CN101332519A - 数控牛头刨床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控牛头刨床，包括床身、工作台进给伺服电机、刀架进给伺服电机、数控系统，工作台进给伺服电机及刀架进给伺服电机均与数控系统电连接，还包括固定在床身上的主轴轴承、转动设置在主轴轴承内圈的空心主轴、固定在空心主轴一端部的大斜齿轮、设置在大斜齿轮上的用于驱动所述的滑枕往复滑动的上滑块，空心主轴上设置有接近块，主轴轴承上设置有与接近块相对应的接近开关，该接近开关也与数控系统电连接。空心主轴的转动周期与滑枕的往复运动周期相对应，每次加工不同长度的工件时不需要对接近块及接近开关的位置进行调整，控制简便，而且进给的启动控制的位置准确。整个控制装置位于机床主轴轴承内部，不影响机床整机的美观。

Description

数控牛头刨床

技术领域

本发明涉及一种带有工作台进给控制机构和刀架进给控制机构的数控牛头刨床。

背景技术

现有技术中，数控牛头刨床在切削加工零件时，工作台和刀架的切削进给分别是由安装于横梁和刀架上的伺服电机提供直接动力的。而工作台和刀架何时进行切削进给则需要由另外一套切削进给控制机构来发出信号，机床的数控系统接收到该信号之后根据加工程序来控制工作台和刀架的进给。现有一般的数控牛头刨床切削进给控制机构的结构是这样实现的：刨床的滑枕上水平设置有一条T型槽，槽内安装一块位置能够沿着槽的延伸方向调节的接近块，而机床床身靠近滑枕的部位安装一个与所述的接近块相配合的接近开关。当滑枕在切削过程中水平运动时，设置于T型槽内的接近块随着滑枕一起运动，当接近块通过接近开关时，接近开关感应到接近块，即发出一个脉冲信号、传递给机床数控系统，由机床数控系统向工作台和刀架发出工作指令，其中工作台和刀架切削进给量的大小则由事先编制的加工程序来设定的。

但是这种切削进给控制机构存在一些问题：首先，每次加工不同长度的零件时，接近块都要根据切削行程的长短而调整位置，比较麻烦；其次，接近块的调整很大程度上依赖于操作者的经验和水平。操作者在调整过程中，一方面要考虑零件加工时切削行程中合理的进刀量和脱刀量，另一方面要给机床的数控系统检测到接近开关的信号后预留必要的反应时间和进给时间，从而避免撞刀现象的发生。从确保安全性的角度考虑，操作者往往会把切削行程中的进刀量和脱刀量调大，则由此增加了无效加工时间、降低了生产效率。并且，整个控制机构外置于机床的滑枕上，影响整机的美观。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能够快速准确控制工作台和刀架的进给的数控牛头刨床，以克服现有数控牛头刨床在加工不同长度零件时，每次都要调整接近块和接近开关之间距离的麻烦以及接近块定位不准确的问题，从而使得控制简便，工作台和刀架的切削进给控制准确。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种数控牛头刨床，包括

床身、

设置在所述的床身上的横梁、设置在所述的横梁上的工作台、设置在所述的横梁的一端的用于所述的控制工作台进给的工作台进给伺服电机、

设置在所述的床身上的滑枕、设置在所述的滑枕前端部的刀架转盘、设置在所述的刀架转盘上的刀架滑板、设置在所述的刀架滑板上的用于控制所述的刀架滑板进给的刀架进给伺服电机、

固定在所述的床身上的主轴轴承、转动设置在所述的主轴轴承内圈的空心主轴、固定在所述的空心主轴一端部的大斜齿轮、设置在所述的大斜齿轮上的用于驱动所述的滑枕往复滑动的上滑块、

数控系统，所述的工作台进给伺服电机及刀架进给伺服电机均与所述的数控系统电连接，

所述的数控牛头刨床还包括设置在所述的空心主轴上的接近块、设置在所述的主轴轴承上与所述的接近块相对应的接近开关，所述的接近开关也与所述的数控系统电连接。

所述的接近块固定在所述的空心主轴上，并且当所述的滑枕位于最大行程的极限位置上时，所述的接近开关处于感应到所述的接近块的位置。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：接近块设置在空心主轴上，空心主轴的转动周期与滑枕的往复运动周期相对应，每次加工不同长度的工件时不需要对接近块及接近开关的位置进行调整，控制简便，而且工作台进给和刀架进给的启动控制的位置准确。整个控制装置位于机床主轴轴承内部，不影响机床整机的美观。

附图说明

图1为本实用新型数控牛头刨床的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中A-A线的剖视图；

图4为滑枕最大行程时图3的B向局部放大图；

图5为滑枕最小行程时图3的B向局部放大图；

图6为当所述的滑枕位于最大行程的极限位置上时，所述的接近开关感应到所述的接近块的状态的原理图；

图7为在任意切削行程下，滑枕实际极限位置与接近开关所检测到的滑枕检测极限位置的差别示意图；

其中，1、工作台，2、横梁，3、刀架转盘，4、刀架滑板，5、刀架进给伺服电机，6、滑枕，7、主轴轴承，8、床身，9、工作台进给伺服电机，10、工作台转动丝杠，11、第一伞齿轮，12、丝杠，13、手柄，14、压板，15、连接轴，16、摆杆叉，17、大摇杆，18、上滑块，19、大斜齿轮，20、第二伞齿轮，21、齿轮轴，22、空心主轴，23、凸轮盘，24、压花螺母，25、接近开关，26、下摆轴，27、刀架转动丝杠。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行说明：

参见图2，一种数控牛头刨床，包括床身8、设置在所述的床身8上的横梁2、设置在所述的横梁2上的工作台1、设置在所述的横梁2的一端部的工作台进给伺服电机9、与所述的工作台进给伺服电机9的输出轴相连接的并与工作台1上的螺母相配合的工作台转动丝杠10。工作台进给伺服电机9通过工作台转动丝杠10带动工作台1进给。

参见图1、图4，该数控牛头刨床还包括滑动设置在所述的床身8上的滑枕6、设置在所述的滑枕6的前端部的刀架转盘3、设置在所述的刀架转盘3上的刀架滑板4、设置在所述的刀架滑板4的顶部的刀架进给伺服电机5、与所述的刀架进给伺服电机5的输出轴相连接的并与刀架转盘3上的螺母相配合的刀架转动丝杠27。刀架进给伺服电机5通过刀架转动丝杠27带动刀架滑板4进给。

参见图3、图4，该数控牛头刨床还包括固定在所述的床身8上的主轴轴承7、转动设置在所述的主轴轴承7内圈的空心主轴22、固定在所述的空心主轴22的一端部的大斜齿轮19、设置在所述的大斜齿轮19上并且位置能够沿着所述的大斜齿轮19的径向进行位置调节的上滑块18、活动设置在所述的床身8内的大摇杆17。所述的上滑块18与所述的大摇杆17的大致中部相活动连接，所述的大摇杆17的顶部转动连接有摆杆叉16，所述的摆杆叉16固定在所述的滑枕6上，并通过手柄13、压板14将滑枕6与摆杆叉16相牢固连接，所述的床身8内固定有下摆轴26，所述的下摆轴26与所述的大摇杆17的底部相活动连接，由此当大斜齿轮19带动上滑块18转动时，上滑块18能够带动大摇杆17摆动，从而带动滑枕6前进和后退。通过调节上滑块18至空心主轴22轴心线之间的距离，可以达到调节滑枕6的行程的目的。

如何调节上滑块18与空心主轴22的轴心线之间的距离？所述的空心主轴22内转动设置有齿轮轴21，所述的空心主轴22的轴心线与齿轮轴21的轴心线重合，所述的齿轮轴21上固定有第二伞齿轮20，所述的大斜齿轮19上设置有与所述的第二伞齿轮20相啮合的第一伞齿轮11，所述的大斜齿轮19上还设置有与所述的第一伞齿轮11相固定连接的丝杠12，所述的丝杠12与上滑块18所带有的内螺纹相螺纹配合。所述的齿轮轴21上还设置有压花螺母24用于将所述的空心主轴22固定在所述的齿轮轴21上。当机床加工不同规格的零件，所述的滑枕6的行程需要做必要的调整时，松开压花螺母24，用专用摇手柄转动齿轮轴21，所述的齿轮轴21带动第二伞齿轮20旋转，第二伞齿轮20带动第一伞齿轮11旋转，第一伞齿轮11带动丝杠12旋转，进而带动上滑块18在丝杠12上运动，从而达到调整所述上滑块18相对所述的空心主轴22的轴心线的位置。

上述的牛头刨床在工作时，动力由主传动系统传递给大斜齿轮19后，所述的大斜齿轮19带动上滑块18随之一同转动，所述的上滑块18的转动则带动大摇杆17绕下摆轴26摆动，所述的大摇杆17的摆动则通过摆杆叉16、连接轴15、压板14、手柄13带动所述的滑枕6作往复直线运动。所述的空心主轴22上还固定有凸轮盘23，所述的凸轮盘23上固定有接近块，所述的主轴轴承7上与所述的接近块相对应的设置有接近开关25。所述的滑枕6的往复直线运动与所述的凸轮盘23回转的周期是一致的，当所述的滑枕6在前一个切削运动完成后，回到最后位置，即将开始下一次切削动作时，由设置于所述的凸轮盘23附近的接近开关25感应到所述的凸轮盘23上的接近块后，迅速发出一个脉冲指令给机床数控系统，数控系统则根据事先编制的加工程序分别控制工作台进给伺服电机9和刀架进给伺服电机5工作，以达到机床切削加工进给的目的。

参见图6，所述的接近开关25及接近块的设置，使得当所述的滑枕6位于本数控牛头刨床最大行程的极限位置上时，所述的接近开关25处于感应到所述的接近块的位置，此时接近块与丝杠12之间相对空心主轴22的轴心线具有夹角α。所述的接近开关25和接近块的位置一旦确定，当滑枕6位于其它任意行程上时，参见图7，所述的接近开关25所检测到的滑枕6检测极限位置S₀(此时丝杠12与接近块之间相对空心主轴22的轴心线具有夹角α)相对滑枕6实际极限位置S(此时丝杠12与大摇杆17相垂直)有一个偏差，并且参见图7，此时丝杠12逆时针旋转，当接近开关25检测到接近块后，丝杠12必须要再转动一个小角度，滑枕6才运动到极限位置。

在此，要说明两个问题：第一、从作图及理论计算来看，检测极限位置S₀与实际极限位置S之间的差别较小，对于一台普通数控牛头刨床，最大偏差大概在3.5厘米之内，而滑枕6的整个行程中并不是一直在切削而是在切削之前有一段空走阶段——进刀量，大概5厘米至10厘米范围，用于调整滑枕6达到初速度，因此S₀与S的差别不会造成刨床进刀时刀具相对工件撞刀；第二、刨床位于检测极限位置S₀时，机床数控系统即检测到切削进给信号、控制工作台1及刀架转盘3步进，并且滑枕6继续向右滑动、直至到达实际极限位置S后返回，如此设置，给工作台1和刀架转盘3预留了足够的进给时间、使其能够完成复杂进给，并且由于工作台1和刀架转盘3有更多的进给时间(相对于检测极限位置S₀与实际极限位置S相重合的情况)，当切削较软工件时，滑枕6的进刀量可以适当缩短，也来得及完成工作台1及刀架转盘3的进给。并且本发明专利得到了实际应用，取得了优异的效果。

Claims (2)

1、一种数控牛头刨床，包括

床身(8)、

设置在所述的床身(8)上的横梁(2)、设置在所述的横梁(2)上的工作台(1)、设置在所述的横梁(2)的一端的用于所述的控制工作台(1)进给的工作台进给伺服电机(9)、

设置在所述的床身(8)上的滑枕(6)、设置在所述的滑枕(6)前端部的刀架转盘(3)、设置在所述的刀架转盘(3)上的刀架滑板(4)、设置在所述的刀架滑板(4)上的用于控制所述的刀架滑板(4)进给的刀架进给伺服电机(5)、

固定在所述的床身(8)上的主轴轴承(7)、转动设置在所述的主轴轴承(7)内圈的空心主轴(22)、固定在所述的空心主轴(22)一端部的大斜齿轮(19)、设置在所述的大斜齿轮(19)上的用于驱动所述的滑枕(6)往复滑动的上滑块(18)、

数控系统，所述的工作台进给伺服电机(9)及刀架进给伺服电机(5)均与所述的数控系统电连接，

其特征在于：所述的数控牛头刨床还包括设置在所述的空心主轴(22)上的接近块、设置在所述的主轴轴承(7)上与所述的接近块相对应的接近开关(25)，所述的接近开关(25)也与所述的数控系统电连接。

2、根据权利要求1所述的数控牛头刨床，其特征在于：所述的接近块固定在所述的空心主轴(22)上，并且当所述的滑枕(6)位于最大行程的极限位置上时，所述的接近开关(25)处于感应到所述的接近块的位置。

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