CN112496357A - 一种数控机床用主轴箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于机床设备技术领域，尤其涉及一种数控机床用主轴箱，该主轴箱沿竖直方向滑动设置于机床立柱上的滑轨上，所述主轴箱包括箱体、主轴、滑枕以及滑座，所述主轴设置于所述箱体内，所述滑枕设置于所述箱体的一侧并沿水平方向滑动设置于所述滑座上，所述滑座滑动设置于所述滑轨上，其中所述主轴箱还包括在所述滑枕、箱体进行悬伸时对所述滑枕、箱体因重心变化所产生的挠曲变形进行实时调整的动态调整机构；在箱体前移后，箱体的前侧会有向下倾斜的一个趋势，该现象会导致第一座体和第二座体所受向下的外力会前倾，针对该外力的变化，对此设置有用于对箱体施加向上推力，以使箱体达到平衡的动态调整机构。

Description

一种数控机床用主轴箱

技术领域

本发明属于机床设备技术领域，尤其涉及一种数控机床用主轴箱。

背景技术

主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。主轴箱在运动过程中往往会因重心变化引起主轴前端下垂，从而影响机床的动态性能和零件的加工精度。

目前，很多机床设计中采用前端平衡油缸，在立柱前端布置一个或两个平衡油缸，提拉主轴箱，克服主轴组因为重力作用发生变形。如公开号为CN 101913106 A的中国发明专利，其公开了一种落地铣镗床的滑枕挠曲变形双向补偿装置，滑枕下部有两个压杆，并且压杆与拉杆沿铣轴中心线上下对称，则两组杆件形成双向作用力组，由于在滑枕轴向的作用效果相互抵消，使得补偿滑挠曲变形的同时不产生附加的轴向变形。

公告号为CN102179719B的中国发明专利，其公开了一种机床主轴箱应力变形的补偿机构，通过液压比例阀根据滑枕伸出量多少而引起主轴箱重心位置的变化，从而实时输出相应的液压至补偿油缸，使油缸活塞产生向前运动的推力，经活塞前端与缓冲铜垫接触使推力传递至立柱，由作用力与反作用力原理，立柱将给安装有补偿油缸的主轴箱以反向推力，从而达到对主轴箱位置变形进行补偿的作用。上述机构虽然能够对主轴箱进行补偿，但是其因采用侧挤压的方式来进行的，因此在补偿相同挠度的情况下，油缸所需提供的压力要更大，从而增大了设备的功耗。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种数控机床用主轴箱，以克服主轴箱在运动过程中因为主轴组件重心变化而引起的应力集中，对主轴箱产生的应力变形进行实时动态补偿，进而提高机床的加工精度。

本发明的目的是这样实现的：一种数控机床用主轴箱，该主轴箱沿竖直方向滑动设置于机床立柱上的滑轨上，所述主轴箱包括箱体、主轴、滑枕以及滑座，所述主轴设置于所述箱体内，所述滑枕设置于所述箱体的一侧并沿水平方向滑动设置于所述滑座上，所述滑座滑动设置于所述滑轨上，其特征在于：所述主轴箱还包括在所述滑枕、箱体进行悬伸时对所述滑枕、箱体因重心变化所产生的挠曲变形进行实时调整的动态调整机构；

所述滑座的左右两侧分别固定有第一座体和第二座体，所述第一座体和第二座体用于支撑所述滑枕以及箱体，并且供二者进行滑动，所述第一座体与所述箱体的前端处于同侧，所述第二座体与所述箱体的后端处于同侧；所述动态调整机构包括设置于所述第一座体上的以用于对所述箱体施加向上推力的第一调整装置、设置于所述第二座体上的以用于对所述箱体施加向下推力的第二调整装置以及用于控制二者工作状态的控制器。

本发明进一步设置为：所述第一调整装置包括位于所述箱体下方的且具有内腔的第一调整座，所述第一调整座内设置有第一调节液压油缸，所述第一调节液压油缸的活塞杆端伸出所述第一调整座后延伸至所述箱体的下端面，所述第一调整装置还包括油槽，用于提供压力介质；压力泵，进口端与油槽相连，出口端与第一调节液压油缸相连，以用于对所述第一调节液压油缸进行供油；

所述第二调整装置包括位于箱体上方的且具有内腔的第二调整座，所述第二调整座内设置有第二调节液压油缸，所述第二调节液压油缸的活塞杆端伸出第一调整座后延伸至箱体的下端面，所述第二调节液压油缸与所述第一调节液压油缸并联于压力泵的输出管道上；

所述控制器包括位置传感器，用于检测所述箱体的伸出量，并将所检测到的信息转换后发送给PLC控制单元；液压比例阀，有两个，并分别设置于所述压力泵与第一调节液压油缸之间的管道上以及压力泵与第二调节液压油缸之间的管道上；PLC控制单元，通过位置传感器所检测的箱体的位置信息，控制液压比例阀的状态，以向第一调节液压油缸、第二调节液压油缸输入相应的油量，控制第一调节液压油缸活塞杆对所述箱体施加向上推力的大小，以及第二调节液压油缸活塞杆对箱体施加向下推力的大小。

本发明进一步设置为：所述液压比例阀分为第一三位四通阀以及第二三位四通阀，所述第一三位四通阀具有第一工作油口A、第一工作油口B、第一进油口P以及第一回油口T；所述第一调节液压油缸的无杆腔上设置有第一油口，其有杆腔上设置有第二油口，所述第一工作油口A通过管道与所述第一油口相连，所述第一工作油口B通过管道与所述第二油口相连，所述第一进油口P与所述压力泵相连，所述第一回油口T与所述油槽相连，当第一三位四通阀处于中位时，各油口封闭，处于左位置时，第一进油口P与第一工作油口A相连通，第一回油口T与第一工作油口B相连通，处于右位置时，第一进油口P与第一工作油口B相连通，第一回油口T与第一工作油口A相连通；

所述第二三位四通阀具有第二工作油口A、第二工作油口B、第二进油口P以及第二回油口T；所述第二调节液压油缸的无杆腔上设置有第三油口，其有杆腔上设置有第四油口，所述第二工作油口A通过管道与第三油口相连，所述第二工作油口B通过管道与第四油口相连，所述第二进油口P与压力泵相连，所述第二回油口T与油槽相连，当第二三位四通阀处于中位时，各油口封闭，处于左位置时，第二进油口P与第二工作油口A相连通，第二回油口T与第二工作油口B相连通，处于右位置时，第二进油口P与第二工作油口B相连通，第二回油口T与第二工作油口A相连通。

本发明进一步设置为：所述控制器还包括调节装置，连接于所述压力泵出口端上以用于分流。

本发明进一步设置为：所述调节装置包括内部具有圆柱状腔室的调节座以及滑动密封设置于调节座内的调节活塞；所述调节活塞呈圆台状，其小端面与调节座的内壁形成第一腔室，其大端面与调节座的内壁形成第二腔室，所述第二腔室内设置有压力弹簧；所述调节座上开设有正对于所述调节活塞小端面的出油端口A、正对于所述调节活塞大端面的出油端口B以及位于侧面并与第一腔室相连通的进油端口C，所述出油端口A通过管道与所述第一进油口P、第二进油口P相连，所述出油端口B通过管道与所述油槽相连，所述调节活塞的环面上还开设有将所述第一腔室与第二腔室相连通的连通孔，所述调节装置还包括由所述PLC控制单元控制的换向阀，所述换向阀具有两个工作端口，并分别与所述出油端口B和所述第一进油口P、第二进油口P相连通，其进油端口与所述压力泵的出口端相连；

当所述压力泵开启，在所述换向阀切换到与所述进油端口C相连时，压力泵输出的压力油流向进油端口C，流向进油端口C的压力油推动所述调节活塞向所述第二腔体移动，挤压压力弹簧并逐渐将出油端口A打开，使得位于第一腔体内的压力油一部分由出油端口A流出，并流向第一进油口P、第二进油口P，另一部分通过所述连通孔流向所述第二腔体，并通过出油端口B流出；

在所述换向阀切换到与所述第一进油口P、第二进油口P相连时，压力泵输出的压力油直接向第一进油口P、第二进油口P输送。

本发明进一步设置为：所述第一调节液压油缸的活塞杆端设置有第一压板，所述第一压板上与所述箱体相接触的一面为光滑面，所述第二调节液压油缸的活塞杆端设置有第二压板，所述第二压板上与所述箱体相接触的一面为光滑面，所述控制器还包括设置于所述第一压板上的以用于检测所受压力值大小的第一压力传感器以及设置于所述第二压板上的以用于检测所受压力值大小的第二压力传感器，所述PLC控制单元根据第一压力传感器所检测到的压力信号，控制所述第一三位四通阀、第二三位四通阀的状态。

本发明还提供一种用于上述数控机床用主轴箱的控制方法，其特征在于：具体控制步骤如下，

箱体前伸：当主轴箱箱体向前位移后，箱体重心前倾，此时位移传感器将检测出箱体前移的距离信号发送给控制器，控制器通过该信号将压力泵开启，将第一三位四通阀、第二三位四通阀同时切换至左位，油槽内的液压油经第一进油口P、第二进油口P分别流向第一工作油口A和第二工作口A，并进入到第一调节液压油缸的无杆腔和第二调节液压油缸的无杆腔内，推动第一压板挤压箱体的下端，第二压板挤压箱体的上端，对箱体产生的挠度进行补偿，待相应的液压油补入第一调节液压油缸、第二调节液压油缸的无杆腔内后，即使得第一压板、第二压板作用于箱体上的压力总和逐渐增大到相应数值后，控制器将第一三位四通阀、第二三位四通阀均切换到中位，调整完毕；

箱体后退：当主轴箱箱体向后位移后，箱体重心后倾，此时位移传感器将检测出箱体后移的距离信号发送给控制器，控制器通过该信号将压力泵开启，将第一三位四通阀、第二三位四通阀切换至右位，油槽内的液压油经第一进油口P、第二进油口P分别流向第一工作油口B和第二工作油口B，并进入到第一调节液压油缸、第二调节液压油缸的有杆腔内，推动第一压板向脱离箱体下端移动，第二压板向推力箱体上端移动，对箱体产生的挠度进行补偿，待相应的液压油补入第一调节液压油缸、第二调节液压油缸的有杆腔内后，即使得第一压板、第二压板作用于箱体上的压力逐渐减小至相应数值后，控制器将第一三位四通阀、第二三位四通阀切换到中位，调整完毕。

本发明进一步设置为：上述方法还包括用于控制第一压板作用于箱体上的压力的变化速率的步骤，该步骤包括，

在控制器将第一三位四通阀、第二三位四通阀切换到左位或右位的同时，将调节装置开启，即将换向阀切换到与所述进油端口C相连通，压力泵输出的压力油流向进油端口C，其中流向进油端口C的压力油一部分会从连通孔、出油端口B流向油槽；另一部分通过出油端口A逐渐流向第一进油口A、第二进油口A，并通过第一工作油口A、第二工作油口A或第一工作油口B、第二工作油口B分别进入到第一调节液压油缸、第二调节液压油缸的无杆腔或有杆腔内，使第一压板、第二压板作用于箱体的压力慢速的增大或减小；

一段时间后将换向阀切换到与所述第一进油口P、第二进油口P相连通，使第一压板、第二压板作用于箱体的压力快速的增大或减小；在第一压板、第二压板作用于箱体的压力总和逐渐接近相应数值时，再将换向阀切换到与所述进油端口C相连通，使第一压板、第二压板作用于箱体的压力再次慢速的增大或减小，直至到达相应的数值，最后将第一三位四通阀、第二三位四通阀切换到中位，压力泵关闭。

本发明的有益效果是：

1、本发明在滑座上设置有第一座体和第二座体，滑枕以及箱体设置在第一座体和第二座体上，在箱体前移后，箱体的前侧会有向下倾斜的一个趋势，该现象会导致第一座体和第二座体所受向下的外力会前倾，针对该外力的变化，对此设置有用于对箱体施加向上推力，以使箱体达到平衡的动态调整机构。

2、由于箱体重心变化与输入至第一调节液压油缸、第二调节液压油缸的压力油之间的比例关系单纯的采用一般的液压比例阀是难以精准调控的，为此，本发明设置有第一三位四通阀、第二三位四通阀、第一压力传感器以及第二压力传感器，通过共同作用来进行精准控制，即将箱体重心的变化，转化为箱体对位于第一座体上的第一调整装置的压力、对位于第二座体上的第二调整装置的压力变化；

在控制器的控制下，当主轴箱箱体向前位移后，箱体重心前倾，此时位移传感器将检测出箱体前移的距离信号发送给控制器，控制器通过该信号将压力泵开启，将第一三位四通阀、第二三位四通阀同时切换至左位，油槽内的液压油经第一进油口P、第二进油口P分别流向第一工作油口A和第二工作口A，并进入到第一调节液压油缸的无杆腔和第二调节液压油缸的无杆腔内，推动第一压板挤压箱体的下端，第二压板挤压箱体的上端，对箱体产生的挠度进行补偿，待相应的液压油补入第一调节液压油缸、第二调节液压油缸的无杆腔内后，即使得第一压板、第二压板作用于箱体上的压力总和逐渐增大到相应数值后，控制器将第一三位四通阀、第二三位四通阀均切换到中位，调整完毕；

当主轴箱箱体向后位移后，箱体重心后倾，此时位移传感器将检测出箱体后移的距离信号发送给控制器，控制器通过该信号将压力泵开启，将第一三位四通阀、第二三位四通阀切换至右位，油槽内的液压油经第一进油口P、第二进油口P分别流向第一工作油口B和第二工作油口B，并进入到第一调节液压油缸、第二调节液压油缸的有杆腔内，推动第一压板向脱离箱体下端移动，第二压板向推力箱体上端移动，对箱体产生的挠度进行补偿，待相应的液压油补入第一调节液压油缸、第二调节液压油缸的有杆腔内后，即使得第一压板、第二压板作用于箱体上的压力逐渐减小至相应数值后，控制器将第一三位四通阀、第二三位四通阀切换到中位，调整完毕。

3、在实际工作过程中，压力泵因一些外在因素的影响，在向外输送压力油的过程中，会产生一定的波动，因该波动的影响，会使产生一定的误差，对此在压力泵的出口端设置有调节阀，通过调节阀来对压力进行实时调节，该调节阀结构简单，不需要外力控制，即可自由调节，非常方便实用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明动态调整机构的结构示意图；

图3是本发明调节阀的结构示意图；

图中附图标记为：1、箱体；2、主轴；3、滑座；31、第一座体；32、第二座体；4、动态调整机构；41、第一调整装置；411、第一调整座；412、第一调节液压油缸；413、油槽；414、压力泵；415、第一油口；416、第二油口；417、第一压板；418、第一压力传感器；419、调节阀；4191、阀体；4192、可调节阀芯；4193、进液腔；4194、出液腔；4195、调节头；4196、调节杆；4197、调节弹簧；4198、限位部；4199、连接筋；42、第二调整装置；421、第二调整座；422、第二调节液压油缸；423、第三油口；424、第四油口；425、第二压板；426、第二压力传感器；43、第一三位四通阀；44、第二三位四通阀；45、调节装置；451、调节座；452、调节活塞；453、压力弹簧；454、第一腔室；455、第二腔室；456、连通孔；457、换向阀。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员能更好地理解本发明中的技术方案，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

一种数控机床用主轴2箱，如图1所示，该主轴2箱沿竖直方向滑动设置于机床立柱上的滑轨上，主轴2箱包括箱体1、主轴2、滑枕（图中被挡住未视出）以及滑座3，主轴2设置于箱体1内，滑枕设置于箱体1的一侧并沿水平方向滑动设置于滑座3上，滑座3滑动设置于滑轨上，

其中，主轴2箱还包括在滑枕、箱体1进行悬伸时对滑枕、箱体1因重心变化所产生的挠曲变形进行实时调整的动态调整机构4；

滑座3的左右两侧分别固定有第一座体31和第二座体32，第一座体31和第二座体32用于支撑滑枕以及箱体1，并且供二者进行滑动，第一座体31与箱体1的前端处于同侧，第二座体32与箱体1的后端处于同侧；动态调整机构4包括设置于第一座体31上的以用于对箱体1施加向上推力的第一调整装置41、设置于第二座体32上的以用于对箱体1施加向下推力的第二调整装置42以及用于控制二者工作状态的控制器。

现有的一些装置是采用侧挤压的方式来对箱体1进行的补偿，也就是通过摩擦力来对主轴2箱重心的偏移进行补偿，不仅功耗大，而且效率慢；对此本发明进行改进，其中在滑座3上设置有第一座体31和第二座体32，滑枕以及箱体1设置在第一座体31和第二座体32上，在箱体1前移后，箱体1的前侧会有向下倾斜的一个趋势，该现象会导致第一座体31和第二座体32所受向下的外力会前倾，针对该外力的变化，对此设置有用于对箱体1施加向上推力，以使箱体1达到平衡的动态调整机构4。

如图1和图2所示，本发明的第一调整装置41包括位于箱体1下方的且具有内腔的第一调整座411，第一调整座411内设置有第一调节液压油缸412，第一调节液压油缸412的活塞杆端伸出第一调整座411后延伸至箱体1的下端面，第一调整装置41还包括油槽413，用于提供压力介质；压力泵414，进口端与油槽413相连，出口端与第一调节液压油缸412相连，以用于对第一调节液压油缸412进行供油；

第二调整装置42包括位于箱体1上方的且具有内腔的第二调整座421，第二调整座421内设置有第二调节液压油缸422，第二调节液压油缸422的活塞杆端伸出第一调整座411后延伸至箱体1的下端面，第二调节液压油缸422与第一调节液压油缸412并联于压力泵414的输出管道上；

控制器包括位置传感器，用于检测箱体1的伸出量，并将所检测到的信息转换后发送给PLC控制单元；液压比例阀，有两个，并分别设置于压力泵414与第一调节液压油缸412之间的管道上以及压力泵414与第二调节液压油缸422之间的管道上；PLC控制单元，通过位置传感器所检测的箱体1的位置信息，控制液压比例阀的状态，以向第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422输入相应的油量，控制第一调节液压油缸412活塞杆对箱体1施加向上推力的大小，以及第二调节液压油缸422活塞杆对箱体1施加向下推力的大小。

第一调整装置41主要包括第一调整座411以及设置于其内的第一调节液压油缸412，第二调整装置42主要包括第二调整座421以及设置于其内的第二调节液压油缸422，在主轴2箱向前或向后移动后，位置传感器可检测出其移动的位移量，并且将检测的信号发送给控制器，随后PLC控制单元根据箱体1位移量的具体数值，来控制压力泵414工作，并且随液压比例阀后，使得相应的压力油量进入到第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422内，并驱动二者的活塞杆移动，针对箱体1的重心变化，使得第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422对箱体1的压力也随之进行改变，并达到相应的变化数值。

如图2所示，本发明的液压比例阀分为第一三位四通阀43以及第二三位四通阀44，第一三位四通阀43具有第一工作油口A、第一工作油口B、第一进油口P以及第一回油口T；第一调节液压油缸412的无杆腔上设置有第一油口415，其有杆腔上设置有第二油口416，第一工作油口A通过管道与第一油口415相连，第一工作油口B通过管道与第二油口416相连，第一进油口P与压力泵414相连，第一回油口T与油槽413相连，当第一三位四通阀43处于中位时，各油口封闭，处于左位置时，第一进油口P与第一工作油口A相连通，第一回油口T与第一工作油口B相连通，处于右位置时，第一进油口P与第一工作油口B相连通，第一回油口T与第一工作油口A相连通；

第二三位四通阀44具有第二工作油口A、第二工作油口B、第二进油口P以及第二回油口T；第二调节液压油缸422的无杆腔上设置有第三油口423，其有杆腔上设置有第四油口424，第二工作油口A通过管道与第三油口423相连，第二工作油口B通过管道与第四油口424相连，第二进油口P与压力泵414相连，第二回油口T与油槽413相连，当第二三位四通阀44处于中位时，各油口封闭，处于左位置时，第二进油口P与第二工作油口A相连通，第二回油口T与第二工作油口B相连通，处于右位置时，第二进油口P与第二工作油口B相连通，第二回油口T与第二工作油口A相连通。

第一调节液压油缸412的活塞杆端设置有第一压板417，第一压板417上与箱体1相接触的一面为光滑面，第二调节液压油缸422的活塞杆端设置有第二压板425，第二压板425上与箱体1相接触的一面为光滑面，控制器还包括设置于第一压板417上的以用于检测所受压力值大小的第一压力传感器418以及设置于第二压板425上的以用于检测所受压力值大小的第二压力传感器426，PLC控制单元根据第一压力传感器418所检测到的压力信号，控制第一三位四通阀43、第二三位四通阀44的状态。

由于箱体1重心变化与输入至第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422的压力油之间的比例关系单纯的采用一般的液压比例阀是难以精准调控的，为此，本发明设置有第一三位四通阀43、第二三位四通阀44、第一压力传感器418以及第二压力传感器426，通过共同作用来进行精准控制，即将箱体1重心的变化，转化为箱体1对位于第一座体31上的第一调整装置41的压力、对位于第二座体32上的第二调整装置42的压力变化；

在控制器的控制下，当主轴2箱箱体1向前位移后，箱体1重心前倾，此时位移传感器将检测出箱体1前移的距离信号发送给控制器，控制器通过该信号将压力泵414开启，将第一三位四通阀43、第二三位四通阀44同时切换至左位，油槽413内的液压油经第一进油口P、第二进油口P分别流向第一工作油口A和第二工作口A，并进入到第一调节液压油缸412的无杆腔和第二调节液压油缸422的无杆腔内，推动第一压板417挤压箱体1的下端，第二压板425挤压箱体1的上端，对箱体1产生的挠度进行补偿，待相应的液压油补入第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422的无杆腔内后，即使得第一压板417、第二压板425作用于箱体1上的压力总和逐渐增大到相应数值后，控制器将第一三位四通阀43、第二三位四通阀44均切换到中位，调整完毕；

当主轴2箱箱体1向后位移后，箱体1重心后倾，此时位移传感器将检测出箱体1后移的距离信号发送给控制器，控制器通过该信号将压力泵414开启，将第一三位四通阀43、第二三位四通阀44切换至右位，油槽413内的液压油经第一进油口P、第二进油口P分别流向第一工作油口B和第二工作油口B，并进入到第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422的有杆腔内，推动第一压板417向脱离箱体1下端移动，第二压板425向推力箱体1上端移动，对箱体1产生的挠度进行补偿，待相应的液压油补入第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422的有杆腔内后，即使得第一压板417、第二压板425作用于箱体1上的压力逐渐减小至相应数值后，控制器将第一三位四通阀43、第二三位四通阀44切换到中位，调整完毕。

如图2所示，本发明的控制器还包括调节装置45，连接于压力泵414出口端上以用于分流。

调节装置45包括内部具有圆柱状腔室的调节座451以及滑动密封设置于调节座451内的调节活塞452；调节活塞452呈圆台状，其小端面与调节座451的内壁形成第一腔室454，其大端面与调节座451的内壁形成第二腔室455，第二腔室455内设置有压力弹簧453；调节座451上开设有正对于调节活塞452小端面的出油端口A、正对于调节活塞452大端面的出油端口B以及位于侧面并与第一腔室454相连通的进油端口C，出油端口A通过管道与第一进油口P、第二进油口P相连，出油端口B通过管道与油槽413相连，调节活塞452的环面上还开设有将第一腔室454与第二腔室455相连通的连通孔456，调节装置45还包括由PLC控制单元控制的换向阀457，换向阀457具有两个工作端口，并分别与出油端口B和第一进油口P、第二进油口P相连通，其进油端口与压力泵414的出口端相连；

当压力泵414开启，在换向阀457切换到与进油端口C相连时，压力泵414输出的压力油流向进油端口C，流向进油端口C的压力油推动调节活塞452向第二腔体移动，挤压压力弹簧453并逐渐将出油端口A打开，使得位于第一腔体内的压力油一部分由出油端口A流出，并流向第一进油口P、第二进油口P，另一部分通过连通孔456流向第二腔体，并通过出油端口B流出；

在换向阀457切换到与第一进油口P、第二进油口P相连时，压力泵414输出的压力油直接向第一进油口P、第二进油口P输送。

由于压力泵414响应的速度较快，容易造成第一压板417、第二压力板作用于箱体1上的压力增大过快或减小过快，进而使得箱体1容易产生波动；对此本发明设置有调节装置45，通过调节装置45能够有效的调节压力油进入到第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422内的速度，即控制第一压板417和第二压力板作用于箱体1上的压力的变化速率。

对于调节装置45而言，是利用了液体的特殊性，常态下，调节座451内的第二腔室455内的液体通过出油端口B流向油槽413，并在压力弹簧453的作用下，使得调节活塞452向第一腔室454移动，并且将出油端口A关闭，在需要进行降压、减速时，即将换向阀457切换到与进油端口C相连通，压力油通过进油端口C流向第一腔室454，由于第一腔室454与第二腔室455之间的连通孔456的孔径较小，因此第一腔室454内的压力油从连通孔456流向第二腔室455的同时，还会推动调节活塞452移动并挤压压力弹簧453，使得出油端口A逐渐开启，并由出油端口A流向第一进油口P、第二进油口P，对于流向第二腔室455的压力油会从出油端口B流向油槽413，从而达到分流减速的效果；当需要增大压力变化速率时，将换向阀457直接切换到与第一进油口P、第二进油口P相连通即可。

本发明还提供一种在第一调整装置41、第二调整装置42工作时，对上述调节装置45的控制方法，该控制方法是用于控制第一压板417、第二压板425作用于箱体1上的压力的变化速率，具体如下：

在控制器将第一三位四通阀43、第二三位四通阀44切换到左位或右位的同时，将调节装置45开启，即将换向阀457切换到与进油端口C相连通，压力泵414输出的压力油流向进油端口C，其中流向进油端口C的压力油一部分会从连通孔456、出油端口B流向油槽413；另一部分通过出油端口A逐渐流向第一进油口A、第二进油口A，并通过第一工作油口A、第二工作油口A或第一工作油口B、第二工作油口B分别进入到第一调节液压油缸412、第二调节液压油缸422的无杆腔或有杆腔内，使第一压板417、第二压板425作用于箱体1的压力慢速的增大或减小；

一段时间后将换向阀457切换到与第一进油口P、第二进油口P相连通，使第一压板417、第二压板425作用于箱体1的压力快速的增大或减小；在第一压板417、第二压板425作用于箱体1的压力总和逐渐接近相应数值时，再将换向阀457切换到与进油端口C相连通，使第一压板417、第二压板425作用于箱体1的压力再次慢速的增大或减小，直至到达相应的数值，最后将第一三位四通阀43、第二三位四通阀44切换到中位，压力泵414关闭。

更具体的，在初始阶段，将压力泵414开启后，换向阀457切换到与第一进油口P相连通后，由于出油端口A是通过压力油推动调节活塞452在挤压压力弹簧453后，缓慢开启的，因此在出油端口A开启过程中，流向第一进油口P的压力油逐渐增大，随后达到稳定，为提高调节效率，对此，对于上述所述的“一段时间后”可直接表示出油端口A在完全开启的这一时间段，在该时间段后再将换向阀457切换到与第一进油口P、第二进油口P相连通，进而以最大速度的增大或减小作用于箱体1上的压力；在第一压力传感器418、第二压力传感器426检测到的压力总值逐渐接近相应数值时，再将换向阀457切换到与进油端口C相连通，使第一压板417、第二压板425作用于箱体1的压力再次慢速的进行增大或减小，直至到达相应的数值，最后将第一三位四通阀43、第二三位四通阀44切换到中位，压力泵414关闭。

在实际工作过程中，压力泵414因一些外在因素的影响，在向外输送压力油的过程中，会产生一定的波动，因该波动的影响，会使产生一定的误差，对此在压力泵414的出口端设置有调节阀419，如图3所示，其中调节阀419包括阀体4191以及设置于阀体4191上的可调节阀芯4192，阀体4191内具有直筒状的进液腔4193以及锥状的出液腔4194，该出液腔4194的内径由内向外逐渐增大，其中可调节阀芯4192设置在出液腔4194内，可调节阀芯4192包括锥状的调节头4195、调节杆4196、调节弹簧4197以及限位部4198，限位部4198通过四周设置的连接筋4199固定在出液腔4194的外端口上，调节杆4196设置在限位部4198上，调节头4195设置在调节杆4196上，并可沿调节杆4196的长度方向滑动，调节弹簧4197套设在调节杆4196上，并推动调节头4195像进液腔4193移动，使得出液腔4194与调节头4195之间的间隙减小，以缩小输出通道。

在调节阀419安装于压力泵414的出口端上后，在发生波动后，当压力泵414产生的压力减小，使得输出流量处于下降趋势时，此阶段，作用于调节头4195上的压力减小，在调节弹簧4197的作用下，会驱动调节头4195向进液腔4193移动，使输出通道减小，进而提高阀体4191内的压力，使得管道内的压力保持稳定；当压力泵414产生的压力增大，使得输出流量处于增大趋势时，此阶段，作用于调节头4195上的压力增大，增大的压力会推动调节阀419移动，并挤压调节弹簧4197，使输出通道增大，进而减小阀体4191内的压力，使得管道内的压力保持稳定。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，而不是全部实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，基于上述实施例而获得的其他实施例，都应当属于本发明保护的范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数控机床用主轴箱，该主轴箱沿竖直方向滑动设置于机床立柱上的滑轨上，所述主轴箱包括箱体（1）、主轴（2）、滑枕以及滑座（3），所述主轴（2）设置于所述箱体（1）内，所述滑枕设置于所述箱体（1）的一侧并沿水平方向滑动设置于所述滑座（3）上，所述滑座（3）滑动设置于所述滑轨上，其特征在于：所述主轴（2）箱还包括在所述滑枕、箱体（1）进行悬伸时对所述滑枕、箱体（1）因重心变化所产生的挠曲变形进行实时调整的动态调整机构（4）；

所述滑座（3）的左右两侧分别固定有第一座体（31）和第二座体（32），所述第一座体（31）和第二座体（32）用于支撑所述滑枕以及箱体（1），并且供二者进行滑动，所述第一座体（31）与所述箱体（1）的前端处于同侧，所述第二座体（32）与所述箱体（1）的后端处于同侧；所述动态调整机构（4）包括设置于所述第一座体（31）上的以用于对所述箱体（1）施加向上推力的第一调整装置（41）、设置于所述第二座体（32）上的以用于对所述箱体（1）施加向下推力的第二调整装置（42）以及用于控制二者工作状态的控制器。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床用主轴箱，其特征在于：所述第一调整装置（41）包括位于所述箱体（1）下方的且具有内腔的第一调整座（411），所述第一调整座（411）内设置有第一调节液压油缸（412），所述第一调节液压油缸（412）的活塞杆端伸出所述第一调整座（411）后延伸至所述箱体（1）的下端面，所述第一调整装置（41）还包括油槽（413），用于提供压力介质；压力泵（414），进口端与油槽（413）相连，出口端与第一调节液压油缸（412）相连，以用于对所述第一调节液压油缸（412）进行供油；

所述第二调整装置（42）包括位于箱体（1）上方的且具有内腔的第二调整座（421），所述第二调整座（421）内设置有第二调节液压油缸（422），所述第二调节液压油缸（422）的活塞杆端伸出第一调整座（411）后延伸至箱体（1）的下端面，所述第二调节液压油缸（422）与所述第一调节液压油缸（412）并联于压力泵（414）的输出管道上；

所述控制器包括位置传感器，用于检测所述箱体（1）的伸出量，并将所检测到的信息转换后发送给PLC控制单元；液压比例阀，有两个，并分别设置于所述压力泵（414）与第一调节液压油缸（412）之间的管道上以及压力泵（414）与第二调节液压油缸（422）之间的管道上；PLC控制单元，通过位置传感器所检测的箱体（1）的位置信息，控制液压比例阀的状态，以向第一调节液压油缸（412）、第二调节液压油缸（422）输入相应的油量，控制第一调节液压油缸（412）活塞杆对所述箱体（1）施加向上推力的大小，以及第二调节液压油缸（422）活塞杆对箱体（1）施加向下推力的大小。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床用主轴箱，其特征在于：所述液压比例阀分为第一三位四通阀（43）以及第二三位四通阀（44），所述第一三位四通阀（43）具有第一工作油口A、第一工作油口B、第一进油口P以及第一回油口T；所述第一调节液压油缸（412）的无杆腔上设置有第一油口（415），其有杆腔上设置有第二油口（416），所述第一工作油口A通过管道与所述第一油口（415）相连，所述第一工作油口B通过管道与所述第二油口（416）相连，所述第一进油口P与所述压力泵（414）相连，所述第一回油口T与所述油槽（413）相连，当第一三位四通阀（43）处于中位时，各油口封闭，处于左位置时，第一进油口P与第一工作油口A相连通，第一回油口T与第一工作油口B相连通，处于右位置时，第一进油口P与第一工作油口B相连通，第一回油口T与第一工作油口A相连通；

所述第二三位四通阀（44）具有第二工作油口A、第二工作油口B、第二进油口P以及第二回油口T；所述第二调节液压油缸（422）的无杆腔上设置有第三油口（423），其有杆腔上设置有第四油口（424），所述第二工作油口A通过管道与第三油口（423）相连，所述第二工作油口B通过管道与第四油口（424）相连，所述第二进油口P与压力泵（414）相连，所述第二回油口T与油槽（413）相连，当第二三位四通阀（44）处于中位时，各油口封闭，处于左位置时，第二进油口P与第二工作油口A相连通，第二回油口T与第二工作油口B相连通，处于右位置时，第二进油口P与第二工作油口B相连通，第二回油口T与第二工作油口A相连通。

4.根据权利要求3所述的一种数控机床用主轴箱，其特征在于：所述控制器还包括调节装置（45），连接于所述压力泵（414）出口端上以用于分流。

5.根据权利要求4所述的一种数控机床用主轴箱，其特征在于：所述调节装置（45）包括内部具有圆柱状腔室的调节座（451）以及滑动密封设置于调节座（451）内的调节活塞（452）；所述调节活塞（452）呈圆台状，其小端面与调节座（451）的内壁形成第一腔室（454），其大端面与调节座（451）的内壁形成第二腔室（455），所述第二腔室（455）内设置有压力弹簧（453）；所述调节座（451）上开设有正对于所述调节活塞（452）小端面的出油端口A、正对于所述调节活塞（452）大端面的出油端口B以及位于侧面并与第一腔室（454）相连通的进油端口C，所述出油端口A通过管道与所述第一进油口P、第二进油口P相连，所述出油端口B通过管道与所述油槽（413）相连，所述调节活塞（452）的环面上还开设有将所述第一腔室（454）与第二腔室（455）相连通的连通孔（456），所述调节装置（45）还包括由所述PLC控制单元控制的换向阀（457），所述换向阀（457）具有两个工作端口，并分别与所述出油端口B和所述第一进油口P、第二进油口P相连通，其进油端口与所述压力泵（414）的出口端相连；

当所述压力泵（414）开启，在所述换向阀（457）切换到与所述进油端口C相连时，压力泵（414）输出的压力油流向进油端口C，流向进油端口C的压力油推动所述调节活塞（452）向所述第二腔体移动，挤压压力弹簧（453）并逐渐将出油端口A打开，使得位于第一腔体内的压力油一部分由出油端口A流出，并流向第一进油口P、第二进油口P，另一部分通过所述连通孔（456）流向所述第二腔体，并通过出油端口B流出；

在所述换向阀（457）切换到与所述第一进油口P、第二进油口P相连时，压力泵（414）输出的压力油直接向第一进油口P、第二进油口P输送。

6.根据权利要求5所述的一种数控机床用主轴箱，其特征在于：所述第一调节液压油缸（412）的活塞杆端设置有第一压板（417），所述第一压板（417）上与所述箱体（1）相接触的一面为光滑面，所述第二调节液压油缸（422）的活塞杆端设置有第二压板（425），所述第二压板（425）上与所述箱体（1）相接触的一面为光滑面，所述控制器还包括设置于所述第一压板（417）上的以用于检测所受压力值大小的第一压力传感器（418）以及设置于所述第二压板（425）上的以用于检测所受压力值大小的第二压力传感器（426），所述PLC控制单元根据第一压力传感器（418）所检测到的压力信号，控制所述第一三位四通阀（43）、第二三位四通阀（44）的状态。

7.一种用于权利要求2所述的数控机床用主轴箱的控制方法，其特征在于：具体控制步骤如下，

箱体（1）前伸：当主轴（2）箱箱体（1）向前位移后，箱体（1）重心前倾，此时位移传感器将检测出箱体（1）前移的距离信号发送给控制器，控制器通过该信号将压力泵（414）开启，将第一三位四通阀（43）、第二三位四通阀（44）同时切换至左位，油槽（413）内的液压油经第一进油口P、第二进油口P分别流向第一工作油口A和第二工作口A，并进入到第一调节液压油缸（412）的无杆腔和第二调节液压油缸（422）的无杆腔内，推动第一压板（417）挤压箱体（1）的下端，第二压板（425）挤压箱体（1）的上端，对箱体（1）产生的挠度进行补偿，待相应的液压油补入第一调节液压油缸（412）、第二调节液压油缸（422）的无杆腔内后，即使得第一压板（417）、第二压板（425）作用于箱体（1）上的压力总和逐渐增大到相应数值后，控制器将第一三位四通阀（43）、第二三位四通阀（44）均切换到中位，调整完毕；

箱体（1）后退：当主轴（2）箱箱体（1）向后位移后，箱体（1）重心后倾，此时位移传感器将检测出箱体（1）后移的距离信号发送给控制器，控制器通过该信号将压力泵（414）开启，将第一三位四通阀（43）、第二三位四通阀（44）切换至右位，油槽（413）内的液压油经第一进油口P、第二进油口P分别流向第一工作油口B和第二工作油口B，并进入到第一调节液压油缸（412）、第二调节液压油缸（422）的有杆腔内，推动第一压板（417）向脱离箱体（1）下端移动，第二压板（425）向推力箱体（1）上端移动，对箱体（1）产生的挠度进行补偿，待相应的液压油补入第一调节液压油缸（412）、第二调节液压油缸（422）的有杆腔内后，即使得第一压板（417）、第二压板（425）作用于箱体（1）上的压力逐渐减小至相应数值后，控制器将第一三位四通阀（43）、第二三位四通阀（44）切换到中位，调整完毕。

8.根据权利要求7所述的数控机床用主轴箱的控制方法，其特征在于：上述步骤还包括用于控制第一压板（417）作用于箱体（1）上的压力的变化速率的步骤，该步骤包括，

在控制器将第一三位四通阀（43）、第二三位四通阀（44）切换到左位或右位的同时，将调节装置（45）开启，即将换向阀（457）切换到与所述进油端口C相连通，压力泵（414）输出的压力油流向进油端口C，其中流向进油端口C的压力油一部分会从连通孔（456）、出油端口B流向油槽（413）；另一部分通过出油端口A逐渐流向第一进油口A、第二进油口A，并通过第一工作油口A、第二工作油口A或第一工作油口B、第二工作油口B分别进入到第一调节液压油缸（412）、第二调节液压油缸（422）的无杆腔或有杆腔内，使第一压板（417）、第二压板（425）作用于箱体（1）的压力慢速的增大或减小；

一段时间后将换向阀（457）切换到与所述第一进油口P、第二进油口P相连通，使第一压板（417）、第二压板（425）作用于箱体（1）的压力快速的增大或减小；在第一压板（417）、第二压板（425）作用于箱体（1）的压力总和逐渐接近相应数值时，再将换向阀（457）切换到与所述进油端口C相连通，使第一压板（417）、第二压板（425）作用于箱体（1）的压力再次慢速的增大或减小，直至到达相应的数值，最后将第一三位四通阀（43）、第二三位四通阀（44）切换到中位，压力泵（414）关闭。

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