CN211760096U - 机床刀具伺服驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型是一种用于固定倾斜式工作台加工中心的新型结构伺服驱动单元,涉及一种用于机床加工的刀具伺服驱动系统。其目的是为了提供一种适用于大型板类工件的轻功率加工,驱动结构刚性好、加工精度高的机床刀具伺服驱动系统。本实用新型机床刀具伺服驱动系统包括上X轴进给伺服驱动单元、下X轴进给伺服驱动单元、Y轴进给伺服驱动单元和Z轴进给伺服驱动单元,所述上X轴进给伺服驱动单元和下X轴进给伺服驱动单元同步工作,且分别安装在机床工作台的上下两侧,所述Y轴进给伺服驱动单元安装在两个X轴进给伺服驱动单元之间,所述Z轴进给伺服驱动单元安装在Y轴进给伺服驱动单元上,Z轴进给伺服驱动单元上能够安装主轴加工单元。

Description

机床刀具伺服驱动系统
技术领域
本实用新型涉及机床加工技术领域,特别是涉及一种机床刀具的伺服驱动系统,应用在固定倾斜式工作台加工中心上。
背景技术
中大型板材由于体积和重量所限,对其加工通常只能在大型厂房中进行。中大型板材料的面积通常为1200mm×3200mm左右,厚度在0.5~30mm。多块板材码放时以水平形式居多,易发平面变形。在对中大型板材进行加工时,单板加工要求工作台面大,主轴扭矩并不大,数控机械主轴可满足加工不同厚度和效率的要求;而对于批量和精确位置加工时,人工加工则无法满足质量和效率要求。
现有的板材加工机床上多数都配备有能够在机床刀具伺服驱动系统、Y、Z三轴方向上进行进给运动的刀具驱动系统,便于刀具对板材的不同位置进行加工。但对于中大型板材的加工来说,由于板材跨度较大,传统的三轴驱动系统在强度和刚性上难以负担大跨度的转运工作,长期使用会导致加工精度的下降。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于大工件轻功率加工、结构刚性大、加工精度高的机床刀具伺服驱动系统。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,包括上X轴进给伺服驱动单元、下X轴进给伺服驱动单元、Y轴进给伺服驱动单元和Z轴进给伺服驱动单元,所述上X轴进给伺服驱动单元和下X轴进给伺服驱动单元同步工作。且分别安装在机床工作台的上下两侧,所述Y轴进给伺服驱动单元安装在两个X轴进给伺服驱动单元之间,所述Z轴进给伺服驱动单元安装在Y轴进给伺服驱动单元上,Z轴进给伺服驱动单元上能够安装主轴加工单元。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述上X轴进给伺服驱动单元包括上不转动丝杠,上不转动丝杠上活动安装有上动螺母,上动螺母通过连接件与上滑板连接。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述上不转动丝杠通过丝杠支撑件固定安装在机床工作台上侧。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述上动螺母外侧安装有同步带轮,上动螺母能够与其外侧的同步带轮同步转动,上动螺母外侧的同步带轮通过传送带与上伺服电机输出端安装的同步带轮共同转动。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述上滑板上加工有滑槽,滑槽活动安装在上导轨上,上导轨安装在机床工作台上侧,且与上不转动丝杠平行。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述下X轴进给伺服驱动单元与上X轴进给伺服驱动单元的结构相同,所述下X轴进给伺服驱动单元中的下滑板能够与上滑板进行同步运动。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述Y轴进给伺服驱动单元包括横梁,横梁的上下两端分别与上滑板和下滑板连接,横梁上沿纵向固定安装有第一丝杠,第一丝杠上活动安装有第一螺母,第一螺母通过连接件与第一滑板连接。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述横梁上沿纵向固定安装有第一导轨,第一导轨和第一丝杠平行设置,所述第一滑板活动安装在第一导轨上。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述Z轴进给伺服驱动单元包括第二滑板,第二滑板通过连接件与第二螺母连接,第二螺母活动安装在第二丝杠上,第二丝杠安装在第二滑板上。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统,其中所述第一滑板上设置有与第二丝杠平行的第二导轨,第二滑板活动安装在第二导轨上。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统与现有技术不同之处在于,本实用新型机床刀具伺服驱动系统中的X轴和Y轴两个方向的进给伺服驱动单元共同构成H型结构,H型布局可以使X轴和Y轴结构轻巧、刚性强,可覆盖中大型板材加工范围。该结构对横梁采用双侧驱动,在倾斜大跨距的横梁上能够保证机床的同步进给和横梁的高刚性。本实用新型机床刀具伺服驱动系统中的X轴采用定丝杠动螺母双驱动的传动方式,结构紧凑,可以减小长丝杠重力变形问题和提高传动副刚性。
下面结合附图对本实用新型的机床刀具伺服驱动系统作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型机床刀具伺服驱动系统的结构示意图;
图2为图1中A处的局部放大图;
图3为本实用新型机床刀具伺服驱动系统中X轴进给伺服驱动单元的结构示意图;
图4为本实用新型机床刀具伺服驱动系统中Y轴进给伺服驱动单元的结构示意图;
图5为本实用新型机床刀具伺服驱动系统中Z轴进给伺服驱动单元的结构示意图;
图6为本实用新型机床刀具伺服驱动系统中X轴进给伺服驱动单元动力部分(图1中B处)的爆炸图;
图中标记示意为:1-下导轨;2-上导轨;3-上不转动丝杠;4-上滑板;5-上伺服电机;6-第一丝杠;7-横梁;8-第一滑板;9-第二伺服电机;10-第一伺服电机;11-第一导轨;12-下滑板;13-下不转动丝杠;14-第二滑板;15-第二丝杠;16-第二导轨;21-丝杠支撑件;22-下伺服电机;23-同步带轮;24-连接件;25-上动螺母。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示,本实用新型机床刀具伺服驱动系统包括上X轴进给伺服驱动单元、下X轴进给伺服驱动单元、Y轴进给伺服驱动单元和Z轴进给伺服驱动单元。其中上X轴进给伺服驱动单元和下X轴进给伺服驱动单元分别安装在机床工作台的上下两侧,用于调整刀具在水平面前后方向的X轴方向的运动;Y轴进给伺服驱动单元安装在两个X轴主轴加工单元上,用于调整刀具在竖直面内上下方向的Y轴方向的运动;Z轴进给伺服驱动单元安装在Y轴主轴加工单元上,用于调整刀具在水平面左右方向的Z轴方向的运动。
如图3所示,上X轴进给伺服驱动单元包括上不转动丝杠3,上不转动丝杠3通过丝杠支撑件21固定安装在机床工作台3上两侧。如图6所示,上不转动丝杠3上活动安装有上动螺母25,上动螺母25外侧安装有同步带轮23,上动螺母25能够与其外侧的同步带轮23同步转动。上动螺母25外侧的同步带轮23通过传送带与上伺服电机5输出端安装的同步带轮共同转动。上伺服电机5为上X轴进给伺服驱动单元提供动力。上伺服电机5工作时通过同步带轮带动上动螺母25转动。上动螺母25通过连接件24与上滑板4连接,当上伺服电机5带动上动螺母25转动时,上滑板4便可以沿X轴方向运动。上滑板4上加工有滑槽,滑槽活动安装在上导轨2上,上导轨2安装在机床工作台3上侧,且与上不转动丝杠3平行。
下X轴进给伺服驱动单元安装在机床工作台3下侧,与上X轴进给伺服驱动单元的结构相同,包括下不转动丝杠13、下动螺母、下伺服电机22、下滑板12和下导轨1。下X轴进给伺服驱动单元与上X轴进给伺服驱动单元同步工作,在上伺服电机5和下伺服电机22的带动下,上滑板4和下滑板12能够进行同步运动。
如图4所示,Y轴进给伺服驱动单元安装在两个X轴进给伺服驱动单元之间。Y轴进给伺服驱动单元包括横梁7,横梁7的上下两端分别与上滑板4和下滑板12连接。横梁7上沿纵向固定安装有平行设置的第一丝杠6和第一导轨11。第一丝杠6上活动安装有第一螺母,第一螺母通过连接件与第一滑板8连接,当第一螺母运动时,第一滑板8随之进行直线运动。第一滑板8活动安装在第一导轨11上。第一螺母转动的动力由第一伺服电机10提供。当第一伺服电机10工作时,可以带动第一滑板8沿Y轴方向运动。
如图2和图5所示,Z轴进给伺服驱动单元包括第二滑板14。第二滑板14活动安装在第二导轨16上。第二滑板14通过连接件与第二螺母连接,第二螺母活动安装在第二丝杠15上。第二螺母转动的动力由第二伺服电机9提供。平行设置的第二导轨16和第二丝杠15安装在第一滑板8上。当第二伺服电机9工作时,可以带动第二滑板14沿Z轴方向运动。第二滑板14上能够安装主轴加工单元7。主轴加工单元7上安装有刀具,用于对工件进行加工。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统在工作时,通过上伺服电机和下伺服电机同时驱动上滑板和下滑板运动,上滑板和下滑板带动横梁及横梁上的Y轴、Z轴两个驱动单元运动。第一伺服电机进一步带动Z轴驱动单元中的第二滑板在竖直方向上运动,第二伺服电机使主轴加工单元在水平面左右方向上运动并定位,对机床工作台上的中大型工件进行加工。加工完一个位置后,再分别调整四个伺服电机,将主轴加工单元中的刀具调整到下一个加工位置。
本实用新型机床刀具伺服驱动系统中的X轴和Y轴两个方向的进给伺服驱动单元共同构成H型结构,H型布局可以使X轴和Y轴结构轻巧、刚性强,可覆盖中大型板材加工范围。该结构对横梁采用双侧驱动,在倾斜大跨距的横梁上能够保证机床的同步进给和横梁的高刚性。
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 (10)

1.一种机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:包括上X轴进给伺服驱动单元、下X轴进给伺服驱动单元、Y轴进给伺服驱动单元和Z轴进给伺服驱动单元,所述上X轴进给伺服驱动单元和下X轴进给伺服驱动单元同步工作,且分别安装在机床工作台的上下两侧,所述Y轴进给伺服驱动单元安装在两个X轴进给伺服驱动单元之间,所述Z轴进给伺服驱动单元安装在Y轴进给伺服驱动单元上,Z轴进给伺服驱动单元上能够安装主轴加工单元。
2.根据权利要求1所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述上X轴进给伺服驱动单元包括上面的上不转动丝杠,上不转动丝杠上安装有上动螺母,上动螺母通过连接件与上滑板连接。
3.根据权利要求2所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述上不转动丝杠通过丝杠支撑件固定安装在机床工作台上侧。
4.根据权利要求2所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述上动螺母外侧安装有同步带轮,上动螺母能够与其外侧的同步带轮同步转动,上动螺母外侧的同步带轮通过传送带与上伺服电机输出端安装的同步带轮共同转动。
5.根据权利要求2所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述上滑板上加工有滑槽,滑槽活动安装在上导轨上,上导轨安装在机床工作台上侧,且与上不转动丝杠平行。
6.根据权利要求2所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述下X轴进给伺服驱动单元与上X轴进给伺服驱动单元的结构相同,所述下X轴进给伺服驱动单元中的下滑板能够与上滑板进行同步运动。
7.根据权利要求6所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述Y轴进给伺服驱动单元包括横梁,横梁的上下两端分别与上滑板和下滑板连接,横梁上沿纵向固定安装有第一丝杠,第一丝杠上活动安装有第一螺母,第一螺母通过连接件与第一滑板连接。
8.根据权利要求7所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述横梁上沿纵向固定安装有第一导轨,第一导轨和第一丝杠平行设置,所述第一滑板活动安装在第一导轨上。
9.根据权利要求8所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述Z轴进给伺服驱动单元包括第二滑板,第二滑板通过连接件与第二螺母连接,第二螺母活动安装在第二丝杠上,第二丝杠安装在第二滑板上。
10.根据权利要求9所述的机床刀具伺服驱动系统,其特征在于:所述第一滑板上设置有与第二丝杠平行的第二导轨,第二滑板活动安装在第二导轨上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112475935A (zh) * 2020-11-18 2021-03-12 广东普拉迪科技股份有限公司 一种具有高刚性传动链结构的五轴数控加工中心

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