一种数控卧式镗床的制作方法
【专利摘要】一种数控卧式镗床，一种数控卧式镗床，包括X轴床身、Y轴底座、Z轴立柱、直线电机，X轴中心尾架连接在X轴床身上，Y轴工作台连接在Y轴底座上，Z轴立柱固定安装在X轴床身上，Y轴底座下面设置有X轴直线导轨，所述X轴直线导轨滑块可滑动地嵌入在X轴床身上的X轴直线导轨上，本实用新型的有益效果：不仅有效地提高了加工精度与加工速度，而且简化镗床的整体结构、提高了镗床的寿命，减小了维护成本，使其更适用于高精度的加工的场合。
【专利说明】
一种数控卧式镗床
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种数控加工机床，具体涉及一种数控卧式镗床。【背景技术】
[0002] 所谓数控机床，即数字控制机床(Computer numerical contro 1 machine tools)，是一种安装了自动化控制系统的机床。与普通机床相比较，数控机床带有数控系统 (程序控制系统)，它可以按照事先编制的程序实现自动化加工过程，而普通机床却没有该特性。数控的机床的全面使用，可以降低工人的劳动强度，减少工装和用工成本，能够缩短新产品试制周期和生产周期，有利于企业对市场需求做出快速反应。除此之外，随着科技的进步，信息化技术不断完善，FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及CIMS(计算机集成制造系统)技术得到越来越广泛的应用。机床数控化是运用上述技术实现企业信息化改造的基础，数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
[0003]在电子技术快速而广泛运用的背景下，数控机床得到了广泛的应用这大大提高了加工的效率对于机械制造行业自动化程度的提升有着巨大的推动作用。
[0004]现有技术中，一般的数控卧式镗床采用丝杆驱动的方式，但是丝杆驱动本身具有一系列问题，如:长度限制、机械间隙、磨擦、扭曲等等。
[0005]因此，需要为数控卧式镗床选用一种新的驱动方式，并使驱动电机与数控卧式镗床能够紧密结合，减少故障的发生。【实用新型内容】
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提出一种数控卧式镗床，其能提高数控卧式镗床的加工精度、有效地降低故障的发生。
[0007]本实用新型采取如下技术方案:
[0008]—种数控卧式镗床，包括X轴床身、Y轴底座、Z轴立柱、直线电机、X轴中心尾架连接在X轴床身上，Y轴工作台连接在Y轴底座上，Z轴立柱固定安装在X轴床身上，X轴光栅安装在 X轴床身的侧面，Z轴光栅安装在Z轴立柱侧面，Y轴光栅安装在Y轴底座侧面，Y轴底座下面设置有X轴直线导轨，所述X轴直线导轨滑块可滑动地嵌入在X轴床身上的X轴直线导轨上;X轴直线电机定子安装在X轴床身上，X轴直线电机动子安装在Y轴底座上；
[0009]Z轴直线导轨固定安装在Z轴立柱上，Z轴直线导轨滑块固定安装在Z轴滑台上，Z轴直线导轨滑块可滑动地嵌入在Z轴直线导轨上，Z轴直线电机定子安装在Z轴立柱上，Z轴直线电机动子安装在Z轴滑台上。
[0010]本实用新型的有益效果为:本实用新型通过直线电机直接驱动Y轴、Z轴两个方向的运动，通过设置导轨和导轨滑块相配合的方式实现了负载的精确移动，取代了传统方式中旋转电机加丝杆的驱动方式，从而不仅有效地提高了加工精度与加工速度，而且简化镗床的整体结构、提高了镗床的寿命，减小了维护成本，使其更适用于高精度的加工的场合。
[0011]由于直线电机具有推力强、损耗低、时间常数小、响应快、具有效率高、输出力矩大、体积小，易于控制等特点，极大地提高了数控卧式镗床进给系统的快速响应性和运动精度。【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的立体结构总体示意图；
[0013]图2为本实用新型的X轴床身的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型的Y轴底座的侧视结构示意图；
[0015]图4为本实用新型的Y轴底座的仰视结构示意图；
[0016]图5为本实用新型的Z轴立柱的结构示意图；
[0017]图6为本实用新型的Z轴滑台的结构示意图；
[0018]图7为本实用新型的直线电机的结构示意图；
[0019]图8为图7的截面图；
[0020]图9为磁极安装结构示意图；[0021 ]图10为本实用新型的直线电机安装简图；[〇〇22]图11为传统滚珠丝杠式直线电机示意图；[〇〇23]图12为本实用新型直线电机立体结构示意图。
[0024]图中:[〇〇25]1、X轴床身；2、Y轴底座;3、Z轴立柱;4、Z轴滑台；5、X轴中心尾架;6、Z轴直线电机定子;7、Z轴直线电机动子;8、X轴直线电机定子;9、X轴直线电机动子；10、Y轴工作台；11、X轴光栅；12、Z轴光栅；13、Y轴光栅；14、Z轴直线导轨；15、Z轴直线导轨滑块；16、X轴直线导轨； 17、X轴直线导轨滑块;81、磁极;91、固定板;92、直线电机电枢;93、冷却系统进出口； 94、电源线;95、工作台；111、丝杠；112、螺母；113、伺服座；114、联轴器；115、减速器；116、伺服电机;121、直线电机定子;122、直线电机动子;123、光栅。【具体实施方式】
[0026]如图1至图6所示，一种数控卧式镗床，包括X轴床身1、Y轴底座2、Z轴立柱3，X轴中心尾架5连接在X轴床身1上。[〇〇27]如图12所示，为本实用新型的直线电机立体结构，其包括，直线电机定子121、直线电机动子122、光栅123。
[0028]传统的电机的结构，如图11所示，其包括，丝杠111、螺母112、伺服座113、联轴器 114、减速器115、伺服电机116,伺服电机116提供动力，依靠丝杠111和螺母112的配合传递进给，由于丝杆111和丝杆轴承之间存在着间隙，导致传统的丝杠电机的精确度不高。
[0029]图2所示，在X轴床身1的中间设置有X轴直线电机定子8，在其两侧固定有X轴直线导轨16,在X轴直线导轨16的一侧固定有X轴光栅11。光栅尺是最常用的直线位置检测装置。 光栅尺也叫直线光栅，是一种高精度的位置传感器，本实施例中采用的光栅是计量光栅。导轨的一侧分别安装有光栅光栅的作用是保证进给精度。
[0030]图3和图4所示，在Y轴底座2上固定有Y轴工作台10,在Y轴底座2的一侧固定有Y轴光栅13，Y轴底座2下的两侧固定有X轴直线导轨滑块17，
[0031]Y轴底座2的中间固定X轴直线电机动子9。
[0032]直线电机的动子上连接有电源线。
[0033]X轴直线导轨滑块17可滑动地嵌入在X轴直线导轨16上，通过X轴直线电机动子9和 X轴直线电机定子8之间产生的磁力，实现X轴直线导轨滑块17在X轴直线导轨16上的滑动。
[0034]图5所示，在Z轴立柱3的纵向上固定有Z轴直线导轨14,在两个Z轴直线导轨14之间固定有Z轴直线电机定子6,在Z轴直线导轨14的一侧固定有Z轴光栅12。
[0035]图6所示，Z轴滑台4的底面上的两侧设置有Z轴直线导轨滑块15,在两个Z轴直线导轨滑块15之间固定有Z轴直线电机动子7。
[0036]Z轴直线导轨滑块15可滑动地嵌入在Z轴直线导轨14上，依靠Z轴直线电机定子6和 Z轴直线电机动子7之间产生的磁力，实现Z轴直线导轨滑块15在Z轴直线导轨14上的滑动。
[0037]本实施例中的直线电机的结构，如图7至图9所示，以X轴直线电机动子9为例子，包括固定板91、直线电机电枢92、冷却系统进出口 93、电源线94。[〇〇38] X轴直线电机定子8主要包括磁极81，磁极81选用高性能钕铁硼稀土永磁材料作为永磁体，其磁密度强，退磁曲线在一定范围内呈直线，价格低廉，永磁体材料按磁极交替排列在底板上，用树脂粘贴牢固。
[0039]由于直线电机的定子、动子等发热部件一般需要安装在机床工作台和导轨之间， 这里正是机床的中间部分，散热条件差。过大的热量不仅会影响机床的加工精度，而且还限制了直线电动机的推力发挥，影响高速机床的工作性能。
[0040]在工作时，直线电机动子中含有冷却管路，冷却管路有冷却管路进口和出口，如冷却系统进出口 93，在进口通入冷却水或冷却油，用水冷或油冷的方式，通过冷却液循环带走热量，进行强制散热，吸完热量后冷却水或冷却油在出口流出，具有良好的效果。
[0041]本实用新型在工作时，当发出运动指令，X轴方向上与Z轴方向上安装的直线电机便开始工作。
[0042]由于直线电机的定子和动子通入相应的电流，产生电枢行波磁场，与磁极永磁体磁场相互作用，推动电枢运动。[〇〇43] X轴直线导轨滑块17负载Y轴底座2在X轴直线导轨16上的滑动。
[0044]Z轴直线导轨滑块15负载Z轴滑台4在Z轴直线导轨14上的滑动。
[0045]本实用新型与现有技术中X、Z轴方向上用伺服电机和丝杆的驱动模式相比，消除了丝杆和丝杆轴承的间隙，变成零间隙，用海德汉光栅控制进给量达至lj〇.lum，使加工工件保证在lum以内，而采用伺服电机和丝杆的驱动时，加工工件只能保证在2um以内。
【主权项】
1.一种数控卧式镗床，包括X轴床身(1)、Y轴底座(2)、Z轴立柱(3)、直线电机，X轴中心 尾架(5)连接在X轴床身(1)上，Y轴工作台(10)连接在Y轴底座(2)上，Z轴立柱(3)固定安装 在X轴床身(1)上，X轴光栅(11)安装在X轴床身(1)的侧面，Z轴光栅(12)安装在Z轴立柱(3) 侧面，Y轴光栅(13)安装在Y轴底座(2)侧面，其特征在于:Y轴底座(2)下面设置有X轴直线导轨(16)，在X轴床身(1)上的X轴直线导轨(16)上嵌入 有可滑动的X轴直线导轨滑块(17)，X轴直线电机定子(8)安装在X轴床身(1)上，X轴直线电机动子(9)安装在Y轴底座(2) 上；Z轴直线导轨(14)固定安装在Z轴立柱(3)上，Z轴直线导轨滑块(15)固定安装在Z轴滑 台(4)上，Z轴直线导轨滑块(15)可滑动地嵌入在Z轴直线导轨(14)上，Z轴直线电机定子(6) 安装在Z轴立柱(3)上，Z轴直线电机动子(7)安装在Z轴滑台(4)上。2.如权利要求1所述的一种数控卧式镗床，其特征在于:所述Z轴滑台上安装电主轴。3.如权利要求1所述的一种数控卧式镗床，其特征在于:所述直线电机定子和动子之间 设置有用于保持气隙的固定板，所述气隙的间隙在1皿1±0.1皿1之间。4.如权利要求1所述的一种数控卧式镗床，其特征在于:所述直线电机的动子上连接有 电源线。5.如权利要求1所述的一种数控卧式镗床，其特征在于:所述直线电机的动子中的含有 冷却管路，所述冷却管路的一端为进口，另一端为出口。
【文档编号】B23Q1/25GK205599980SQ201620190990
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】冯仲伦
【申请人】无锡中伦精密机床设备制造有限公司