CN216899429U - 一种机床气动平衡系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种机床气动平衡系统,属于机械加工领域。系统包括:气动增压缸、微控单元、数显压力开关、蓄压气罐、气压平衡缸。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机床气动平衡系统,属于机械加工领域。
背景技术
机床重力轴由于承载主轴等部件,重量大,重力轴电机负载相对较大。为了减轻重力轴电机负载,通常在重力轴上加装配重块、液压或氮气平衡系统,以平衡重力负载,使之不会因自重而自行下落。同时,起到限速、防止失控等作用。
现有的机床气动平衡系统,通常采用氮气瓶为平衡缸提供气压。根据负载情况,将氮气瓶充入一定压力的氮气,氮气瓶通过气管与平衡缸连接,形成封闭的系统。
此种类型平衡系统结构相对简单,可以简单实现平衡重力轴的目的。但也存在以下三点不足:一、由于系统密封性等压力损耗,需要定期维护系统压力,气源为氮气,便利性不足。二、维护充气时,存在高处作业、高压作业的安全风险。三、氮气瓶体积相对较大,占用较大空间。
实用新型内容
实用新型目的:为了有效解决系统密封性不良等问题带来的维护不便、安全风险等问题,设计本实用新型,更易于维护,占用空间小,实现自动压力补充和保持,从而有效平衡机床重力负载。
技术方案
一种机床气动平衡系统,包括:气动增压缸、微控单元、数显压力开关、蓄压气罐、气压平衡缸;
其中,蓄压气罐的接口与气压平衡缸连通;数显压力开关的检测端设置在蓄压气罐内,用于检测蓄压气罐的气压;微控单元与数显压力开关电连接;微控单元与气动增压缸电连接;
数显压力开关用于当检测到的气压小于预设的低压力设定值,生成并向微控单元发送低压电信号;还用于当检测到气压等于预设的高压设定值,生成并向微控单元发送高压电信号;
微控单元用于根据低压电信号,对气动增压缸发出启动信号,还用于根据高压电信号,对气动增压缸发出停止信号;
气动增压缸用于将压缩空气压缩成高压空气并输送给蓄压气罐,还用于根据停止信号停止压缩和输送。
还包括:连接管路;
连接管路用于连通蓄压气罐和气压平衡缸;还用于连接气动增压缸和蓄压气罐。
气动增压缸为铝合金气体增压缸。
气动增压缸的驱动介质为5-7bar的工业压缩空气。
气压平衡缸:用于支撑平衡重力轴,长度根据机床实际选取,固定在机床重力轴上。
数显压力开关安装在蓄压气罐上,检测并显示蓄压气罐内压缩气体的压力值,具有启动和停止高低压设定功能。
微控单元用于控制气动增压缸阀体插头通断电,进而控制气动增压缸启动和停止;气动增压缸阀体的电气原理为,利用继电器原理,通过数显压力开关反馈的电信号,控制继电器,进而输出电信号,控制气动增压缸启动和停止。
蓄压气罐配有泄压阀,安装有数显压力开关,有高压气管与气压平衡缸相连接。
有益效果:气源介质取材简单,为工厂日常使用的压缩空气,当系统检测到压力不足时,增压缸即可启动补充压力,保持在设定范围。有效解决系统密封性不良等问题带来的维护不便的问题。免去了人工充气维护的环节,降低维护安全风险。该系统可以安装在机床外部,空间可自行调整,与现有氮气瓶平衡系统相比,节省安装空间。该系统可以实现自动压力补充和保持,从而有效平衡机床重力负载,降低重力轴电机负载30%-40%。
附图说明
图1为一种机床气动平衡系统的结构示意图。
具体实施方式
针对公司广泛存在的需要配备重力轴平衡系统的数控机床,设计一种可自动补充和保持压力,占用空间小,布局灵活的机床气动平衡系统。
机床气动平衡系统,包括:如附图所示,气动增压缸1、微控单元2、数显压力开关3、蓄压气罐4,气压平衡缸6和7,及连接管路。
为实现自动压力补充和保持,本实用新型利用铝合金气动增压缸将低压压缩空气压缩成高压,储存在蓄压气罐内,蓄压气罐与机床平衡缸通过高压气管连接。蓄压气罐上有数显压力开关,根据对数显压力开关启动和停止压力设定值,微控单元对气动增压缸发出启动信号,气动增压缸将(5-7)bar压缩空气增压至60bar。
气动增压缸:驱动介质为(5-7)bar工业压缩空气(附图中5,进气口),缸体尺寸约20cm×20cm×40cm。
气压平衡缸用于支撑平衡重力轴,长度根据机床实际选取,固定在机床重力轴上。
数显压力开关:安装在蓄压气罐上,检测并显示蓄压气罐内压缩气体的压力值,具有启动和停止高低压设定功能,达到设定值,可向微控单元输出信号。
微控单元能够接收数显压力开关发出的信号,根据信号,控制气动增压缸阀体插头通断电,进而控制气动增压缸启动和停止。其电气原理为,利用继电器原理,通过数显压力开关反馈的电信号,控制继电器,进而输出电信号,控制气动增压缸启动和停止。
蓄压气罐直径20cm左右,高约50cm,配有泄压阀,安装有数显压力开关,有高压气管与气压平衡缸相连接。
实施例1
某三轴加工中心采用了机床气动平衡系统系统,气动增压缸和蓄压气罐固定在一个50cm×40cm的托盘上,气动增压缸通过风管与工厂压缩风源相连。利用气动增压缸将低压压缩空气压缩成高压,储存在蓄压气罐内,蓄压气罐与机床平衡缸通过3.5m长的高压气管连接。机床平衡缸固定在Z轴上,起到支撑平衡重力的作用。蓄压气罐上的数显压力开关,低压设定为35bar,高压设定为45bar。刚刚启动机床时,由于压力值相对较低,气动增压缸将蓄压气罐内气压增加到设定值45bar。当系统压力降低到35bar时,增压泵再次启动。压力值始终保持在这个范围内。
查看系统Z轴电机负载,静态负载值为62%。采用此系统前,Z轴电机静态负载值为93%,并且长时间使用会伴随电机过热报警。通过本系统,有效的平衡机床重力负载。并且不再需要定期人工拆卸氮气瓶、充装高压氮气,维护便利性和安全性大大提高。
Claims (8)
1.一种机床气动平衡系统,其特征在于,包括:气动增压缸(1)、微控单元(2)、数显压力开关(3)、蓄压气罐(4)、气压平衡缸;
其中,蓄压气罐(4)的接口与气压平衡缸连通;数显压力开关(3)的检测端设置在蓄压气罐(4)内,用于检测蓄压气罐(4)的气压;微控单元(2)与数显压力开关(3)电连接;微控单元(2)与气动增压缸(1)电连接;
数显压力开关(3)用于当检测到的气压小于预设的低压力设定值,生成并向微控单元(2)发送低压电信号;还用于当检测到气压等于预设的高压设定值,生成并向微控单元(2)发送高压电信号;
微控单元(2)用于根据低压电信号,对气动增压缸发出启动信号,还用于根据高压电信号,对气动增压缸发出停止信号;
气动增压缸用于将压缩空气压缩成高压空气并输送给蓄压气罐(4),还用于根据停止信号停止压缩和输送。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:连接管路;
连接管路用于连通蓄压气罐(4)和气压平衡缸;还用于连接气动增压缸(1)和蓄压气罐(4)。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,气动增压缸(1)为铝合金气体增压缸。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,气动增压缸的驱动介质为5-7bar的工业压缩空气。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,气压平衡缸:用于支撑平衡重力轴,长度根据机床实际选取,固定在机床重力轴上。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,数显压力开关安装在蓄压气罐上,检测并显示蓄压气罐内压缩气体的压力值,具有启动和停止高低压设定功能。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,微控单元用于控制气动增压缸阀体插头通断电,进而控制气动增压缸启动和停止;气动增压缸阀体的电气原理为,利用继电器原理,通过数显压力开关反馈的电信号,控制继电器,进而输出电信号,控制气动增压缸启动和停止。
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,蓄压气罐配有泄压阀,安装有数显压力开关,有高压气管与气压平衡缸相连接。
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- 2021-09-18 CN CN202122282098.2U patent/CN216899429U/zh active Active
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