本实用新型涉及数控加工设计与制造技术，尤其涉及一种主轴箱移动配重系统。
背景技术：
龙门加工中心主要应用于机械加工、汽车模具及航天航空等加工行业。龙门加工中心的配重系统一般采用液压配重的配重方式。液压配重用一套液压站提供动力，通过一系列管路设计，搭配两支配重油缸，给主轴箱上下提供平衡力，该配重方式由液压站不停提供动力，不怕油路损耗，压力均匀，所以配重缸移动稳定，但是因为流体的滞后性及响应速度慢，主轴箱带着刀具在Z轴方向上快速进给时，液压油不能及时供应油缸的动作，会导致配重短时间失效，使主轴箱带着刀具移动出现抖动现象，该现象会造成工件质量下降，并易使刀具损坏。
技术实现要素：
基于此，本实用新型提供一种主轴箱移动配重装置，其能解决现有技术中液压配重系统由于流体的滞后性及相应速度慢，主轴箱带着刀具在Z轴方向上快速进给时，主轴箱带着刀具移动会因为液压缸不能及时供应油缸的动作出现抖动现象，造成工件质量下降，易损坏刀具的问题。
为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种主轴箱移动配重系统，包括液压站、连接所述液压站的第一高压球阀和第一高压球阀、连接第一高压球阀的液压配重装置、连接所述第二高压球阀的氮气配重装置以及连接所述第一高压球阀和第二高压球阀的控制器；所述液压配重装置包括连接第一高压球阀的分流块以及分别连接所述分流块的第一配重缸和第二配重缸；所述氮气配重装置包括连接所述第一高压球阀的蓄能罐、设于所述蓄能罐内的气囊、连接所述蓄能罐的送气吸气机及安装于所述蓄能罐的上液位感应器和下液位感应器，所述蓄能罐内具有相连通的储气腔和储油腔，所述储气腔内填充有氮气，所述储油腔内填充有液压油；所述气囊位于所述储气腔内，且连通所述送气吸气机；所述上液位感应器和下液位感应器均连接所述控制器，所述上液位感应器和下液位感应器的感应端均位于所述储油腔内，所述上液位感应器位于所述下液位感应器靠近所述储气腔的一侧。
述的主轴箱移动配重系统，实现了油压配重和氮气配重的结合，在主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时，可以保证液压站能及时给配重缸供应液压油，使得管路中压力平衡，从而使得主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时不会产生抖动，保证了对工件的加工质量。
在其中一实施例中，所述第一配重缸和分流块之间设有相连接的管道，所述第一配重缸和分流块之间的管道上设有第一压力传感器和第一流量调节阀；所述第二配重缸和分流块之间设有相连接的管道，所述第二配重缸和分流块之间的管道上设有第二压力传感器和第二流量调节阀；所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一流量调节阀和第二流量调节阀均连通所述控制器。
在其中一实施例中，所述蓄能罐采用透明的材料制成。
在其中一实施例中，所述蓄能罐采用透明玻璃制成。
在其中一实施例中，，所述氮气配重装置还包括设于所述蓄能罐外的报警器，所述报警器连接所述控制器。
在其中一实施例中，所述蓄能罐和第二高压球阀之间设有相连接的管道，所述蓄能罐和第二高压球阀之间的管道上设有单向阀。
在其中一实施例中，所述气囊的侧壁呈褶皱状设置。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例所述的主轴箱移动配重系统的工作原理图。
图中：
10、液压站；20、第一高压球阀；30、第二高压球阀；40、液压配重装置；41、第一配重缸；42、第二配重缸；43、分流块；44、第一流量调节阀；45、第一压力传感器；46、第二流量调节阀；47、第二压力传感器；50、氮气配重装置；51、蓄能罐；52、储气腔；53、储油腔；54、气囊；55、送气吸气机；56、上液位感应器；57、下液位感应器；58、报警器；60、控制器；70、单向阀。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
如图1所示，为本实用新型一较佳实施例的主轴箱移动配重系统，其包括液压站10、连接液压站10的第一高压球阀20和第一高压球阀20、连接第一高压球阀20的液压配重装置40、连接第二高压球阀30的氮气配重装置50、以及连接第一高压球阀20和第二高压球阀30的控制器60。液压配重装置40用于驱动主轴箱带着刀具沿Z轴方向运动；氮气配重装置50用于在主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时为能及时地为液压配重装置40补充液压油，以使配重系统中的液压平衡，从而使主轴箱带着刀具沿Z轴方向做稳定的快速进给运动，不会发生抖动，保证了对工件的加工质量；第一高压球阀20用于在控制器60的控制下选择性地打开，当主轴箱需带着刀具沿Z轴方向慢速进给时，控制器60控制第一高压球阀20连通液压站10和液压配重装置40，当主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时，控制器60除了控制第一高压球阀20连通液压站10和液压配重装置40外，还控制第一高压球阀20连通液压站10和氮气配重装置50，使氮气配重装置50为液压配重装置40补充液压油；第二高压球阀30用于在控制器60的控制下选择性地打开，当氮气配重装置50内的液压油即将用完时，控制器60控制第二高压球阀30打开，液压站10为氮气配重装置50补充液压油，当氮气配重装置50内补充满足够多的液压油后，控制器60控制第一高压球阀20关闭，液压站10停止为氮气配重装置50供应液压油。
液压配重装置40包括连接第一高压球阀20的分流块43以及分别连接分流块43的第一配重缸41和第二配重缸42。第一配重缸41和第二配重缸42用于驱动主轴箱沿Z轴方向运动。
第一配重缸41和分流块43之间设有相连接的管道，第一配重缸41和分流块43之间的管道上设有第一压力传感器45和第一流量调节阀44；第二配重缸42和分流块43之间设有相连接的管道，第二配重缸42和分流块43之间的管道上设有第二压力传感器47和第二流量调节阀46，第一压力传感器45、第二压力传感器47、第一流量调节阀44和第二流量调节阀46均连通控制器60。第一压力传感器45用于测量连接第一配重缸41和分流块43的管道内的液压油的压力，第二压力传感器47用于测量连接第二配重缸42和分流块43的管道内的液压油的压力，当第一压力传感器45和第二压力传感器47测得的压力值不等时，控制器60控制第一流量调节阀44和第二流量调节阀46进行流量调控，使流入至第一配重缸41和第二配重缸42的油量相等，保证第一配重缸41的输出轴和第二配重缸42的输出轴的运动速度相等。
氮气配重装置50包括连接第一高压球阀20的蓄能罐51、设于蓄能罐51内的气囊54、连接蓄能罐51的送气吸气机55及安装于蓄能罐51的上液位感应器56和下液位感应器57，蓄能罐51内具有相连通的储气腔52和储油腔53，储气腔52内填充有氮气，储油腔53内填充有液压油；气囊54位于储气腔52内，且连通送气吸气机55；上液位感应器56和下液位感应器57均连接控制器60，上液位感应器56和下液位感应器57的感应端均位于储油腔53内，上液位感应器56位于下液位感应器57靠近储气腔52的一侧。送气吸气机55用于在主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时，为气囊54供应空气，使气囊54膨胀压缩储气腔52内的氮气，压缩的氮气推动储油腔53内的液压油，使储油腔内的液压油流入至第一配重缸41和第二配重缸42，以为第一配重缸41和第二配重缸42提供液压油，保证液压配重装置的管路中的压力在主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时平衡，当主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给完毕后，送气吸气机55将气囊54里的空气抽走，以使液压站10能为蓄能罐51补充液压油；上液位感应器56和下液位感应器57用于测量蓄能罐51内液压油的液位，当下液位感应器57测量到蓄能罐51内的液压油的液位过低时，控制器60控制第二高压球阀30打开，液压站10将液压油送至蓄能罐51内，当上液位感应器56测量到蓄能罐51内的液压油足够时，控制器60控制第二高压球阀30关闭，使液压站10无法将液压油送至蓄能罐51内。
蓄能罐51采用透明的材料制成，以使工作人员能够实时观察到蓄能罐51内液压油的储存量，在本实施例中，蓄能罐51优选采用透明的玻璃制成。
氮气配重装置50还包括设于蓄能罐51外的报警器58，报警器58连接控制器60。当上液位感应器56测量到蓄能罐51内液压油的液位过低或下液位感应器57测量到蓄能罐51内液压油的液位过高时，控制器60控制报警器58报警，以提醒工作人员。
蓄能罐51和第二高压球阀30之间设有相连接的管道，蓄能罐51和第二高压球阀30之间的管道上设有单向阀70，用以避免蓄能罐51内的液压油回流至液压站10内。
在本实施例中，气囊54的侧壁呈褶皱状。通过设置气囊54的侧壁呈褶皱状，使得气囊54具有较好地延展性，有利于气囊54的膨胀。
上述的主轴箱移动配重系统，针对传统液压配重和氮气配重的不足，在原有液压配重的基础上，增加了氮气配重；本方案的氮气配重为气压转液压设计，通过在蓄能罐51的储气部内填充氮气，并设置气囊54和连通气囊54的送气吸气机55，实现了气囊54膨胀压缩氮气使液压油产生压力的目的。
在主轴箱带着刀具沿Z轴方向加工进给的时候，通过液压站10提供压力为主轴箱配重，因液压配重压力均衡，配重稳定，可以提供最优的加工稳定性；在主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时，液压站10通过第一高压球阀20给液压配重装置40提供液压的同时，也通过第一高压球阀20为氮气配重装置50提供液压，使氮气配重装置50的压缩氮气压力始终保持与液压站10输出压力一致。
在主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给的时候，因为流体滞后性，液压站10的输出压力不能及时提供给液压配重装置40以对主轴箱配重，管路压力降低，这时氮气配重装置50开始工作，蓄能罐51中的气囊54通过压缩氮气来压缩蓄能罐51中的液压油，及时补充到液压配重装置40的管路中，保证液压配重装置40的管路液压平衡。
综上可知，上述的主轴箱移动配重系统，实现了油压配重和氮气配重的结合，在主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时，可以保证液压站10能及时给配重缸供应液压油，使得管路中压力平衡，从而使得主轴箱带着刀具沿Z轴方向快速进给时不会产生抖动，保证了对工件的加工质量。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。