数控机床z轴驱动机构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种数控机床Z轴驱动机构，包括立柱、沿着垂直方向与立柱相滑动设置的主轴头、转动设置于主轴头上的主轴、驱动主轴转动的主轴马达，立柱上转动设置有Z轴螺杆，主轴头上固定设置滑块，滑块上设置有与升降螺杆相配合的螺纹孔，Z轴螺杆由Z轴马达驱动转动，主轴头与立柱之间设置有配重气缸，配重气缸的缸体与主轴头相固定连接，配重气缸的活塞杆通过万向接头与立柱相连接，立柱上固定设置有储气罐，储气罐与配重气缸之间通过高压气管相连通，主轴头与立柱之间还设置有配重调节机构，储气罐上还设置有协调气体冷热温差的协调机构，保证加工精度，减小Z轴马达负载变化量，而且提高移动速度。
【专利说明】
数控机床Z轴驱动机构
技术领域
[0001]本发明涉及数控加工中心，特别涉及一种数控机床Z轴驱动机构。
【背景技术】
[0002]目前市面上的数控立式加工中心，Z轴配重均采用加装配重块来达到平衡机器头部重量，减少Z轴马达负载，从而减小Z轴马达功率，但此种设计方式存在随着主轴马达功率大小的改变配重块重量无法随时更改、Z轴快速移动时配重块产生的晃动会严重影响机器的加工效果、配置链条使用一段时间后会伸长等弊端。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种数控加工中心Z轴驱动机构，保证加工精度，减小Z轴马达负载变化量，而且提高移动速度。
[0004]发明所采用的技术方案是这样的:数控机床Z轴驱动机构，包括立柱、沿着垂直方向与所述立柱相滑动设置的主轴头、转动设置于所述主轴头上的主轴、驱动所述主轴转动的主轴马达，所述立柱上转动设置有Z轴螺杆，所述主轴头上固定设置滑块，所述滑块上设置有与所述升降螺杆相配合的螺纹孔，所述Z轴螺杆由Z轴马达驱动转动，所述主轴头与所述立柱之间设置有配重气缸，所述配重气缸的缸体与所述主轴头相固定连接，所述配重气缸的活塞杆通过万向接头与所述立柱相连接，所述立柱上固定设置有储气罐，所述储气罐与所述配重气缸之间通过高压气管相连通；
所述主轴头与所述立柱之间还设置有配重调节机构，所述配重调节机构包括固定设置于所述主轴头底部的第一电磁铁、固定设置于所述立柱上的第二电磁铁，所述第二电磁铁位于所述第一电磁铁的正下方，所述第一电磁铁与所述第二电磁铁为同性磁极，所述第一电磁铁与所述第二电磁铁之间连接有磁力通道，所述磁力通道由柔性电磁隔离布围设而成；
所述储气罐上还设置有协调气体冷热温差的协调机构，所述储气罐的罐壁为双层结构，所述协调机构为设置于罐壁内腔内的相变材料。
[0005]进一步改进的是:所述立柱的两侧固定设置有线性轨道，所述主轴头上设置有与所述线性轨道相配合的导向件。
[0006]进一步改进的是:所述主轴头上开设有安装穿孔，所述配重气缸的缸体穿过所述安装穿孔，所述配重气缸的缸体底部固定设置有气缸底板，所述气缸底板与所述主轴头相固定连接。
[0007]进一步改进的是:所述立柱上固定设置有配重气缸支架，所述配重气缸支架上固定设置有气缸支撑板，所述配重气缸的活塞杆与所述气缸支撑板通过所述万向接头相连接。
[0008]进一步改进的是:所述Z轴螺杆与所述Z轴马达之间通过联轴器相连接。
[0009]进一步改进的是:所述储气罐的底部设置有排水球阀。
[0010]进一步改进的是:所述储气罐内设置有温度传感器，所述储气罐外设置有空心的调温罩，所述调温罩的空腔分别与热风接头以及冷风接头相连接，所述热风接头以及所述冷风接头上均设置有电磁阀，所述温度传感器与所述电磁阀的控制器相连接。
[0011]通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是:
1、z轴向下移动时，消除配重块产生的震动源，机器在下刀时不会出现过冲而产生的刀痕，保证工件表面的加工精度及光泽度；
2、由于主轴头位于最高位置以及最低位置时，由于气缸内的活塞腔发生变化，无法达到气压推力与主轴头的重力始终保持平衡，通过设置配重调节机构，即第一电磁铁与第二电磁铁之间的同性相斥的磁力，由于第一电磁铁随着主轴头一同上下滑动，即第一电磁铁与第二电磁铁之间的相互位置随着主轴头的运动而改变，而两者之间的磁力同样是变化的，当主轴头位于最高位置时，气体压缩率最大，从而产生的气压推力最大，而第一电磁铁与第二电磁铁的距离最远，两者产生的磁力最小，当主轴头位于最低点时，气体压缩率最小，从而产生的气压推力最小，而第一电磁铁与第二电磁铁的距离最近，两者产生的磁力最大，从而能够协调配重平衡稳定；
3、当主轴头重量变化时，可以通过控制电磁铁的电压改变两者的磁力进行调节，调节方便；
4、此外通过设置协调机构，由于气温同样对气压造成影响，从而造成数控机床在日夜、夏冬工作时，配重力同样会发生变化，通过设置相变材料，利用其蓄热保温的性能用于协调气体温度，使得气体温度保持平衡，从而使得气压推力不受外界温度影响而改变；
5、Z轴快速移动的速度由20m/min提高到48m/min。
【附图说明】
[0012I图1是本发明示意图；
图2是图1的A-A处剖视图。
[0013]其中:1、立柱;2、主轴头;3、Z轴螺杆;4、滑块;5、配重气缸;6、储气罐;7、高压气管；
8、万向接头;9、第一电磁铁;10、第二电磁铁;11、线性轨道;12、安装穿孔;13、气缸底板;14、配重气缸支架；15、气缸支撑板;16、排水球阀；17、联轴器;18、Z轴马达;19、电磁隔离布;20、相变材料。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0015]如图1、图2所示，本发明公开一种数控机床Z轴驱动机构，包括立柱1、沿着垂直方向与所述立柱I相滑动设置的主轴头2、转动设置于所述主轴头2上的主轴、驱动所述主轴转动的主轴马达，所述立柱I上转动设置有Z轴螺杆2，所述主轴头2上固定设置滑块4，所述滑块4上设置有与所述升降螺杆相配合的螺纹孔，所述Z轴螺杆2由Z轴马达18驱动转动，所述主轴头2与所述立柱I之间设置有配重气缸5，所述配重气缸5的缸体与所述主轴头2相固定连接，所述配重气缸5的活塞杆通过万向接头8与所述立柱I相连接，所述立柱I上固定设置有储气罐6，所述储气罐6与所述配重气缸5之间通过高压气管7相连通，所述主轴头2与所述立柱I之间还设置有配重调节机构，所述配重调节机构包括固定设置于所述主轴头2底部的第一电磁铁9、固定设置于所述立柱I上的第二电磁铁10，所述第二电磁铁9位于所述第一电磁铁10的正下方，所述第一电磁铁9与所述第二电磁铁10为同性磁极，所述第一电磁铁9与所述第二电磁铁10之间连接有磁力通道，所述磁力通道由柔性电磁隔离布19围设而成;所述储气罐6上还设置有协调气体冷热温差的协调机构，所述储气罐6的罐壁为双层结构，所述协调机构为设置于罐壁内腔内的相变材料20，所述储气罐6内空气压力为0.8mp。
[0016]工作原理:Z轴马达18带动Z轴螺杆2转动，从而带动滑块4上下移动，继而使主轴头2实现上下移动的动作，储气罐6里面有0.Smpa的空气压力，经高压气管7将压强输送至配重气缸5，使其产生向上的推力，推力与主轴头2的重力相互抵消，达到重量平衡的作用，由于主轴头2在上下移动的过程中，主轴头2在最高点与最低点之间由于配重气缸5的活塞杆进行运动，配重气缸5内的容积发生变化，从而造成推力有变化，无法到达恒定效果，通过设置配重调节机构，即第一电磁铁9与第二电磁铁10之间的同性相斥的磁力，由于第一电磁铁9随着主轴头一同上下滑动，即第一电磁铁9与第二电磁铁10之间的相互位置随着主轴头2的运动而改变，而两者之间的磁力同样是变化的，当主轴头2位于最高位置时，气体压缩率最大，从而产生的气压推力最大，而第一电磁铁9与第二电磁铁10的距离最远，两者产生的磁力最小，当主轴头2位于最低点时，气体压缩率最小，从而产生的气压推力最小，而第一电磁铁9与第二电磁铁10的距离最近，两者产生的磁力最大，从而能够协调配重平衡稳定，从而避免由于气压变化，造成主轴头2在移动过程中产生的震动，当主轴头2重量变化时，可以通过控制电磁铁的电压改变两者的磁力进行调节，调节方便，此外通过设置协调机构，由于气温同样对气压造成影响，从而造成数控机床在日夜、夏冬工作时，配重力同样会发生变化，通过设置相变材料20，利用其蓄热保温的性能用于协调气体温度，使得气体温度保持平衡，从而使得气压推力不受外界温度影响而改变。
[0017]为了减小主轴头2在移动过程中的摩擦力，降低Z轴马达18的负载，所述立柱I的两侧固定设置有线性轨道11，所述主轴头2上设置有与所述线性轨道11相配合的导向件。
[0018]为了方便安装固定，而且提高配重气缸5与主轴头2之间的连接稳定性，所述主轴头2上开设有安装穿孔12，所述配重气缸5的缸体穿过所述安装穿孔12，所述配重气缸5的缸体底部固定设置有气缸底板13，所述气缸底板13与所述主轴头2相固定连接。
[0019]为了方便连接配重气缸5，所述立柱I上固定设置有配重气缸支架14，所述配重气缸支架14上固定设置有气缸支撑板15，所述配重气缸5的活塞杆与所述气缸支撑板15通过所述万向接头8相连接。
[0020]本实施例中优选的实施方式为，所述Z轴螺杆2与所述Z轴马达18之间通过联轴器17相连接。
[0021]本实施例中优选的实施方式为，所述储气罐6的底部设置有排水球阀16。
[0022]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.数控机床Z轴驱动机构，其特征在于:包括立柱、沿着垂直方向与所述立柱相滑动设置的主轴头、转动设置于所述主轴头上的主轴、驱动所述主轴转动的主轴马达，所述立柱上转动设置有Z轴螺杆，所述主轴头上固定设置滑块，所述滑块上设置有与所述升降螺杆相配合的螺纹孔，所述Z轴螺杆由Z轴马达驱动转动，所述主轴头与所述立柱之间设置有配重气缸，所述配重气缸的缸体与所述主轴头相固定连接，所述配重气缸的活塞杆通过万向接头与所述立柱相连接，所述立柱上固定设置有储气罐，所述储气罐与所述配重气缸之间通过高压气管相连通； 所述主轴头与所述立柱之间还设置有配重调节机构，所述配重调节机构包括固定设置于所述主轴头底部的第一电磁铁、固定设置于所述立柱上的第二电磁铁，所述第二电磁铁位于所述第一电磁铁的正下方，所述第一电磁铁与所述第二电磁铁为同性磁极，所述第一电磁铁与所述第二电磁铁之间连接有磁力通道，所述磁力通道由柔性电磁隔离布围设而成； 所述储气罐上还设置有协调气体冷热温差的协调机构，所述储气罐的罐壁为双层结构，所述协调机构为设置于罐壁内腔内的相变材料。2.根据权利要求1所述的数控机床Z轴驱动机构，其特征在于:所述立柱的两侧固定设置有线性轨道，所述主轴头上设置有与所述线性轨道相配合的导向件。3.根据权利要求1所述的数控机床Z轴驱动机构，其特征在于:所述主轴头上开设有安装穿孔，所述配重气缸的缸体穿过所述安装穿孔，所述配重气缸的缸体底部固定设置有气缸底板，所述气缸底板与所述主轴头相固定连接。4.根据权利要求1所述的数控机床Z轴驱动机构，其特征在于:所述立柱上固定设置有配重气缸支架，所述配重气缸支架上固定设置有气缸支撑板，所述配重气缸的活塞杆与所述气缸支撑板通过所述万向接头相连接。5.根据权利要求1所述的数控机床Z轴驱动机构，其特征在于:所述Z轴螺杆与所述Z轴马达之间通过联轴器相连接。6.根据权利要求1所述的数控机床Z轴驱动机构，其特征在于:所述储气罐的底部设置有排水球阀。
【文档编号】B23Q5/32GK106041601SQ201610674567
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月17日 公开号201610674567.6, CN 106041601 A, CN 106041601A, CN 201610674567, CN-A-106041601, CN106041601 A, CN106041601A, CN201610674567, CN201610674567.6
【发明人】张江湖
【申请人】福建新恒裕机械科技有限公司