CN210173105U - 一种机床双自动平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种机床双自动平衡装置，滑枕下端固定有刀架，滑枕两端对称设有平衡装置A和平衡装置B，平衡装置A和平衡装置B均固定在安装座上，平衡装置A和平衡装置B与供油阀系统连通，滑枕后端设有驱动其竖向滑动的驱动机构，安装座与平衡装置A和平衡装置B之间设有测距机构，滑枕前端设有调整机构。本实用新型对称布置两套平衡装置，提高平衡装置抵消重力的能力，保证滑枕的平稳性；设置了测距机构、供油阀系统和调整机构，能够及时修正滑枕的竖向偏移，使滑枕始终保持竖直状态，有效的保证了刀架的加工精度，降低了设备由于滑枕沿Z轴运动可能产生的故障率，提高了用户的生产效率，节约维护设备的成本。

Description

一种机床双自动平衡装置

技术领域

本实用新型实施例涉及机加工设备技术领域，具体涉及一种机床双自动平衡装置。

背景技术

由于数控加工中心属于高精度、高速度、高稳定性、绿色环保高档加工设备，而其刀架部件是整个设备的核心，刀架的性能决定了整台设备的性能。刀架在加工过程中，滑枕需要在驱动电机的动力带动下沿Z轴(注：工件上下加工方向为Z轴)不停的进行往返运动(结构如附图1)，当滑枕沿Z轴向下运动时，在重力的作用下，滑枕可以轻松的运动，此时驱动电机负载正常；但，当滑枕沿Z轴向上运动时，由于重力与运动方向相反，此时滑枕向上运动阻力大，运行不稳定，电机负载过大。

当数控加工中心滑枕在驱动电机的动力带动下沿Z轴向上运动时，平衡机构会通过来油处，将压力油引入平衡机构下部油腔，压力油会给上部活塞一个向上的推力，这样就可以有效的平衡掉一部分重力，有效降低驱动电机负载，使滑枕沿Z轴向上运动变的轻松自如。

现有技术中，滑枕只在左侧有一个平衡机构(如附图1)，在实际加工使用中发现，此结构平衡重力能力有限，并且此结构并非对称结构，属于偏置结构，长时间使用如果平衡压力不稳定偏高的话，会导致滑枕沿Z轴倾斜，致使刀架精度不稳，工件加工不合格。

因此，现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种机床双自动平衡装置，以解决现有技术中由于滑枕倾斜而导致的工件加工精度不稳，工件不合格的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种机床双自动平衡装置，包括安装座、滑枕、刀架、滑道、驱动机构、平衡装置A、平衡装置B、供油阀系统、测距机构和调整机构，所述安装座内设有竖向滑道，所述滑道内设有竖向滑动的滑枕，所述滑枕下端固定有刀架，所述滑枕两端对称设有平衡装置A和平衡装置B，所述平衡装置A和平衡装置B均固定在所述安装座上，所述平衡装置A和平衡装置B与供油阀系统连通，所述滑枕后端设有驱动其竖向滑动的驱动机构，所述驱动机构固定在所述安装座上，所述安装座与所述平衡装置A和平衡装置B之间设有测距机构，所述滑枕前端设有调整机构，所述调整机构固定在所述安装座上。

进一步地，还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别信号连接所述测距机构、供油阀系统和调整机构。

进一步地，所述测距机构包括激光发射装置、信号接收装置和信号处理装置，所述激光发射装置和信号处理装置均固定在所述安装座上端，所述信号接收装置固定在所述平衡装置A和平衡装置B的顶端，所述激光发射装置和信号接收装置相对设置，所述激光发射装置和信号接收装置均信号连接所述信号处理装置，所述信号处理装置信号连接所述PLC控制器。

进一步地，还包括支撑机构，所述支撑机构固定在所述安装座上端前部。

进一步地，所述支撑机构包括支撑板和锁紧螺柱，所述支撑板横向设置，且所述支撑板上端面与所述安装座上端面平齐，沿所述支撑板厚度方向穿设有锁紧螺柱，所述锁紧螺柱端部与所述安装座螺接固定。

进一步地，还包括长条槽，所述滑枕前端面上开设有长条槽，所述长条槽沿所述滑枕长度方向设置。

进一步地，所述调整机构包括调整电机、输出轴和偏心挤压装置，所述调整电机固定安装在所述支撑板上端，所述调整电机的输出轴横向设置，所述输出轴端部传动连接偏心挤压装置，所述偏心挤压装置伸入所述长条槽内，所述调整电机信号连接所述PLC控制器。

进一步地，所述偏心挤压装置包括偏心轮、环形橡胶带、保护壳、缺口和外轨道，所述偏心轮外设有外轨道，所述外轨道内设有环形橡胶带，所述外轨道外固定设有保护壳，所述保护壳上开设有供所述环形橡胶带露出的缺口。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型采用的新型双自动平衡装置，采用以滑枕为中心左右对称布置两套平衡装置，不仅可以大幅度加大平衡装置抵消重力的能力，而且可以持续保证滑枕沿Z轴向上运动的平稳性；更进一步设置了测距机构、供油阀系统和调整机构，通过配合使用，能够及时修正滑枕的竖向偏移，使滑枕始终保持竖直状态，有效的保证了刀架的加工精度，降低了设备由于滑枕沿Z轴运动可能产生的故障率，提高了用户的生产效率，节约维护设备的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为现有技术中机床自动平衡装置主视图；

图2为本实用新型实施例1提供的机床双自动平衡装置主视图；

图3为本实用新型实施例1提供的图2中A处局部放大图；

图4为本实用新型实施例1提供的机床双自动平衡装置左视图；

图5为本实用新型实施例1提供的调整机构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例1提供的调整机构在长条槽内使用状态示意图；

图7为本实用新型实施例2提供的控制关系连接图；

图中：

1安装座；2滑枕；3刀架；4驱动机构；5平衡装置A；6平衡装置B；7供油阀系统；8测距机构；801激光发射装置；802信号接收装置；803信号处理装置；9调整机构；901调整电机；902输出轴；903偏心挤压装置；9031偏心轮；9032环形橡胶带；9033保护壳；9034缺口；9035外轨道；10 PLC控制器；11支撑机构；111支撑板；112锁紧螺柱；12长条槽。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，属于“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品、或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造的上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例1

本实用新型实施例提供了一种机床双自动平衡装置，适用于数控加工中心，对工件进行竖向加工。如图1-6，其机构包括安装座1、滑枕2、刀架3、滑道(图中未示出)、驱动机构4、平衡装置A5、平衡装置B6、供油阀系统7、测距机构8和调整机构9，所述安装座1内设有竖向滑道，所述滑道内设有竖向滑动的滑枕2，所述滑枕2下端固定有刀架3，在进行数控加工时，滑枕2沿竖向的滑道进行滑动，从而带动其下端的刀架3进行竖向移动，能够在Z轴方向上对工件进行加工处理。所述滑枕2后端设有驱动其竖向滑动的驱动机构4，所述驱动机构4固定在所述安装座1上。在实际使用时，当刀架3需要向下移动对工件进行加工，在滑枕2自身重力和驱动机构4的控制下，顺畅的向下移动，刀架3接触工件并对工件进行加工；当刀架3对工件加工并需要向上移动时，一方面需要驱动机构4带动滑枕2向上滑动，另一方面通过设置平衡装置，抵消滑枕2部分重力，辅助驱动机构4并带动滑枕2向上移动。在此实施例中，设置了两套平衡装置，加大了平衡装置对滑枕2重力的抵消，使滑枕2的竖向滑动更加平稳，具体如下：

所述滑枕2两端对称设有平衡装置A5和平衡装置B6，所述平衡装置A5和平衡装置B6均固定在所述安装座1上。此实施例中的平衡装置A5和平衡装置B6均采用现有技术的平衡装置的结构和功能，将原来的单侧设置改为双侧对称设置。所述平衡装置A5和平衡装置B6与供油阀系统7连通，此实施例中，如图所示，平衡装置A5和平衡装置B6侧面均设置油嘴，供油系统(图中未示出)通过管道与油嘴进行连通，为平衡装置A5和平衡装置B6进行供油，使平衡装置A5和平衡装置B6带动滑枕2竖向运动，供油阀系统7是设置在供油系统与平衡装置A5和平衡装置B6管路上的控制阀，对平衡装置A5和平衡装置B6的进油量和进油速率进行控制，使平衡装置A5和平衡装置B6的竖向伸长或收缩长度相同，保证滑枕2在竖直状态的滑动，减少偏差造成工件加工精度不高的问题。

为了对平衡装置A5和平衡装置B6竖向移动距离的检测，并查看是否存在竖向距离差异的问题，进一步的，所述安装座1与所述平衡装置A5和平衡装置B6之间设有测距机构8。具体的，平衡装置A5和平衡装置B6侧均设置一套测距机构8，在平衡装置A5和平衡装置B6工作过程中，测距机构8实时检测平衡装置A5上端与安装座1上端之间距离以及平衡装置B6上端与安装座1上端之间的距离，通过比较两者之间的距离值，判断滑枕2是向左侧还是向右侧偏转，并根据偏移大小进行调整。一方面，通过上述供油阀系统7控制进入平衡装置A5和平衡装置B6内的进油量和进油速率，调节平衡装置A5和平衡装置B6的伸缩长度相同，另一个方面，所述滑枕2前端设有调整机构9，所述调整机构9固定在所述安装座1上，通过调整机构9挤压滑枕2一侧，从而实现对滑枕2偏移的调整。

为了实现自动测量、自动控制和调整，进一步地，还包括PLC控制器10，所述PLC控制器10分别信号连接所述测距机构8、供油阀系统7和调整机构9。

在此实施例中，所述测距机构8包括激光发射装置801、信号接收装置802和信号处理装置803，所述激光发射装置801和信号处理装置803均固定在所述安装座1上端，所述信号接收装置802固定在所述平衡装置A5和平衡装置B6的顶端，所述激光发射装置801和信号接收装置802相对设置，所述激光发射装置801和信号接收装置802均信号连接所述信号处理装置803，所述信号处理装置803信号连接所述PLC控制器10。在此实施例中，激光发射装置801、信号接收装置802和信号处理装置803均采用自现有技术中的设备，激光发射装置801安装在安装座1上，并且其位置靠近平衡装置A5和平衡装置B6，信号接收装置802固定在平衡装置A5和平衡装置B6的顶端，激光发射装置801竖直向上发出激光，信号接收装置802接收来自激光发射装置801的激光信号，信号接收装置802将接收到的信号传送给信号处理装置803，通过信号处理装置803得到平衡装置A5和平衡装置B6顶端距离安装座1顶端的距离，分别形成距离值A和距离值B，距离值A和距离值B通过信号处理装置803信号传送给PLC控制器10，PLC控制器10对距离值A和距离值B的比较，确定滑枕2是否偏移以及偏移的方位。具体判断方式如下：

当距离值A和距离值B相等时，则表明平衡装置A5和平衡装置B6的伸缩幅度相同，滑枕2并未向任何一侧发生偏移，此时不需要对滑枕2进行调整；

当距离值A大于距离值B时，表明平衡装置A5顶端高于平衡装置B6的顶端，使得滑枕2偏向平衡装置B6一侧发生倾斜；

当距离值A小于距离值B时，表明平衡装置A5顶端低于平衡装置B6的顶端，使得滑枕2偏向平衡装置A5一侧发生倾斜。

现有技术中，如图1所示，安装座1前端无空余位置，调整机构9的安装，需要设置一个支撑机构11，所述支撑机构11固定在所述安装座1上端前部。具体的，所述支撑机构11包括支撑板111和锁紧螺柱112，所述支撑板111横向设置，且所述支撑板111上端面与所述安装座1上端面平齐，方便调整机构9的稳定安装。具体的，沿所述支撑板111厚度方向穿设有锁紧螺柱112，即锁紧螺柱112为横向设置，支撑板111内设置长条孔，将锁紧螺柱112穿设在上述长条孔中，所述锁紧螺柱112端部与所述安装座1螺接固定。从而将支撑机构11稳定设置在安装座1上。

进一步地，还包括长条槽12，所述滑枕2前端面上开设有长条槽12，所述长条槽12沿所述滑枕2长度方向设置，具体的，此长条槽12为盲槽，并不穿透滑枕2。

在此实施例中，所述调整机构9包括调整电机901、输出轴902和偏心挤压装置903，所述调整电机901固定安装在所述支撑板111上端，所述调整电机901的输出轴902横向设置，所述输出轴902端部传动连接偏心挤压装置903，所述偏心挤压装置903伸入所述长条槽12内，所述调整电机901信号连接所述PLC控制器10。具体的，所述偏心挤压装置903包括偏心轮9031、环形橡胶带9032、保护壳9033、缺口9034和外轨道9035，所述偏心轮9031外设有外轨道9035，所述外轨道9035内设有环形橡胶带9032，所述外轨道9035外固定设有保护壳9033，保护壳9033能够对环形橡胶带9032进行遮挡保护，防止环形橡胶带9032从外轨道9035向外脱落，所述保护壳9033上开设有供所述环形橡胶带9032露出的缺口9034，在使用时，从缺口9034处向外暴露的环形橡胶带9032对滑枕2长条槽12内壁进行挤压，滑枕2在挤压作用下，实现滑枕2的调整。本实施例中，采用环形橡胶带9032，一方面能够在挤压时发生形变，不会对滑枕2造成摩擦损伤；另一方面，在挤压状态下，滑枕2上下移动时，能够带动环形橡胶带9032绕外轨道9035滑动。

此实施例中，调整电机901信号连接所述PLC控制器10，PLC控制器10根据检测距离值A和距离值B大小向调整电机901发出控制信号。具体如下：

当距离值A和距离值B相等时，则表明平衡装置A5和平衡装置B6的伸缩幅度相同，滑枕2并未向任何一侧发生偏移，此时不需要对滑枕2进行调整；

当距离值A大于距离值B时，表明平衡装置A5顶端高于平衡装置B6的顶端，使得滑枕2偏向平衡装置B6一侧发生倾斜，此时PLC控制器10向调整电机901发出控制信号，控制调整电机901的输出轴902反向转动，偏心挤压装置903挤压靠近平衡装置B6侧的长条槽12，实现对滑枕2的调整；

当距离值A小于距离值B时，表明平衡装置A5顶端低于平衡装置B6的顶端，使得滑枕2偏向平衡装置A5一侧发生倾斜，此时PLC控制器10向调整电机901发出控制信号，控制调整电机901的输出轴902正向转动，偏心挤压装置903挤压靠近平衡装置A5侧的长条槽12，实现对滑枕2的调整。

实施例2

根据本实用新型实施例的第二方面，如图7，提供了机床双自动平衡装置的平衡方法，包括以下步骤：

设置在所述平衡装置A5上的测距机构8，测量所述平衡装置A5顶端至安装座1顶端之间的距离，并将测量信号传送给所述PLC控制器10，形成距离值A；

设置在所述平衡装置B6上的测距机构8，测量所述平衡装置B6顶端至安装座1顶端之间的距离，并将测量信号传送给所述PLC控制器10，形成距离值B；

上述获得距离值A和距离值B的步骤同时进行；

当距离值A和距离值B的数值不同时，所述PLC控制器10向所述供油阀系统7发出控制信号。具体的，供油阀系统7的控制方式如下：

当距离值A和距离值B相等时，则表明平衡装置A5和平衡装置B6的伸缩幅度相同，滑枕2并未向任何一侧发生偏移，此时不需要对滑枕2进行调整；

当距离值A大于距离值B时，表明平衡装置A5顶端高于平衡装置B6的顶端，使得滑枕2偏向平衡装置B6一侧发生倾斜，此时PLC控制器10向供油阀系统7发出控制信号，控制供油阀系统7，提高油液进入平衡装置B6的速率或降低油液进入平衡装置A5的速率，实现对滑枕2的调整；

当距离值A小于距离值B时，表明平衡装置A5顶端低于平衡装置B6的顶端，使得滑枕2偏向平衡装置A5一侧发生倾斜，此时PLC控制器10向供油阀系统7发出控制信号，控制供油阀系统7，提高油液进入平衡装置A5的速率或降低油液进入平衡装置B6的速率，实现对滑枕2的调整。

此实施例中，为了提高滑枕2调整的速率和效果，进一步地，通过PLC控制器10控制调整机构9实现对滑枕2的调整，还包括以下步骤：

当距离值A和距离值B的数值不同时，所述PLC控制器10向所述调整机构9发出控制信号。

当距离值A和距离值B相等时，则表明平衡装置A5和平衡装置B6的伸缩幅度相同，滑枕2并未向任何一侧发生偏移，此时不需要对滑枕2进行调整；

当距离值A大于距离值B时，表明平衡装置A5顶端高于平衡装置B6的顶端，使得滑枕2偏向平衡装置B6一侧发生倾斜，此时PLC控制器10向调整电机901发出控制信号，控制调整电机901的输出轴902反向转动，偏心挤压装置903挤压靠近平衡装置B6侧的长条槽12，实现对滑枕2的调整；

当距离值A小于距离值B时，表明平衡装置A5顶端低于平衡装置B6的顶端，使得滑枕2偏向平衡装置A5一侧发生倾斜，此时PLC控制器10向调整电机901发出控制信号，控制调整电机901的输出轴902正向转动，偏心挤压装置903挤压靠近平衡装置A5侧的长条槽12，实现对滑枕2的调整。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型采用的新型双自动平衡装置，采用以滑枕为中心左右对称布置两套平衡装置，不仅可以大幅度加大平衡装置抵消重力的能力，而且可以持续保证滑枕沿Z轴向上运动的平稳性；更进一步设置了测距机构、供油阀系统和调整机构，通过配合使用，能够及时修正滑枕的竖向偏移，使滑枕始终保持竖直状态，有效的保证了刀架的加工精度，降低了设备由于滑枕沿Z轴运动可能产生的故障率，提高了用户的生产效率，节约维护设备的成本。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种机床双自动平衡装置，其特征在于，包括安装座、滑枕、刀架、滑道、驱动机构、平衡装置A、平衡装置B、供油阀系统、测距机构和调整机构，所述安装座内设有竖向滑道，所述滑道内设有竖向滑动的滑枕，所述滑枕下端固定有刀架，所述滑枕两端对称设有平衡装置A和平衡装置B，所述平衡装置A和平衡装置B均固定在所述安装座上，所述平衡装置A和平衡装置B与供油阀系统连通，所述滑枕后端设有驱动其竖向滑动的驱动机构，所述驱动机构固定在所述安装座上，所述安装座与所述平衡装置A和平衡装置B之间设有测距机构，所述滑枕前端设有调整机构，所述调整机构固定在所述安装座上。

2.如权利要求1所述的机床双自动平衡装置，其特征在于，还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别信号连接所述测距机构、供油阀系统和调整机构。

3.如权利要求2所述的机床双自动平衡装置，其特征在于，所述测距机构包括激光发射装置、信号接收装置和信号处理装置，所述激光发射装置和信号处理装置均固定在所述安装座上端，所述信号接收装置固定在所述平衡装置A和平衡装置B的顶端，所述激光发射装置和信号接收装置相对设置，所述激光发射装置和信号接收装置均信号连接所述信号处理装置，所述信号处理装置信号连接所述PLC控制器。

4.如权利要求3所述的机床双自动平衡装置，其特征在于，还包括支撑机构，所述支撑机构固定在所述安装座上端前部。

5.如权利要求4所述的机床双自动平衡装置，其特征在于，所述支撑机构包括支撑板和锁紧螺柱，所述支撑板横向设置，且所述支撑板上端面与所述安装座上端面平齐，沿所述支撑板厚度方向穿设有锁紧螺柱，所述锁紧螺柱端部与所述安装座螺接固定。

6.如权利要求5所述的机床双自动平衡装置，其特征在于，还包括长条槽，所述滑枕前端面上开设有长条槽，所述长条槽沿所述滑枕长度方向设置。

7.如权利要求6所述的机床双自动平衡装置，其特征在于，所述调整机构包括调整电机、输出轴和偏心挤压装置，所述调整电机固定安装在所述支撑板上端，所述调整电机的输出轴横向设置，所述输出轴端部传动连接偏心挤压装置，所述偏心挤压装置伸入所述长条槽内，所述调整电机信号连接所述PLC控制器。

8.如权利要求7所述的机床双自动平衡装置，其特征在于，所述偏心挤压装置包括偏心轮、环形橡胶带、保护壳、缺口和外轨道，所述偏心轮外设有外轨道，所述外轨道内设有环形橡胶带，所述外轨道外固定设有保护壳，所述保护壳上开设有供所述环形橡胶带露出的缺口。

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