本實(shí)用新型涉及一種磁懸浮加工中心配重系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)械行業(yè)數(shù)控機(jī)床由傳統(tǒng)的螺桿作為軸向驅(qū)動(dòng)，但是，螺桿結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)存在磨耗，導(dǎo)致軸向精度變差，使用壽命不長(zhǎng)。且螺桿是細(xì)長(zhǎng)型鋼件材料，長(zhǎng)期高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，受環(huán)境和使用溫度影響，存在熱脹冷縮的物理現(xiàn)象，無(wú)法滿足超高精度的應(yīng)用需要。

為此，驅(qū)動(dòng)逐步由磁懸浮(直線電機(jī))來(lái)取代，但是磁懸浮(直線電機(jī))機(jī)床在Z軸上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，存在如何實(shí)現(xiàn)配重平衡及如何在機(jī)床發(fā)生故障時(shí)防止機(jī)頭下掉的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種磁懸浮加工中心配重系統(tǒng)，能夠在機(jī)頭上下運(yùn)動(dòng)中使Z軸負(fù)載平衡，機(jī)床停止工作或者故障時(shí)，通過(guò)氣動(dòng)剎車器可防止機(jī)頭下掉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易控制。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種磁懸浮加工中心配重系統(tǒng)，加工中心包括機(jī)頭安裝架、設(shè)置在機(jī)頭安裝架上由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)頭和與直線電機(jī)連接的控制裝置，包括設(shè)置在機(jī)頭安裝架上與機(jī)頭連接的配重缸、連接配重缸并存儲(chǔ)有壓縮氣體的儲(chǔ)氣罐、設(shè)置在配重缸中的常閉式氣動(dòng)剎車器、通過(guò)管道與氣動(dòng)剎車器連接的壓縮空氣源、設(shè)置在管道上與控制裝置連接用于控制管道通斷的電磁閥，儲(chǔ)氣罐用于使配重缸支撐機(jī)頭以抵消機(jī)頭的重量，控制裝置可控制電磁閥打開使管道導(dǎo)通，氣動(dòng)剎車器通氣后打開釋放配重缸的活塞桿，從而使機(jī)頭可上下運(yùn)動(dòng)，在斷電時(shí)，電磁閥關(guān)閉管道并排泄壓縮空氣使氣動(dòng)剎車器閉合抱緊活塞桿。

進(jìn)一步的，還包括與所述控制裝置連接的測(cè)壓裝置，用于測(cè)量所述壓縮空氣源壓力值并反饋至所述控制裝置，當(dāng)壓縮空氣源壓力不足時(shí)，所述控制裝置控制所述電磁閥關(guān)閉管道并排泄壓縮空氣，使氣動(dòng)剎車器閉合抱緊所述活塞桿。

進(jìn)一步的，所述配重缸包括缸體、活動(dòng)設(shè)置在缸體中的活塞和設(shè)置在活塞上的活塞桿，活塞將缸體內(nèi)部分隔成上、下腔，所述儲(chǔ)氣罐與下腔連通用于驅(qū)使活塞桿伸出，上腔與大氣連通。

進(jìn)一步的，所述配重缸的缸體設(shè)置在所述機(jī)頭安裝架上，所述活塞桿與所述機(jī)頭連接。

進(jìn)一步的，所述壓縮空氣源通過(guò)設(shè)置在所述儲(chǔ)氣罐上的單向閥向所述儲(chǔ)氣罐供氣，儲(chǔ)氣罐向所述配重缸提供壓縮空氣使配重缸支撐機(jī)頭以抵消機(jī)頭的重量。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)置在分別與所述壓縮空氣源和單向閥連接的過(guò)濾器，所述測(cè)壓裝置設(shè)置在過(guò)濾器上。

進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)氣罐中設(shè)置有充滿氮?dú)獾臍饽?，?chǔ)氣罐中其他區(qū)域填充油，儲(chǔ)氣罐向配重缸提供油使配重缸支撐機(jī)頭以抵消機(jī)頭的重量。

進(jìn)一步的，還包括與所述壓縮空氣源連接的過(guò)濾器，所述測(cè)壓裝置設(shè)置在過(guò)濾器上。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：

本實(shí)用新型在機(jī)頭上下運(yùn)動(dòng)中，儲(chǔ)氣罐通過(guò)向配重缸提供壓縮氣體或者油使配重缸支撐機(jī)頭以抵消機(jī)頭的重量，使機(jī)頭運(yùn)動(dòng)更穩(wěn)定，提高加工精度，減小電機(jī)輸出功率需求，擴(kuò)大電機(jī)選擇范圍，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命，當(dāng)加工中心斷電或者壓縮空氣壓力不足時(shí)，電磁閥關(guān)閉管道并排泄壓縮空氣使氣動(dòng)剎車器閉合抱緊活塞桿，從而使機(jī)頭停止運(yùn)動(dòng)，防止機(jī)頭損壞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精準(zhǔn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型加工中心的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型加工中心X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型加工中心Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型加工中心Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖6所示，磁懸浮龍門加工中心包括底座1、相對(duì)間隔設(shè)置在底座1上的兩立柱2、設(shè)置在兩立柱2之間的橫梁3、設(shè)置在橫梁3一側(cè)的刀庫(kù)7、可橫向水平移動(dòng)地設(shè)置在橫梁3上的第一滑座4、可縱向水平移動(dòng)地設(shè)置在底座1上的第二滑座5、可升降移動(dòng)地設(shè)置在第一滑座4上的機(jī)頭安裝架63、安裝在機(jī)頭安裝架63上的機(jī)頭6、可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在第二滑座5上的載物臺(tái)51、設(shè)置在第二滑座5與載物臺(tái)51之間用于驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)51轉(zhuǎn)動(dòng)的第一DD馬達(dá)、設(shè)置在橫梁3與第一滑座4之間的X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在底座1與第二滑座5之間的Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在第一滑座4與機(jī)頭安裝架63之間的Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、分別與X、Y、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和第一DD馬達(dá)連接的控制裝置和與控制裝置連接的配重系統(tǒng)，X、Y、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)均包括直線電機(jī)，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括沿X軸移動(dòng)方向設(shè)置的X軸光學(xué)尺33，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括沿Y軸移動(dòng)方向設(shè)置的Y軸光學(xué)尺13，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括沿Z軸移動(dòng)方向設(shè)置的Z軸光學(xué)尺42，控制裝置分別與各光學(xué)尺及直線電機(jī)連接形成閉環(huán)控制，機(jī)頭6包括可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在機(jī)頭安裝架63上的回轉(zhuǎn)架61、設(shè)置在回轉(zhuǎn)架61上的主軸62，在機(jī)頭安裝架63和回轉(zhuǎn)架61之間設(shè)置有與控制裝置連接的第二DD馬達(dá)，第二DD馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)架61轉(zhuǎn)動(dòng)，第一DD馬達(dá)可驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)51實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，第二DD馬達(dá)可驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)架61實(shí)現(xiàn)±105度旋轉(zhuǎn)，刀庫(kù)7用于為主軸62更換刀頭。

第一滑座4通過(guò)兩X軸直線導(dǎo)軌31可移動(dòng)地設(shè)置在橫梁3上，兩X軸直線導(dǎo)軌31間隔設(shè)置在橫梁3上，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的直線電機(jī)包括布置在兩X軸直線導(dǎo)軌31之間的X軸磁板32和設(shè)置在第一滑座4上的X軸線圈34，第二滑座5通過(guò)兩Y軸直線導(dǎo)軌11可移動(dòng)地設(shè)置在底座1上，Y軸直線導(dǎo)軌11間隔設(shè)置在底座1上，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的直線電機(jī)包括布置在兩Y軸直線導(dǎo)軌11之間的Y軸磁板12和設(shè)置在所述第二滑座5上的Y軸線圈14，所述機(jī)頭安裝架63通過(guò)設(shè)置在機(jī)頭安裝架63上的滑座64與兩Z軸直線導(dǎo)軌41相配合，可移動(dòng)地設(shè)置在所述第一滑座4上，所述Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括布置在兩Z軸直線導(dǎo)軌41之間的Z軸磁板43和設(shè)置在所述機(jī)頭安裝架63上的Z軸線圈44。

底座1、橫梁3均為天然大理石材料制成，主軸62為30000轉(zhuǎn)5.5Kw/4.5N.m的電主軸，確保10000轉(zhuǎn)時(shí)主軸振動(dòng)低于0.1G，在主軸箱中設(shè)置有用于對(duì)主軸軸承進(jìn)行冷卻的冷凍液。

配重系統(tǒng)包括設(shè)置在機(jī)頭安裝架63上與機(jī)頭6連接的配重缸7、連接配重缸7并存儲(chǔ)有壓縮空氣的儲(chǔ)氣罐8、設(shè)置在配重缸7中的常閉式氣動(dòng)剎車器71、通過(guò)管道與氣動(dòng)剎車器71連接的壓縮空氣源9、設(shè)置在管道上與控制裝置連接用于控制管道通斷的電磁閥73、設(shè)置有測(cè)壓裝置74的過(guò)濾器75，配重缸7包括缸體76、活動(dòng)設(shè)置在缸體76中的活塞和設(shè)置在活塞上的活塞桿77，活塞將缸體76內(nèi)部分隔成上腔和下腔，儲(chǔ)氣罐8與下腔連通用于驅(qū)使活塞桿77伸出，上腔與大氣連通，儲(chǔ)氣罐8上設(shè)置有可查看儲(chǔ)氣罐8中氣體壓力值的壓力表82，缸體設(shè)置在機(jī)頭安裝架63上，活塞桿77與機(jī)頭6連接，儲(chǔ)氣罐8用于使配重缸7支撐機(jī)頭6以抵消機(jī)頭6的重量，控制裝置控制電磁閥73打開使管道導(dǎo)通，氣動(dòng)剎車器71通氣后打開釋放配重缸7的活塞桿77，從而使機(jī)頭6可上下運(yùn)動(dòng)，在斷電時(shí)，電磁閥73關(guān)閉管道并排泄壓縮空氣使氣動(dòng)剎車器71閉合抱緊活塞桿77，從而使機(jī)頭6停止運(yùn)動(dòng)，測(cè)壓裝置74用于測(cè)量壓縮空氣源9的壓力值并將該壓力值反饋至控制裝置，當(dāng)壓縮空氣源9壓力不足時(shí)，控制裝置控制電磁閥73關(guān)閉管道并排泄壓縮空氣，使氣動(dòng)剎車器71閉合抱緊活塞桿77，從而使機(jī)頭6停止運(yùn)動(dòng)，在一實(shí)施例中，如圖5所示，壓縮空氣源9通過(guò)設(shè)置在儲(chǔ)氣罐8上的單向閥81向儲(chǔ)氣罐8提供壓縮空氣，儲(chǔ)氣罐8向配重缸7提供壓縮空氣使配重缸7支撐機(jī)頭6以抵消機(jī)頭6的重量，過(guò)濾器75分別與壓縮空氣源9和單向閥81連接，在另一實(shí)施例中，如圖6所示，儲(chǔ)氣罐8中設(shè)置有充滿氮?dú)?4的氣囊，儲(chǔ)氣罐8中其他區(qū)域填充油83，儲(chǔ)氣罐8向配重缸提供油使配重缸7支撐機(jī)頭6以抵消機(jī)頭6的重量。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，故不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍及說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。