CN203390634U - 一种四轴联动数控加工设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种四轴联动数控加工设备,主要由床身、侧板、横梁、X托板、X驱动板、Z滑板、B轴涡轮减速箱、电主轴、B轴法兰盘、滚珠丝杠、导轨、滑块和伺服电机组成,X轴伺服电机驱动X托板从而带动电主轴实现X轴方向的运动,Y轴伺服电机驱动侧板从而带动横梁和电主轴实现Y轴方向的运动,Z轴伺服电机驱动滚珠丝杠转动,从而带动Z滑板和电主轴沿着Z轴上下移动,实现Z轴方向的运动,B轴伺服电机驱动电主轴沿着B轴做转动,实现主轴摆头运动。本实用新型通过采用轻量化的结构设计和四轴联动的控制方式,使机床的整机重量大大降低,同时能够加工具有较复杂外形结构的工件,且结构简单,造价低廉。

Description

一种四轴联动数控加工设备
技术领域
本实用新型涉及一种数控自动化加工设备,具体涉及一种四轴联动数控加工设备。
背景技术
现阶段,采用数控自动化设备进行加工较简单的工件时,通常选用三轴三联动数控机床进行加工,三轴三联动设备的主轴在伺服电机驱动下可以沿着X轴、Y轴和Z轴运动,通过三轴的联动加工出被加工件的表面形状和尺寸。但三轴联动设备的主轴无法摆动,故加工过程中主轴上的刀具只能始终指向一个方向,无法加工复杂表面形状的工件,功能较单一。五轴五联动数控设备的主轴除了可以沿着X轴、Y轴和Z轴移动外,还可以绕着B轴和C轴转动,主轴刀具可以以任意角度指向工件,故可以加工较复杂表面形状的工件。但五轴五联动数控加工设备的机械结构复杂,对CNC控制系统和设备的制造精度要求较高,故成本过高,使设备使用的经济性大大降低。现存的四轴四联动数控设备床身、横梁和传动部分经常采用铸铁或质量较重的结构件,造成设备整机重量增加,制造成本偏高,实用经济性变差。
发明内容
为克服现有数控设备的缺陷,本实用新型提供一种四轴联动数控加工设备,该设备既能通过三轴联动来加工一般较简单结构的工件,又可以通过四轴联动加工具有较复杂外表面的工件,床身采用矩形空心型钢焊接,故整机重量低。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种四轴联动数控加工设备,主要由床身、侧板、横梁、X托板、X驱动板、Z滑板、B轴涡轮减速箱、电主轴、B轴法兰盘、滚珠丝杠、导轨、滑块和伺服电机组成,床身上表面两侧装有Y轴导轨,Y轴导轨下侧方装有Y轴齿条,Y轴齿条与Y轴驱动齿轮传动连接,两个侧板分别安装于床身两侧,侧板下方安装有Y轴滑块,Y轴滑块与床身上的Y轴导轨配合,侧板上装有Y轴驱动总成和Y轴伺服电机,Y轴伺服电机与Y轴驱动总成连接,横梁前表面装有X轴导轨,横梁上表面装有X轴齿条,X轴齿条与X轴驱动齿轮传动连接,X托板位于横梁前面,X托板上固定有丝母座,X托板后表面装有X轴滑块,X轴滑块与横梁上的X轴导轨配合,位于X托板后上方安装有X驱动板,X驱动板上安装有X轴驱动总成,X轴伺服电机与X轴驱动总成连接,X托板前表面装有Z轴滑块,与Z滑板上的Z轴导轨配合,Z滑板上固定有轴承座,Z滑板前表面安装有B轴涡轮减速箱,B轴伺服电机通过B轴涡轮减速箱、B轴法兰盘与电主轴相连接,Z轴伺服电机的轴通过联轴器与滚珠丝杠连接。
所述Z滑板两侧设有平衡气缸,平衡气缸的缸体部分与安装在X托板上的气缸上支架连接,平衡气缸的气缸杆与安装在Z滑板上的气缸下支架连接,气缸内通有压缩空气。
所述床身的下方与地面接触位置安装有四个高度可调的垫脚,所述床身上表面的前半部分安装有T形槽台面,所述床身采用矩形空心型钢焊接而成。
所述B轴涡轮减速箱采用反向零间隙设计。
所述侧板上表面与横梁通过螺钉连接固定在一起。
本实用新型具有以下有益效果:本实用新型通过采用轻量化的结构设计和四轴联动的控制方式,使机床的整机重量大大降低,同时能够加工具有较复杂外形结构的工件,且结构简单,造价低廉。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的A向视图。
图3是图1的B向视图。
图中,1、电主轴,2、B轴法兰盘,3、B轴涡轮减速箱,4、B轴伺服电机,5、Z滑板,6、滚珠丝杠,7、轴承座,8、联轴器,9、Z轴伺服电机,10、Z轴导轨,11、Z轴滑块,12、X托板,13、X轴伺服电机,14、X轴驱动总成,15、X驱动板,16、X轴驱动齿轮,17、X轴齿条,18、X轴导轨,19、X轴滑块,20、横梁,21、螺钉,22、侧板,23、Y轴驱动总成,24、Y轴伺服电机,25、Y轴滑块,26、Y轴导轨,27、丝母座,28、床身,29、垫脚,30、T形槽台面,31、Y轴齿条,32、Y轴驱动齿轮,33、平衡气缸,34、气缸上支架,35、气缸下支架。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明
如图1所示,床身28采用矩形空心型钢焊接而成,床身28的下方与地面接触位置安装有四个垫脚29,垫脚29的高度可以调节,通过调节垫脚29高低使床身28获得并保持水平状态。侧板22上表面与横梁20通过螺钉21连接固定在一起。侧板22上装有Y轴驱动总成23和Y轴伺服电机24。横梁20前表面装有X轴导轨18,横梁20上表面装有X轴齿条17。X托板12位于横梁20前面,X托板12后表面装有X轴滑块19,X轴滑块19与横梁20上的X轴导轨18配合,X托板12前表面装有Z轴滑块11,与Z滑板5上的Z轴导轨10配合。轴承座7固定在Z滑板5上,丝母座27固定在X托板12上,Z轴伺服电机9轴通过联轴器8与滚珠丝杠6连接,电机转动带动滚珠丝杠6转动,滚珠丝杠6与轴承座7和丝母座27相互作用,最终实现Z滑板5的上下移动。Z滑板5前表面安装有B轴涡轮减速箱3,B轴涡轮减速箱3采用反向零间隙设计,反向零间隙设计使B轴突然改变转向的时候能够保证更好的传动精度,消除因存在反向间隙而造成的加工误差。B轴伺服电机4输出的力矩通过B轴涡轮减速箱3减速增扭后,通过B轴法兰盘2传递给电主轴1,使电主轴1绕着B轴转动。位于X托板12后上方安装有X驱动板15,X驱动板15上安装有X轴驱动总成14,X轴伺服电机13输出经过X轴驱动总成14减速增扭后,通过X轴驱动齿轮16和X轴齿条17的齿轮齿条啮合传动,实现X托板12等沿着X轴导轨18方向移动,最终使得电主轴1获得X轴方向的运动。本实用新型设计有平衡气缸33,平衡气缸33的缸体部分与安装在X托板12上的气缸上支架34连接,平衡气缸33的气缸杆与安装在Z滑板5上的气缸下支架35连接,气缸内通有压缩空气,对Z滑板5产生一个向上的拉力,此拉力用以平衡电主轴1和B轴涡轮减速箱3的重力,使的Z轴滚珠丝杠6工作起来更轻松。
如图2所示,床身28上表面两侧装有Y轴导轨26,Y轴导轨26下侧方装有Y轴齿条31。两个侧板22分别安装于床身28两侧,侧板22下方安装有Y轴滑块25,Y轴滑块25与床身28上的Y轴导轨26配合。图1中的Y轴伺服电机24输出的力矩通过Y轴驱动总成23减速增扭后,通过Y轴驱动齿轮32与Y轴齿条31的齿轮齿条啮合传动,从而带动侧板22和横梁20等沿着Y轴导轨26移动,最终带着电主轴1做Y轴方向的直线运动。床身28上表面安装有T形槽台面30,T形槽台面30能够更好的方便工件的安装固定。
如图3所示,设备工作时,可将工件装夹于T形槽台面30上,X轴伺服电机13驱动X托板12从而带动电主轴1实现X轴方向的运动。Y轴伺服电机24驱动侧板22从而带动横梁20和电主轴1实现Y轴方向的运动。Z轴伺服电机9驱动滚珠丝杠6转动,从而带动Z滑板5和电主轴1沿着Z轴上下移动,实现Z轴方向的运动。B轴伺服电机4驱动电主轴1沿着B轴做转动,实现主轴摆头运动。上述四轴的联动可以使机床能够加工具有较复杂表面结构的工件。
本实用新型不局限于上述实施方式,任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化,凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案,均落入本实用新型的保护范围之内。
本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (5)

1.一种四轴联动数控加工设备,主要由床身(28)、侧板(22)、横梁(20)、X托板(12)、X驱动板(15)、Z滑板(5)、B轴涡轮减速箱(3)、电主轴(1)、B轴法兰盘(2)、滚珠丝杠(6)、导轨、滑块和伺服电机组成,其特征在于,床身(28)上表面两侧装有Y轴导轨(26),Y轴导轨(26)下侧方装有Y轴齿条(31),Y轴齿条(31)与Y轴驱动齿轮(32)传动连接,两个侧板(22)分别安装于床身(28)两侧,侧板(22)下方安装有Y轴滑块(25),Y轴滑块(25)与床身(28)上的Y轴导轨(26)配合,侧板(22)上装有Y轴驱动总成(23)和Y轴伺服电机(24),Y轴伺服电机(24)与Y轴驱动总成(23)连接,横梁(20)前表面装有X轴导轨(18),横梁(20)上表面装有X轴齿条(17),X轴齿条(17)与X轴驱动齿轮(16)传动连接,X托板(12)位于横梁(20)前面,X托板(12)上固定有丝母座(27),X托板(12)后表面装有X轴滑块(19),X轴滑块(19)与横梁(20)上的X轴导轨(18)配合,位于X托板(12)后上方安装有X驱动板(15),X驱动板(15)上安装有X轴驱动总成(14),X轴伺服电机(13)与X轴驱动总成(14)连接,X托板(12)前表面装有Z轴滑块(11),与Z滑板(5)上的Z轴导轨(10)配合,Z滑板(5)上固定有轴承座(7),Z滑板(5)前表面安装有B轴涡轮减速箱(3),B轴伺服电机(4)通过B轴涡轮减速箱(3)、B轴法兰盘(2)与电主轴(1)相连接,Z轴伺服电机(9)的轴通过联轴器(8)与滚珠丝杠(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种四轴联动数控加工设备,其特征在于,所述Z滑板(5)两侧设有平衡气缸(33),平衡气缸(33)的缸体部分与安装在X托板(12)上的气缸上支架(34)连接,平衡气缸(33)的气缸杆与安装在Z滑板(5)上的气缸下支架(35)连接,气缸内通有压缩空气。
3.根据权利要求1所述的一种四轴联动数控加工设备,其特征在于,所述床身(28)的下方与地面接触位置安装有四个高度可调的垫脚(29),所述床身(28)上表面的前半部分安装有T形槽台面(30),所述床身(28)采用矩形空心型钢焊接而成。
4.根据权利要求1所述的一种四轴联动数控加工设备,其特征在于,所述B轴涡轮减速箱(3)采用反向零间隙设计。
5.根据权利要求1所述的一种四轴联动数控加工设备,其特征在于,所述侧板(22)上表面与横梁(20)通过螺钉(21)连接固定在一起。
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