專利名稱：一種直線電機進給系統(tǒng)結構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于數(shù)控車床的一種新型進給系統(tǒng)結構，具體為一種直線電機進給系統(tǒng)結構，應用直線電機技術，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾珠絲杠和伺服電機進給系統(tǒng)結構，為國內數(shù)控機床采用直線電機技術，實現(xiàn)高速進給提供技術儲備。
背景技術：
一般數(shù)控車床的進給系統(tǒng)結構，都是由伺服電機通過連軸器與滾珠絲杠和螺母副連接，將伺服電機的旋轉運動通過絲杠和螺母副轉變?yōu)橹本€運動，這種結構在數(shù)控機床上已經(jīng)普遍采用。其不足之處在于絲杠傳動存在反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種直線電機進給系統(tǒng)結構，采用直線電機傳動，把進給傳動鏈的長度縮短為零，避免了絲杠傳動中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點，體現(xiàn)了直線電機獨有的高速、高加速度、低噪音、高精度的特性。本實用新型解決的技術問題是1、直線電機的隔磁、防屑問題；2、進給移動部件的輕化及防撞擊結構；3、在斜置機床床身上，X軸采用直線電機的斷電自鎖問題。
本實用新型的技術方案是一種直線電機進給系統(tǒng)結構，包括滑板、直線電機、直線滾動導軌副、導軌鎖緊塊，直線電機的初級部構芯固定在滑板上，次級部構芯固定在床鞍上，床鞍與其上的滑板之間通過X軸直線滾動導軌副相配合，床鞍、滑板分別與X軸直線滾動導軌副的X軸導軌和可沿X軸導軌滑動的X軸滑塊連接，通過直線電機的初級部構芯帶動滑板及安裝于滑板上的刀架作直線運動。
所述進給系統(tǒng)結構安裝在斜置結構的機床床鞍上，機床床鞍與機床床身之間通過Z軸直線滾動導軌副相配合，床身、床鞍分別與Z軸直線滾動導軌副的Z軸導軌和可沿Z軸導軌滑動的Z軸滑塊連接，機床床鞍沿Z軸直線滾動導軌副作直線運動。
所述X軸直線滾動導軌副上安裝液壓式直線導軌鎖緊塊，導軌鎖緊塊固定在滑板下平面上，在不鎖緊的狀態(tài)下，可沿導軌方向移動。
所述床鞍、滑板側面裝有與數(shù)控系統(tǒng)相連的高精度直線位移傳感器。
所述床鞍、滑板前、后兩端面上分別裝有全封閉隔磁、防屑的前、后防護拉罩。
所述床鞍前面和后面上分別裝有防撞擊死擋鐵結構，滑板的側面裝有緩沖裝置。
所述直線電機由機床的數(shù)控系統(tǒng)控制。
本實用新型的有益效果1.本實用新型包括床鞍、滑板、直線電機、直線滾動導軌副、導軌鎖緊塊、直線位移傳感器、全封閉拉罩、防撞擊死擋鐵結構及緩沖裝置。由直線電機帶動滑板沿滾動導軌副作直線運動。由于無中間傳動環(huán)節(jié)，減少了絲杠傳動的摩擦，降低機床的噪聲，也使它的運動速度有很大提高。一般機床的運動速度為20m/min，加速度0.5G，采用直線電機機床的運動速度可達60m/min，加速度可達1～1.5G，減少加工的輔助時間，提高了生產效率。
2.本實用新型取消了絲杠等傳動件，減少了絲杠傳動滯后所帶來的跟蹤誤差，通過高精度直線位移傳感器進行位置檢測反饋控制，提高了機床的定位精度，同時提高了機床的加工精度。機床的定位精度為0.006mm，重復定位精度為0.003mm。
3.本實用新型用直線電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾珠絲杠和伺服電機進給系統(tǒng)結構，將引起機床行業(yè)的傳動進給系統(tǒng)的機械結構發(fā)生突變，使機床的加工精度、生產效率等性能指標得到很大的提高。


圖1是本實用新型的總體示意圖。
圖2是本實用新型直線電機安裝截面示意圖。
圖3是本實用新型導軌鎖緊塊安裝示意圖。
圖4是圖3的側視圖。
圖中，1、床身；2、床鞍；3、后防護拉罩；4、緩沖裝置；5、刀架；6、滑板；7、前防護拉罩；8、Z軸滑塊；9、X軸滑塊；10、次級部構芯；11、初級部構芯；12、位移傳感器；13、導軌鎖緊塊；14、Z軸導軌；15、X軸導軌；16死擋鐵；17撞塊；18死擋鐵。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。
如圖1-4所示，本實用新型進給系統(tǒng)結構安裝在斜置床身1的工作面上，可沿Z軸直線滾動導軌副在Z軸方向作直線運動，X軸直線滾動導軌副固定在安裝于斜置床身1的床鞍2上，通過直線電機的初級部構芯11帶動滑板6及安裝于滑板6上的刀架5作X軸方向的直線運動。Z軸直線滾動導軌副由Z軸導軌14和安裝于Z軸導軌14上的Z軸滑塊8構成，X軸直線滾動導軌副由X軸導軌15和安裝于X軸導軌15上的X軸滑塊9構成。X軸為圖1中紙面平行于床鞍方向，Z軸為圖1中垂直于紙面方向。
如圖1所示，機床床身1上安裝有機床床鞍2，本實用新型進給系統(tǒng)結構安裝在斜置結構的機床床鞍2上，床鞍2的工作面與水平面夾角為45°，機床床鞍2與機床床身1之間通過Z軸直線滾動導軌副相配合，床身1、床鞍2分別與Z軸直線滾動導軌副的Z軸導軌14和可沿Z軸導軌14滑動的Z軸滑塊8連接，機床床鞍2沿Z軸直線滾動導軌副作直線運動。防撞擊死擋鐵16安裝于床鞍2的前面中間位置，17是固定在滑板6上的撞塊。圖中4為滑板6運動時的緩沖裝置，緩沖裝置4由液壓油和彈簧配合使用實現(xiàn)緩沖，緩沖裝置4安裝在滑板6的側面，18是固定在床鞍2的死擋鐵。前防護拉罩7和后防護拉罩3分別與滑板6和床鞍2連接，形成封閉的空間。由于防護拉罩采用的特殊材料(不銹鋼)和這種封閉的結構，可以阻擋機床加工過程中的切屑和切削液、有效的隔離直線電機的磁場作用、實現(xiàn)高速、高加速度的運動。
如圖2所示，直線電機由初級部構芯11和次級部構芯10組成，次級部構芯為永磁板，直線電機的初級部構芯11固定在滑板6上，次級部構芯10固定在床鞍2上，床鞍2與其上的滑板6之間通過X軸直線滾動導軌副相配合，床鞍2、滑板6分別與X軸直線滾動導軌副的X軸導軌15和可沿X軸導軌15滑動的X軸滑塊9連接。當給直線電機通電后，由于磁場的作用而產生電磁推力，使滑板6沿X軸直線滾動導軌副作直線運動。床鞍2、滑板6側面裝有高精度直線位移傳感器12(精度為±3μm/1000mm左右)，它由標尺和掃描單元組成，標尺安裝在滑板6上，掃描單元安裝在床鞍2上，由它和數(shù)控系統(tǒng)控制來檢測滑板和刀架的運動精度。導軌鎖緊塊13固定在滑板6下平面上，置于X軸滑塊9的中間。
如圖3、4所示，導軌鎖緊塊13內裝有碟形彈簧和液壓油缸。在工作狀態(tài)時，液壓油缸通過活塞作用在碟形彈簧上，使導軌鎖緊塊13與X軸直線滾動導軌副的X軸導軌15之間產生一定的間隙，不影響直線電機的運動，當直線電機不工作或斷電時，在數(shù)控系統(tǒng)上控制使液壓閥延時斷電，迅速換向使液壓油卸回油箱，碟形彈簧將導軌鎖緊塊13壓緊在X軸直線滾動導軌副的X軸導軌15上，實現(xiàn)X軸直線滾動導軌副斷電時自鎖，防止移動部件下滑。這種結構油缸行程短，動作可靠，反應速度快，在＜0.1S既可實現(xiàn)自鎖，而且結構簡單，尺寸小，質量輕。解決了在斜置機床床身上，X軸采用直線電機的斷電自鎖問題。
權利要求1.一種直線電機進給系統(tǒng)結構，其特征在于包括滑板、直線電機、直線滾動導軌副、導軌鎖緊塊，直線電機的初級部構芯(11)固定在滑板(6)上，次級部構芯(10)固定在床鞍(2)上，床鞍(2)與其上的滑板(6)之間通過X軸直線滾動導軌副相配合，床鞍(2)、滑板(6)分別與X軸直線滾動導軌副的X軸導軌(15)和可沿X軸導軌(15)滑動的X軸滑塊(9)連接，通過直線電機的初級部構芯(11)帶動滑板(6)及安裝于滑板(6)上的刀架(5)作直線運動。
2.按照權利要求1所述的直線電機進給系統(tǒng)結構，其特征在于所述進給系統(tǒng)結構安裝在斜置結構的機床床鞍(2)上，機床床鞍(2)與機床床身(1)之間通過Z軸直線滾動導軌副相配合，床身(1)、床鞍(2)分別與Z軸直線滾動導軌副的Z軸導軌(14)和可沿Z軸導軌(14)滑動的Z軸滑塊(8)連接，機床床鞍(2)沿Z軸直線滾動導軌副作直線運動。
3.按權利要求1所述的直線電機進給系統(tǒng)結構，其特征在于所述X軸直線滾動導軌副上安裝液壓式直線導軌鎖緊塊(13)，導軌鎖緊塊(13)固定在滑板(6)下平面上。
4.按權利要求1所述的直線電機進給系統(tǒng)結構，其特征在于所述床鞍(2)、滑板(6)側面裝有與數(shù)控系統(tǒng)相連的直線位移傳感器(12)。
5.按權利要求1所述的直線電機進給系統(tǒng)結構，其特征在于所述床鞍(2)、滑板(6)前、后兩端面上分別裝有全封閉隔磁、防屑的前、后防護拉罩(7、3)。
6.按權利要求1所述的直線電機進給系統(tǒng)結構，其特征在于所述床鞍(2)前面和后面上分別裝有防撞擊死擋鐵(16、18)，滑板(6)的側面裝有緩沖裝置(4)。
7.按權利要求1所述的直線電機進給系統(tǒng)結構，其特征在于所述直線電機由機床的數(shù)控系統(tǒng)控制。
專利摘要本實用新型屬于數(shù)控車床的一種新型進給系統(tǒng)結構，具體為一種直線電機進給系統(tǒng)結構。本實用新型進給系統(tǒng)結構中裝有導軌鎖緊塊、直線位移傳感器、全封閉拉罩、防撞擊死擋鐵結構及緩沖裝置。本實用新型進給系統(tǒng)結構安裝在斜置床身的工作面上，可沿Z軸直線滾動導軌副作直線運動，X軸直線滾動導軌副固定在床鞍上，通過直線電機的初級部構芯帶動滑板及刀架作X軸方向的高速、高加速度直線運動。本實用新型用直線電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾珠絲杠和伺服電機進給系統(tǒng)結構，將引起機床行業(yè)的傳動進給系統(tǒng)的機械結構發(fā)生突變，使機床的加工精度、生產效率等性能指標得到很大的提高，為國內數(shù)控機床采用直線電機技術，實現(xiàn)高速進給提供技術儲備。
文檔編號B23Q11/00GK2868543SQ20052014589
公開日2007年2月14日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權日2005年12月21日
發(fā)明者趙江浩, 蔣朝霞, 郗景河, 陳良義, 肖學東, 韓麟, 韓愛禮, 倪帆, 李林 申請人:沈陽第一機床廠