CN105171442A - 一种数控xy工作台 - Google Patents

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    • B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair

Abstract

本发明涉及一种数控XY工作台，包括底板、工作台垫板、工作台顶板、电机控制器、现场数控中心和用于无线传输数据的无线收发器，所述工作台垫板通过X轴丝杆移动机构设于底板上，所述工作台顶板通过Y轴丝杆移动机构设于工作台垫板上，所述X轴丝杆移动机构的运动方向和Y轴丝杆移动机构的运动方向相互垂直，X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构分别连接一电机控制器，两个电机控制器均连接现场数控中心，所述现场数控中心设有用于显示菜单项的触摸屏控制板，所述无线收发器连接现场数控中心。与现有技术相比，本发明具有成本低、效率高、节省人力资源、结构简单、使用方便等优点。

Description

一种数控XY工作台
技术领域
本发明涉及机床加工领域，尤其是涉及一种数控XY工作台。
背景技术
目前，市场上数以万计的普通铣床、炮塔铣、镗床、摇臂钻等设备的工作台大多是固定在基座上，或者能够实现X或Y向的单方向移动，而零件在加工的时候往往需要在不同位置实现不同工位加工，这时候需要工人手动将零件搬移到指定的工作点，产生人力投入大、技术人员稀缺、劳动强度大而面临停机的境况，因为有必要提出一种设计结构简单、使用方便、机动灵活性高的数控XY工作台。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种数控XY工作台，具有成本低、效率高、节省人力资源、结构简单、使用方便等优点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种数控XY工作台，包括底板、工作台垫板、工作台顶板、电机控制器、现场数控中心和用于无线传输数据的无线收发器，所述工作台垫板通过X轴丝杆移动机构设于底板上，所述工作台顶板通过Y轴丝杆移动机构设于工作台垫板上，所述X轴丝杆移动机构的运动方向和Y轴丝杆移动机构的运动方向相互垂直，X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构分别连接一电机控制器，两个电机控制器均连接现场数控中心，所述现场数控中心设有用于显示菜单项的触摸屏控制板，所述无线收发器连接现场数控中心。
所述X轴丝杆移动机构包括X轴导轨、X轴滑块、X轴丝杆和X轴电机，所述X轴导轨设于底板的顶面上，所述X轴滑块设于工作台垫板的底面上，并与X轴导轨滑动连接，所述X轴丝杆与工作台垫板的底面螺纹连接，所述X轴电机连接X轴丝杆的端部，X轴电机连接一电机控制器。
所述工作台垫板的底面设有X向凹槽，所述X轴滑块和X轴丝杆设于X向凹槽内。
所述Y轴丝杆移动机构包括Y轴导轨、Y轴滑块、Y轴丝杆和Y轴电机，所述Y轴导轨设于工作台垫板的顶面上，所述Y轴滑块设于工作台顶板的底面上，并与Y轴导轨滑动连接，所述Y轴丝杆与工作台顶板的底面螺纹连接，所述Y轴电机连接Y轴丝杆的端部，Y轴电机连接一电机控制器。
所述工作台顶板的底面设有Y向凹槽，所述Y轴滑块和Y轴丝杆设于Y向凹槽内。
所述工作台垫板与底板之间、工作台顶板与工作台垫板之间分别设有一编码器，两个编码器与两个电机控制器一一对应连接。
所述底板的底面设有螺丝孔或磁力块。
所述工作台垫板的顶面上设有多个T型槽和多个螺栓孔。
所述底板、工作台垫板和工作台顶板由铝合金、铸铁、花岗岩或大理石制作而成。
还包括除尘组件，所述除尘组件包括除尘口、风道和风机，所述除尘口对准工作台顶板，所述风道一端连接除尘口，风道另一端连接风机，所述风机连接现场数控中心。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明采用X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构实现工作台的XY向移动，通过电机控制器实现自动化驱动，相比人工手动运动机床，效率更高，同时现场数控中心设有用于显示菜单项的触摸屏控制板，提供友好的菜单式选项，对操作人员的技术要求降低，便于工人学习与操作，充分减轻从业人员的劳动强度，解放更多的人力资源，让这些使用成本过高，趋于边缘化的设备再次焕发二次生命，利用无线收发器可构建数控网络，远程监控室可接入数控网络对现场数控中心进行监控。
2)数控控制运动完全数字化，摒除了人为原因所会造成的疏忽和误差，大大提高普通设备的加工效率和精度。
3)X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构采用丝杆与电机驱动方式，制作成本低，不用投入过高成本购买整体数控设备，淘汰原有的普通设备，让普通机床再次焕发生命力。
4)检修方便，本发明为一个独立结构，可拆下后即可检修，并不会影响原有设备的使用，维护成本低。
5)使用灵活并利于存放，工作台与机床通过螺丝固定或磁块固定，工作台与待加工零件通过螺栓固定于T型槽或螺栓孔上，可随意拆卸，挪移，储藏时占用空间小。
6)结构简单，使用方便，机动灵活性高，使用时只要将本发明安装在原有设备的工作台上，校正，通电即可。而在不需要使用时直接拆除存放即可，并不影响原本设备的使用性能。对于传统的加工业以及老旧设备的改造更新提供了更多方便。
7)本发明工作台为独立部件，可以单独出售，可单独作为执行机构，也可以与其他机械设备联用，应用范围广，现行业内的传统设备均可相应配备。
8)本发明配合除尘组件，提供良好的无尘加工环境，同时可以对工作台等组件进行降温，防止工作温度过高。
附图说明
图1为本发明工作台安装在钻床的结构示意图；
图2为本发明中底板、工作台垫板、工作台顶板、X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构的结构立体示意图；
图3为本发明中底板、工作台垫板、工作台顶板、X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构的结构俯视示意图；
图4为图3中C-C向剖视示意图；
图5为图3中D-D向剖视示意图；
图6为本发明工作台安装在车床的结构示意图。
图中：1、底板，2、工作台垫板，3、工作台顶板，4、电机控制器，5、现场数控中心，6、X轴导轨，7、X轴滑块，8、X轴丝杆，9、X轴电机，10、Y轴导轨，11、Y轴滑块，12、Y轴丝杆，13、Y轴电机，14、连接线，15、床身，16、工作台面，17、主轴，18、无线收发器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种数控XY工作台，固定在床身15的工作台面16上，并对准主轴17，该XY工作台包括底板1、工作台垫板2、工作台顶板3、电机控制器4现场数控中心5和无线收发器18，工作台垫板2通过X轴丝杆移动机构设于底板1上，工作台顶板3通过Y轴丝杆移动机构设于工作台垫板2上，工作台垫板2与底板1之间、工作台顶板3与工作台垫板2之间分别设有一编码器，编码器感应回馈工作台垫板2和工作台顶板3的运动位置和速度，对其进行定位，X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构分别通过连接线14连接一电机控制器4，两个编码器通过连接线14与两个电机控制器4一一对应连接，两个电机控制器4均连接现场数控中心5，现场数控中心5设有用于显示菜单项的触摸屏控制板，无线收发器18连接现场数控中心5，多个XY工作台的无线收发器18可联网构建数控网络，远程监控室可接入数控网络后对现场数控中心5进行监控，X轴丝杆移动机构的运动方向和Y轴丝杆移动机构的运动方向相互垂直，设于床身15上的主轴17工作方向与工作台顶板3相垂直，则X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构可实现XY向上的零件加工。连接线14包括电机动力线、电机编码器线和电源线。
如图2～图5所示，X轴丝杆移动机构包括X轴导轨6、X轴滑块7、X轴丝杆8和X轴电机9，X轴导轨6设于底板1的顶面上，X轴滑块7设于工作台垫板2的底面上，并与X轴导轨6滑动连接，X轴丝杆8与工作台垫板2的底面螺纹连接，X轴电机9连接X轴丝杆8的端部，X轴电机9连接一电机控制器4，其中X轴电机9通过电机座固定在此工作台上。工作台垫板2的底面设有X向凹槽，X轴滑块7和X轴丝杆8设于X向凹槽内。
如图2～图5所示，Y轴丝杆移动机构包括Y轴导轨10、Y轴滑块11、Y轴丝杆12和Y轴电机13，Y轴导轨10设于工作台垫板2的顶面上，Y轴滑块11设于工作台顶板3的底面上，并与Y轴导轨10滑动连接，Y轴丝杆12与工作台顶板3的底面螺纹连接，Y轴电机13连接Y轴丝杆12的端部，Y轴电机13连接一电机控制器4，其中Y轴电机13通过电机座固定在此工作台上。Y轴丝杆12与X轴丝杆8、Y轴导轨10与X轴导轨6、Y轴滑块11与X轴滑块7呈十字形放置，工作时，X轴电机9与Y轴电机13驱动连接的丝杆产生运动。工作台顶板3的底面设有Y向凹槽，Y轴滑块11和Y轴丝杆12设于Y向凹槽内。
底板1的底面设有螺丝孔或磁力块，通过螺丝或磁力固定在工作台面16上，安装与拆卸更加方便。
工作台垫板2的顶面上设有多个T型槽和多个螺栓孔，便于零件的安装于拆卸。
底板1、工作台垫板2和工作台顶板3根据材质依照不同需求可采用并不限于铝合金、铸铁、花岗岩或大理石。
现场数控中心5的触摸屏控制板上显示有菜单式选项，便于工人根据加工参数进行操作。现场数控中心5上还可设置光电报警器和语音提示音，当电机或电机控制器4出现异常，光电报警器则发出光电报警，当对触摸屏控制板进行操作或XY工作台加工完成等等，语音提示音可对应发出语音进行提示，同时现场数控中心5的编程方式为菜单式、对话式，一目了然的引导用户进行编程，无需以CAD/CAM为基础来辅助编程，排除了ISO-G/ISO-M代码式编程和软件编程的培训难度大，周期长，技术人员成本高等缺点。相对于其他任何编程方式，对话式编程有以下优点：
1)聘用成本低。不用投入过高成本来聘用技术人员，ISO-G/ISO-M代码编程员工资在6000到8000，而对话式编程简单易学，普通工人一样可以很快的掌握编程，用工成本降低。对话式编程只要看懂图纸即可进行编程，简单易学，容易上手，人人可学，人人可操作，对人员的基本技术素质要求低，数控技术薄弱或没有数控设备使用经验的普通工人也可以短时间内掌握基本编程和数控加工。
2)人员稳定。相对ISO-G/ISO-M代码技术人才，对话式编程人员相对稳定，让企业在保留人才和企业培训中掌握主动。
3)人员交接简单。与ISO-G/ISO-M代码的人员交接相比，对话式编程交接更为简洁直观，不用考虑使用不同编程软件的差异性。
4)培训时间短。与ISO-G/ISO-M代码的人员交接培训相比，对话式编程为菜单式，更为简单，1到2天就可以独立编程，打破制造业的技术人员桎梏，实现人人可编程，人人会编程，降低了操作人员的劳动强度，解放了劳动力，解放了中小企业老板，为企业提供了更灵活的生存方式，解决了企业生产技术缺乏的一大难，让企业与老板不再因编程人员稀缺、用人成本高、生产效率低而烦恼。
5)兼容性好。对话式编程系统不但开创了一种简单易学的编程方式，同样可以兼容使用ISO-G/ISO-M代码格式的程序。
该XY工作台还包括除尘组件，除尘组件包括除尘口、风道和风机，除尘口对准工作台顶板3，风道一端连接除尘口，风道另一端连接风机，风机连接现场数控中心5，由现场数控中心5来进行除尘、吹风控制。
本发明采用电机带动丝杆进行驱动，结构简单，是一种可解决实际问题的低成本工作台，是传统普通机床的理想附件。XY工作台中各部件组合而成一个可自行十字形运动的工作台，由电机带动丝杆驱动，并且安装在原有设备的工作台面16上，另配备现场数控中心5，可以独立操作运动，配搭原有设备共同使用。让此XY工作台以外接的数控设备形式，以数控控制运动取代原有普通设备的人工手动运动。此时，只要利用原有设备的Z轴和主轴17动作，就可实现在普通设备上进行更精密省力的数控加工。
本发明各部件按要求装配完成后，通过底板1上预留的螺丝孔以螺丝固定，或以强磁固定在原有设备的工作台面16上。接入电机控制器4和现场数控中心5，以数控控制的工作台取代原有普通设备的人工手动驱动的工作台，配合原有设备的Z轴和主轴17进行协同工作。工作时，电机控制器4通过电机分别驱动工作台垫板2和工作台顶板3分别在X轴向和Y轴向运动，电机控制器4通过编码器接收并反馈工作台垫板2和工作台顶板3的运动信息，并对其进行控制调整。
本发明结构简单，适合普通设备的升级或改装，易于调节和控制，灵活性适应性和协调性强的优势，更多的降低了人力成本，彻底改变目前普通设备拥有者面临招工的问题。缓解了创业者购置数控设备成本高的缺点，并可改善普通设备的精度要求及效率问题。
该XY工作台具有独立性，可通电进行独立运动，或加装在普通摇臂钻，普通铣床，炮塔铣、普通机床等合适的机械设备上，改变其工作模式，以解放人力资源。如图1所示，本实施例中该XY工作台通过磁力固定安装在铣床的工作台面16上，如图6所示，该XY工作台还可以通过螺丝固定安装在车床的工作台面16上。

Claims (10)

1.一种数控XY工作台，包括底板(1)、工作台垫板(2)、工作台顶板(3)和电机控制器(4)，其特征在于，还包括现场数控中心(5)和用于无线传输数据的无线收发器(18)，所述工作台垫板(2)通过X轴丝杆移动机构设于底板(1)上，所述工作台顶板(3)通过Y轴丝杆移动机构设于工作台垫板(2)上，所述X轴丝杆移动机构的运动方向和Y轴丝杆移动机构的运动方向相互垂直，X轴丝杆移动机构和Y轴丝杆移动机构分别连接一电机控制器(4)，两个电机控制器(4)均连接现场数控中心(5)，所述现场数控中心(5)设有用于显示菜单项的触摸屏控制板，所述无线收发器(18)连接现场数控中心(5)。
2.根据权利要求1所述的一种数控XY工作台，其特征在于，所述X轴丝杆移动机构包括X轴导轨(6)、X轴滑块(7)、X轴丝杆(8)和X轴电机(9)，所述X轴导轨(6)设于底板(1)的顶面上，所述X轴滑块(7)设于工作台垫板(2)的底面上，并与X轴导轨(6)滑动连接，所述X轴丝杆(8)与工作台垫板(2)的底面螺纹连接，所述X轴电机(9)连接X轴丝杆(8)的端部，X轴电机(9)连接一电机控制器(4)。
3.根据权利要求2所述的一种数控XY工作台，其特征在于，所述工作台垫板(2)的底面设有X向凹槽，所述X轴滑块(7)和X轴丝杆(8)设于X向凹槽内。
4.根据权利要求1所述的一种数控XY工作台，其特征在于，所述Y轴丝杆移动机构包括Y轴导轨(10)、Y轴滑块(11)、Y轴丝杆(12)和Y轴电机(13)，所述Y轴导轨(10)设于工作台垫板(2)的顶面上，所述Y轴滑块(11)设于工作台顶板(3)的底面上，并与Y轴导轨(10)滑动连接，所述Y轴丝杆(12)与工作台顶板(3)的底面螺纹连接，所述Y轴电机(13)连接Y轴丝杆(12)的端部，Y轴电机(13)连接一电机控制器(4)。
5.根据权利要求4所述的一种数控XY工作台，其特征在于，所述工作台顶板(3)的底面设有Y向凹槽，所述Y轴滑块(11)和Y轴丝杆(12)设于Y向凹槽内。
6.根据权利要求1所述的一种数控XY工作台，其特征在于，所述工作台垫板(2)与底板(1)之间、工作台顶板(3)与工作台垫板(2)之间分别设有一编码器，两个编码器与两个电机控制器(4)一一对应连接。
7.根据权利要求1所述的一种数控XY工作台，其特征在于，所述底板(1)的底面设有螺丝孔或磁力块。
8.根据权利要求1所述的一种数控XY工作台，其特征在于，所述工作台垫板(2)的顶面上设有多个T型槽和多个螺栓孔。
9.根据权利要求1所述的一种数控XY工作台，其特征在于，所述底板(1)、工作台垫板(2)和工作台顶板(3)由铝合金、铸铁、花岗岩或大理石制作而成。
10.根据权利要求1所述的一种数控XY工作台，其特征在于，还包括除尘组件，所述除尘组件包括除尘口、风道和风机，所述除尘口对准工作台顶板(3)，所述风道一端连接除尘口，风道另一端连接风机，所述风机连接现场数控中心(5)。
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