数控龙门加工中心驱动与平衡机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机床技术领域，具体地说，特别涉及一种数控龙门加工中心驱动与平衡机构。
【背景技术】
[0002]数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5?10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。
[0003]横梁固定式龙门加工中心是目前广泛应用的数控机床。但现有的数控龙门加工中心体积庞大，占用面积大，结构刚性较差，整体精度不稳定；同时，在工作过程中振动较大，会产生较大的噪音，并且温升快，可靠性欠佳。数控龙门加工中心的主轴箱竖直布置，主轴箱的重量基本由Z轴电机承载，由此会增大Z轴丝杆的磨损，影响Z轴运动的平稳性以及Z轴电机的使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构紧凑、能有效减小电机负荷的数控龙门加工中心驱动与平衡机构。
[0005]本实用新型的技术方案如下:一种数控龙门加工中心驱动与平衡机构，在底座
(I)的顶部一体形成有矩形的支撑台(Ia)，该支撑台(Ia)中后部的左右两侧对称设置支座(Ib)，各支座(Ib)上固定立柱(2)，左右两边立柱(2)的顶部共同支撑横梁(3)，其特征在于:在所述支撑台(Ia)的上方设置工作台(4)，该工作台(4)位于两个立柱(2)之间，工作台(4)底部固定的X轴螺母座(5)与X轴丝杆(6)螺纹配合，所述X轴丝杆￠)的后端通过第一联轴器与X轴电机连接，X轴电机安装在支撑台(Ia)的后端，并位于X轴护罩(7)内；在所述X轴丝杆(6)的左右两侧对称设置X轴滑轨(8)，工作台(4)通过底部的X轴滑块(9)与X轴滑轨⑶滑动配合；
[0006]在所述横梁(3)的前端面装有上下两根Y轴滑轨(10)，Y轴滑座(11)通过Y轴滑块与这两根Y轴滑轨(10)滑动配合，在Y轴滑座(11)的背面固定Y轴螺母座，该Y轴螺母座与Y轴丝杆(12)螺纹配合，所述Y轴丝杆(12)位于两根Y轴滑轨(10)之间，该Y轴丝杆(12)的一端通过第二联轴器与Y轴电机(13)连接；
[0007]在所述Y轴滑座(11)的前端面设置两根左右平行的Z轴滑轨(14)，主轴箱(15)位于这两根Z轴滑轨(14)之间，并通过侧边的Z轴滑块(16)与这两根Z轴滑轨(14)滑动配合，在主轴箱(15)的背面固定Z轴螺母座，该Z轴螺母座与Z轴丝杆螺纹配合，所述Z轴丝杆位于两根Z轴滑轨(14)之间，该Z轴丝杆的上端通过第三联轴器与Z轴电机(17)连接；
[0008]在所述Y轴滑座(11)的左右两侧对称设置氮气平衡缸(19)，该氮气平衡缸(19)的缸体与Y轴滑座(11)相固定，氮气平衡缸(19)的活塞杆竖直向上伸出，并与顶支架(20)连接，所述顶支架(20)固定于主轴箱(15)的顶部。
[0009]采用以上技术方案，X轴电机运转，带动X轴丝杆原地转动，使工作台在前后方向移动，以实现工作台上所装夹工件的X轴位移；Y轴电机运转，带动Y轴丝杆原地转动，使Y轴滑座及主轴箱在左右方向移动，以实现刀具的Y轴位移；ζ轴电机运转，带动Z轴丝杆原地转动，使主轴箱在上下方向移动，以实现刀具的Z轴位移。以上多轴联动，可加工大型框架以及复杂型面，可钻、铣、键，功能多样，适用范围非常广泛。X轴电机、Y轴电机和Z轴电机均选用大扭矩电机，各自配备丝杆螺母副将旋转运动转换成直线运动，并采用直线导轨进行导向，这样无需配备减速箱，在简化结构，降低成本的同时，一方面能有效减小整个加工中心的体积，结构刚性好；另一方面，精度高并且精度稳定，在工作过程中振动小，噪音低，温升较慢，可靠性有保障。
[0010]本实用新型在Y轴滑座的两侧增设氮气平衡缸，主轴箱在Z轴电机的带动下作上下运动时，氮气平衡缸的活塞杆随着主轴箱的上下运动而伸缩，氮气平衡缸用于平衡主轴箱的重力，从而减小了 Z轴电机的负荷，减小了 Z轴丝杆的磨损，使Z轴运动更平稳，Z轴电机的使用寿命更长。
[0011]为了方便吊装，在所述横梁(3)顶部的左右两端对称安装吊具(18)。
[0012]为了使主轴箱上下移动更顺畅，所述Z轴滑块(16)具有上、中、下三对，每对Z轴滑块(16)分为左右对称的两个。
[0013]所述氮气平衡缸(19)缸体的上下两端均通过抱箍与Y轴滑座(11)连接。以上结构氮气平衡缸拆装方便，与Y轴滑座连接既牢固又可靠。
[0014]为了简化造型，方便加工制作，确保结构强度，所述顶支架(20)为“Τ”形。
[0015]有益效果:本实用新型各个轴向运动由大扭矩电机和丝杆螺母副实现，可实现复杂型面的加工，具有结构简单、紧凑，体积小，精度高，振动小，噪音低，可靠性好等特点；通过氮气平衡缸来平衡主轴箱的重力，能有效减小Z轴电机的负荷，以确保Z轴运动的平稳性。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的侧视图。
[0017]图2为图1的右视图。
[0018]图3为图2的俯视图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0020]如图1、图2、图3所示，在底座I的顶部一体形成有矩形的支撑台la，该支撑台Ia中后部的左右两侧对称设置支座lb，各支座Ib上固定立柱2，左右两边立柱2的顶部共同支撑横梁3。在支撑台Ia的上方设置工作台4，工作台4用于对待加工工件进行定位。工作台4位于两个立柱2之间，工作台4底部固定的X轴螺母座5与X轴丝杆6螺纹配合。X轴丝杆6沿前后方向延伸，该X轴丝杆6的两端通过轴承及轴承座支承在支撑台Ia上。X轴丝