CN202317101U - 一种经济型三轴联动数控钻床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种经济型三轴联动数控钻床，属于机械技术领域。它解决了现有的数控钻床主轴转速的测定和调整困难、结构复杂的问题。本经济型三轴联动数控钻床，包括机架、主轴箱、工作台、钻床主轴和主轴电机，主轴电机的转轴通过带轮传动机构与钻床主轴相连并能带动钻床主轴转动，钻床主轴位于工作台的上方，主轴箱上设置有用于带动上述的钻床主轴沿轴向运动的进给机构，机架上还设置有相互垂直的滑台一和滑台二，滑台二位于所述的滑台一上表面，工作台固连在所述的滑台二上，滑台一上设置有用于带的滑台一滑动的驱动机构一，滑台二上设置有用于带动滑台二滑动的驱动机构二。本经济型三轴联动数控钻床设置有滑台一和滑台二滑动，结构紧凑。
Description
技术领域
本实用新型属于机械技术领域，涉及一种数控钻床，特别是一种经济型三轴联动数控钻床。
背景技术
钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床，通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床可用来加工通孔、盲孔，通过更换刀具还可以完成扩孔、锪孔，铰孔或攻丝等加工。钻床通过数控设备对钻床主轴的旋转和轴向进给进行控制，提高了加工精度和生产效率。
为了使数控钻床能够对工件上不同位置和不同尺寸的孔进行加工，技术人员设计开发了一种具有四个主轴的数控钻床。例如，中国专利【专利号ZL201020641687.4；授权公告号CN201940637U】公开了一种四轴数控钻床，包括钻床床身、可左右运动地安装于钻床床身上的工作台、固定安装于钻床床身上的立柱总成、可上下运动地安装于立柱总成上的主轴箱以及用于控制钻床动作的数控装置，主轴箱上安装有四把可同时加工不同工件的钻头。
上述的数控钻床可实现四把钻头同时加工不同的工件，提高了加工效率。但是，该数控钻床存在的问题在于1、工作台只能左右移动，加工不方便；2、主轴的转速的测定和调整困难，不利于提高加工出的工件的质量；3、结构较为复杂，占用的空间较大。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种经济型三轴联动数控钻床，本实用新型解决的技术问题是使 工作台能够沿相互垂直的两个方向滑动，并且本数控钻床的结构紧凑。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种经济型三轴联动数控钻床，包括机架、主轴箱、工作台、钻床主轴和主轴电机，主轴电机的转轴通过带轮传动机构与钻床主轴相连并能带动钻床主轴转动，钻床主轴位于工作台的上方，其特征在于，所述的主轴箱上设置有用于带动上述的钻床主轴沿轴向运动的进给机构，所述的机架上还设置有相互垂直的滑台一和滑台二，所述的滑台二位于所述的滑台一上表面，所述的工作台固连在所述的滑台二上，所述的滑台一上设置有用于带的滑台一滑动的驱动机构一，所述的滑台二上设置有用于带动滑台二滑动的驱动机构二。
本经济型三轴联动数控钻床的工作原理是：加工之前，将工件装夹在工作台上；启动主轴电机带动钻床主轴旋转，并通过驱动机构一和驱动机构二分别带动滑台一和滑台二滑动，从而将装夹在工作台上的工件移动到加工位置；进给机构带动钻床主轴进给，完成钻孔加工后钻床主轴复位；在加工另一个孔时，通过操纵驱动机构一和驱动机构二调整工件的位置以便完成后续的钻孔加工。本数控钻床的结构紧凑，能够实现工件位置的调整，便于工件的钻孔加工。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的主轴箱内还设有用于检测钻床主轴转速的编码器，所述的主轴电机上联接有用于调节主轴电机转速的变频器，所述的编码器的信号输出端与变频器的信号输入端相联。这样设置的目的是：编码器检测钻床主轴的转速，并将反馈信号发送给变频器，变频器接收到反馈信号后能够调节主轴电机的转速，使钻床主轴的转速保持稳定；操作人员能够通过调整编码器的转速设定值来改变钻床主轴的转速，提高不同加工环境下的加工精度。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的主轴箱内固连有支座，所述的编码器固连在上述的支座上，所述的编码器包括本体和编码器轮，所述的钻床主轴上固连有主轴编码器轮，所述的编码器轮和主轴编码器轮通过同步带相联。钻床主轴能够带动编码器轮转动，编码器的固定可靠。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的进给机构包括设置在机架上的进给电机、套设在钻床主轴上并与钻床主轴轴向定位的主轴套筒、轴向定位在机架上的进给丝杆和与进给丝杆相配合的进给螺母，所述的进给螺母与上述的主轴套筒相固连，所述的进给电机的转轴上固连有带轮一，所述的进给丝杆上固连有带轮二，所述的带轮一和带轮二通过同步带相联。进给机构的工作原理是：进给电机通过带轮一和带轮二带动进给丝杆转动，与进给丝杆配合的进给螺母沿进给丝杆轴向滑动并带动钻床主轴完成进给运动。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的进给电机为伺服电机。钻床主轴的进给精度高，控制方便。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的机架上设置有导轨一，所述的滑台一的底部具有与上述的导轨一相配合的导向槽一，所述的驱动机构一包括固定在机架上的电机一、轴向定位于机架上的丝杆一和固定在滑台一底部的螺母一，所述的电机一的主轴通过联轴器与丝杆一相连，所述的丝杆一和螺母一相配合。电机一通过联轴器带动丝杆一转动，进而使螺母一能带动滑台一沿导轨一滑动。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的电机一为伺服电机。伺服电机启动转矩大，并且转速受输入信号控制，响应速度快，便于实现自动化控制。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的滑台一上设置有导轨二，所述的滑台二的底部开设有与上述的导轨二相配合的 导向槽二，所述的驱动机构二包括固定在滑台一上的电机二、轴向定位于滑台一上的丝杆二和固定在滑台二底部的螺母二，所述的电机二的主轴通过联轴器与丝杆二相连，所述的丝杆二和螺母二相配合。电机二通过联轴器带动丝杆二转动，进而使螺母二能带动滑台二沿导轨二滑动。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的电机二为伺服电机。
在上述的经济型三轴联动数控钻床中，所述的带轮传动机构包括固连在主轴电机的转轴上的带轮三和周向定位在钻床主轴上的带轮四，所述的带轮三和带轮四通过同步带相联。主轴电机的转轴能够通过带轮三和带轮四带动钻床主轴转动。
与现有技术相比，本经济型三轴联动数控钻床的优点在于：
1、本经济型三轴联动数控钻床的工作台能够沿相互垂直设置的滑台一和滑台二滑动，结构紧凑，工作台的位置调节方便。
2、本经济型三轴联动数控钻床的钻床主轴上设置有编码器，能够检测钻床主轴的转速，主轴电机上还联接有变频器，便于钻床主轴转速的调节。
3、本经济型三轴联动数控钻床的进给机构、驱动机构一、驱动机构二都采用私服电机驱动，便于实现钻床的自动化控制。
附图说明
图1是本经济型三轴联动数控钻床的装配结构示意图。
图2是本经济型三轴联动数控钻床滑台一和滑台二装配的主视结构示意图。
图3是本经济型三轴联动数控钻床滑台一和滑台二装配的俯视结构示意图。
图4是本经济型三轴联动数控钻床滑台一和滑台二装配的左视结构示意图。
图中，1、机架；2、工作台；3、钻床主轴；4、主轴电机；5、滑台一；6、滑台二；7、编码器；71、本体；72、编码器轮；8、支座；9、主轴编码器轮；10、进给电机；11、主轴套筒；12、进给丝杆；13、进给螺母；14、导轨一；15、导轨二；16、丝杆一；17、丝杆二；18、螺母一；19、螺母二；20、电机一；21、电机二；22、带轮一；23、带轮二；24、带轮三；25、带轮四；26、主轴箱；27、底座；28、导轨护罩一；29、导轨护罩二。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
本经济型三轴联动数控钻床用于完成工件的钻孔加工，本数控钻床的结构紧凑，钻孔加工的操作方便，加工精度高。本经济型三轴联动数控钻床包括机架1、工作台2、主轴箱26、钻床主轴3、主轴电机4、滑台一5、滑台二6、进给机构、驱动机构一和驱动机构二。
如图1所示，主轴箱26通过立柱与机架1相连，钻床主轴3设置在主轴箱26内，主轴电机4固定在主轴箱26上。主轴电机4的转轴和钻床主轴3通过带轮传动机构相连，带轮传动机构包括带轮三24和带轮四25，带轮三24通过紧固螺钉与主轴电机4的转轴相固连，带轮四25通过花键与钻床主轴3周向定位，带轮三24和带轮四25通过同步带相连，主轴电机4的转轴能带动钻床主轴3旋转。
主轴箱26内设有支座8和编码器7，支座8与主轴箱26固连，编码器7安装在支座8上，编码器7包括本体71和编码器轮72，钻床主轴3上通过花键连接有主轴编码器轮9，编码器轮72和主轴编码器轮9之间通过同步带相连，通过钻床主轴3带动编码器轮72转动能检测钻床主轴3的转速。本实施例中，钻床主轴 3的端部加工有外花键，其上套设有加工有内花键的花键套，带轮四25和主轴编码器轮9均与花键套相固连。主轴电机4上联接有变频器，编码器7的信号输出端与变频器的信号输入端相联。编码器7检测钻床主轴3的转速，并将反馈信号发送给变频器，变频器接收到反馈信号后能够调节主轴电机4的转速，使钻床主轴3的转速保持稳定；操作人员能够通过调整编码器7的转速设定值来改变钻床主轴3的转速，提高不同加工环境下的加工精度。
如图1所示，主轴箱26上还设置有用于带动钻床主轴3进给的进给机构，进给机构包括进给电机10、主轴套筒11、进给丝杆12、进给螺母13、带轮一22和带轮二23。进给电机10固连在主轴箱26内，进给丝杆12与主轴箱26轴向定位，带轮一22固定在进给电机10的转轴上，带轮二23固定在进给丝杆12的一端，带轮一22和带轮二23通过同步带相连，进给电机10能够带动进给丝杆12转动。主轴套筒11套设在钻床主轴3上并与钻床主轴3相定位，主轴套筒11还与主轴箱26周向定位，主轴套筒11上开设有一凹槽，进给螺母13与进给丝杆12相配合，进给螺母13的一端卡入凹槽内，进给螺母13能够带动主轴套筒11和钻床主轴3完成进给运动。本实施例中，进给电机10选用伺服电机。
如图2、图3和图4所示，滑台一5位于机架1上表面，滑台二6位于滑台一5上表面，工作台2与滑台二6固连，钻床主轴3位于工作台2的上方。机架1和滑台之间设置有一底座27，底座27与机架1相固连，底座27上设置有导轨一14，滑台一5的底部开设有与导轨一14相配合的导向槽一，滑台一5能沿导轨一14滑动；滑台一5上设置有导轨二15，滑台二6的底部开设有与导轨二15相配合的导向槽二，滑台二6能沿导轨二15滑动。滑台一5和滑台二6上分别设置有行程开关。
驱动机构一设置在滑台一5和机架1之间，用于带动滑台一5沿导轨一14滑动，驱动机构一包括电机一20、丝杆一16和螺 母一18，丝杆一16通过轴承安装在机架1上，电机一20的主轴通过联轴器与丝杆一16相连，螺母一18固连在滑台二6的底部，丝杆一16和螺母一18相配合。
驱动机构二设置在滑台二6和滑台一5之间，用于带动滑台二6沿导轨二15滑动，驱动机构二包括电机二21、丝杆二17和螺母二19，丝杆二17通过轴承安装在滑台一5上，电机二21的主轴通过联轴器与丝杆二17相连，螺母二19固连在工作台2的底部，丝杆二17和螺母二19相配合。
本实施例中，电机一20和电机二21均选用伺服电机，伺服电机的启动转矩大，其工作状态可通过输入电信号控制。通过PCL或者其他数控系统能够实现本钻床的自动控制和编程控制，有利于生产和加工的自动化控制。导轨一14和导轨二15上分别设置有导轨护罩一28和导轨护罩二29，用于保护导轨，起到防尘作用，提高滑台一5和滑台二6滑动的稳定性。
本经济型三轴联动数控钻床的工作原理是：加工之前，将工件装夹在工作台2上；启动主轴电机4带动钻床主轴3旋转，并通过电机一20和电机二21分别带动滑台一5和滑台二6滑动，从而将装夹在工作台2上的工件移动到加工位置；进给电机10带动钻床主轴3进给，完成钻孔加工后钻床主轴3复位；在加工另一个孔时，通过操纵电机一20和电机二21调整工件的位置以便完成后续的钻孔加工。本数控钻床的结构紧凑，能够实现工件位置的调整，便于工件的钻孔加工。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机架1、工作台2、钻床主轴3、主轴 电机4、滑台一5、滑台二6、编码器7、本体71、编码器轮72、支座8、主轴编码器轮9、进给电机10、主轴套筒11、进给丝杆12、进给螺母13、导轨一14、导轨二15、丝杆一16、丝杆二17、螺母一18、螺母二19、电机一20、电机二21、带轮一22、带轮二23、带轮三24、带轮四25、主轴箱26、底座27、导轨护罩一28、导轨护罩二29等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (10)
1.一种经济型三轴联动数控钻床，包括机架(1)、主轴箱(26)、工作台(2)、钻床主轴(3)和主轴电机(4)，主轴电机(4)的转轴通过带轮传动机构与钻床主轴(3)相连并能带动钻床主轴(3)转动，钻床主轴(3)位于工作台(2)的上方，其特征在于，所述的主轴箱(26)上设置有用于带动上述的钻床主轴(3)沿轴向运动的进给机构，所述的机架(1)上还设置有相互垂直的滑台一(5)和滑台二(6)，所述的滑台二(6)位于所述的滑台一(5)上表面，所述的工作台(2)固连在所述的滑台二(6)上，所述的滑台一(5)上设置有用于带的滑台一(5)滑动的驱动机构一，所述的滑台二(6)上设置有用于带动滑台二(6)滑动的驱动机构二。
2.根据权利要求1所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的主轴箱(26)内还设有用于检测钻床主轴(3)转速的编码器(7)，所述的主轴电机(4)上联接有用于调节主轴电机(4)转速的变频器，所述的编码器(7)的信号输出端与变频器的信号输入端相联。
3.根据权利要求2所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的主轴箱(26)内固连有支座(8)，所述的编码器(7)固连在上述的支座(8)上，所述的编码器(7)包括本体(71)和编码器轮(72)，所述的钻床主轴(3)上固连有主轴编码器轮(9)，所述的编码器轮(72)和主轴编码器轮(9)通过同步带相联。
4.根据权利要求1或2或3所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的进给机构包括设置在机架(1)上的进给电机(10)、套设在钻床主轴(3)上并与钻床主轴(3)轴向定位的主轴套筒(11)、轴向定位在机架(1)上的进给丝杆(12)和与进给丝杆(12)相配合的进给螺母(13)，所述的进给螺母(13)与上述的主轴套筒(11)相固连，所述的进给电机(10)的转轴上固连有带轮一(22)，所述的进给丝杆(12)上固连有带轮二(23)，所述的带轮一(22)和带轮二(23)通过同步带相联。
5.根据权利要求4所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的进给电机(10)为伺服电机。
6.根据权利要求1或2或3所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的机架(1)上设置有导轨一(14)，所述的滑台一(5)的底部具有与上述的导轨一(14)相配合的导向槽一，所述的驱动机构一包括固定在机架(1)上的电机一(20)、轴向定位于机架(1)上的丝杆一(16)和固定在滑台一(5)底部的螺母一(18)，所述的电机一(20)的主轴通过联轴器与丝杆一(16)相连，所述的丝杆一(16)和螺母一(18)相配合。
7.根据权利要求6所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的电机一(20)为伺服电机。
8.根据权利要求1或2或3所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的滑台一(5)上设置有导轨二(15)，所述的滑台二(6)的底部开设有与上述的导轨二(15)相配合的导向槽二，所述的驱动机构二包括固定在滑台一(5)上的电机二(21)、轴向定位于滑台一(5)上的丝杆二(17)和固定在滑台二(6)底部的螺母二(19)，所述的电机二(21)的主轴通过联轴器与丝杆二(17)相连，所述的丝杆二(17)和螺母二(19)相配合。
9.根据权利要求8所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的电机二(21)为伺服电机。
10.根据权利要求1或2或3所述的经济型三轴联动数控钻床，其特征在于，所述的带轮传动机构包括固连在主轴电机(4)的转轴上的带轮三(24)和周向定位在钻床主轴(3)上的带轮四(25)，所述的带轮三(24)和带轮四(25)通过同步带相联。
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Taizhou City, Zhejiang province 317521 Zeguo town Muyu electromechanical Industrial Park Patentee after: ZHEJIANG XILING CO., LTD. Address before: Taizhou City, Zhejiang province 317521 Zeguo town Muyu electromechanical Industrial Park Patentee before: Zhejiang West Diamond Bench Drill Manufacturer Co., Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120711 |
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| CX01 | Expiry of patent term |