CN102922308A - 带侧向定位的横梁液压锁紧装置 - Google Patents

带侧向定位的横梁液压锁紧装置 Download PDF

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Abstract

带侧向定位的横梁液压锁紧装置，9个液压锁紧器采用不同结构辅件，数控系统电源模块连接在机床电柜内部的交流母线上，其特征在于其中8个垂直锁紧器及结构相同的辅件安装在横梁上，位置对应于两立柱导轨两侧，用于将横梁垂直定位锁紧，第九个是侧向锁紧器，用不同前述辅件安装在右立柱凸棱面上，用于横梁与右立柱凸棱面侧向定位锁紧，防止横梁的倾斜；所有液压锁紧器由一路液压管路控制，液压系统给锁紧器泵供液压油使锁紧器松开，保证横梁上下移动；当横梁在立柱导轨上固定好后，收回锁紧器油泵中的油，液压锁紧器自动锁紧；只配置一路液压油供油管路，只是在右立柱上分支管供给侧向锁紧油缸，控制简单,锁紧力分配均匀，每个锁紧器锁紧压力达120kN。

Description

带侧向定位的横梁液压锁紧装置
技术领域
本发明涉及机械设备制造，一种用于立式车铣中心、立式车床、龙门镗铣中心等横梁升降的定位锁紧装置。
背景技术
目前，应用于立式车铣中心、立式车床、龙门镗铣中心等龙门框架的加工设备的横梁部件大致有两种形式，第一种是横梁固定式结构，即横梁把合在立柱上，不能升降，机床没有W轴。另一种是横梁可沿两个立柱导轨上下升降，在某一位置需要横梁固定时，利用油缸将横梁锁紧在立柱上。油缸由两路液压油控制，一路为油缸锁紧，一路为油缸松开，需要横梁上下移动时，油缸松开，需要横梁固定时，油缸锁紧。
这两种结构各有利弊，第一种横梁固定式的结构，易于装配，调整精度容易，但机床加工高度受到限制。另一种横梁可在立柱导轨任意位置固定，加工高度范围大，但横梁固定时侧导轨方向定位不准，横梁易造成倾斜现象，且液压锁紧油缸由两路液压油控制，使机床液压系统始终处于工作状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种带侧向定位的横梁液压锁紧装置，来解决以往横梁固定时侧向定位不准的问题，且机床液压系统不必持续工作状态。
带侧向定位的横梁液压锁紧装置，包括9个液压锁紧器及其不同结构辅件，本数控系统电源模块连接在机床电柜内部的交流母线上，其特征在于其中8个垂直锁紧器及结构相同的辅件安装在横梁上，位置分别对应于两立柱导轨两侧，用于将横梁垂直定位锁紧，第九个是侧向锁紧器，用不同辅件安装在右立柱凸棱面上，用于横梁与右立柱凸棱面侧向定位锁紧，防止横梁的倾斜；所有液压锁紧器由一路液压管路控制，液压系统给锁紧器泵供液压油使锁紧器松开，保证横梁上下移动；当横梁在立柱导轨上固定好后，收回锁紧器油泵中的油，液压锁紧器自动锁紧；电源模块通过直流母线和设备控制总线连接横梁左、右轴各数控系统功率模块，以提供驱动电压及硬件识别；左、右立柱横梁升降电机电源线分别连接在各功率模块的输出口，横梁升降电机编码器和横梁升降光栅尺分别连接在各编码器接口上；数控系统电机轴功率模块通过电机编码器处置设置在立柱上的左轴光栅尺、右轴光栅尺反馈位置信号，实施对电机的全闭环控制；液压系统横梁锁紧松开泵的空气开关、数控系统PLC通过变压器和稳压电源均连接在机床电柜内部交流母线排上，横梁锁紧松开阀及相应压力检测开关接在数控系统PLC上，由PLC程序控制液压系统中配置的泵、开关接通与断开动作，实现对液压系统的控制。
本液压锁紧装置的显著特点在于：
1、整套锁紧装置由若干个液压锁紧器组成，布置合理，锁紧力分配均匀，且锁紧力大，每个锁紧器锁紧压力达120KN。
2、本锁紧装置带一个横梁侧向锁紧器，增加了横梁与立柱的紧固阻尼，保证了横梁锁紧时的侧向定位，防止了横梁的倾斜，提高了定位精度。
3、本锁紧装置的每个锁紧器只配置一路液压油供油管路，使机床电控系统对液压系统的控制简单。
附图说明
图1为带侧向定位的横梁液压锁紧装置整体布置图；
图2为横梁垂直锁紧器安装在立柱上的结构图；
图3为侧向锁紧器安装在主导轨中部的结构图；
图4为图3中定位板部位的俯视图；
图5为横梁锁紧电气原理图；
图6A、图6B为机床对旋转轴、升降轴作业控制程序框图。
具体实施方式
如图1所示，带侧向定位的横梁液压锁紧装置，由相同的9个液压锁紧器组成，本数控系统电源模块连接在机床电柜内部的交流母线上，其特征在于液压锁紧器安装在立柱和横梁上时所用辅件不同，其中8个垂直锁紧器1安装在横梁上，其位置相对于机床龙门框架立柱的两侧，各四个垂直锁紧器1用螺栓分别与横梁把合；第九个液压锁紧器即侧向锁紧器2是用不同辅件安装在右立柱凸棱面上，（右立柱凸棱面部位作业时作为主导轨），用于横梁与右立柱的主导轨部位侧向定位锁紧，应用在垂直于立柱4，横梁锁紧时起侧向定位作用。侧向锁紧器2位于主导轨侧上、下垂直锁紧器1之间。
如图2所示，为垂直锁紧器1安装在横梁3上的结构，横梁3锁紧时压紧在立柱导轨4的后面。在垂直锁紧器1中，锁紧器油缸6通过4个紧固螺钉9安装在锁紧支架7内，锁紧支架7通过两个双头螺柱10安装在横梁3上，通过紧固螺母5把合拧紧。半圆柱形的铜制锁紧压板11通过连接板12安装在锁紧支架7上，工作时，通过连接板12上的通道，将导轨润滑油灌注到铜制锁紧压板与立柱导轨之间。当横梁3固定时，锁紧器油缸6顶在安装在横梁上的螺母8上，紧固锁紧支架7的双头螺柱10处此时起到的是杠杆支点的作用，将锁紧器油缸6的顶紧力反向传递到锁紧压板11，从而把横梁3锁紧。如图3-4所示，为横梁侧向定位锁紧器2安装在右立柱4b凸棱面上，其中，侧向锁紧油缸14安装在侧向锁紧支架13上并通过紧固螺钉把合拧紧。通过一对连接板17,将侧向锁紧支架13与定位板16连接起来。螺钉15拧紧在定位板16中间的螺纹孔内。
本液压锁紧装置的锁紧器只配置一路液压油供油管路，只是在右立柱上分支管供给侧向锁紧油缸14，所有液压锁紧器共同由数控系统PLC程序对液压供油管路实施一致控制：每次进油即是将锁紧器液压泵松开、由液压油推动横梁沿立柱导轨做上下移动，当横梁需要在立柱导轨上固定时，液压系统将液压油注入锁紧器油缸6，垂直锁紧器1的油缸14活塞顶紧在螺钉15上，螺钉15的螺纹端拧紧定位板16上，使定位板16另一面顶紧在立柱侧面，在侧面精确定位，然后液压系统收油，使液压油退出锁紧器油缸，所有锁紧器固定，将横梁3锁紧，此后液压系统停止工作。当横梁3需要再移动时，机床控制系统通过液压系统将液压油注入锁紧器油缸6，油缸活塞回收，顶紧力消失，此时铜制锁紧压板11松开，使横梁上下移动的W轴加载使能，重复上述动作。
给本发明的横梁液压锁紧装置配置的电路见图5所示，用户电网采用TN-C方式供电系统，机床电柜内部交流母线直接接在用户电网上。数控系统电源模块连接在电柜内部的交流母线上。数控系统左、右轴电机功率模块和电源模块通过直流母线、设备总线相连，以提供驱动电压及硬件识别作业电源。横梁升降左轴电机、右轴电机的连接与控制方式相同。左、右两个立柱的横梁升降电机电源线分别连接在左轴、右轴功率模块的输出口。左、右轴电机动力线内包含各自电机抱闸线。横梁升降电机编码器和横梁升降光栅尺分别连接在左、右轴电机数控系统功率模块的编码器接口上。数控系统电机功率模块通过电机编码器处置设置在立柱上的左轴光栅尺、右轴光栅尺反馈位置信号，实施对电机的全闭环控制。在电柜内部交流母线排上，连接液压系统横梁锁紧松开泵的空气开关。横梁锁紧松开阀及相应压力检测开关接在数控系统PLC上，由PLC程序控制液压系统中配置的泵、开关接通与断开动作，实现对液压系统的控制。数控系统PLC的电源通过稳压电源、变压器和机床母线连接电源模块，并与横梁液压泵相连接。数控系统PLC按机床内置程序启动，见图6A、6B，横梁接收到移动指令时，横梁液压泵启动。确认液压系统压力正常后，横梁横向、纵向的松开阀打开，横梁横向、纵向的压板打开，PLC程序控制系统监测松开压力。确认压力到达后，使横梁上下移动的W轴加载使能，电机抱闸打开，W轴可以移动。W轴停止移动后，横梁横向压板锁紧，延时5秒后，横梁纵向压板锁紧，电机抱闸抱死，W轴使能去掉，完成横梁定位。
综上所述，本发明应用于立式车铣中心、立式车床、龙门镗铣中心等龙门框架的横梁侧向定位锁紧装置，布置合理，锁紧力大，安全可靠，加工及安装简单，使机床的几何精度更容易保证，大大提高了生产效率。

Claims (4)

1.带侧向定位的横梁液压锁紧装置，包括9个液压锁紧器及其不同结构辅件，本数控系统电源模块连接在机床电柜内部的交流母线上，其特征在于其中8个垂直锁紧器及结构相同的辅件安装在横梁上，位置分别对应于两立柱导轨两侧，用于将横梁垂直定位锁紧，第九个是侧向锁紧器，用不同辅件安装在右立柱凸棱面上，用于横梁与右立柱凸棱面侧向定位锁紧，所有液压锁紧器由一路液压管路控制，液压系统给锁紧器泵供液压油使锁紧器松开，保证横梁上下移动；当横梁在立柱导轨上固定好后，收回锁紧器油泵中的油，液压锁紧器自动锁紧。
2.根据权利要求1所述的带侧向定位的横梁液压锁紧装置，其特征在于在垂直锁紧器(1)中，锁紧器油缸(6)通过4个紧固螺钉(9)安装在锁紧支架(7)内，锁紧支架(7)通过两个双头螺柱(10)安装在横梁(3)上，通过紧固螺母(5)把合拧紧，半圆柱形的铜制锁紧压板(11)通过连接板(12)安装在锁紧支架(7)上；当横梁(3)固定时，锁紧器油缸(6)顶在安装在横梁上的螺母(8)上，紧固锁紧支架(7)的双头螺柱(10)处此时起到的是杠杆支点的作用，将锁紧器油缸(6)的顶紧力反向传递到锁紧压板(11)，从而把横梁(3)锁紧。 
3.根据权利要求1所述的带侧向定位的横梁液压锁紧装置，其特征在于一路液压管路在右立柱处分支管给侧向锁紧油缸(14)，侧向锁紧油缸(14)安装在侧向锁紧支架(13)上并通过紧固螺钉把合拧紧，通过一对连接板(17),将侧向锁紧支架(13)与定位板(16)连接起来，螺钉(15)拧紧在定位板(16)中间的螺纹孔内。 
4.根据权利要求1所述的带侧向定位的横梁液压锁紧装置，其特征在于电源模块通过直流母线和设备控制总线连接横梁左、右轴各数控系统功率模块，以提供驱动电压及硬件识别；左、右立柱横梁升降电机电源线分别连接在各功率模块的输出口，横梁升降电机编码器和横梁升降光栅尺分别连接在各编码器接口上；数控系统电机轴功率模块通过电机编码器处置设置在立柱上的左轴光栅尺、右轴光栅尺反馈位置信号，实施对横梁升降电机的全闭环控制；液压系统横梁锁紧松开泵的空气开关、数控系统PLC通过变压器和稳压电源均连接在机床电柜内部交流母线排上，横梁锁紧松开阀及相应压力检测开关接在数控系统PLC上，由PLC程序控制液压系统中配置的泵、开关接通与断开动作，实现对液压系统的控制。 
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