CN201405200Y - 数控龙门动梁机床横梁平衡结构 - Google Patents

数控龙门动梁机床横梁平衡结构 Download PDF

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Abstract

数控龙门动梁机床横梁平衡结构，立柱上端设有支撑机构，该支撑机构上设有带状部件，该带状部件一端与重锤机构连接，带状部件另一端与横梁连接，所述横梁下端与一个动态平衡液压装置连接。本实用新型通过动态的补偿横梁重心变化产生的力矩，或者动态的补偿横梁加减速变化产生的扭矩，使横梁达到新的平衡状态。

Description

数控龙门动梁机床横梁平衡结构
技术领域
本实用新型涉及一种机械加工设备，具体涉及数控龙门动梁机床横梁平衡结构。
背景技术
动梁式龙门镗铣床与定梁式相比，最大的难度是如何补偿主轴头在横梁上运动和横梁自重引起的横梁变形。由于这种机床跨度大，横梁长，刚性差，而横梁为龙门式数控机床的关键部件之一，该结构的合理与否直接影响整个机床的动态性能和零件的加工精度，而加工精度正是影响机床的应用范围的主要因素。传统形式横梁部件的重量平衡运动一直是个需认真考虑的问题。通常平衡的方法主要有二种：第一是当垂直运动部件的重量较轻时，可采用直接加粗传动丝杠，加大电机扭矩的方法，但这样将使得传动丝杠始终承担着运动部件的重量，导致丝杠单面磨损加重，影响机床精度的保持性；第二种是使用钢丝绳或链条式的重锤平衡，重锤可采用铸件或液压油缸，但这将增加运动部件的质量，使惯量增大，影响系统的快速性；而且当钢丝绳达到使用寿命失效，突然断裂，横梁下滑对丝杠和电机形成冲击。这二种平衡方式，不能解决Y轴拖板在横梁上移动时，横梁产生的变形问题。
发明内容
针对上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种数控龙门动梁机床横梁平衡结构，本实用新型通过动态的补偿横梁重心变化产生的力矩，或者动态的补偿横梁加减速变化产生的扭矩，使横梁达到新的平衡状态。
数控龙门动梁机床横梁平衡结构，立柱上端设有支撑机构，该支撑机构上设有带状部件，该带状部件一端与重锤机构连接，带状部件另一端与横梁连接，所述横梁下端与一个动态平衡液压装置连接。
采用了上述方案，横梁下端与一个动态平衡液压装置连接，当横梁上拖板左右进给移动时，横梁的重心就开始在水平方向上产生移动，此时动态平衡液压装置的平衡油缸经过压力继电器检测到油缸中压力不平衡状态，打开平衡油缸油压系统，动态的补偿横梁重心变化产生的力矩，从而油缸压力系统快速响应，使横梁达到新的平衡状态，油压系统维持稳定。当横梁由丝杠传动，在W轴上下运动时，横梁在频繁上下运动中产生加速和减速运动，W轴的电机产生严重偏载，W轴的电机扭矩和电流变大过大，使W轴在运行时产生爬行。此时横梁两侧的平衡油缸经过系统压力继电器检测到油缸中压力不平衡状态，打开平衡油缸油压系统，动态的补偿横梁加减速变化产生的扭矩，油压系统快速响应使横梁达到新的平衡状态。
本实用新型克服横梁重心结构偏置的措施，较之重锤平衡结构，其惯量小、体积小，动态响应平稳，无爬行，能够保证机床性能可靠；同时合理的选用W轴伺服电动机，利用系统的平衡功能，可以使W向伺服达到更好的动态效果，并能达到简化机械结构的目的。在提高整个机床的动态性能的同时，也将提高零件的加工精度。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中的A向视图；
图3为动态平衡液压装置的示意图；
附图中，1为Y轴拖板，2为横梁，3为重锤机构，4为带状部件，5为支撑机构，6为立柱，7为上限压力继电器，8为下限压力继电器，9为压力阀，10为左溢流阀，11为右溢流阀，12为电磁阀，13为平衡油缸，14为平衡阀，15为单向阀，16为溢流阀，17为蓄能器，18为压力表，19为W轴。
具体实施方式
参照图1至图3，本实用新型的数控龙门动梁机床横梁平衡结构，立柱6上端设有支撑机构5，该支撑构机5为一对链轮。支撑机构5上设有带状部件4，带状部件4为链条。带状部件4一端与重锤机构3连接，带状部件4另一端与横梁2连接，在横梁2上设有Y轴拖板1。在横梁2下端与一个动态平衡液压装置连接。
动态平衡液压装置包括平衡油缸13、平衡阀14、单向阀15、压力检测装置、溢流阀16、蓄能器17、压力表18以及控制油路。其中平衡油缸13、平衡阀14以及单向阀15通过油管顺序连接，平衡油缸13、平衡阀14以及单向阀15连接后形成主油路。压力油依次经单向阀15、平衡阀14输出到平衡油缸13的下腔。平衡油缸13为两个，分别连接于横梁的左侧和右侧，平衡油缸的活塞杆与横梁2固定连接，平衡油缸13与固定于地面上的支架连接。溢流阀16连接于单向阀15的输出端口，从油箱输出的压力油经过单向阀15之后，由溢流阀16对压力油进行压力控制，蓄能器17连接于单向阀15的输出端口，该蓄能器17与溢流阀16形成并联，蓄能器17对压力进行保压。单向阀15的输出端口连接用于显示蓄能器压力的压力表18。压力检测装置连接于平衡阀14的输出端口，压力检测装置包括上限压力继电器7以及下限压力继电器8。如果压力油的压力低于下限压力继电器8设定的压力值，或者高于上限压力继电器7设定的压力值时，那么由上限压力继电器或者下限压力继电器进行报警提示。如果发生报警提示，W轴19传动电动机将被封锁而不能运行。
控制油路包括电磁阀12、左溢流阀10、右溢流阀11以及控制平衡阀的开口大小的压力阀9，左溢流阀和右溢流阀的一端与油箱连通，左溢流阀10和右溢流阀11的另一端分别与电磁阀连通，电磁阀12与压力阀9连通，压力阀9与平衡阀14连通。通过由压力阀9远程控制平衡阀5开口的大小，当机床给定指令处于W轴19上升时，接通电磁阀12中的A油道，回油路经溢流阀10产生压力，主油路回油，此时主油路的系统压力为E。当机床给定指令处于W轴19下降时，接通电磁阀12中的B油道，回油路经溢流阀11产生压力回油，此时主油路的系统压力为F。该液压系统可以使W轴19在上下运动时的油压相对稳定，可以提供给W轴19在精确定位时，有一个良好的平衡效应。

Claims (6)

1.数控龙门动梁机床横梁平衡结构，立柱上端设有支撑机构，该支撑机构上设有带状部件，该带状部件一端与重锤机构连接，带状部件另一端与横梁连接，其特征在于：所述横梁下端与一个动态平衡液压装置连接。
2.根据权利要求1所述的数控龙门动梁机床横梁平衡结构，其特征在于：所述动态平衡液压装置包括平衡油缸、平衡阀、单向阀、压力检测装置以及溢流阀，平衡油缸、平衡阀以及单向阀通过油管顺序连接，压力检测装置连接于平衡阀的输出端口，溢流阀连接于单向阀的输出端口。
3.根据权利要求2所述的数控龙门动梁机床横梁平衡结构，其特征在于：所述动态平衡液压装置还包括连接于单向阀输出端口的蓄能器，该蓄能器与溢流阀形成并联。
4.根据权利要3所述的数控龙门动梁机床横梁平衡结构，其特征在于：所述单向阀的输出端口还连接一个用于显示蓄能器压力的压力表。
5.根据权利要求2所述的数控龙门动梁机床横梁平衡结构，其特征在于：所述压力检测装置包括上限压力继电器以及下限压力继电器。
6.根据权利要求2所述的数控龙门动梁机床横梁平衡结构，其特征在于：所述动态平衡液压装置还包括一个控制油路，该控制油路包括电磁阀、左溢流阀、右溢流阀以及控制平衡阀的开口大小的压力阀，左溢流阀和右溢流阀的一端与油箱连通，左溢流阀和右溢流阀的另一端分别与电磁阀连通，电磁阀与压力阀连通，压力阀与平衡阀连通。
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