CN103009264A

CN103009264A - 跨骑式z轴

Info

Publication number: CN103009264A
Application number: CN2011102865820A
Authority: CN
Inventors: 曾继跃; 张仕进
Original assignee: ZHEJIANG UNIVERSAL SMART SYSTEMS CO Ltd
Current assignee: Shanghai Lions Tek Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明提供了一种跨骑式Z轴，包括驱动装置、Z轴运动支架和Z轴箱体，驱动装置驱动Z轴运动支架沿竖直方向运动，Z轴箱体的侧面开有一通孔，该通孔用于将Z轴套在水平轴上，Z轴运动支架包括顶板、底板和多根导轨，多根导轨分别穿过固定安装在Z轴箱体上的多对导轨轴承座，与Z轴箱体活动连接，每根导轨的两端均与顶板和底板固定连接；所有导轨和导轨轴承座均对称分布在竖直基准面的两侧；Z轴箱体的重心和跨骑式Z轴的重心均位于竖直基准面上。本发明所述的跨骑式Z轴对水平轴无扭矩，力学性能优异。同时这种跨骑式结构可以减少工作台的无效空间，外形美观，行程较大。

Description

跨骑式Z轴

技术领域

本发明属于机床领域，特别涉及一种用于水刀切割机的骑跨式Z轴机构。

背景技术

目前市场上的水刀切割机都采用了悬挂式的Z轴设计。绝大多数都挂靠在Y轴的侧面，对水平轴会产生扭矩，增加了工作台的无效空间，外形也不美观。有少数水刀切割机如福禄水刀的其中一款，则把Z轴悬挂在水平轴之下，但行程受限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种对水平轴不产生扭矩、无效空间较小、且行程较大的跨骑式Z轴。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种跨骑式Z轴，包括驱动装置和Z轴运动支架，驱动装置驱动Z轴运动支架沿竖直方向运动；其特征在于，该跨骑式Z轴还包括Z轴箱体，Z轴箱体的侧面开有一通孔，该通孔用于将跨骑式Z轴套在水平轴上，该通孔的轴线与水平轴的轴线重合或在竖直基准面上平行；所述Z轴运动支架包括多根导轨、顶板和/或底板，多根导轨分别穿过固定安装在Z轴箱体上的多对导轨轴承座，与Z轴箱体活动连接，每根导轨的至少一端与顶板或底板固定连接；多根导轨的运动方向互相平行，且均与竖直基准面平行；所有导轨和所有导轨轴承座均对称分布在竖直基准面的两侧；Z轴箱体的重心和整个跨骑式Z轴的重心均位于竖直基准面上；所述竖直基准面是指经过所述通孔的轴线的竖直面。

进一步的，所述驱动装置包括驱动电机和传动装置，驱动电机的输出端与传动装置的输入端相连，Z轴运动支架与传动装置相连。

进一步的，所述传动装置为螺杆、螺母传动装置，螺母旋入螺杆，螺杆的一端竖直固定安装在Z轴箱体上，螺母通过轴承安装在Z轴运动支架上。

进一步的，所述Z轴箱体与水平轴滑座为一体结构。

进一步的，所述导轨为中空结构。

进一步的，顶板上安装有护罩，导轨外部安装有保护套，Z轴箱体外安装有护板。

本发明所述的跨骑式Z轴通过其内部的通孔套于水平轴上，并与水平轴的滑座固定连接，来实现Z轴沿水平轴方向的平移，其对水平轴无扭矩，力学性能优异。同时这种跨骑式结构可以减少工作台的无效空间，外形美观，行程较大。

附图说明

图1为跨骑式Z轴的立体结构图；

图2 为跨骑式Z轴的主视图；

图3为图2 的A-A剖面图；

图中各标号的含义如下：

1-通孔，2-导轨轴承座，3-皮带，4-伺服电机，5-螺杆，6-导轨，7-顶板，8-底板，9-螺母，10-螺母轴承，11-螺杆固定座， 12-皮带轮， 13-Z轴箱体。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的一种较佳实施方式。

如图1-3所示，本发明提供的跨骑式Z轴，包括驱动装置、Z轴运动支架和Z轴箱体13。

其中驱动装置包括伺服电机4、皮带3、皮带轮12、螺杆5和螺母9，皮带3和皮带轮12为第一组传动装置，螺杆5和螺母9为第二组传动装置，伺服电机4通过皮带3和皮带轮12带动螺母9绕螺杆轴线转动。

Z轴运动支架包括顶板7、底板8和四根导轨6，伺服电机4固定安装在顶板7上。螺母9旋入螺杆5，螺杆5的一端通过螺杆固定座11与Z轴箱体13刚性连接。螺母9配装有一螺母轴承10，螺母轴承10固定安装在顶板7上。

Z轴箱体13呈长方体状，该Z轴箱体13侧面上开有一通孔1，该通孔1用于将Z轴套在水平轴上，通孔1的轴线与水平轴的轴线重合或在竖直基准面上平行。本发明将过通孔1轴线的水平面定义为水平基准面，将过通孔1轴线的竖直面定义为竖直基准面。Z轴箱体13上固定安装有四对导轨轴承座2，四根导轨6分别穿过Z轴箱体13上的四对导轨轴承座2，与Z轴箱体13活动连接，四根导轨6的两端均与顶板7和底板8刚性连接，四根导轨6和四对导轨轴承座2均对称分布在竖直基准面的两侧，四根导轨6的运动方向互相平行，且均与竖直基准面平行，从而可以保证其始终沿着Z轴方向运动。为了保证Z轴对水平轴无扭矩，所述Z轴箱体13的重心位于竖直基准面上，整个Z轴的重心也位于竖直基准面上。

本发明中所述的驱动装置中除了采用伺服电机驱动，也可以采用手动、步进电机、马达等其他方式驱动；若为手动时，则不需要传动装置，但需要在Z轴运动支架和Z轴箱体13之间增设锁紧装置，比如锁紧螺钉等。所述传动装置可以采用一组传动装置，也可以采用多组传动装置；除了采用螺杆、螺母传动外，还可以采用其他传动方式，比如蜗轮蜗杆传动、齿轮齿条传动等。所述皮带、皮带轮传动，可以省略，也可以采用其他传动方式替换，比如蜗轮蜗杆传动、齿轮齿条传动等。所述导轨6至少为2根，导轨轴承座2至少为2对，其对数应与导轨6的个数对应，每对导轨轴承座至少包含2个导轨轴承座。所述Z轴箱体13也可以为其他形状，比如球形、六边形等。所述的顶板7和底板8，可以只取其一，即取顶板7或底板8，此时导轨6只有一端与顶板7或底板8刚性连接。

本发明所述的跨骑式Z轴通过Z轴箱体13套在水平轴上，并与水平轴的滑座固定连接，从而实现Z轴沿水平轴方向的平移。

为了生产制造的方便，Z轴箱体13也可以与水平轴的滑座为一体结构，这样可以省去装配环节。

本发明所述的导轨6可以采用中空结构，中空部分可供管路及电缆通过，同时起到保护作用。

本发明所述的跨骑式Z轴还可以在顶板7上安装护罩，导轨6和螺杆5外部安装保护套，在Z轴箱体13外增设护板等，以减少环境因素对Z轴的影响。

本发明所述的跨骑式Z轴在工作时需要套在水平轴上，并与水平轴的滑座固定连接，同时在底板8的下端安装加工头及其操纵机构，其具体工作过程如下：伺服电机4通过皮带3和皮带轮12带动螺母9绕螺杆轴线转动，螺杆5通过螺杆固定座11与Z轴箱体13刚性连接，螺母9的转动造成自身在螺杆5上下运动，与螺母9通过与螺母轴承10固定连接的顶板7带动导轨6、底板8和加工头沿Z轴方向上下运动，实现Z轴方向的位移。

本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.一种跨骑式Z轴，包括驱动装置和Z轴运动支架，驱动装置驱动Z轴运动支架沿竖直方向运动；其特征在于，该跨骑式Z轴还包括Z轴箱体，Z轴箱体的侧面开有一通孔，该通孔用于将跨骑式Z轴套在水平轴上，该通孔的轴线与水平轴的轴线重合或在竖直基准面上平行；所述Z轴运动支架包括多根导轨、顶板和/或底板，多根导轨分别穿过固定安装在Z轴箱体上的多对导轨轴承座，与Z轴箱体活动连接，每根导轨的至少一端与顶板或底板固定连接；多根导轨的运动方向互相平行，且均与竖直基准面平行；所有导轨和所有导轨轴承座均对称分布在竖直基准面的两侧；Z轴箱体的重心和整个跨骑式Z轴的重心均位于竖直基准面上；所述竖直基准面是指经过所述通孔的轴线的竖直面。

2.根据权利要求1所述的跨骑式Z轴，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机和传动装置，驱动电机的输出端与传动装置的输入端相连，Z轴运动支架与传动装置相连。

3.根据权利要求2所述的跨骑式Z轴，其特征在于，所述传动装置为螺杆、螺母传动装置，螺母旋入螺杆，螺杆的一端竖直固定安装在Z轴箱体上，螺母通过轴承安装在Z轴运动支架上。

4.根据权利要求1-3任一所述的跨骑式Z轴，其特征在于，所述Z轴箱体与水平轴滑座为一体结构。

5.根据权利要求1-3任一所述的跨骑式Z轴，其特征在于，所述导轨为中空结构。

6.根据权利要求1-3任一所述的跨骑式Z轴，其特征在于，顶板上安装有护罩，导轨外部安装有保护套，Z轴箱体外安装有护板。