CN204934779U - 数控平面运动装置及三轴数控电火花加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置和一种采用该平面运动装置的三轴数控电火花加工机床，所述平面运动装置包括第一平面直线运动装置模块和第二平面直线运动模块，所述第一平面直线运动模块与所述第二平面直线运动模块异面垂直设置，所述第一平面直线运动模块的基体与所述第二平面直线运动模块的活动部固定连接并均采用设有数控装置的伺服电机驱动，所述三轴数控电火花加工机床为在现有单轴数控电火花加工机床的基础上增设上述数控平面运动装置。本实用新型结构简单，操作方便，有利于提高加工质量和生产效率，将可现有单轴数控电火花加工机床改造为三轴数控电火花加工机床，有利于节约社会成本和资源。

Description

数控平面运动装置及三轴数控电火花加工机床

技术领域

本实用新型涉及一种适应于单轴电火花加工机床的数控平面运动装置，还涉及一种采用这种数控平面运动装置实现的三轴数控电火花加工机床。

背景技术

电火花加工机床是一种常见的特种加工机床，广泛应用于制造领域。早期的电火花加工机床为Z轴单轴数控，其X、Y轴方向只能手摇控制，不仅操作麻烦，而且也影响加工质量和生产效率，因此，如何将存量巨大的单轴数控电火花加工机床进行改造，使之具有三轴数控功能，就成为亟待解决的一个重要问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于单轴电火花加工机床的数控平面运动装置，将这种装置配备到单轴数控电火花加工机床上后，可以实现X、Y、Z轴三个方向运动的数字化控制。

本实用新型的目的还在于提供一种三轴数控电火花加工机床，这种三轴数控电火花加工机床通过在现有单轴数控电火花加工机床的基础上增设上述数控平面运动装置，具有三轴数控的功能，以充分利用现有单轴数控电火花加工机床的存量，节约社会成本和资源，或在现有单轴数控电火花加工机床设计的基础上简化三轴数控电火花加工机床的结构，以降低成本。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，包括第一平面直线运动模块和第二平面直线运动模块，各所述平面直线运动模块均包括基体和能够与所述基体相对平面直线运动的活动部，所述活动部以允许其相对于基体平面直线运动的活动连接方式与所述基体活动连接，所述基体上设有用于驱动所述活动部直线运动的伺服驱动装置，所述伺服驱动装置设有伺服电机，所述伺服电机设有数控装置，所述第一平面直线运动模块与所述第二平面直线运动模块异面垂直设置，所述第一平面直线运动模块的基体与所述第二平面直线运动模块的活动部固定连接。

一种三轴数控电火花加工机床，包括Z轴端部，所述Z轴端部安装有平面运动装置，所述平面运动装置采用本实用新型公开的任意一种适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置。

本实用新型的有益效果：由于将两个平面直线运动装置相互异面垂直设置，并将第一平面直线运动模块的基体与所述第二平面直线运动模块的活动部固定连接，由此可以通过第二平面直线运动模块带动第一平面直线运动模块的基体做一个方向上的平面直线运动，而第一平面直线运动模块的活动部做垂直方向上的平面直线运动，由此可以实现两个相互垂直方向（通常可以将这两个方向分别定义X轴方向和Y轴方向）上的平面直线运动；由于设有了带有数控装置的伺服电机进行相应活动部的驱动，由此可以实现对相应平面运动的数字化控制。将这种平面运动装置安装在单轴数控电火花加工机床的Z轴端部，通过单轴数控电火花加工机床原有垂直方向（Z轴方向）上的运动数控和该平面运动装置在平面上的二维运动数控，就可以进行三轴运动的数字化控制，形成三轴数控电火花加工机床。这种三轴数控电火花加工机床结构简单，可以用于对现有单轴电火花加工机床进行改造，将单轴数控变为三轴数控，使现有单轴机床存量具备三轴数控的功能，以方便操作并提供加工质量和生产效率，也可以在现有单轴数控电火花加工机床设计的基础上增加相应的平面运动装置，制造出成本相对低廉的三轴数控电火花加工机床。

附图说明

图1是显示平面运动装置与Z轴端部连接关系的示意图；

图2是显示平面直线运动模块构造的示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型公开的平面运动装置适用于单轴电火花加工机床的三轴数控改造以及其他任意适宜的场合，其包括第一平面直线运动模块300和第二平面直线运动模块200，所述第一平面直线运动模块和第二平面直线运动模块可以采用基本构造相同的平面直线运动装置，以简化设计和制造成本并方便操作和维护，各所述平面直线运动模块均包括基体和能够与所述基体相对平面直线运动的活动部，所述活动部以允许其相对于基体平面直线运动的活动连接方式与所述基体活动连接，所述活动连接方式可以依据现有技术，所述基体上设有用于驱动所述活动部直线运动的伺服驱动装置，所述伺服驱动装置设有带数控装置的伺服电机20，所述伺服电机及其数控装置可以依据现有技术，所述第一平面直线运动模块与所述第二平面直线运动模块异面垂直设置，所述第一平面直线运动模块的基体与所述第二平面直线运动模块的活动部固定连接。由此，通过第二平面直线运动模块可以带动第一平面直线运动模块的基体在一个平面方向上直线运动，而第一平面直线运动模块的活动部又可以相对于其基体在另一个平面方向上运动，由此形成平面上的二维运动。将这种平面运动装置安装在单轴电火花加工机床的Z轴端部100，由Z轴端部实现在Z轴上的运动，由此形成能够在任意方向上移动的三维运动方式，满足了电火花加工机床对电极运动的要求，而单轴数控电火花加工机床的Z轴和平面直线运动模块的伺服电机都可以通过相应的数控装置进行数字化控制，由此使单轴数控电火花加工机床变为三轴数控电火花加工机床。

优选的，所述基体主要包括顶板17和分别固定连接在顶板前、后两端的前端板18和后端板14（以活动部的运动方向为前后方向），所述前、后端板从与顶板的连接处向下延伸，所述前、后端板分别通过相应的轴承支承23、13有丝杆16，所述活动部主要包括螺母座15，根据总体构造，所述螺母座的底部用于连接位于其下方的件11，以带动位于其下方的件一同运动，所述螺母座固定连接有螺母12，所述螺母旋接在所述丝杆上，所述伺服电机安装在所述前端板的前侧，所述伺服电机的输出轴19通过联轴器22连接所述丝杆。由此，通过伺服电机带动丝杆旋转，经螺母将旋转运动转换为沿丝杆方向的直线运动，带动螺母座前后移动。

可选的，所述伺服电机可以设有减速器，也可以不设有减速器，可根据电机特定和控制需要依据现有技术选定，当设有减速器时，所述减速器构成所述伺服电机的输出轴。

优选的，所述前、后端板上分别设有前、后限位开关，用于与所述活动部相配合，当活动部移动到相应位置时，通过限位开关形成限位信号，使伺服电机停止在该方向上的转动，以避免碰撞损伤。所述限位开关可以时接触开关，也可以接近开关等任意适宜形式。

优选的，所述前端板上用于支承所述丝杆的轴承23为两个背对背放置的角接触球轴承，所述后端板上用于支承所述丝杆的轴承13为深沟球轴承，以优化各方向上的负荷能力。

优选的，所述前端板的前面固定安装有中空的电机座21，所述伺服电机固定安装在所述电机座的前侧面上，所述丝杆的前端和所述伺服电机的输出轴延伸到所述电机座内，由此，所述联轴器也位于所述电机座内，不仅方便伺服电机的安装，也方便联轴器的布置。所述电机座可以采用任意适宜的形式，例如通过少于6个面的板连接成的不封闭的框架形式。

优选的，所述第二平面直线运动模块位于所述第一平面直线运动模块的上方且设置方向与所述第一平面直线运动模块的设置方向垂直。由此便于优化总体布局，也便于相互间的连接，简化连接结构。

优选的，所述第一平面直线运动模块的基体与所述第二平面直线运动模块的活动部固定连接的方式为所述第一平面直线运动模块的顶板固定连接在所述第二平面直线运动模块的螺母座的底部，例如通过螺丝紧固在第二平面直线运动模块的螺母座的底面上。

优选的，所述第二平面直线运动模块的基体内设有沿其活动部运动方向的第二导轨，所述第一平面直线运动模块的顶板上面固定安装有与所述第二导轨配合的第二滑块，所述第二滑块与所述第二导轨通过异形截面紧密吻合，所述第一滑块与所述第一导轨相吻合的异形截面设有缩径，所述第二滑块的上部卡在该缩径处，由此同时起到导向和承载重力的作用，所述异形截面的形状可以采用任意能够使第二滑块的上部卡在其缩径处的形状。

优选的，所述第二导轨的数量为两个，分别位于所述第二平面直线运动模块的基体的左、右两侧，所述第二滑块左右对称分布，左、右每侧的第二滑块数量为两个，位于同侧的两个第二滑块前后分布，由此可明显地增加相应活动部直线运动的稳定性。

优选的，所述第二导轨在垂直方向上的高度高于所述第二平面直线运动模块的丝杆高度。

优选的，所述第二导轨和所述第二平面直线运动模块的顶板之间设有第二导轨压条，所述第二导轨压条的上、下两侧分别与所述第二平面直线运动模块的顶板和所述第二导轨连接，所述第二导轨压条的前、后两端分别与所述第二平面直线运动模块的前端板和后端板连接，由此可以明显地增加第二平面直线运动模块的整体强度，并降低对第二导轨的强度要求。

优选的，所述第一平面直线运动模块的螺母座下端固定连接有底部绝缘连接板411，以用于电极的安装。

优选的，所述第一平面直线运动模块的基体内设有沿其活动部运动方向的第一导轨，所述底部绝缘连接板的上面固定安装有与所述第一导轨配合的第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨通过异形截面紧密吻合，所述第一滑块与所述第一导轨相吻合的异形截面设有缩径，所述第一滑块的上部卡在该缩径处，由此同时起到导向和承载重力的作用，所述异形截面的形状可以采用任意能够使第一滑块的上部卡在其缩径处的形状。

优选的，所述第一导轨的数量为两个，分别位于所述第一平面直线运动模块的基板的左、右两侧，所述第一滑块左右对称分布，左、右每侧的第一滑块数量为两个，位于同侧的两个第一滑块前后分布，由此可明显地增加相应活动部直线运动的稳定性。

优选的，所述第一导轨在垂直方向上的高度高于所述第一平面直线运动模块的丝杆高度。

优选的，所述第一导轨和所述第一平面直线运动模块的顶板之间设有第一导轨压条，所述第一导轨压条的上、下两侧分别与所述第一平面直线运动模块的顶板和所述第一导轨连接，所述第一导轨压条的前、后两端分别与所述第一平面直线运动模块的前端板和后端板连接，由此可以明显地增加第一平面直线运动模块的整体强度，并降低对第一导轨的强度要求。

优选的，所述平面运动装置在所述Z轴端部的安装方式为所述第二平面直线运动模块的顶板的上面固定安装有顶部转接板111，用于连接Z轴端部100，以实现这种平面运动装置在单轴电火花加工机床Z轴端部上的安装。

将本实用新型公开的上述任意一种平面运动装置安装在现有单轴电火花加工机床的Z轴端部上，就形成本实用新型的三轴数控电火花加工机床。当所述

除特别说明或另有明确的其他含义外，本说明书涉及平面运动时所称的平面是指垂直于Z轴方向的水平面，并以该平面上的两个相互垂直的方向为X轴方向和Y轴方向，以与该平面垂直的方向为Z轴方向。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，包括第一平面直线运动模块和第二平面直线运动模块，各所述平面直线运动模块均包括基体和能够与所述基体相对平面直线运动的活动部，所述活动部以允许其相对于基体平面直线运动的活动连接方式与所述基体活动连接，所述基体上设有用于驱动所述活动部直线运动的伺服驱动装置，所述伺服驱动装置设有伺服电机，所述伺服电机设有数控装置，所述第一平面直线运动模块与所述第二平面直线运动模块异面垂直设置，所述第一平面直线运动模块的基体与所述第二平面直线运动模块的活动部固定连接。

2.如权利要求1所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，其特征在于所述基体主要包括顶板和分别固定连接在所述顶板前、后两端的前端板和后端板，所述前、后端板从与所述顶板的连接处向下延伸，所述前、后端板分别通过相应的轴承支承有丝杆，所述活动部主要包括螺母座，所述螺母座固定连接有螺母，所述螺母旋接在所述丝杆上，所述伺服电机安装在所述前端板的前侧，所述伺服电机的输出轴通过联轴器连接所述丝杆。

3.如权利要求2所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，其特征在于所述前、后端板上分别设有与所述活动部相配合的前、后限位开关，所述前端板上用于支承所述丝杆的轴承为两个背对背放置的角接触球轴承，所述后端板上用于支承所述丝杆的轴承为深沟球轴承。

4.如权利要求3所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，其特征在于所述前端板的前面固定安装有中空的电机座，所述伺服电机固定安装在所述电机座的前侧面上，所述丝杆的前端和所述伺服电机的输出轴延伸到所述电机座内，所述联轴器也位于所述电机座内。

5.如权利要求1、2、3或4所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，其特征在于所述第二平面直线运动模块位于所述第一平面直线运动模块的上方且设置方向与所述第一平面直线运动模块的设置方向垂直。

6.如权利要求5所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，其特征在于所述第一平面直线运动模块的基体与所述第二平面直线运动模块的活动部固定连接的方式为所述第一平面直线运动模块的顶板固定连接在所述第二平面直线运动模块的螺母座的底部。

7.如权利要求6所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，其特征在于所述第一平面直线运动模块的基体内设有沿其活动部运动方向的第一导轨，所述底部绝缘连接板的上面固定安装有与所述第一导轨配合的第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨通过异形截面紧密吻合，所述第一滑块与所述第一导轨相吻合的异形截面设有缩径，所述第一滑块的上部卡在该缩径处，所述第二平面直线运动模块的基体内设有沿其活动部运动方向的第二导轨，所述第一平面直线运动模块的顶板上面固定安装有与所述第二导轨配合的第二滑块，所述第二滑块与所述第二导轨通过异形截面紧密吻合，所述第二滑块与所述第二导轨相吻合的异形截面设有缩径，所述第二滑块的上部卡在该缩径处。

8.如权利要求7所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，其特征在于所述第一导轨的数量为两个，分别位于所述第一平面直线运动模块的基板的左、右两侧，所述第一滑块左右对称分布，左、右每侧的第一滑块数量为两个，位于同侧的两个第一滑块前后分布，所述第一导轨和所述第一平面直线运动模块的顶板之间设有第一导轨压条，所述第一导轨压条的上、下两侧分别与所述第一平面直线运动模块的顶板和所述第一导轨连接，所述第一导轨压条的前、后两端分别与所述第一平面直线运动模块的前端板和后端板连接，所述第二导轨的数量为两个，分别位于所述第二平面直线运动模块的基体的左、右两侧，所述第二滑块左右对称分布，左、右每侧的第二滑块数量为两个，位于同侧的两个第二滑块前后分布，所述第二导轨和所述第二平面直线运动模块的顶板之间设有第二导轨压条，所述第二导轨压条的上、下两侧分别与所述第二平面直线运动模块的顶板和所述第二导轨连接，所述第二导轨压条的前、后两端分别与所述第二平面直线运动模块的前端板和后端板连接。

9.如权利要求8所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置，其特征在于所述第二平面直线运动模块的顶板的上面固定安装有顶部转接板，所述第一平面直线运动模块的螺母座下端固定连接有底部绝缘连接板。

10.一种三轴数控电火花加工机床，包括Z轴端部，所述Z轴端部安装有平面运动装置，所述平面运动装置为权利要求1-9中任意一项权利要求所述的适用于单轴数控电火花加工机床的数控平面运动装置。