CN102026773A - 具有选择性驱动电机定位的机床 - Google Patents

Abstract

机床的框架形成了封闭的力循环设计，其围绕包括心轴头的工作区。X、Y和Z轴驱动系统全部安装在机床的外部用于保护它们远离加工过程中产生的污染和碎屑，并且无需进入机床或移除工作区的盖子以进入机床从而容易修理。X和Y轴驱动器安装在机床的静止的部分，不需要柔性缆索对这些驱动器供电并进行控制，并且减少了机床的移动元件的质量。

Description

具有选择性驱动电机定位的机床

技术领域

一种机床具有驱动电机、驱动元件和X、Y和Z轴驱动器的线性反馈，所述X、Y和Z轴驱动器定位成使得它们位于机床的外部或周边以用于维修和修理，并且用于将这些元件保持在工作区的外部。

背景技术

机床进行的加工操作产生了大量的冷却剂和由操作工具到处乱抛的加工碎屑。机床的X、Y和Z轴的位于工作区的驱动电机和轨道由密封的工作区盖子保护免受污染。当需要维修或替换驱动电机或轨道时，操作人员不得不进入潮湿且脏的工作区并且移除工作区盖子，这样就破坏了密封。当维修完成时，必须更换并重新密封工作区盖。期望将X、Y和Z轴驱动电机以及轨道设置在机床的外部或周边，使得不需要操作者进入机床或工作区并移除工作区盖子以接近这些元件，就能对其进行维修和保养。

附图说明

图1是根据本发明的机床的透视图。

图2是图1中的机床的简化视图，其示出了机床的X、Y和Z元件。

图3是图1的沿线3-3的截面图，其示出了机床的Y轴柱(column)和其他元件。

图4是部分断开透视图，用于示出X轴框架构件、托板接收器的后部和X轴驱动器。

发明内容

X、Y和Z轴驱动电机都安装在机床的外部或周边，用于保护它们远离加工过程中产生的污染和碎屑，并且允许不必进入机床或移除工作区盖子就能维修，其中进入机床或移除工作区盖子是为了找到它们。X轴驱动器由X轴壁保护不受工作区的影响，X轴壁位于X轴驱动器和工作区之间。Y轴驱动电机和轨道安装在Y轴柱上，在远离工作区的Y轴柱的相对侧。Z轴驱动器和轨道安装在鞍状物上，在远离工作区的Y轴柱的相对侧。X、Y和Z轴驱动系统全部能够从机床周边的外部移出机床。X和Y轴驱动器的设计和定位允许它们安装在机床的静止的部分，不需要柔性缆索对这些驱动器供电并对其进行控制，并且减少了机床的移动元件的质量。

具体实施方式

图1示出了总体上由附图标记10表示的机床。机床由标准防护罩12围绕，并且操作者站台14定位在防护罩外侧。机床从托板操纵器18的托板支撑板15接收托板16，托板操纵器定位在机床侧面。托板通常具有夹持到其上的工件17，如图2所示。在操作中，将托板16从托板操纵器18传送到定位在防护罩内部的托板接收器19上。然后机床驱动托板接收器19到达位于操作工具前面的机床工作区。

图2示出了机床的X、Y和Z轴元件。将带有工件的托板定位在承载操作工具22的心轴或多轴头21的前面，这样建立确定了工作区。Y轴柱24被固定并且是分叉的。如图2所示，也如图3所示，Y轴柱24承载竖直移动的鞍状物25，其安装在竖直线性导轨或轨道26上。伺服电机27安装在Y轴柱24的每侧上，并且每个伺服电机27都耦接至驱动螺杆28。驱动螺杆28在鞍状物25的相反侧接合驱动螺母29，而伺服电机27用于将鞍状物提升和降低到期望的竖直位置。

上部和下部Y轴盖子30和31分别安装在Y轴柱24最接近工作区的侧面。盖子封闭位于分叉的柱中的开口33并且阻止冷却剂和在工作区中产生的加工碎屑通过开口33。尽管盖子30和31示为卷状的盖子，但其他的盖子装置例如在本领域中熟知的伸缩或滑动板可用来覆盖位于Z轴滑块32上方和鞍状物25下方的开口33。调整盖30和31以符合滑块32和鞍状物25的竖直位置。盖30和31一起工作形成Y轴护罩。伺服电机27、驱动螺杆28、驱动螺母29和Y轴轨道26全设置在远离操作工具22的柱24的相对侧，并且位于机床的外侧。结果，无需破坏密封或Y轴盖子，电机27、驱动螺杆28、驱动螺母29和Y轴轨道26就能全部从机床移除。因为鞍状物25的驱动元件安装在静止的柱24上，所以减少了机床的Y轴驱动器的移动部件的质量。此处使用的术语“机床的外部”并不表示机床防护罩12的外部，而是指机床X、Y和Z轴元件的周边或者外部。

竖直移动的鞍状物25承载安装在一个或多个Z轴轨道39上的Z轴滑块32。Z轴驱动组件包括伺服电机34和驱动螺杆35，伺服电机和驱动螺杆安装在Z轴鞍状物25上。可选择性地控制Z轴驱动组件以沿Z轴将Z轴滑块32和操作工具22定位在期望的位置。Z轴驱动电机34放置在远离工作区中操作工具22的Y轴柱24的相对侧上。这允许为了维修将Z轴滑块32和Z轴驱动电机34从机床的外部移除，并且将Z轴伺服电机34和驱动螺杆35以及Z轴轨道39定位在机床外部，以及保护Y轴盖子30和31不受冷却剂和在机床操作中散落开的其他碎屑的影响。

X轴框架构件40和48支撑沿着工作区的后部延伸的X轴壁。在壁45上安装有多个X轴轨道41。托板接收器19安装在X轴轨道41上以沿X轴进行水平运动。托板接收器承载竖直地安装的托板16，工件17可安装在托板上。以虚线示出的一个或多个X轴驱动电机44用于沿X轴轨道往复驱动托板接收器。X轴框架构件40通过上部和下部管状框架构件46和47分别耦接到Y轴柱上。

图3更详细地示出了机床的某些元件。引导鞍状物25进行竖直运动的两个Y轴轨道26定位在鞍状物任一侧的分叉的柱24上。提供两个Y轴柔性缆索导轨52用于从Y轴柱的静止部分至可移动鞍状物25承载缆索、液压缆索以及类似物。提供Z轴柔性缆索导轨53用于从鞍状物25至Z轴滑块32承载缆索和液压缆索。图3示出了X轴轨道41，其从机床的一侧延伸到另一侧，用于支撑托板接收器19并将工件定位在操作工具22的前面。将托板接收器19置于在Y轴柱24的前面的中心部分。

图4是机床后部的透视图，其示出了支撑X轴轨道41的X轴框架构件40和48。X轴驱动电机44安装在由X轴框架构件40和48支撑的X轴壁45上。X轴壁45从机床的一侧延伸到另一侧，并且保护X轴驱动电机44不受冷却剂和在工作区产生的其他加工碎屑的影响。驱动电机的输出轴设有小齿轮49。小齿轮与托板接收器19背面的伸长齿条50啮合。托板接收器可由x轴驱动电机44来回地驱动越过X轴框架构件。在示出的实施例中，只使用两个X轴驱动电机，但是其他驱动配置也是可行的。

因为X轴驱动电机44位于机床外部的X轴壁45上，所以不需要用工作区盖子保护X轴驱动电机免受工作区碎屑的影响。进一步地，可从机床外部移除X轴驱动电机44，无需维修人员为了找到这些元件而进入工作区或移除工作区盖子。此外，将X轴驱动电机44定位在机床的静止部分减少了机床的移动的X轴元件的质量。

这样，已经对本发明进行了描述，且其各种变形和改变对本领域技术人员来说也是显而易见的，这些变形和改变位于由附加的权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种具有X、Y和Z轴以及能够移动心轴的机床，所述能够移动心轴位于工作区内用于加工安装在工作区内的托板上的工件，所述机床包括：

静止的X轴框架构件和形成部分所述机床的X轴壁；

托板接收器，其支撑在所述X轴壁上，用于沿所述X轴传送托板；

X轴驱动器，其安装在所述机床的静止部分，用于将所述托板和所述工件定位在所述心轴的前面，其中所述X轴驱动器位于远离所述工作区的所述X轴壁的相对侧；

固定静止的分叉柱，其包括所述机床的所述Y轴柱；

Y轴驱动器，其安装在所述机床的所述Y轴柱上，用于将所述心轴相对于所述工件定位在沿所述Y轴的期望的位置，所述Y轴驱动器包括安装在所述心轴任一侧的所述分叉柱上的Y轴驱动电机，耦接到所述驱动电机上用于沿所述Y轴驱动所述心轴的驱动螺杆，以及安装在所述柱上用于引导所述心轴运动的竖直轨道，其中所述Y轴驱动器位于远离所述工作区的所述分叉的柱的相对侧；以及，

Z轴驱动器，其用于将所述心轴相对于所述工件定位在沿所述Z轴的期望的位置上，其中所述Z轴驱动器位于远离所述工作区的所述分叉的柱的相对侧。

2.如权利要求1所述的机床，进一步包括：

Y轴盖子，其安装在所述Y轴柱的两半之间的所述Y轴柱上，由此所述Y轴盖子保护所述Y轴驱动器不在所述工作区内。

3.如权利要求2所述的机床，其中所述Y轴盖子安装在所述Y轴柱的最靠近所述工作区的一侧。

4.如权利要求3所述的机床，其中所述Y轴盖子是卷状盖子。

5.如权利要求1所述的机床，进一步包括至少一个Z轴驱动电机和具有所述Z轴驱动器的驱动螺杆。

6.如权利要求1所述的机床，进一步包括：

能够移动的鞍状物，其安装在所述分叉的柱上，其中所述心轴和所述Z轴驱动器安装在所述鞍状物上；

所述Y轴驱动电机在所述鞍状物任一侧上被安装在所述分叉的柱上；

所述驱动螺杆耦接到所述鞍状物的任一侧上，用于沿所述Y轴驱动所述鞍状物；以及，

所述竖直轨道安装在所述Y轴柱上，用于引导所述鞍状物移动；其中所述Y轴驱动电机、所述驱动螺杆和所述竖直轨道全部安装在远离所述工作区的所述Y轴柱的相对侧。

7.如权利要求6所述的机床，进一步包括：

一个或多个Z轴轨道，用于支撑鞍状物上的所述心轴，其中所述Z轴驱动器和所述Z轴轨道位于远离所述工作区的所述Y轴柱的相对侧。

8.如权利要求7所述的机床，进一步包括：

柔性缆索，其将移动地安装在所述鞍状物上的所述Z轴驱动器耦接到所述机床的所述静止部分。

9.如权利要求1所述的机床，进一步包括：

X轴轨道，其安装在所述X轴壁上，所述X轴轨道能够移动地支撑所述工作区的所述托板接收器，所述X轴轨道沿所述X轴水平地延伸并且安装在远离所述X轴驱动电机的所述X轴壁的相对侧。

10.如权利要求9所述的机床，其中所述X轴轨道以竖直方向一个叠着一个地安装在所述X轴壁上，由此所述托板接收器在竖直方向支撑在所述X轴轨道上。

11.如权利要求1所述的机床，进一步包括至少一个X轴驱动电机，所述X轴驱动电机包括所述X轴驱动器，其中所述X轴驱动电机具有带有小齿轮的输出轴，所述小齿轮啮合在所述托板接收器背面的齿条上。

12.如权利要求9所述的机床，进一步包括：

上部和下部框架构件，其将所述X轴框架构件连接到所述静止的Y轴柱上，由此所述X轴框架构件和所述静止的Y轴柱之间的空间限定了所述工作区，并且由此所述上部和下部框架构件、所述X轴壁和所述Y轴框架构件围绕所述工作区。

13.如权利要求1所述的机床，其中无需进入所述工作区，就能够从所述机床移除所述X轴驱动器。

14.如权利要求1所述的机床，其中无需进入所述工作区，就可从所述机床移除所述Y轴驱动器。

15.如权利要求1所述的机床，其中无需进入所述工作区，就可从所述机床移除所述Z轴驱动器。

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