CN106425479A - 一种磁悬浮龙门加工中心 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁悬浮龙门加工中心，包括底座、相对间隔设置在底座上的两立柱、设置在两立柱之间的横梁、可横向水平移动地设置在横梁上的第一滑座、可纵向水平移动地设置在底座上的第二滑座、可升降移动地设置在第一滑座上的机头安装架、安装在机头安装架上的机头、可转动地设置在第二滑座上的载物台、设置在第二滑座与载物台之间用于驱动载物台转动的第一DD马达、设置在横梁与第一滑座之间的X轴移动机构、设置在底座与第二滑座之间的Y轴移动机构、设置在第一滑座与机头安装架之间的Z轴移动机构、分别与X、Y、Z轴移动机构和第一DD马达连接的控制装置，本发明能够实现多种工艺，精度可靠性高，自动化程度高，维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁悬浮龙门加工中心。
背景技术
随着科学技术的不断发展，手机、电脑、液晶电视等智能化产品被越来越多的普及到生活中，手机外壳、液晶电视外框等通常为达到此类产品的使用舒适及美观性，材料从早期的ABS、PC、PPO的工程材料外壳改为铝、镁、不锈钢等合金外壳，通过对铝、镁、不锈钢等合金板料进铣削、钻孔攻牙、镜面加工来实现应用需求，壳体的加工流程涉及粗铣、精铣、钻孔攻牙、高光，因此很多产品零件需要利用很多类型高精密加工机床，目前常见的3C产品加工机床为攻钻机、雕铣机等，针对性较强，一款设备，只能针对单一的加工流程。因此，同一个零件，需要多种工艺、多种设备、多次拆装，工序繁琐，导致精度可靠性低，自动化程度低，且维护麻烦。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种磁悬浮龙门加工中心，能够实现多种工艺，精度可靠性高，自动化程度高，加工效率高，维护方便。
本发明通过以下技术方案实现：
一种磁悬浮龙门加工中心，包括底座、相对间隔设置在底座上的两立柱、设置在两立柱之间的横梁、可横向水平移动地设置在横梁上的第一滑座、可纵向水平移动地设置在底座上的第二滑座、可升降移动地设置在第一滑座上的机头安装架、安装在机头安装架上的机头、可转动地设置在第二滑座上的载物台、设置在第二滑座与载物台之间用于驱动载物台转动的第一DD马达、设置在横梁与第一滑座之间的X轴移动机构、设置在底座与第二滑座之间的Y轴移动机构、设置在第一滑座与机头安装架之间的Z轴移动机构、分别与X、Y、Z轴移动机构和第一DD马达连接的控制装置，X、Y、Z轴移动机构均包括直线电机、分别沿移动方向设置的光学尺，控制装置分别与光学尺和直线电机连接形成闭环控制。
进一步的，还包括配重系统，配重系统包括设置在所述机头安装架上与所述机头连接的配重缸、连接配重缸并存储有压缩气体的储气罐、设置在配重缸中的常闭式气动刹车器、通过管道与气动刹车器连接的压缩空气源、设置在管道上与所述控制装置连接用于控制管道通断的电磁阀，储气罐用于使配重缸支撑机头以抵消机头的重量，所述控制装置可控制电磁阀打开使管道导通，气动刹车器通气后打开释放配重缸的活塞杆，从而使机头可上下运动，在断电时，电磁阀关闭管道并排泄压缩空气使气动刹车器闭合抱紧活塞杆。
进一步的，所述第一滑座通过两X轴直线导轨可移动地设置在横梁上，所述X轴移动机构的直线电机包括布置在两X轴直线导轨之间的X轴磁板和设置在所述第一滑座上的X轴线圈，所述第二滑座通过两Y轴直线导轨可移动地设置在底座上，所述Y轴移动机构的直线电机包括布置在两Y轴直线导轨之间的Y轴磁板和设置在所述工作台上的Y轴线圈，所述机头安装架通过两Z轴直线导轨可移动地设置在所述第一滑座上，所述Z轴移动机构包括布置在两Z轴直线导轨之间的Z轴磁板和设置在所述机头安装架上的Z轴线圈。
进一步的，所述机头包括可转动地设置在所述机头安装架上的回转架、设置在回转架上可随回转架转动的主轴，在所述机头安装架和回转架之间设置有与所述控制装置连接的第二DD马达，第二DD马达用于驱动回转架转动。
进一步的，所述回转架可带动所述主轴实现±105度旋转。
进一步的，所述主轴为30000转5.5Kw/4.5N.m的电主轴。
进一步的，所述载物台可实现360度旋转。
进一步的，还包括设置在所述横梁一侧用于为所述机头更换刀头的刀库。
进一步的，所述底座、横梁均由天然大理石材料制成。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用直线电机驱动，驱动件之间无接触，不会产生磨损，定位精度高，动作稳定，无噪音，使用寿命更长。
2、本发明的主轴箱及载物台均可旋转，同时具有车床和铣床的功能，可在不更换机床或者部件的情况下，实现零件加工中的多种工艺，精简工序，提高加工效率、自动化程度及精度可靠性，且方便检修、维护。
3、本发明的底座和横梁均采用天然大理石，阻尼性能高，在使用过程中无热胀冷缩、无振动传导，设备运行更稳定，加工精度更高。
4、本发明采用30000转5.5Kw/4.5N.m电主轴，能够提高粗加工、精密切削、高速钻孔攻牙等工艺的精度稳定性。
5、本发明的储气罐通过向配重缸提供压缩气体或者油使配重缸支撑机头以抵消机头的重量，使机头运动更稳定，提高加工精度，减小电机输出功率需求，扩大电机选择范围，延长电机使用寿命，当加工中心断电或者压缩空气压力不足时，电磁阀关闭管道并排泄压缩空气使气动刹车器闭合抱紧活塞杆，从而使机头停止运动，防止机头损坏，结构简单，控制精准。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明X轴移动机构结构示意图。
图3为本发明Y轴移动机构结构示意图。
图4为本发明Z轴移动机构结构示意图。
图5为本发明一实施例中配重系统的结构示意图。
图6为本发明另一实施例中配重系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，磁悬浮龙门加工中心包括底座1、相对间隔设置在底座1上的两立柱2、设置在两立柱2之间的横梁3、设置在横梁3一侧的刀库10、可横向水平移动地设置在横梁3上的第一滑座4、可纵向水平移动地设置在底座1上的第二滑座5、可升降移动地设置在第一滑座4上的机头安装架63、安装在机头安装架63上的机头6、可转动地设置在第二滑座5上的载物台51、设置在第二滑座5与载物台51之间用于驱动载物台51转动的第一DD马达、设置在横梁3与第一滑座4之间的X轴移动机构、设置在底座1与第二滑座5之间的Y轴移动机构、设置在第一滑座4与机头安装架63之间的Z轴移动机构、分别与X、Y、Z轴移动机构和第一DD马达连接的控制装置和与控制装置连接的配重系统，X、Y、Z轴移动机构均包括直线电机，X轴移动机构还包括沿X轴移动方向设置的X轴光学尺33，Y轴移动机构还包括沿Y轴移动方向设置的Y轴光学尺13，Z轴移动机构还包括沿Z轴移动方向设置的Z轴光学尺42，控制装置分别与各光学尺及直线电机连接形成闭环控制，机头6包括可转动设置在机头安装架63上的回转架61、设置在回转架61上的主轴62，在机头安装架63和回转架61之间设置有与控制装置连接的第二DD马达，第二DD马达用于驱动回转架61转动，第一DD马达可驱动载物台51实现360度旋转，第二DD马达可驱动回转架61实现±105度旋转，刀库10用于为主轴62更换刀头。
第一滑座4通过两X轴直线导轨31可移动地设置在横梁3上，两X轴直线导轨31间隔设置在横梁3上，X轴移动机构的直线电机包括布置在两X轴直线导轨31之间的X轴磁板32和设置在第一滑座4上的X轴线圈34，第二滑座5通过两Y轴直线导轨11可移动地设置在底座1上，Y轴直线导轨11间隔设置在底座1上，Y轴移动机构的直线电机包括布置在两Y轴直线导轨11之间的Y轴磁板12和设置在所述第二滑座5上的Y轴线圈14，所述机头安装架63通过设置在机头安装架63上的滑座64与两Z轴直线导轨41相配合，可移动地设置在所述第一滑座4上，所述Z轴移动机构包括布置在两Z轴直线导轨41之间的Z轴磁板43和设置在所述机头安装架63上的Z轴线圈44。
底座1、横梁3均为天然大理石材料制成，主轴62为30000转5.5Kw/4.5N.m的电主轴，确保10000转时主轴振动低于0.1G，在主轴箱中设置有用于对主轴轴承进行冷却的冷冻液。
配重系统包括设置在机头安装架63上与机头6连接的配重缸7、连接配重缸7并存储有压缩空气的储气罐8、设置在配重缸7中的常闭式气动刹车器71、通过管道与气动刹车器71连接的压缩空气源9、设置在管道上与控制装置连接用于控制管道通断的电磁阀73、设置有测压装置74的过滤器75，配重缸7包括缸体76、活动设置在缸体76中的活塞和设置在活塞上的活塞杆77，活塞将缸体76内部分隔成上腔和下腔，储气罐8与下腔连通用于驱使活塞杆77伸出，上腔与大气连通，储气罐8上设置有可查看储气罐8中气体压力值的压力表82，缸体设置在机头安装架63上，活塞杆77与机头6连接，储气罐8用于使配重缸7支撑机头6以抵消机头6的重量，控制装置控制电磁阀73打开使管道导通，气动刹车器71通气后打开释放配重缸7的活塞杆77，从而使机头6可上下运动，在断电时，电磁阀73关闭管道并排泄压缩空气使气动刹车器71闭合抱紧活塞杆77，从而使机头6停止运动，测压装置74用于测量压缩空气源9的压力值并将该压力值反馈至控制装置，当压缩空气源9压力不足时，控制装置控制电磁阀73关闭管道并排泄压缩空气，使气动刹车器71闭合抱紧活塞杆77，从而使机头6停止运动，在一实施例中，如图5所示，压缩空气源9通过设置在储气罐8上的单向阀81向储气罐8提供压缩空气，储气罐8向配重缸7提供压缩空气使配重缸7支撑机头6以抵消机头6的重量，过滤器75分别与压缩空气源9和单向阀81连接，在另一实施例中，如图6所示，储气罐8中设置有充满氮气84的气囊，储气罐8中其他区域填充油83，储气罐8向配重缸提供油使配重缸7支撑机头6以抵消机头6的重量。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (9)
1.一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：包括底座、相对间隔设置在底座上的两立柱、设置在两立柱之间的横梁、可横向水平移动地设置在横梁上的第一滑座、可纵向水平移动地设置在底座上的第二滑座、可升降移动地设置在第一滑座上的机头安装架、安装在机头安装架上的机头、可转动地设置在第二滑座上的载物台、设置在第二滑座与载物台之间用于驱动载物台转动的第一DD马达、设置在横梁与第一滑座之间的X轴移动机构、设置在底座与第二滑座之间的Y轴移动机构、设置在第一滑座与机头安装架之间的Z轴移动机构、分别与X、Y、Z轴移动机构和第一DD马达连接的控制装置，X、Y、Z轴移动机构均包括直线电机、分别沿移动方向设置的光学尺，控制装置分别与光学尺和直线电机连接形成闭环控制。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：还包括配重系统，配重系统包括设置在所述机头安装架上与所述机头连接的配重缸、连接配重缸并存储有压缩气体的储气罐、设置在配重缸中的常闭式气动刹车器、通过管道与气动刹车器连接的压缩空气源、设置在管道上与所述控制装置连接用于控制管道通断的电磁阀，储气罐用于使配重缸支撑机头以抵消机头的重量，所述控制装置可控制电磁阀打开使管道导通，气动刹车器通气后打开释放配重缸的活塞杆，从而使机头可上下运动，在断电时，电磁阀关闭管道并排泄压缩空气使气动刹车器闭合抱紧活塞杆。
3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：所述第一滑座通过两X轴直线导轨可移动地设置在横梁上，所述X轴移动机构的直线电机包括布置在两X轴直线导轨之间的X轴磁板和设置在所述第一滑座上的X轴线圈，所述第二滑座通过两Y轴直线导轨可移动地设置在底座上，所述Y轴移动机构的直线电机包括布置在两Y轴直线导轨之间的Y轴磁板和设置在所述工作台上的Y轴线圈，所述机头安装架通过两Z轴直线导轨可移动地设置在所述第一滑座上，所述Z轴移动机构包括布置在两Z轴直线导轨之间的Z轴磁板和设置在所述机头安装架上的Z轴线圈。
4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：所述机头包括可转动地设置在所述机头安装架上的回转架、设置在回转架上可随回转架转动的主轴，在所述机头安装架和回转架之间设置有与所述控制装置连接的第二DD马达，第二DD马达用于驱动回转架转动。
5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：所述回转架可带动所述主轴实现±105度旋转。
6.根据权利要求4所述的一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：所述主轴为30000转5.5Kw/4.5N.m的电主轴。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：所述载物台可实现360度旋转。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：还包括设置在所述横梁一侧用于为所述机头更换刀头的刀库。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种磁悬浮龙门加工中心，其特征在于：所述底座、横梁均由天然大理石材料制成。
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Denomination of invention: A kind of magnetic suspension gantry machining center Effective date of registration: 20201109 Granted publication date: 20180629 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Anxi branch Pledgor: FUJIAN PROVINCE ZHENG FENG CNC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980007679 |
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