CN101579829A - 应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置 - Google Patents

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陈成兴
夏志昌
张明祥
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Abstract

本发明涉及的是配重平衡技术领域的装置，具体是一种应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置。本发明包括：包括立柱、气流装置、平衡气缸、伺服电机、传动部件、主轴，伺服电机安装于立柱上，伺服电机与传动部件的滚柱丝杆连接，滚柱丝杆与主轴头部组件连接，气流装置通过进气管与平衡气缸连接，平衡气缸的活塞杆通过主轴头部组件与主轴连接。本发明应用于立式加工中心机的配重平衡，可以保证立式加工中心机的主轴在Z轴上下方向移动平稳，无冲击，使Z轴电机上下移动时负荷平衡，动力消耗少，节能等优点，避免传统的配重块技术，Z轴上下移动时出现的机械冲击、震动以及冲击的机械噪音等现象，提高了机床的稳定性和机械加工精度。

Description

应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置
技术领域
本发明涉及的是配重平衡技术领域的装置，具体是一种应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置。
背景技术
目前立式综合加工机配重机构主要还是采用加重块来解决立式综合加工机Z轴垂直上下移动的配重平衡问题，其主要缺点是：1)配重块体积大，移动惯性大，移动时容易产生机械冲和振动及噪音，容易影响机床的加工精度；2)配重端和移动端存在的重量差不易调节；3)伺服电机在驱动上下移动时的电流值差别大，不易调节。如图1所示，(图中：配重导轨-1、配重块-2、链条-3、伺服电机-4、配重架组件-5、主轴头部组件-6、立柱-7)现有技术中重物式配重装置工作原理：当位于立柱7上的伺服电机4正转驱动滚柱丝杆(图中未画)带动主轴头部组件6向上移动时，配重块2通过链条3以及配重架组件5与主轴头部组件6连接，并带动主轴头部组件6上移，帮助伺服电机4克服主轴头部重力影响，减少伺服电机4提升主轴头部组件6所需的动力输出。反之，当伺服电机4反转，带动主轴头部组件6下移时，配重块2起阻止作用，减少因主轴头部下移时，主轴头部组件6重力帮助做功，而导致下移可能出现的快速下滑问题。该重物式配重装置，其机构因配重为固定式，在装配如出现主轴头部重力发生变化或工作阻力不同时，配重块的调节非常不方便。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置。本发明使机床移动端移动平稳，避免振动，提高加工精度，通过可调节配重端和移动端存在的重量差，使伺服电机在驱动上下移动时的电流值差小，。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：包括立柱、气流装置、平衡气缸、伺服电机、传动部件、主轴，伺服电机安装于立柱上，伺服电机与传动部件的滚柱丝杆连接，滚柱丝杆与主轴头部组件连接，气流装置通过进气管与平衡气缸连接，平衡气缸的活塞杆通过主轴头部组件与主轴连接。
所述的气流装置包括：顺次连接调速阀、单向阀、储气罐、平衡调节阀，调速阀、单向阀设于储气罐进口处，平衡调节阀设于储气罐与进气管的连接处。
本发明采用高精度线性导轨和高精度滚柱丝杆等传动部件，其加工精度可达到H6，粗糙度为Ra0.16～0.13。本发明气压差动式配重平衡装置可应用于立式加工中心机的配重平衡，可以保证立式加工中心机的主轴在Z轴上下方向移动平稳，无冲击，使Z轴电机上下移动时负荷平衡，动力消耗少，节能等优点，避免传统的配重块技术，Z轴上下移动时出现的机械冲击、震动以及冲击的机械噪音等现象，提高了机床的稳定性和机械加工精度。本发明应用于立式综合加工中心机，顺应了加工中心机向可调节式平衡配重方向发展的发展趋势，具有加工精度高，三轴移动速度快的特点。
附图说明
图1为现有技术中重物式配重装置的结构示意图。
图2为本发明可应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置的结构示意图。
标记说明：调速阀-8，单向阀-9，储气罐-10，平衡调节阀-11，进气管-12，伺服电机-13，平衡气缸-14，主轴头部组件-15，立柱-16。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例包括：包括立柱16、气流装置、平衡气缸14、伺服电机13、传动部件、主轴，伺服电机13安装于立柱16上，伺服电机13与传动部件的滚柱丝杆连接，滚柱丝杆与主轴头部组件15连接，气流装置通过进气管12与平衡气缸14连接，平衡气缸14的活塞杆通过主轴头部组件15与主轴连接。
所述的气流装置包括：顺次连接调速阀8、单向阀9、储气罐10、平衡调节阀11，调速阀8、单向阀9设于储气罐10进口处，平衡调节阀11设于储气罐10与进气管12的连接处。
本实施例中，可应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置工作原理说明：当位于立柱16上的伺服电机13正转驱动滚柱丝杆(图中未画)带动主轴头部组件15向上移动时，压缩空气经调速阀8和单向阀9进入储气罐10，储气罐10中的气体经连接管12进入平衡气缸14的下腔，使平衡气缸14的活塞杆上移，活塞杆与主轴头部组件15连接，带动主轴头部组件15上移，帮助伺服电机克服主轴头部重力影响，减少伺服电机13提升主轴头部组件15所需的动力输出。反之，当伺服电机13反转，带动主轴头部组件15下移时，平衡气缸14下部的气体受到压缩起阻止作用，减少因主轴头部下移时，主轴头部组件15重力帮助做功，而导致下移可能出现的快速下滑问题。当压力升高并超过平衡调节阀11设定压力时，平衡调节阀11可以自动打开，使储气罐10内的压力保持在设定的压力。本实施例装置可以克服因主轴头部组件15装配重量发生变化或工作阻力不同时，可以十分方便的通过调节平衡调节阀11和调速阀8，改变储气罐10内气体的工作压力，改变主轴头部组件15的重量平衡问题，并可以实现无级调节。
本实施例采用高精度线性导轨和高精度滚柱丝杆等传动部件，其加工精度可达到H6，粗糙度为Ra0.16～0.13。本实施例应用于立式加工中心机的配重平衡，可以保证立式加工中心机的主轴在Z轴上下方向移动平稳，无冲击，使Z轴电机上下移动时负荷平衡，动力消耗少，节能等优点，避免传统的配重块技术，Z轴上下移动时出现的机械冲击、震动以及冲击的机械噪音等现象，提高了机床的稳定性和机械加工精度。

Claims (2)

1.一种应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置，包括立柱、气流装置、平衡气缸、伺服电机、传动部件、主轴，其特征在于，伺服电机安装于立柱上，伺服电机与传动部件的滚柱丝杆连接，滚柱丝杆与主轴头部组件连接，气流装置通过进气管与平衡气缸连接，平衡气缸的活塞杆通过主轴头部组件与主轴连接。
2.如权利要求1所述的应用于立式综合加工中心机的气压差动式平衡装置，其特征在于，所述的气流装置包括：顺次连接调速阀、单向阀、储气罐、平衡调节阀，调速阀、单向阀设于储气罐进口处，平衡调节阀设于储气罐与进气管的连接处。
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