性，氮气罐3的顶端设置有进气阀门和出气阀门，控制器2为一种fx3u-enet-l控制器，且主轴箱13电性连接控制器2的输入端，控制器2的输出端电性连接进气阀门和出气阀门，便于控制气体进出。

请参阅图5所示，滑动构件5包括第二滑轨51、橡胶垫52、第一弹簧53和伸缩杆54，第二滑轨51一侧开设有滑槽，其中滑槽内部上下对称安装有伸缩杆54，伸缩杆54的外部套接有第一弹簧53，第一弹簧53与第二滑轨51的滑槽内壁和橡胶垫52通过固定连接，便于固定第一弹簧53，保证连接的稳定性，伸缩杆54的一端设置有橡胶垫52，便于缓冲，保证设备工作的稳定性。

请参阅图6所示，伸缩杆54包括支撑管541、第二弹簧542和支撑杆543，支撑管541的底部内壁固定连接有第二弹簧542，第二弹簧542的顶部固定连接有支撑杆543，支撑杆543的两侧对称安装有滑块，且支撑杆543的一端伸出支撑管541与橡胶垫52连接，具有良好的伸缩效果。

本发明的工作原理：由于第一滑轨7顶部设置有齿条9，第一滑轨7上配合安装有第一滑块6，第一滑块6的一侧固定连接有伺服电机12，伺服电机12的输出轴与第一滑块6中空部设置的转轴11一端固定连接，转轴11的另一端与第一滑块6的内壁一侧通过转动连接，转轴11的中间处通过连接键连接有齿轮8，伺服电机12正反转，通过转轴11带动齿轮8转动，齿轮8与齿条9啮合连接，从而使得齿轮8在齿条9上上下移动，从而带动第一滑块6上下滑动，从而带动主轴箱13上下移动；主轴箱13上下移动的过程中会带动第二滑块14在第二滑轨51中上下滑动，从而压缩橡胶垫52、第一弹簧53和伸缩杆54，在橡胶垫52、第一弹簧53和伸缩杆54的共同作用下，具有良好的缓冲作用，可以保证主轴箱13上下移动的过程中，更加稳定和平衡；当主轴箱13上升时，控制器2发出指令打开进气阀门，氮气罐3向气缸本体16内送气；当主轴箱13下降时，控制器2发出指令关闭进气阀门，并打开出气阀门；使得主轴箱13在上升和下降运动过程更加平稳，在z轴上下移动时反应灵敏，减少正反向缓冲，有效提高对工件加工的表面光洁度，还可以提高移动速度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。