CN104907599B - 一种直线电机直驱的数控落地镗床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直线电机直驱的数控落地镗床，包括床身，所述床身上设有滑座，滑座上固定有立柱，床身与滑座之间安装有滑座直线电机，立柱上固定安装有主轴箱，主轴箱内设有滑枕，滑枕内设有镗杆，主轴箱上固定有支座，支座与滑枕之间安装有滑枕直线电机，支座上还固定有弧形直线电机，弧形直线电机上固定有盘形直线电机，盘形直线电机上固定有支架，镗杆与贯穿于弧形直线电机和盘形直线电机的花键轴相连接，花键轴与支架之间安装有镗杆直线电机，立柱和主轴箱之间安装有主轴箱升降直线电机，滑座、立柱与主轴箱上共同固定安装有平台，滑座直线电机、滑枕直线电机、主轴箱升降直线电机、镗杆直线电机上均设置有导向装置及止动块锁紧装置。

Description

一种直线电机直驱的数控落地镗床

技术领域

本发明涉及机床设备领域，具体涉及一种直线电机直驱的数控落地镗床。

背景技术

21世纪初期，美、德、日等各国镗床的发展历史，大致分为三个阶段：镗床的诞生阶段；镗床行业从诞生到形成较完整体系的阶段；镗床质量、性能、水平大发展的阶段。随着电子技术、计算机、自动化、控制测量技术和材料工业的发展，国外镗床的控制技术、镗削工艺、结构设计以及外围设备均有了新的发展，达到了与70年代明显不同的新高度。其主要发展现状和趋势归纳如下：镗床数控技术得到迅速发展；卧式镗床设计结构和工艺不断发展；逐渐向柔性化、无人化、趋精密化发展。国外数控镗床及卧式加工中心产品大多以普通卧镗为基础，发展成不同水平的产品，如在普通卧镗上配上不同水平的数控系统后成为不同的数控卧镗，在数控卧镗的基础上，再加上刀库和机械手，成为自动换刀型产品，最终都将会演变成不同布局和不同精度水平的卧式加工中心产品。

我国镗床行业经过半个世纪的发展，已经成为一个颇具规模、门类齐全、有一定技术水平以及生产能力的金属切削机床行业。目前国内最大的TK6925数控落地铣镗床已完成，其具有十二轴控制，任意四轴能联动，技术含量高。我国机床工业已经取得了巨大的成就，但与世界先进水平相比，还有较大差距。

落地镗床是国内外发展较快的机械加工设备之一，以其优良的工艺和较高的效率等优势广泛应用于各行各业。近几年来，国内外卧式镗铣床和落地镗铣床的技术发展非常快，其特点是产品结构不断更新，新技术应用层出不穷，工艺性能复合化，速度、效率不断提高，突出精细化制造。就目前机床行业来看，直线电机和直驱电机的应用，将是机床提高控制精度和节能降噪的发展趋势。

现有镗床多为电机通过多级齿轮传动减速，存在结构复杂、维护不便、传动效率低、控制精度低、噪音大、能耗高等缺点。因此，亟需设计一种新的直线电机直驱的数控落地镗床，以解决现有技术存在的上述不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种直线电机直驱的数控落地镗床，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种直线电机直驱的数控落地镗床，包括床身，所述床身上设有滑座，所述滑座上固定有立柱，所述床身与滑座之间安装有滑座直线电机，所述立柱上固定安装有主轴箱，所述主轴箱内设有滑枕，所述滑枕内设有镗杆，所述主轴箱上固定有支座，所述支座与滑枕之间安装有滑枕直线电机，所述支座上还固定有弧形直线电机，所述弧形直线电机上固定有盘形直线电机，所述盘形直线电机上固定有支架，所述镗杆与贯穿于弧形直线电机和盘形直线电机的花键轴相连接，所述花键轴与支架之间安装有镗杆直线电机，所述立柱和主轴箱之间安装有主轴箱升降直线电机，所述滑座、立柱与主轴箱上共同固定安装有平台，滑座直线电机、滑枕直线电机、主轴箱升降直线电机、镗杆直线电机上均设置有导向装置及止动块锁紧装置。

进一步的，所述弧形直线电机包括飞轮转子一以及定子组件一，所述飞轮转子一设置在支座上，所述定子组件一位于飞轮转子一外圆周侧面并设置于支座上。

进一步的，所述弧形直线电机的飞轮转子一包括导电外圈和导磁内圈，所述导电外圈与导磁内圈固定相接并沿着飞轮转子一的外圆周设置。

进一步的，所述导磁内圈设置在导电外圈与飞轮本体之间并固定于飞轮本体上，所述导磁内圈与飞轮本体结合缝的左右端面上设有骑缝螺钉。

进一步的，所述弧形直线电机的定子组件一包括至少一个定子以及对定子组件一进行固定的定子座一，所述定子座一设置在支座上，所述定子组件一包括定子铁芯一和设置在定子铁芯一内的定子绕组一，所述定子组件一与飞轮转子一之间设有间隙，所述定子组件一相互对称并沿飞轮转子一的转动轴线设置于飞轮转子一圆周外侧面。

进一步的，所述盘形直线电机包括飞轮转子二以及定子组件二，所述飞轮转子二设置在飞轮转子一上，所述定子组件二位于飞轮转子右侧端面并设置于定子座一上。

进一步的，所述盘形直线电机的飞轮转子二包括导电外环和导磁内环，所述导电外环和导磁内环固定相接并呈圆环状设置在飞轮转子二的右侧端面上，所述导磁内环通过螺钉固定于飞轮本体上。

进一步的，所述导电外圈和导电外环的材质为导电金属材料，所述导磁内圈和导磁内环的材质为导磁金属材料，所述导电外圈和导电外环是1-3mm的导电金属，所述导磁内圈和导磁内环是5-10mm的导磁金属。

进一步的，所述盘形直线电机的定子组件二包括至少一个定子以及对定子组件二进行固定的定子座二，所述定子座二设置在弧形直线电机上，所述定子组件二包括定子铁芯二和设置在定子铁芯二内的定子绕组二，所述定子组件二和飞轮转子二之间设有间隙，所述定子组件二相互对称并沿飞轮转子二的转动轴线设置于飞轮转子二右端面的侧面。

进一步的，所述飞轮转子一为弧形直线电机的次级，所述定子组件一为初级；所述飞轮转子二为盘形直线电机的次级，所述定子组件二为初级。

本发明的有益效果为：设计合理，结构简单，弧形直线电机和盘形直线电机共用飞轮转子，通过花键轴与镗杆结合在一起，直接驱动镗杆转动，减少了传统镗床的传动链，提高了传动效率高；程序数字化控制电机运转，直线电机驱动，速度位置编码器控制，止动块自动锁紧，控制精度提高；电量消耗低、噪音小，维护方便。

附图说明

下面为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的直线电机直驱的数控落地镗床的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的直线电机直驱的数控落地镗床的B-B线剖视图；

图3是本发明实施例所述的直线电机直驱的数控落地镗床的A向示图；

图4是本发明实施例所述的直线电机直驱的数控落地镗床的M放大示意图。

图中：

1、床身；2、滑座；3、立柱；4、滑座直线电机；5、主轴箱；6、镗杆；7、滑枕；8、支座；9、滑枕直线电机；10、弧形直线电机；101、飞轮转子一；1011、导电外圈；1012、导磁内圈；102、定子组件一；1021、定子铁芯一；1022、定子绕组一；103、飞轮本体；104、骑缝螺钉；105、定子座一；11、盘形直线电机；111、飞轮转子二；1111、导电外环；1112、导磁内环；112、定子组件二；1121、定子铁芯二；1122、定子绕组二；113、螺钉；114、定子座二；12、支架；13、花键轴；14、镗杆直线电机；15、主轴箱升降直线电机；16、平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示的一种直线电机直驱的数控落地镗床，包括床身1，所述床身1上设有滑座2，所述滑座2上固定有立柱3，所述床身1与滑座2之间安装有滑座直线电机4，所述立柱3上固定安装有主轴箱5，所述立柱3内部设有配重铁，用于平衡主轴箱5部分重量，所述主轴箱5内设有滑枕7，所述滑枕7内设有镗杆6，所述主轴箱5上固定有支座8，所述支座8与滑枕7之间安装有滑枕直线电机9，所述支座8上还固定有弧形直线电机10，所述弧形直线电机10上固定有盘形直线电机11，所述盘形直线电机11上固定有支架12，所述镗杆6与贯穿于弧形直线电机10和盘形直线电机11的花键轴13相连接，所述花键轴13与支架12之间安装有镗杆直线电机14，所述立柱3和主轴箱5之间安装有主轴箱升降直线电机15，所述滑座2、立柱3与主轴箱5上共同固定安装有平台16，所述滑座直线电机4、滑枕直线电机9、主轴箱升降直线电机15以及镗杆直线电机14上均设置有导向装置及止动块锁紧装置；

所述弧形直线电机10包括飞轮转子一101以及定子组件一102，所述飞轮转子一101设置在支座8上，所述定子组件一102位于飞轮转子一101外圆周侧面并设置于支座8上；

所述弧形直线电机10的飞轮转子一101包括导电外圈1011和导磁内圈1012，所述导电外圈1011与导磁内圈1012固定相接并沿着飞轮转子一101的外圆周设置；

所述导磁内圈1012设置在导电外圈1011与飞轮本体103之间并固定于飞轮本体103上，所述导磁内圈1012与飞轮本体103结合缝的左右端面上设有骑缝螺钉104；

所述弧形直线电机10的定子组件一102包括两个定子以及对定子组件一102进行固定的定子座一105，所述定子座一105设置在支座8上，所述定子组件一102包括定子铁芯1021和设置在定子铁芯一1021内的定子绕组一1022，所述定子组件一102与飞轮转子一101之间设有间隙，所述定子组件一102相互对称并沿飞轮转子一101的转动轴线设置于飞轮转子一101圆周外侧面；

所述盘形直线电机11包括飞轮转子二111以及定子组件二112，所述飞轮转子二111设置在飞轮转子一101上，所述定子组件二112位于飞轮转子二111右侧端面并设置于定子座一105上；

所述盘形直线电机的飞轮转子二111包括导电外环1111和导磁内环1112，所述导电外环1111和导磁内环1112固定相接并呈圆环状设置在飞轮转子二111的右侧端面上，所述导磁内环1112通过螺钉113固定于飞轮本体103上；

所述导电外圈1011和导电外环1111的材质为导电金属材料，所述导磁内圈1012和导磁内环1112的材质为导磁金属材料，所述导电外圈1011和导电外环1111是1-3mm的导电金属，所述导磁内圈1012和导磁内环1112是5-10mm的导磁金属；

所述盘形直线电机11的定子组件二112包括两个定子以及对定子组件二112进行固定的定子座二114，所述定子座二114设置在弧形直线电机10上，所述定子组件二112包括定子铁芯二1121和设置在定子铁芯二1121内的定子绕组二1122，所述定子组件二112和飞轮转子二111之间设有间隙，所述定子组件二112相互对称并沿飞轮转子二111的转动轴线设置于飞轮转子二111右端面的侧面；

所述飞轮转子一101为弧形直线电机10的次级，所述定子组件一102为初级，所述飞轮转子二111为盘形直线电机11的次级，所述定子组件二112为初级。

具体使用时，固定在支座8上的弧形直线电机10和固定在弧形直线电机10上的盘形直线电机11电磁力驱动飞轮转子一101或飞轮转子二111，所述飞轮转子一101或飞轮转子二111与飞轮本体103通过骑缝螺钉104和螺钉113固定连接，所述飞轮转子一101和飞轮转子二111与飞轮本体103旋转通过花键轴13带动镗杆6旋转，所述飞轮转子一101和飞轮转子二111上均设置有旋转变压器，所述旋转变压器通过测定反馈所述飞轮转子一101和飞轮转子二111的速度从而精确控制镗杆6的转速，实现无级变速，所述弧形直线电机10和盘形直线电机11内部设置有电磁制动，所述导电外圈1011和导磁内圈1012、导电外环1111和导磁内环1112是通过爆炸焊结合而成，所述滑座直线电机4、滑枕直线电机9、主轴箱升降直线电机15和镗杆直线电机14上均设有导向装置，所述导向装置上均设置有止动块锁紧，直线电机工作液压推开预紧碟簧，直线电机停止液压断电，止动块锁紧导轨，所述电磁制动能实现设备任意时候停车，位置控制精度高，所述滑座直线电机4、滑枕直线电机9、主轴箱升降直线电机15和镗杆直线电机14上均设置有速度位置编码器，通过信号反馈精确控制直线电机的位移和速度。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，包括床身（1），所述床身（1）上设有滑座（2），所述滑座（2）上固定有立柱（3），所述床身（1）与滑座（2）之间安装有滑座直线电机（4），所述立柱（3）上固定安装有主轴箱（5），所述主轴箱（5）内设有滑枕（7），所述滑枕（7）内设有镗杆（6），所述主轴箱（5）上固定有支座（8），所述支座（8）与滑枕（7）之间安装有滑枕直线电机（9），所述支座（8）上还固定有弧形直线电机（10），所述弧形直线电机（10）上固定有盘形直线电机（11），所述盘形直线电机（11）上固定有支架（12），所述镗杆（6）与贯穿于弧形直线电机（10）和盘形直线电机（11）的花键轴（13）相连接，所述花键轴（13）与支架（12）之间安装有镗杆直线电机（14），所述立柱（3）和主轴箱（5）之间安装有主轴箱升降直线电机（15），所述滑座（2）、立柱（3）与主轴箱（5）上共同固定安装有平台（16），所述滑座直线电机（4）、滑枕直线电机（9）、主轴箱升降直线电机（15）、镗杆直线电机（14）上均设置有导向装置及止动块锁紧装置。

2.根据权利要求1所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述弧形直线电机（10）包括飞轮转子一（101）以及定子组件一（102），所述飞轮转子一（101）设置在支座（8）上，所述定子组件一（102）位于飞轮转子一（101）外圆周侧面并设置于支座（8）上。

3.根据权利要求2所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述弧形直线电机（10）的飞轮转子一（101）包括导电外圈（1011）和导磁内圈（1012），所述导电外圈（1011）与导磁内圈（1012）固定相接并沿着飞轮转子一（101）的外圆周设置。

4.根据权利要求3所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述导磁内圈（1012）设置在导电外圈（1011）与飞轮本体（103）之间并固定于飞轮本体（103）上，所述导磁内圈（1012）与飞轮本体（103）结合缝的左右端面上设有骑缝螺钉（104）。

5.根据权利要求4所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述弧形直线电机（10）的定子组件一（102）包括至少一个定子以及对定子组件一（102）进行固定的定子座一（105），所述定子座一（105）设置在支座（8）上，所述定子组件一（102）包括定子铁芯一（1021）和设置在定子铁芯一（1021）内的定子绕组一（1022），所述定子组件一（102）与飞轮转子一（101）之间设有间隙，所述定子组件一（102）相互对称并沿飞轮转子一（101）的转动轴线设置于飞轮转子一（101）圆周外侧面。

6.根据权利要求5所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述盘形直线电机（11）包括飞轮转子二（111）以及定子组件二（112），所述飞轮转子二（111）设置在飞轮转子一（101）上，所述定子组件二（112）位于飞轮转子右侧端面并设置于定子座一（105）上。

7.根据权利要求6所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述盘形直线电机的飞轮转子二（111）包括导电外环（1111）和导磁内环（1112），所述导电外环（1111）和导磁内环（1112）固定相接并呈圆环状设置在飞轮转子二（111）的右侧端面上，所述导磁内环（1112）通过螺钉（113）固定于飞轮本体（103）上。

8.根据权利要求7所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述导电外圈（1011）和导电外环（1111）的材质为导电金属材料，所述导磁内圈（1012）和导磁内环（1112）的材质为导磁金属材料。

9.根据权利要求8所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述盘形直线电机（11）的定子组件二（112）包括至少一个定子以及对定子组件二（112）进行固定的定子座二（114），所述定子座二（114）设置在弧形直线电机（10）上，所述定子组件二（112）包括定子铁芯二（1121）和设置在定子铁芯二（1121）内的定子绕组二（1122），所述定子组件二（112）和飞轮转子二（111）之间设有间隙，所述定子组件二（112）相互对称并沿飞轮转子二（111）的转动轴线设置于飞轮转子二（111）右端面的侧面。

10.根据权利要求9所述的直线电机直驱的数控落地镗床，其特征在于，所述飞轮转子一（101）为弧形直线电机（10）的次级，所述定子组件一（102）为初级；所述飞轮转子二（111）为盘形直线电机（11）的次级，所述定子组件二（112）为初级。