CN114473603B - 一种数控机床的进刀控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床的进刀控制装置，属于机械加工技术领域。一种数控机床的进刀控制装置，包括：刀头连接驱动机构、进刀控制机构；所述刀头连接驱动机构设于工作台上方，用于连接驱动刀头作业；所述进刀控制机构安装于支撑体上方并与刀头连接驱动机构连接，控制刀头连接驱动机构进刀作业。本发明进刀控制机构中采用液压缸控制刀头的进刀回程，液压缸上增加回程油管和进程油管数量提高进刀回程速率，在其中的一组回程油管与进程油管之间连通三通阀，利用三通阀无级调速降低进油回油的速率，提高液压缸中第一活塞的灵活度，可对刀头进行提升或降速控制，对刀头的使用及时做出调节，维护刀头的使用寿命。

Description

一种数控机床的进刀控制装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种数控机床的进刀控制装置。

背景技术

数控加工中控制进刀的精准，是影响加工工件精度的关键问题。但是面对加工工件的材质问题，进刀与回程的速度调节与把控，会影响到切割的力度与产品表面粗糙度等，降低产品质量，这同样对工件的加工加工精度其决定作用，此外，刀头的进刀回程速度调控也会降低刀头的损坏与使用寿命。因此在进刀加工中，提高进刀与回程的速度调节，可以很好克服以上问题，因此设计一种数控机床的进刀控制装置就显得非常有必要了。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有上述背景技术中提及的问题而提出的一种数控机床的进刀控制装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种数控机床的进刀控制装置，包括：刀头连接驱动机构、进刀控制机构；

所述刀头连接驱动机构设于工作台上方，用于驱动刀头作业；所述进刀控制机构安装于支撑体上方并与刀头连接驱动机构连接，控制刀头连接驱动机构进刀作业。

优选的，所述进刀控制机构包括壳体、进刀部件、稳压部件、水平调节机构；

所述壳体安装支撑体上，所述壳体顶部安装有油缸，所述进刀部件安装于壳体内部并与油缸连接实现进刀调节；所述稳压部件安装于壳体内部与进刀部件连接用于防坠稳压控制调节，所述水平调节机构安装于进刀部件上其两端均延伸出壳体，且其中一端与刀头连接驱动机构连接。

优选的，所述进刀部件包括液压缸、第一活塞、支撑杆；所述液压缸倒置固定于壳体顶面，所述壳体对称两端面竖直开设有限位滑槽，所述支撑杆水平设于壳体中部其两端分别穿过限位滑槽延伸至其外侧，所述第一活塞底端由液压缸中穿出并与支撑杆连接固定，所述支撑杆底面水平贯穿开设有滑槽。

优选的，所述进刀部件包括第一进程油管、第一回程油管；所述第一进程油管安装液压缸顶部侧边并与其内部连通固定，所述第一回程油管安装液压缸底部侧边并与其内部连通固定，所述第一进程油管与第一回程油管安装于液压缸的同一侧均向上穿过壳体后与油缸连接固定。

优选的，所述进刀部件包括第二进程油管、第二回程油管，所述第二进程油管安装液压缸顶部侧边并与其内部连通固定，所述第二回程油管安装液压缸底部侧边并与其内部连通固定，所述第二进程油管、第二回程油管安装于液压缸的同一侧并共同连接于三通阀上，所述三通阀一端固定连接管，所述连接管向上穿过壳体后与油缸连接固定。

优选的，所述稳压部件包括自循环气压缸系统，转轴、转盘，两个所述自循环气压缸系统对称安装于壳体底端，多个所述转轴对称安装于自循环气压缸系统及进刀部件前侧并转动连接与壳体上，竖直方向平行的两个所述转轴通过链轮及链条啮合连接，位于底部的所述转轴端部套接转盘，所述转盘偏离圆心位置活动连接有与自循环气压缸系统连接的连接杆，位于顶部的所述转轴上套接有齿轮，所述齿轮侧边啮合连接有齿条，所述齿条通过直接固定于进刀部件上。

优选的，所述自循环气压缸系统包括气压缸、第二活塞、连通管，所述第二活塞安装于气压缸内部并与其过盈配合，所述第二活塞杆体穿出气压缸与连接杆活动连接，所述连通管两端分别与气压缸顶部及尾部连通固定。

优选的，所述水平调节机构包括滑杆、丝杆、无刷电机；所述无刷电机安装于壳体外侧，所述滑杆安装到进刀部件上并与其滑动连接，所述滑杆一端与刀头连接驱动机构连接固定，所述丝杆螺纹连接于滑杆内部并由其另一端穿出，所述丝杆端部通过联轴器与无刷电机输出轴连接固定。

优选的，所述刀头连接驱动机构包括机箱、伺服电机、连接器；所述伺服电机安装于机箱内部其输出轴向下穿机箱并与连接器连接固定，所述连接器底部安装有刀头，所述机箱侧边与进刀控制机构连接固定。

与现有技术相比，本发明提供了一种数控机床的进刀控制装置，具备以下有益效果：

(1)本发明中采用液压缸控制刀头的进刀回程，液压缸安装了两个回程油管和两个进程油管提高进刀回程速率，在其中的一组回程油管与进程油管之间连通三通阀，利用三通阀无级调速降低进油回油的速率，提高液压缸中第一活塞的灵活度，可对刀头进行提升或降速控制，对刀头的使用及时做出调节，维护刀头的使用寿命。

(2)本发明中稳压部件成为支撑杆的支撑件，自循环气压缸系统作为自锁机构，在支撑杆停止与任意高度后，对其进行支撑；其中自循环气压缸系统无视支撑杆的移动反向，对支撑杆进行及时有效的支撑。

(3)本发明中自循环气压缸系统主要采用气压缸，在气压缸中第二活塞两端均充满惰性气体并未外部密封隔绝，气压缸前后两端通过一个连通管连通，让第二活塞处于气压缸内部任意位置时，其两端的压强一致，利用第二活塞与气压缸之间的摩擦里充当对支撑杆的支撑力，提供支撑杆或刀头的随时稳定。

(4)本申请在刀头水平调节中，采用丝杆螺纹连接摩擦配合调节滑杆实现无级调节，同时具备自锁功能，随停随稳定，让刀头的控制稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体前视结构示意图；

图2为本发明的机箱前侧剖面结构示意图；

图3为本发明的壳体前侧剖面及其内部组件前视视结构示意图；

图4为本发明的壳体前侧剖面及其内部组件侧视结构示意图；

图5为本发明的液压缸前侧剖面并与水平调节机构拆分结构示意图；

图6为本发明的稳压部件整体结构示意图；

图7为本发明的气压缸侧边剖面结构示意图。

图号说明：100、刀头连接驱动机构；101、机箱；102、伺服电机；103、连接器；200、进刀控制机构；300、壳体；301、限位滑槽；400、进刀部件；401、液压缸；402、第一活塞；403、支撑杆；404、滑槽；405、第一进程油管；406、第一回程油管；407、第二进程油管；408、第二回程油管；409、三通阀；410、连接管；500、稳压部件；501、自循环气压缸系统；502、转轴；503、转盘；504、连接杆；505、齿轮；506、齿条；507、气压缸；508、第二活塞；509、连通管；600、水平调节机构；601、滑杆；602、丝杆；603、无刷电机；700、油缸。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

请参阅图1-7，一种数控机床的进刀控制装置，包括：刀头连接驱动机构100、进刀控制机构200；

刀头连接驱动机构100设于工作台上方，用于连接驱动刀头作业；进刀控制机构200安装于支撑体上方并与刀头连接驱动机构100连接，控制刀头连接驱动机构100进刀作业。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明：

本申请提供一种数控机床的进刀控制装置，包括刀头连接驱动机构100、进刀控制机构200；

请参阅图1-2，其中，刀头连接驱动机构100包括机箱101、伺服电机102、连接器103；伺服电机102安装于机箱101内部其输出轴向下穿机箱101并与连接器103连接固定，连接器103上在安装刀头，伺服电机102输出动力控制刀头螺旋式下刀工作，机箱101安装在进刀控制机构200侧面，由进刀控制机构200控制其上下移动实现进刀回程。

请参阅图3-4，在本申请的实施例中，进刀控制机构200包括壳体300、进刀部件400、稳压部件500、水平调节机构600；

壳体300安装支撑体上，其对称两端面竖直开设有限位滑槽301，进刀部件400、稳压部件500、水平调节机构600进安装于壳体300内部，其中部分组件延伸出去，进刀部件400、稳压部件500、水平调节机构600相互交错连接配合，实现多级调节，控制进刀回程配合以及稳定控制；

在壳体300顶部安装油缸700，进刀部件400与油缸700连接实现进刀调节；稳压部件500安装在壳体300内部与进刀部件400连接用于防坠稳压控制调节，水平调节机构600安装在进刀部件400上其两端均延伸出壳体300，且其中一端与刀头连接驱动机构100连接。

本申请中，进刀部件400包括液压缸401、第一活塞402、支撑杆403；

请参阅图5，关于进刀部件400的一些实施方式具体是，液压缸401倒置固定在壳体300顶端内部，第一活塞402底端由液压缸401延伸出来并与支撑杆403连接固定，支撑杆403水平安装在壳体300中部，其两端分别延伸出限位滑槽301，液压缸401与油缸700连接，控制第一活塞402及支撑杆403上下移动。

在一些实施方式中，液压缸401顶部侧边固定并连通第一进程油管405，液压缸401底部侧边固定并连通第一回程油管406，第一进程油管405与第一回程油管406分别连接到油缸700中，油缸700向第一进程油管405或第一回程油管406输油，实现第一活塞402的快降与回程。

在一些实施方式中，液压缸401顶部侧边固定并连通第二进程油管407，液压缸401底部侧边固定并连通第二回程油管408，第二进程油管407与第二回程油管408同事连接到三通阀409中，三通阀409一端连接管410通过连接管410连通到油缸700中，油缸700向三通阀409中输油后，最终流向第二进程油管407或第二回程油管408中。

上述方式中，可实现稳定快降与回程调节。

其中，与三通阀409连接处的第二进程油管407与第二回程油管408呈锐角分布，三通阀409采用无极调速，可向第二进程油管407或第二回程油管408内部100％输油，或调整阀芯角度向第二进程油管407及第二回程油管408内部50％输油，由此处于静止状态；

上述方式中，采用三通阀409设计实现降速调节，其降速可接近50％。

在一些实施方式中，液压缸401同一侧顶端及底部分别连通固定第一进程油管405与第一回程油管406，液压缸401另一侧顶端及底部分别连通固定，第二进程油管407及第二回程油管408，第一进程油管405与第一回程油管406分别连接到油缸700中，第二进程油管407与第二回程油管408同事连接到三通阀409中，三通阀409一端连接管410通过连接管410连通到油缸700中。

上述实施例中，油缸700同时向连接管410或第一进程油管405与第一回程油管406其中一跟管道输油，可降速调节，其降速可接近50％；油缸700同时向连接管410及第一进程油管405与第一回程油管406其中一跟管道同时输油，可提速调节，其提速可达200％。

本申请实施例中，液压缸401采用双向或单向输油的方式进行输油，采用三通阀409进行输油调节，可进行输油调节，控制进刀速率配合刀头旋转速度，可降低刀头作业的损坏。

请参阅图6-7，本申请实施例中，稳压部件500安装在壳体300中与进刀部件400连接，对静态的支撑杆403进行支撑稳定，稳压部件500自带稳定循环能力，对处于任意高度的支撑杆403及时支撑。

具体是，稳压部件500包括自循环气压缸系统501、转轴502、转盘503，将两个自循环气压缸系统501对称安装在壳体300底端，每个自循环气压缸系统501一侧安装两个转轴502，两个转轴502在竖直方向平行设置，位于底部的转轴502转动连接在自循环气压缸系统501前侧的壳体300上，位于顶部的转轴502转动连接在限位滑槽301顶端的壳体300上，该平行的两个转轴502通过链轮及链条啮合连接，同步转动；

将转盘503安装在下方的转轴502端部后，转盘503偏离圆心位置活动连接连接杆504，将连接杆504与自循环气压缸系统501连接，转轴502的转动受自循环气压缸系统501控制；在支撑杆403前侧通过支架安装固定齿条506，齿条506与上方转轴502上的一个齿轮505啮合。

在本申请中，稳压部件500成为支撑杆403的支撑件，自循环气压缸系统501作为自锁机构，在支撑杆403停止与任意高度后，对其进行支撑；本申请的自循环气压缸系统501无视支撑杆403的移动反向，对支撑杆403进行及时有效的支撑。

其中，自循环气压缸系统501主要包括气压缸507、第二活塞508、连通管509；气压缸507安装在壳体300底端利用，气压缸507中第二活塞508与其内壁过盈配合，第二活塞508与气压缸507之间的摩擦里充当对支撑杆403的支撑力，第二活塞508的杆体部分穿出气压缸507并与连接杆504连接，第二活塞508的移动控制连接杆504，拖拽转盘503实现转轴502的转动；其中气压缸507中第二活塞508两端均充满惰性气体并未外部密封隔绝，气压缸507前后两端通过一个连通管509连通，让第二活塞508处于气压缸507内部任意位置时，其两端的压强一致。

本申请中，实际工作时，是由油缸700输油，提供支撑杆403上下移动的外力以及超出第二活塞508与气压缸507摩擦范围的推力，支撑杆403向上或向上移动时，齿条506同时移动，使转轴502旋转，转盘503的转动同时推拽连接杆504，使第二活塞508移动。

请参阅图5，本申请实施例中，水平调节机构600安装在进刀部件400的支撑杆403上，同时水平调节机构600与刀头连接驱动机构100连接；

其具体是，水平调节机构600包括滑杆601、丝杆602、无刷电机603；支撑杆403在底面水平贯穿开设有滑槽404，在滑槽404内部安装滑杆601，滑杆601的两端均延伸到了滑槽404的槽口处，在其中一个滑槽404处滑杆601与刀头连接驱动机构100的机箱101连接固定，滑杆601安装在支撑杆403内部，在进刀部件400作业时，滑杆601将带动刀头连接驱动机构100进刀或回程。

其中，在滑杆601的另一端穿入一个丝杆602，丝杆602与滑杆601啮合连接，丝杆602的端部转动在支撑杆403的端部，在支撑杆403的该端口固定无刷电机603，无刷电机603通过联轴器与丝杆602连接固定；无刷电机603工作时，丝杆602在旋转的过程中与滑杆601摩擦配合，滑杆601为多面体结构限位在支撑杆403内部仅能水平方向左右滑动，丝杆602将推动滑杆601向左进程或向右回程。

上述实施例中，滑杆601与刀头连接驱动机构100连接的固定，滑杆601的水平移动，将带动刀头水平移动，滑杆601安装在支撑杆403内部可随其竖直方向上进刀回程。

本申请通过采用丝杆602螺纹连接摩擦配合调节滑杆601可实现无级调节，同时具备自锁功能，随停随稳定，让刀头的控制稳定性。

以上，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 (5)

1.一种数控机床的进刀控制装置，其特征在于，包括：

刀头连接驱动机构（100），设于工作台上方，用于连接驱动刀头作业；

进刀控制机构（200），安装于支撑体上方并与刀头连接驱动机构（100）连接，控制刀头连接驱动机构（100）进刀作业；

所述进刀控制机构（200）包括壳体（300）、进刀部件（400）、稳压部件（500）、水平调节机构（600）；

所述壳体（300）安装支撑体上，所述壳体（300）顶部安装有油缸（700），所述进刀部件（400）安装于壳体（300）内部并与油缸（700）连接实现进刀调节；所述稳压部件（500）安装于壳体（300）内部与进刀部件（400）连接用于防坠稳压控制调节，所述水平调节机构（600）安装于进刀部件（400）上其两端均延伸出壳体（300），且其中一端与刀头连接驱动机构（100）连接；

所述进刀部件（400）包括液压缸（401）、第一活塞（402）、支撑杆（403）；所述液压缸（401）倒置固定于壳体（300）顶面，所述壳体（300）对称两端面竖直开设有限位滑槽（301），所述支撑杆（403）水平设于壳体（300）中部其两端分别穿过限位滑槽（301）延伸至其外侧，所述第一活塞（402）底端由液压缸（401）中穿出并与支撑杆（403）连接固定，所述支撑杆（403）底面水平贯穿开设有滑槽（404）；

所述进刀部件（400）包括第一进程油管（405）、第一回程油管（406）；所述第一进程油管（405）安装液压缸（401）顶部侧边并与其内部连通固定，所述第一回程油管（406）安装液压缸（401）底部侧边并与其内部连通固定，所述第一进程油管（405）与第一回程油管（406）安装于液压缸（401）的同一侧均向上穿过壳体（300）后与油缸（700）连接固定；

所述进刀部件（400）包括第二进程油管（407）、第二回程油管（408），所述第二进程油管（407）安装液压缸（401）顶部侧边并与其内部连通固定，所述第二回程油管（408）安装液压缸（401）底部侧边并与其内部连通固定，所述第二进程油管（407）、第二回程油管（408）安装于液压缸（401）的同一侧并共同连接于三通阀（409）上，所述三通阀（409）一端固定连接管（410），所述连接管（410）向上穿过壳体（300）后与油缸（700）连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床的进刀控制装置，其特征在于：所述稳压部件（500）包括自循环气压缸系统（501）、转轴（502）、转盘（503），两个所述自循环气压缸系统（501）对称安装于壳体（300）底端，多个所述转轴（502）对称安装于自循环气压缸系统（501）及进刀部件（400）前侧并转动连接与壳体（300）上，竖直方向平行的两个所述转轴（502）通过链轮及链条啮合连接，位于底部的所述转轴（502）端部套接转盘（503），所述转盘（503）偏离圆心位置活动连接有与自循环气压缸系统（501）连接的连接杆（504），位于顶部的所述转轴（502）上套接有齿轮（505），所述齿轮（505）侧边啮合连接有齿条（506），所述齿条（506）通过直接固定于进刀部件（400）上。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床的进刀控制装置，其特征在于：所述自循环气压缸系统（501）包括气压缸（507）、第二活塞（508）、连通管（509），所述第二活塞（508）安装于气压缸（507）内部并与其过盈配合，所述第二活塞（508）杆体穿出气压缸（507）与连接杆（504）活动连接，所述连通管（509）两端分别与气压缸（507）顶部及尾部连通固定。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床的进刀控制装置，其特征在于：所述水平调节机构（600）包括滑杆（601）、丝杆（602）、无刷电机（603）；所述无刷电机（603）安装于壳体（300）外侧，所述滑杆（601）安装到进刀部件（400）上并与其滑动连接，所述滑杆（601）一端与刀头连接驱动机构（100）连接固定，所述丝杆（602）螺纹连接于滑杆（601）内部并由其另一端穿出，所述丝杆（602）端部通过联轴器与无刷电机（603）输出轴连接固定。

5.根据权利要求1所述的一种数控机床的进刀控制装置，其特征在于：所述刀头连接驱动机构（100）包括机箱（101）、伺服电机（102）、连接器（103）；所述伺服电机（102）安装于机箱（101）内部其输出轴向下穿机箱（101）并与连接器（103）连接固定，所述连接器（103）底部安装有刀头，所述机箱（101）侧边与进刀控制机构（200）连接固定。

Images