CN101251961B - 一种模块化四轴微型教学数控机床 - Google Patents

一种模块化四轴微型教学数控机床 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种模块化四轴微型教学数控机床。机床放置在工作台上，机床立板垂直安装在机床底板上，机床顶板垂直安装在机床立板上；z向直线运动模块通过螺钉安装在机床顶板上，主轴高速电机通过4个主轴电机支撑套固定在与直线运动模块上安装板连接在一起的板上，主轴高速电机的输出轴与刀具夹持器通过主轴轴承安装在横板上，绕z轴的圆周运动模块为一伺服电机驱动的通用涡轮、蜗杆结构，圆周运动模块通过螺钉安装在机床底板上，其上依次为Y向直线运动模块及x向直线运动模块，x向直线运动模块的上安装板上安装有工件夹持器。

Description

一种模块化四轴微型教学数控机床
技术领域
本发明涉及一种模块化四轴微型教学数控机床，具体地说是专门应用于数控机床教学的一种微型四轴数控机床。
背景技术
随着我国国民经济的发展，特别是中国制造的逐步兴起，数控机床操作人员的需求缺口越来越多。与普通机床不同的是，数控机床价格较高，一般学校不可能配备很多，因而给教学中数控机床的应用带来了很大的不方便。数控机床操作较为复杂，因此如果学生盲目操作有可能造成机床的损坏，甚至对学生的人身安全构成一定的威胁。因此，迫切需要一种微型的数控机床，是数控机床的操作学习在尽量仿真真实机床操作的基础上，做到数控机床操作学习桌面化，达到教学资源的优化合理配置。但是，目前在国内可用于数控机床教学的微型数控机床较少，且多为3轴，不能更好地满足教学的需要。
针对上述不足，本发明提供了一种模块化四轴微型教学数控机床。
本发明是通过以下技术实现的：
一种微型四轴数控教学机床，该微型四轴数控教学机床是由机床底板、机床立板、机床顶板、X向直线运动模块、Y向直线运动模块、Z向直线运动模块、Z旋转运动模块、主轴高速电机、主轴电机支撑套、刀具夹持器、主轴轴承、工件夹持台等组成的；整个机床靠机床底板放置在机床工作台上，机床立板垂直安装在机床底板上，机床顶板垂直安装在机床立板上，此为机床的主结构；Z向直线运动模块通过螺钉安装在机床顶板上，Z向直线运动模块由分布两端的两块直线运动轴承支撑座及伺服电机支撑座垂直安装在直线运动模块底板上所构成的，分布两端的两块轴承支撑座通过轴承支撑着位于中间的滚珠丝杠及其两边的圆柱导轨，滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠配合，四个铜套分别套在2根圆柱导轨上，滚珠丝杠螺母及铜套都安装在直线运动模块上安装板上，精密伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠连接在一起，直线运动模块上的安装板上布有螺孔，可方便地与其他模块相接，主轴高速电机通过4个主轴电机支撑套固定在与直线运动模块上安装板连接在一起的板上，主轴高速电机的输出轴与刀具夹持器通过主轴轴承安装在横板上，绕Z轴的圆周运动模块为一伺服电机驱动的通用涡轮、蜗杆结构，圆周运动模块通过螺钉安装在机床底板上，其上依次为Y向直线运动模块及X向直线运动模块，X向直线运动模块的上安装板上安装有工件夹持器。
X向直线运动模块、Y向直线运动模块、Z向直线运动模块构造完全一样，三者可以互换。
所述的直线运动模块是由直线运动模块底板、直线运动模块轴承支撑座、圆形导轨、铜套、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母、直线运动模块接口板、运动模块上安装板等组成的。
该微型数控教学机床其运动轴数为四轴，即三个直线运动及一个旋转运动所组成。所用的四个轴的电机均为伺服电机。
所用的主轴电机为高速直流电机。
本发明的有益效果是：结构简单，使用方便，操作灵活。
附图说明
图1为本发明的机械结构主视图；
图2为本发明的结构原理示意图右视图；
图3为其机械结构的俯视图。
其中，1、机床底板，2、机床立板，3、机床顶板，4、Z向直线运动模块，5、直线运动模块上安装板，6、滚珠丝杠螺母，7、直线运动模块底板，8、铜套，9、圆柱导轨，10、滚珠丝杠，11、运动模块轴承支撑座，12、联轴器，13、步进电机支撑座，14、伺服电机，15、主轴高速电机，16、主轴电机支撑套，17、刀具夹持器，18、主轴轴承，19、工件夹持台，20、X向直线运动模块，21、Y向直线运动模块，22、绕Z轴旋转的运动模块。
具体实施方式
实施例：整个机床靠机床底板1放置在机床工作台上。机床立板2垂直安装在机床底板1上，机床顶板3垂直安装在机床立板2上，此为机床的主结构。Z向直线运动模块4通过螺钉安装在机床顶板上。Z向直线运动模块是由分布两端的两块直线运动轴承支撑座11及伺服电机支撑座13垂直安装在直线运动模块底板7上所构成的。分布两端的两块轴承支撑座通过轴承支撑着位于中间的滚珠丝杠10及其两边的圆柱导轨9，滚珠丝杠螺母6与滚珠丝杠10配合，四个铜套8分别套在2根圆柱导轨上，滚珠丝杠螺母6及铜套8都安装在直线运动模块上安装板5上。精密伺服电机14通过联轴器12与滚珠丝杠10连接在一起。直线运动模块上安装板5上布有螺孔，可方便地与其他模块相接。主轴高速电机15通过4个主轴电机支撑套16固定在与直线运动模块上安装板连接在一起的板上。主轴高速电机15的输出轴与刀具夹持器17通过主轴轴承18安装在横板上。绕Z轴的圆周运动模块22为一伺服电机驱动的通用涡轮、蜗杆结构。圆周运动模块通过螺钉安装在机床底板1上，其上依次为Y向直线运动模块21及X向直线运动模块20。X向直线运动模块的上安装板上安装有工件夹持器。其中，圆周运动模块22可与X向直线运动模块20或Y向直线运动模块21互换，从而实现不同的数控加工仿真。

Claims (5)

1.一种模块化四轴微型教学数控机床，其特征在于：该四轴微型教学数控机床是由机床底板、机床立板、机床顶板、X向直线运动模块、Y向直线运动模块、Z向直线运动模块、绕Z轴旋转的运动模块、主轴高速电机、主轴电机支撑套、刀具夹持器、主轴轴承、工件夹持台组成的；直线运动模块包括直线运动模块底板、直线运动模块轴承支撑座、圆柱导轨、铜套、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母、直线运动模块接口板、直线运动模块上安装板，其连接关系为分布两端的两块直线运动轴承支撑座及伺服电机支撑座垂直安装在直线运动模块底板上，分布两端的两块轴承支撑座通过轴承支撑着位于中间的滚珠丝杠及其两边的圆柱导轨，滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠配合，四个铜套分别套在两根圆柱导轨上，滚珠丝杠螺母及铜套都安装在直线运动模块上安装板上，伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠连接在一起，直线运动模块上安装板上布有螺孔，可方便地与其他模块相接；整个机床靠机床底板放置在机床工作台上，机床立板垂直安装在机床底板上，机床顶板垂直安装在机床立板上，此为机床的主结构；Z向直线运动模块通过螺钉安装在机床顶板上，主轴高速电机通过4个主轴电机支撑套固定在与直线运动模块上安装板连接在一起的板上，主轴高速电机的输出轴与刀具夹持器通过主轴轴承安装在横板上，绕Z轴旋转的运动模块为一伺服电机驱动的通用涡轮、蜗杆结构，绕Z轴旋转的运动模块通过螺钉安装在机床底板上，其上依次为Y向直线运动模块及X向直线运动模块，X向直线运动模块上安装板上安装有工件夹持器。
2.根据权利要求书1所述的一种模块化四轴微型教学数控机床，其特征在于：X向直线运动模块、Y向直线运动模块、Z向直线运动模块构造完全一样，三者可以互换。
3.根据权利要求书1所述的一种模块化四轴微型教学数控机床，其特征在于，该微型数控教学机床其运动轴数为四轴，即三个直线运动及一个旋转运动所组成。
4.根据权利要求书1所述的一种模块化四轴微型教学数控机床，其特征在于，所用的四个轴的电机均为伺服电机。
5.根据权利要求书1所述的一种模块化四轴微型教学数控机床，其特征在于，所用的主轴电机为高速直流电机。
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