CN104625885A - 主从式双z轴龙门床身结构 - Google Patents

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鱼胜利
黄文�
何建国
吉方
郑永成
刘坤
罗清
陈华
唐小会
张云飞
魏齐龙
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Abstract

本发明提供了一种主从式双Z轴龙门床身结构。龙门床身底座上配置X轴、龙门床身立柱上配置Y轴，Y轴溜板上配置Z1轴，Z1轴溜板上配置Z2轴，Z1轴由液压气缸配重平衡。Z2轴固定在Z1轴上随Z1轴运动，且Z2轴能独立运动，这样固定在Z1上的执行机构和固定在Z2上的执行机构不仅能独立地执行加工任务，而且能相互配合地完成同一工件的不同工序，显著提高了加工效率。

Description

主从式双Z轴龙门床身结构
技术领域
 本发明属于机床床身结构领域，具体涉及主从式双Z轴龙门床身结构。采用本发明可以在一台设备上实现精密、超精密工件的粗、精加工，显著缩短元件加工时的装夹、调平、找正等准备时间。
背景技术
进入二十一世纪后，我国机床行业发展较快，特别是各行业急需的大型、重型、超重型龙门加工中心和数控龙门镗铣床，已经进入了一个国产化快速发展期。但目前国内现有的龙门床身结构机床均采用Z轴独立布局结构，如长春光机所研制的FSGJ-3非球面数控加工中心采用的是龙门式单溜板配单Z轴的布局形式，发明专利：“双柔性磨头磁流变抛光装置”采用的是龙门床身上平行配置两个独立式Z轴的结构。国内尚无采用关联主从式双Z轴龙门床身结构的机床，而这种主从式双Z轴结构机床，对于多工序元件加工将会减少装夹、找正的加工辅助时间，能显著提高加工效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能实现粗、精加工且能显著提高加工效率的主从式双Z轴龙门床身结构。
本发明为解决技术问题所采用的方案是：龙门床身底座上配置X轴、龙门床身立柱上配置Y轴，Y轴溜板上配置Z1轴，Z1轴溜板上配置Z2轴，Z1轴由液压气缸配重平衡。Z2轴固定在Z1轴上随Z1轴运动，且Z2轴能独立运动，这样固定在Z1轴上的执行机构和固定在Z2轴上的执行机构不仅能独立地执行加工任务，而且能相互配合地完成同一工件的不同工序。
一种主从式双Z轴龙门床身结构，包括龙门床身、Y轴驱动系统 、Y轴导向系统、Y轴溜板、Z1轴驱动系统、Z1轴导向系统、Z1轴溜板、Z2轴驱动系统、Z2轴导向系统、Z2轴溜板、X轴驱动系统、X轴导向系统、X轴溜板、Z1轴执行机构、Z1和Z2轴配重液压缸、测头、Z2轴执行机构。X轴驱动系统、导向系统及溜板安装在龙门床身底座上；Y轴驱动系统、导向系统及溜板安装在龙门床身立柱上；Z1轴驱动系统、导向系统及溜板安装在Y轴溜板上；Z2轴驱动系统、导向系统及溜板安装在Z1轴溜板上；X、Y、Z1轴驱动系统为伺服电机+丝杠螺母、其导向系统为直线导轨和滑块；Z2轴只要求上下极限位置，其驱动系统可以采用伺服电机和丝杠螺母、气缸、液压缸中的任意一种，其导向系统采用直线导轨+滑块； Z1和Z2轴的配重液压缸活塞缸与Y轴溜板相连，活塞与Z1轴溜板相连；Z1轴执行机构固定在Z1轴溜板上，其执行机构可以是铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种加工系统；Z2轴执行机构固定在Z2轴溜板上，其执行机构可以是铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种加工系统；测头固定在Z1轴溜板上。
本发明的特点是：龙门床身的Z轴采用主从式双Z轴结构，Z1轴为主Z轴，实现竖直方向的长距离运动，其执行机构为大的铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种，加工速度快，加工效率高，可以作为粗加工使用；Z2轴为从Z轴，当Z1轴带着Z2轴竖直方向运动到某一位置并保持此位置后，Z2轴在竖直方向小距离运动并达到加工位置，其执行机构为小的铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种，加工速度稍慢，加工效率稍低，可以作为精加工使用；Z1轴运动时是带着Z2轴一起运动的，而Z2轴的运动为独立的自身运动；双Z轴结构实现了工件在一台设备上一次性装夹、调平、找正后就能完成工件的全部粗、精加工，从而大大缩短了工件加工准备时间，显著提高了加工效率。
附图说明
图1主从式双Z轴龙门床身结构主视图；
图2主从式双Z轴龙门床身结构左视图；
图中：1.龙门床身    2.Y轴驱动系统     3.Y轴导向系统     4.Y轴溜板     5.Z1轴驱动系统     6.Z1轴导向系统     7.Z1轴溜板     8.Z2轴驱动系统     9.Z2轴导向系统     10.Z2轴溜板     11.X轴驱动系统     12.X轴导向系统     13.X轴溜板     14.Z1轴执行机构     15.Z1和Z2轴配重液压缸     16.测头     17.Z2轴执行机构。
具体实施方式
图中，本发明涉及一种主从式双Z轴龙门床身结构，包括龙门床身1，Y轴驱动系统2，Y轴导向系统3，Y轴溜板4，Z1轴驱动系统5，Z1轴导向系统6，Z1轴溜板7，Z2轴驱动系统8，Z2轴导向系统9，Z2轴溜板10，X轴驱动系统11，X轴导向系统12，X轴溜板 13，Z1轴执行机构 14， Z1和Z2轴配重液压缸15，测头16、Z2轴执行机构17。
X轴驱动系统11、X轴导向系统12、X轴溜板 13安装在龙门床身1的底座上，由X轴驱动系统11驱动X轴溜板 13在X轴行程内运动；Y轴驱动系统2、Y轴导向系统3、Y轴溜板4安装在龙门床身1的立柱上，由Y轴驱动系统2驱动Y轴溜板4在Y轴行程内运动；Z1轴驱动系统5、Z1轴导向系统6、Z1轴溜板7安装在Y轴溜板4上，由Z1轴驱动系统5驱动Z1轴溜板7在Z1轴行程内运动；Z2轴驱动系统8、Z2轴导向系统9、Z2轴溜板10安装在Z1轴溜板7上，由Z2轴驱动系统8驱动Z2轴溜板10在Z2轴行程内运动； X轴驱动系统11、Y轴驱动系统2、Z1轴驱动系统5为伺服电机和丝杠螺母结构、其导向系统为直线导轨+滑块结构；Z2轴只要求上下极限位置，Z2轴驱动系统8可以采用伺服电机和丝杠螺母、气缸、液压缸结构中的任意一种结构，Z2轴导向系统9采用直线导轨+滑块； Z1和Z2轴配重液压缸15的活塞缸与Y轴溜板4相连， Z1和Z2轴配重液压缸15的活塞与Z1轴溜板7相连；Z1轴执行机构14固定在Z1轴溜板7上，其执行机构可以是铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种加工系统；Z2轴执行机构17固定在Z2轴溜板10上，其执行机构可以是铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种加工系统，测头16固定在Z1轴溜板7上，测头16由气缸驱动其运动；Z1轴溜板7、Z2轴溜板10、测头16具有严格确定的安装位置关系。
本发明的主从式双Z轴龙门床身结构的工作状态是这样的：首先在X轴溜板 13上调整、固定工件，然后用测头16找正工件中心，接着Z1轴溜板7带着Z1轴执行机构14按数控程序的加工工艺路线，在X轴、Y轴的联动配合下完成加工工序；当需要用到Z2轴执行机构17加工工件时，Z2轴溜板10首先运动到负极限位置，接着Z1轴溜板7带着Z2轴执行机构17按数控程序的加工工艺路线，在X轴、Y轴的联动配合下完成加工工序。

Claims (4)

1.主从式双Z轴龙门床身结构，其特征在于：所述的床身结构包括龙门床身（1），Y轴驱动系统（2），Y轴导向系统（3），Y轴溜板（4），Z1轴驱动系统（5），Z1轴导向系统（6），Z1轴溜板（7），Z2轴驱动系统（8），Z2轴导向系统（9），Z2轴溜板（10），X轴驱动系统（11），X轴导向系统（12），X轴溜板（13），Z1轴执行机构（14），Z1轴和Z2轴配重液压缸（15），测头（16）、Z2轴执行机构（17）；Z1轴驱动系统（5）、Z1轴导向系统（6）、Z1轴溜板（7）安装在Y轴溜板（4）上，Z2轴驱动系统（8）、Z2轴导向系统（9）、Z2轴溜板（10）安装在Z1轴溜板（7）上，Z1轴执行机构（14）固定在Z1轴溜板（7）上， Z2轴执行机构（17）固定在Z2轴溜板（10）上，测头（16）固定在Z1轴溜板（7）上，测头（16）由气缸驱动其运动，Z1轴溜板（7）、Z2轴溜板（10）、测头（16）具有严格确定的安装位置关系。
2.根据权利要求1所述的主从式双Z轴龙门床身结构，其特征在于：所述Z1轴执行机构（14）为铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种，铣刀、镗刀、砂轮、磨头固连在Z1轴溜板上。
3.根据权利要求1所述的主从式双Z轴龙门床身结构，其特征在于：所述Z2轴执行机构（17）为铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种，铣刀、镗刀、砂轮、磨头固连在Z2轴溜板上。
4.根据权利要求1所述的主从式双Z轴龙门床身结构，其特征在于：所述Z2轴驱动系统（8）采用伺服电机和丝杠螺母、气缸、液压缸结构中的任意一种结构，Z2轴导向系统（9）采用直线导轨和滑块结构。
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