CN108357276B - 一种新型轧辊刻字机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及刻字机技术领域，尤其是一种新型轧辊刻字机床，包括床台，所述床台包括床身，所述床身一端设有主轴箱，所述床身一侧沿其长度方向设有第一平移机构，所述第一平移机构上设有下滑座，所述下滑座包括设在第一平移机构上的大托板，所述大托板滑动安装在沿床身长度方向设置的导轨上，所述大托板上设有与床身长度方向相垂直的第二平移机构，本发明通过调整床身的调节螺杆，可以将床身大拖板向内或向外移动，直接改变了床身的加工范围，提高了机床的利用率。

Description

一种新型轧辊刻字机床

技术领域

本发明涉及刻字机技术领域，尤其涉及一种新型轧辊刻字机床。

背景技术

现有技术中的轧辊刻字机床存在以下问题：

1.用于冶金制造的轧辊，由于规格不同，体积大小各异，在轧辊柱面体上需要雕刻轧辊的型号规格以及生产厂家的商标等文字或者图案，大拖板的床台部分是固定的，所能加工的轧辊的直径范围通过调整中拖板的行程实现，受到床身的限制，不能加工更大尺寸直径的轧辊，不利于机床的高效率的利用。

2.不同的用户对于刻字要求各不相同，由于字库的限制，不能满足用户对所刻的文字内容，间隔，大小，字形，字体进行编辑，修改，以及对商标图案的重新自定义排版和调整，特别是对于一些特殊字符，如生产厂家，供应商，材质，冶炼方法等特殊字符标识的编排与刻写。在本地进行编辑，实现人工排版，模拟显示等。要求在加工前实现调整字体大小，间距和方向，以及实现对数字，字母，符号的正刻与反刻(镜像)。

3.使用中心架及卡盘固定轧辊，加工轧辊的质量可重达到20-30T,工件的最大长度可达6000至7000MM,在固定及吊装轧辊时，通过手动调整中心架的高度，来校准轧辊与卡盘的同心度，手动调整，移动，锁紧，操作特别费时，繁琐，工作效率低，且有较大的安全隐患。

4.刻字机床使用增量式电机编码器，在出现意外断电或者系统复位的情况下，需要各轴回参考点，耗时且繁琐。

5，刀架大拖板的移动使用传统的齿轮齿条传动，拖板的传动精度差，运动不平稳，且维护不方便。

6.雕刻刀架主要完成雕刻的横向进给和纵向深度的进给，雕刻刀架的角度是固定的，不可调整，机床不能在斜面或曲面上进行雕刻。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型轧辊刻字机床。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种新型轧辊刻字机床，包括床台，所述床台包括床身，所述床身一端设有主轴箱，所述床身一侧沿其长度方向设有第一平移机构，所述第一平移机构上设有下滑座，所述下滑座包括设在第一平移机构上的大托板，所述大托板滑动安装在沿床身长度方向设置的导轨上，所述大托板上设有与床身长度方向相垂直的第二平移机构；

所述第二平移机构上设有上滑座，所述上滑座包括设在第二平移机构上的底板，所述底板上沿床身的长度方向转动安装有第二滚珠丝杆，所述第二滚珠丝杆的两侧的底板上固定有与第二滚珠丝杆平行的直线导轨副，所述第二滚珠丝杆的活动螺母与上平板固定连接，所述上平板的底部与直线导轨副滑动连接，所述上平板上沿与床身长度方向垂直的滑槽，滑槽内滑动安装有调整板，所述调整板上固定安装有雕刻电机，所述第二滚珠丝杆的一端通过第二联轴器与第三伺服电机连接，所述第三伺服电机固定在第二安装板上，所述第二安装板固定在底板上；

所述床身中部设有不少于一个中心架，所述中心架包括滑动安装在床身上的压板，所述压板上部设有支撑架，所述支撑架的两侧对称设有滑套，所述滑套内滑动安装有套筒，所述滑套的一侧沿其长度方向开设有第一导向槽，所述第一导向槽内滑动安装有导向块，所述套筒的一端固定有轴承座，所述轴承座上转动安装有支撑轴承，所述套筒一端螺纹连接有梯形丝杆，所述梯形丝杆的另一端与驱动机构连接；

所述床身的另一端设有尾座，所述尾座包括滑动安装在床身上的尾座体，所述尾座体底部设有液压锁紧机构，所述尾座体的一端与尾座进退油缸的端部铰接，所述尾座进退油缸沿床身的长度方向设置，所述尾座体内滑动安装有套筒，所述套筒的一端与套筒进退油缸连接，所述套筒进退油缸固定在尾座体上且与尾座进退油缸平行，所述套筒的另一端设有顶尖。

优选的，所述主轴箱包括主轴箱体，所述主轴箱体内转动安装有主轴和蜗杆，所述主轴的一端延伸到主轴箱体外部且端部设有卡盘，所述主轴上同轴设有涡轮，所述涡轮与蜗杆啮合，所述主轴箱体内设有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴及蜗杆的端部均同轴连接有同步轮，两个同步轮之间连接有同步带。

优选的，所述卡盘为四爪单动卡盘。

优选的，所述第一平移机构包括沿床身长度方向设置的第一滚珠丝杠，所述大托板与所述第一滚珠丝杠的活动螺母固定连接，所述第一滚珠丝杠的两端均转动安装在支座上，所述支座通过T形螺钉固定在床身上，所述T形螺钉滑动安装在床身上开设的T形滑槽内，所述第一滚珠丝杠的一端通过第一联轴器与减速机的输出轴连接，所述减速机输入轴与第二伺服电机输出轴连接，所述第二伺服电机固定安装在第一安装板上，所述第一安装板固定在床身上。

优选的，所述床身的两边均安装有防尘罩。

优选的，所述第二平移机构包括沿大托板长度方向设置的第三滚珠丝杠，所述第三滚珠丝杠的活动螺母与中拖板连接，所述底板固定安装在中拖板上，所述中拖板滑动安装在大托板上部，所述第三滚珠丝杠的一端通过第三联轴器与第四伺服电机的输出轴连接，所述第四伺服电机固定在大托板上。

优选的，所述套筒的侧面设有导向键，所述尾座体内设有第二导向槽，所述导向键滑动安装在第二导向槽内。

本发明提出的一种新型轧辊刻字机床，有益效果在于：

1.主轴箱头架采用高精度的蜗轮蜗杆减速机构，主减速比1：180，优化设计的传动比和头架电机参数能满足重型轧辊的驱动需要，采用交流伺服电机驱动，能使头架实现正向和反向旋转。头架的位置控制功能，实现360度精准定位以及数控插补功能，头架的润滑系统采用了电动润滑泵注油，卡盘采用了四爪单动卡盘，卡盘中心与顶尖同心，保证了同心度。在床身与大拖板之间增加调节螺杆，在需要调整加工直径时，通过调整床身的调节螺杆，可以将床身大拖板向内或向外移动，直接改变了床身的加工范围，提高了机床的利用率。

2.尾架移动采用液压缸驱动方式，液压自动锁紧，尾座顶尖部分依靠碟簧油缸进行夹紧，保证顶尖的顶紧力。在液压夹紧出现故障或者是机床突发断电故障时，夹紧装置仍然能够自动夹紧，长时间的保压，非常安全可靠。装卸工件时只需伸综套筒，避免了尾架的频繁移动，从而大大减少了工件床身的磨损，套筒顶尖采用高精度高刚性活顶尖。夹紧装置自动夹紧，自动放松动作是通过操作面板上的夹紧，放松按钮进行实现的，夹紧力是依靠改变油缸里的油压实现轧辊的夹紧和放松。轧辊夹紧装置主要由液压机构，油缸密封机构，动力卡紧机构以及蝶簧卡紧装置构成

3.刀架大拖板进给系统主要完成雕刻刀架的纵向定位运动，大拖板上安装有液压夹紧机构，大大提高了拖板的传动精度和运动的平稳性，机械传动链短，运动平稳，传动精度高，方便维护。

4.雕刻刀架分为三层结构，中拖板完成横向进给，为燕尾式滑动导轨，上面安装有回转托盘，可以调整上刀架的角度，上刀架为燕尾式滑动导轨，具有很高的刚性，导轨均为贴塑滑动导轨，进给机构由西门子交流伺服电机和精密滚珠丝杆组成。

附图说明

图1为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的正视图；

图2为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的侧视图；

图3为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的主轴箱的纵剖图；

图4为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的主轴箱的横剖图；

图5为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的床台的结构示意图；

图6为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的上滑座的俯视图；

图7为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的上滑座的剖视图；

图8为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的下滑座的结构示意图；

图9为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的中心架的结构示意图；

图10为本发明提出的一种新型轧辊刻字机床的尾座结构示意图。

图中：主轴箱1、床台2、上滑座3、下滑座4、中心架5、尾座6、主轴箱体11、主轴12、同步轮13、涡轮14、第一伺服电机15、蜗杆16、卡盘17、床身21、T形螺钉22、减速机23、第一安装板24、第一联轴器25、支座26、第一滚珠丝杠27、第二伺服电机28、底板31、直线导轨副32、第二滚珠丝杆33、第二联轴器34、第三伺服电机35、第二安装板36、雕刻电机37、调整板38、上平板39、大托板41、中拖板42、第三滚珠丝杠43、第三联轴器44、第四伺服电机45、支撑架51、导向块52、梯形丝杆53、滑套54、轴承座55、套筒56、压板57、支撑轴承58、尾座体61、导向键62、套筒63、套筒进退油缸64、顶尖65、第二导向槽66、尾座进退油缸67、液压锁紧机构68。

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。

参照图1-10，一种新型轧辊刻字机床，包括床台2，床台2包括床身21，床身21的两边均安装有防尘罩。

床身21一端设有主轴箱1，主轴箱1包括主轴箱体11，主轴箱体11内转动安装有主轴12和蜗杆16，主轴12的一端延伸到主轴箱体11外部且端部设有卡盘17，卡盘17为四爪单动卡盘。主轴12上同轴设有涡轮14，涡轮14与蜗杆16啮合，主轴箱体11内设有第一伺服电机15，第一伺服电机15的输出轴及蜗杆16的端部均同轴连接有同步轮13，两个同步轮13之间连接有同步带。

主轴箱头架采用高精度的蜗轮蜗杆减速机构，主减速比1：180，优化设计的传动比和头架电机参数能满足重型轧辊的驱动需要，采用交流伺服电机驱动，能使头架实现正向和反向旋转。

床身21一侧沿其长度方向设有第一平移机构，第一平移机构上设有下滑座4，第一平移机构包括沿床身21长度方向设置的第一滚珠丝杠27，大托板41与第一滚珠丝杠27的活动螺母固定连接，第一滚珠丝杠27的两端均转动安装在支座26上，支座26通过T形螺钉22固定在床身21上，T形螺钉22滑动安装在床身21上开设的T形滑槽内，第一滚珠丝杠27的一端通过第一联轴器25与减速机23的输出轴连接，减速机23输入轴与第二伺服电机28输出轴连接，第二伺服电机28固定安装在第一安装板24上，第一安装板24固定在床身21上。

装配丝杠支架时应保证各两轴承孔的公共轴线同轴度不大于0.03毫米，两个轴承孔和螺母孔的公共轴线对其导轨上平面及导轨侧面的平行度不大于0.03毫米。通过调节T形螺钉22的前后移动，让床台2前后移动，以增加或缩小机床加工范围。

下滑座4包括设在第一平移机构上的大托板41，大托板41滑动安装在沿床身21长度方向设置的导轨上，大托板41上设有与床身21长度方向相垂直的第二平移机构。刀架大拖板进给系统主要完成雕刻刀架的纵向定位运动，大拖板上安装有液压夹紧机构，大大提高了拖板的传动精度和运动的平稳性，机械传动链短，运动平稳，传动精度高，方便维护。

第二平移机构上设有上滑座3，上滑座3包括设在第二平移机构上的底板31，第二平移机构包括沿大托板41长度方向设置的第三滚珠丝杠43，第三滚珠丝杠43的活动螺母与中拖板42连接，底板31固定安装在中拖板42上，中拖板42滑动安装在大托板41上部，第三滚珠丝杠43的一端通过第三联轴器44与第四伺服电机45的输出轴连接，第四伺服电机45固定在大托板41上。

底板31安装于大拖板41上，在大拖板上有环形T形槽，通过底板31上的四个T形螺钉进行连接，雕刻电机37及刀尖可以进行最大正负35度旋转调整。

雕刻刀架分为三层结构，中拖板42完成横向进给，为燕尾式滑动导轨，上面安装有回转式的底板31，可以调整上滑座3的角度，上刀架为燕尾式滑动导轨，具有很高的刚性，导轨均为贴塑滑动导轨，进给机构由西门子交流伺服电机和精密滚珠丝杆组成。

底板31上沿床身21的长度方向转动安装有第二滚珠丝杆33，第二滚珠丝杆33的两侧的底板31上固定有与第二滚珠丝杆平行的直线导轨副32，第二滚珠丝杆33的活动螺母与上平板39固定连接，上平板39的底部与直线导轨副32滑动连接，上平板39上沿与床身21长度方向垂直的滑槽，滑槽内滑动安装有调整板38，调整板38上固定安装有雕刻电机37，第二滚珠丝杆33的一端通过第二联轴器34与第三伺服电机35连接，第三伺服电机35固定在第二安装板36上，第二安装板36固定在底板31上。

雕刻主轴采用了雕刻电主轴，风冷的冷却方式，转速提高不影响噪声，转速可达到10000转/分，噪声控制在70分贝以下，风冷雕刻电主轴的机壳为方柱形铝壳，上面开有风道，减轻主轴的重量，高速度，高精度，高效率，低噪音，且方便安装提高了散热效果。

床身21中部设有不少于一个中心架5，中心架5包括滑动安装在床身21上的压板57，压板57上部设有支撑架51，支撑架51的两侧对称设有滑套54，滑套54内滑动安装有套筒56，滑套54的一侧沿其长度方向开设有第一导向槽，第一导向槽内滑动安装有导向块52，套筒56的一端固定有轴承座55，轴承座55上转动安装有支撑轴承58，套筒56一端螺纹连接有梯形丝杆53，梯形丝杆53的另一端与驱动机构连接。驱动机构带动梯形丝杆53旋转，从而能够使得套筒56沿着滑套54内部滑动，导向块52与第一导向槽配合起到导向作用。

床身21的另一端设有尾座6，尾座6包括滑动安装在床身21上的尾座体61，尾座体61底部设有液压锁紧机构68，尾座体61的一端与尾座进退油缸67的端部铰接，尾座进退油缸67沿床身21的长度方向设置，尾座体61内滑动安装有套筒63，套筒63的侧面设有导向键62，尾座体61内设有第二导向槽66，导向键62滑动安装在第二导向槽66内。套筒63的一端与套筒进退油缸64连接，套筒进退油缸64固定在尾座体61上且与尾座进退油缸67平行，套筒63的另一端设有顶尖65。在尾座体61移动到合适位置后，液压锁紧机构68对尾座体61的位置进行锁定。

电气控制使用了全新一代的NC控制系统，利用CAM软件提供编程，可以方便的在编辑界面输入参数对商标内容，间隔，大小，字形进行编辑和修改，能够实现人工的排版，模拟显示，以及对所有WORD字体，生产厂家，材质，冶炼方法等特殊标识的编排和刻写。方便根据客户的要求，在加工前调整字体的大小，间距和方向等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型轧辊刻字机床，包括床台(2)，其特征在于：所述床台(2)包括床身(21)，所述床身(21)一端设有主轴箱(1)，所述床身(21)一侧沿其长度方向设有第一平移机构，所述第一平移机构上设有下滑座(4)，所述下滑座(4)包括设在第一平移机构上的大托板(41)，所述大托板(41)滑动安装在沿床身(21)长度方向设置的导轨上，所述大托板(41)上设有与床身(21)长度方向相垂直的第二平移机构；

所述第二平移机构上设有上滑座(3)，所述上滑座(3)包括设在第二平移机构上的底板(31)，所述底板(31)上沿床身(21)的长度方向转动安装有第二滚珠丝杆(33)，所述第二滚珠丝杆(33)的两侧的底板(31)上固定有与第二滚珠丝杆(33)平行的直线导轨副(32)，所述第二滚珠丝杆(33)的活动螺母与上平板(39)固定连接，所述上平板(39)的底部与直线导轨副(32)滑动连接，所述上平板(39)上沿与床身(21)长度方向垂直的滑槽，滑槽内滑动安装有调整板(38)，所述调整板(38)上固定安装有雕刻电机(37)，所述第二滚珠丝杆(33)的一端通过第二联轴器(34)与第三伺服电机(35)连接，所述第三伺服电机(35)固定在第二安装板(36)上，所述第二安装板(36)固定在底板(31)上；

所述床身(21)中部设有不少于一个中心架(5)，所述中心架(5)包括滑动安装在床身(21)上的压板(57)，所述压板(57)上部设有支撑架(51)，所述支撑架(51)的两侧对称设有滑套(54)，所述滑套(54)内滑动安装有套筒(56)，所述滑套(54)的一侧沿其长度方向开设有第一导向槽，所述第一导向槽内滑动安装有导向块(52)，所述套筒(56)的一端固定有轴承座(55)，所述轴承座(55)上转动安装有支撑轴承(58)，所述套筒(56)一端螺纹连接有梯形丝杆(53)，所述梯形丝杆(53)的另一端与驱动机构连接；

所述床身(21)的另一端设有尾座(6)，所述尾座(6)包括滑动安装在床身(21)上的尾座体(61)，所述尾座体(61)底部设有液压锁紧机构(68)，所述尾座体(61)的一端与尾座进退油缸(67)的端部铰接，所述尾座进退油缸(67)沿床身(21)的长度方向设置，所述尾座体(61)内滑动安装有套筒(63)，所述套筒(63)的一端与套筒进退油缸(64)连接，所述套筒进退油缸(64)固定在尾座体(61)上且与尾座进退油缸(67)平行，所述套筒(63)的另一端设有顶尖(65)。

2.根据权利要求1所述的一种新型轧辊刻字机床，其特征在于：所述主轴箱(1)包括主轴箱体(11)，所述主轴箱体(11)内转动安装有主轴(12)和蜗杆(16)，所述主轴(12)的一端延伸到主轴箱体(11)外部且端部设有卡盘(17)，所述主轴(12)上同轴设有涡轮(14)，所述涡轮(14)与蜗杆(16)啮合，所述主轴箱体(11)内设有第一伺服电机(15)，所述第一伺服电机(15)的输出轴及蜗杆(16)的端部均同轴连接有同步轮(13)，两个同步轮(13)之间连接有同步带。

3.根据权利要求2所述的一种新型轧辊刻字机床，其特征在于：所述卡盘(17)为四爪单动卡盘。

4.根据权利要求1所述的一种新型轧辊刻字机床，其特征在于：所述第一平移机构包括沿床身(21)长度方向设置的第一滚珠丝杠(27)，所述大托板(41)与所述第一滚珠丝杠(27)的活动螺母固定连接，所述第一滚珠丝杠(27)的两端均转动安装在支座(26)上，所述支座(26)通过T形螺钉(22)固定在床身(21)上，所述T形螺钉(22)滑动安装在床身(21)上开设的T形滑槽内，所述第一滚珠丝杠(27)的一端通过第一联轴器(25)与减速机(23)的输出轴连接，所述减速机(23)输入轴与第二伺服电机(28)输出轴连接，所述第二伺服电机(28)固定安装在第一安装板(24)上，所述第一安装板(24)固定在床身(21)上。

5.根据权利要求1所述的一种新型轧辊刻字机床，其特征在于：所述床身(21)的两边均安装有防尘罩。

6.根据权利要求1所述的一种新型轧辊刻字机床，其特征在于：所述第二平移机构包括沿大托板(41)长度方向设置的第三滚珠丝杠(43)，所述第三滚珠丝杠(43)的活动螺母与中拖板(42)连接，所述底板(31)固定安装在中拖板(42)上，所述中拖板(42)滑动安装在大托板(41)上部，所述第三滚珠丝杠(43)的一端通过第三联轴器(44)与第四伺服电机(45)的输出轴连接，所述第四伺服电机(45)固定在大托板(41)上。

7.根据权利要求1所述的一种新型轧辊刻字机床，其特征在于：所述套筒(63)的侧面设有导向键(62)，所述尾座体(61)内设有第二导向槽(66)，所述导向键(62)滑动安装在第二导向槽(66)内。