CN212598889U - 一种全电式数控机床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数控机加工技术，具体涉及一种全电式数控机床，包括设置在床身上的进给机构和工件卡盘机构，所述进给机构为用于驱动车削机构直线进给运动的直线电机组件，所述工件卡盘机构设有用于驱动其旋转运动的直驱式主轴组件。该机床利用直线电机运动惯量小、系统刚度高、响应快速的优点，避免丝杆组件传动和皮带传动存在运动惯量大、丝杆存在反向间隙的问题，简化传动结构，在高速运行下精密定位，提高加工精度；而工件卡盘机构利用直驱式主轴驱动其旋转运动，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，减小工件震动、保证工件加工精度；另外运用直线电机和直驱式主轴组件的数控机床，能进一步减小设备尺寸。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数控机加工技术，特别是一种全电式数控机床。
背景技术
现代机加工工厂中，数控机床已经得到大范围的应用，由于其具有加工精度高、自动化程度高、劳动强度低、生产小刘高、能加工形状复杂的零件等优点,数控机床被广泛英语各个机械加工领域，使数控机床的需求量也大大增加。
然而目前的数控机床进直线给运动是：依靠电机带动丝杆组件运动、或者利用皮带传动，进而转换成直线运动实现机床的直线进给运动；由于丝杆组件传动和皮带传动存在运动惯量大、丝杆存在反向间隙问题，还会带来整体设备体积大的问题，降低设备加工精度，增加维护成本；另外，现有数控机床工件卡盘的驱动机构通常为齿轮或者带轮传动，导致传动链过长及扭矩小，带来工件振动，影响加工精度。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对现有数控机床的直线进给传动结构，利用丝杆组件传动或皮带传动影响加工精度，工件卡盘的驱动机构带来工件振动也会影响加工精度，且导致设备尺寸过大的问题，提供一种全电式数控机床，该机床利用直线电机运动惯量小、系统刚度高、响应快速的优点，避免丝杆组件传动和皮带传动存在运动惯量大、丝杆存在反向间隙的问题，简化传动结构，保证在高速运行情况下仍能实现精密定位，提高加工精度；而工件卡盘机构利用直驱式主轴驱动其旋转运动，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，减小工件震动、保证工件加工精度；另外运用直线电机和直驱式主轴组件的数控机床，能进一步减小设备尺寸。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种全电式数控机床，包括设置在床身上的进给机构和工件卡盘机构，所述进给机构为用于驱动车削机构直线进给运动的直线电机组件，所述工件卡盘机构设有用于驱动其旋转运动的直驱式主轴组件。
该全电式数控机床将直线电机用于车削机构的进给运动，利用直线电机运动惯量小、系统刚度高、响应快速的优点，避免丝杆组件传动和皮带传动存在运动惯量大、丝杆存在反向间隙的问题，简化传动结构，保证在高速运行情况下仍能实现精密定位，提高加工精度；而工件卡盘机构利用直驱式主轴驱动其旋转运动，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，减小工件震动、保证工件加工精度；另外运用直线电机和直驱式主轴组件的数控机床，能进一步减小设备尺寸。
作为本实用新型的优选方案，所述直线电机组件包括横向直线电机和纵向直线电机，所述纵向直线电机设置在横向直线电机上，且两个直线电机的运动方向相垂直。在床身上设置的横向直线电机和纵向直线电机实现车削机构的横向及纵向进给运动，保证加工精度。
作为本实用新型的优选方案，所述横向直线电机包括设置在床身上的横向滑台，在横向滑台上设有两排平行布置的横向滑轨，所述横向滑轨与横向滑台组成U型模组，横向直线电机定子设置在U型模组底部。在横向滑台上设置的横向滑轨用于保证机床横向运动的精准性，而横向滑台的设置也为整个车削机构提供了稳定的基础。
作为本实用新型的优选方案，所述纵向直线电机包括设置在U型模组上方的拖板，在拖板与U型模组接触的板面上设有与横向滑轨对应的滑槽，且在滑槽内配合设有滑块，横向直线电机动子安装在拖板上。利用拖板安装纵向直线电机，在拖板上设置与滑轨对应滑槽和滑块，并将横向直线电机动子安装在拖板上，在纵向直线电机上安装工件卡盘机构后，实现车削机构的横向和纵向精准运动。
作为本实用新型的优选方案，纵向直线电机定子安置在拖板上，在拖板上还设有两排平行布置的纵向辅助滑轨，在拖板上方设有T型槽滑台，并在T型槽滑台上与纵向辅助滑轨配合设有滑动组件，纵向直线电机动子设置在T型槽滑台上。T型槽滑台用于安装车削机构，而纵向直线电机动子安装在T型槽滑台上实现车削机构的纵向滑动，而安装在拖板上的纵向直线电机定子在横向直线电机的带动下实现整体横向运动，进而保证车削机构的横向及纵向进给运动，保证加工精度，也因直线电机的运用，大大减小数控机床的体积。
作为本实用新型的优选方案，所述直驱式主轴组件包括主轴，所述主轴配设有电机，所述电机包括套于主轴外的转子和套于转子外的定子，在定子外还套有主轴体，所述转子、定子与主轴体同轴设置。直驱式主轴组件将电机和主轴同轴设计，结构简单、提高同步效率，保证传动效果，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，尽量减小工件震动，保证工件加工精度。
作为本实用新型的优选方案，所述主轴体的两端还分别设有前端盖和后端盖，前端盖和后端盖上均设有轴承室，轴承室内设有套于主轴上的若干轴承，在主轴上还套有置于防尘盖外侧的编码器和制动系统，制动系统包括套于主轴上的制动盘和用于控制制动盘制动的制动钳。设于主轴上的刹车盘和制动钳，在主轴停止的时候施加一个外部制动力，起到快速停止主轴转动的作用。
作为本实用新型的优选方案，所述主轴体的外侧还设有散热装置，所述散热装置包括罩于主轴体外侧的外罩壳，外罩壳的底部设有通风孔，外罩壳的顶部设有散热口，散热口内设有风扇，主轴体的外壁上设有若干散热片，两相邻散热片之间形成散热流道，通风孔与散热口之间通过散热流道连通。
所述主轴体外侧设有与主轴同轴的散热装置，所述散热装置包括罩于主轴体外侧的外罩壳，所述外罩壳与主轴体为一体结构，沿外罩壳周向设有多个冷却孔，在外罩壳的两端设有冷却道密封盖，所述冷却道密封盖上设有管路接头。
通过冷却道密封盖上的管路接头连接冷却管路后，使相邻的冷却道形成散热流道，在散热流道内通入压缩空气或冷却液体实现冷却。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、该机床利用直线电机运动惯量小、系统刚度高、响应快速的优点，避免丝杆组件传动和皮带传动存在运动惯量大、丝杆存在反向间隙的问题，简化传动结构，保证在高速运行情况下仍能实现精密定位，提高加工精度；而工件卡盘机构利用直驱式主轴驱动其旋转运动，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，减小工件震动、保证工件加工精度；另外运用直线电机和直驱式主轴组件的数控机床，能进一步减小设备尺寸；
2、在床身上设置的横向直线电机和纵向直线电机实现车削机构的横向及纵向进给运动，保证加工精度；在横向滑台上设置的横向滑轨用于保证机床横向运动的精准性，而横向滑台的设置也为整个车削机构提供了稳定的基础；利用拖板安装纵向直线电机，在拖板上设置与滑轨对应滑槽和滑块，并将横向直线电机动子安装在拖板上，在纵向直线电机上安装工件卡盘机构后，实现车削机构的横向和纵向精准运动；
3、直驱式主轴组件将电机和主轴同轴设计，结构简单、提高同步效率，保证传动效果，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，尽量减小工件震动，保证工件加工精度；设于主轴上的刹车盘和制动钳，在主轴停止的时候施加一个外部制动力，起到快速停止主轴转动的作用。
附图说明
图1是本实用新型全电式数控机床的结构示意图。
图2为实施例中全电式数控机床的主视图。
图3为实施例中横向直线电机与纵向直线电机的组合示意图。
图4为图3中横向直线电机的U型模组的示意图。
图5为实施例中全电式数控机床的直驱式主轴组件的示意图。
图中标记：1-床身，2-横向直线电机，201-U型模组，202-横向滑轨，203-横线直线电机定子，204-横向直线电机动子，205-限位台，206-纵向挡板，3-纵向直线电机，301-滑块，302-拖板，303-纵向直线电机动子，304-纵向直线电机定子，305-纵向辅助滑轨，4-T型槽滑台，5-直驱式主轴组件，501-制动盘，502-制动钳，6-卡盘。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1至图5所示，本实施例的全电式数控机床，包括设置在床身1上的进给机构和工件卡盘机构，所述进给机构为用于驱动车削机构直线进给运动的直线电机组件，所述工件卡盘机构设有用于驱动其旋转运动的直驱式主轴组件。
本实施例的全电式数控机床将直线电机用于车削机构的进给运动，利用直线电机运动惯量小、系统刚度高、响应快速的优点，避免丝杆组件传动和皮带传动存在运动惯量大、丝杆存在反向间隙的问题，简化传动结构，保证在高速运行情况下仍能实现精密定位，提高加工精度；而工件卡盘机构利用直驱式主轴驱动其旋转运动，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，减小工件震动、保证工件加工精度；另外运用直线电机和直驱式主轴组件的数控机床，能进一步减小设备尺寸。
实施例2
如图1至图5所示，根据实施例1所述的全电式数控机床，本实施例的直线电机组件包括横向直线电机2和纵向直线电机3，所述纵向直线电机3设置在横向直线电机2上，且两个直线电机的运动方向相垂直。
进一步地，本实施例的横向直线电机和纵向直线电机配设有光栅尺，用作直线电机的位置反馈信号，进而对直线电机的位移进行检测。而在横向直线电机和纵向直线电机的主轴上分别设有编码器，以方波脉冲信号或正余弦信号来实现主轴的位置和速度控制。
本实施例在床身上设置的横向直线电机和纵向直线电机实现车削机构的横向及纵向进给运动，保证加工精度，也能大大减小数控电机的尺寸。
进一步地，所述横向直线电机2包括设置在床身上的横向滑台，在横向滑台上设有两排平行布置的横向滑轨202，所述横向滑轨202与横向滑台组成U型模组201，横向直线电机定子203设置在U型模组201底部。在横向滑台上设置的横向滑轨用于保证机床横向运动的精准性，而横向滑台的设置也为整个车削机构提供了稳定的基础。
如图3所示，在U型模组201的端部还设有限位台205，避免车削机构横向位移过限，保护设备。如图4所示，在U型模组201侧方还设有纵向挡板206。
更进一步地，所述纵向直线电机3包括设置在U型模组201上方的拖板302，在拖板302与U型模组201接触的板面上设有与横向滑轨202对应的滑槽，且在滑槽内配合设有滑块201，横向直线电机动子204安装在拖板302上。利用拖板安装纵向直线电机，在拖板上设置与滑轨对应滑槽和滑块，并将横向直线电机动子安装在拖板上，在纵向直线电机上安装工件卡盘机构后，实现车削机构的横向和纵向精准运动。
本实施例中，纵向直线电机定子304安置在拖板302上，如图3所示，纵向直线电机定子304与横向直线电机动子204分别安装在拖板302相对的两个板面上；
在拖板302安装纵向直线电机定子304的板面上还设有两排平行布置的纵向辅助滑轨305，在拖板302上方设有T型槽滑台4，并在T型槽滑台4上与纵向辅助滑轨305配合设有滑动组件，纵向直线电机动子303设置在T型槽滑台4上。T型槽滑台用于安装车削机构，而纵向直线电机动子安装在T型槽滑台上实现车削机构的纵向滑动，而安装在拖板上的纵向直线电机定子在横向直线电机的带动下实现整体横向运动，进而保证车削机构的横向及纵向进给运动，保证加工精度，也因直线电机的运用，大大减小数控机床的体积。
实施例3
如图1至图5所示，根据实施例1所述的全电式数控机床，本实施例的直驱式主轴组件5包括主轴，所述主轴配设有电机，所述电机包括套于主轴外的转子和套于转子外的定子，在定子外还套有主轴体，所述转子、定子与主轴体同轴设置。直驱式主轴组件将电机和主轴同轴设计，结构简单、提高同步效率，保证传动效果，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，尽量减小工件震动，保证工件加工精度。
进一步地，所述主轴体的两端还分别设有前端盖和后端盖，前端盖和后端盖上均设有轴承室，轴承室内设有套于主轴上的若干轴承，在主轴上还套有置于防尘盖外侧的编码器和制动系统，制动系统包括套于主轴上的制动盘501和用于控制制动盘制动的制动钳502。设于主轴上的制动盘和制动钳，在主轴停止的时候施加一个外部制动力，起到快速停止主轴转动的作用。
更进一步地，所述主轴体外侧设有与主轴同轴的散热装置，所述散热装置包括罩于主轴体外侧的外罩壳，所述外罩壳与主轴体为一体结构，沿外罩壳周向设有多个冷却孔，在外罩壳的两端设有冷却道密封盖，所述冷却道密封盖上设有管路接头。
通过冷却道密封盖上的管路接头连接冷却管路后，使相邻的冷却道形成散热流道，在散热流道内通入压缩空气或冷却液体实现冷却。
如图5所示，直驱式主轴组件5的输出端直连卡盘6，用卡接待加工工件。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全电式数控机床，包括设置在床身上的进给机构和工件卡盘机构，其特征在于，所述进给机构为用于驱动车削机构直线进给运动的直线电机组件，所述工件卡盘机构设有用于驱动其旋转运动的直驱式主轴组件。
2.根据权利要求1所述的全电式数控机床，其特征在于，所述直线电机组件包括横向直线电机和纵向直线电机，所述纵向直线电机设置在横向直线电机上，且两个直线电机的运动方向相垂直。
3.根据权利要求2所述的全电式数控机床，其特征在于，所述横向直线电机包括设置在床身上的横向滑台，在横向滑台上设有两排平行布置的横向滑轨，所述横向滑轨与横向滑台组成U型模组，横向直线电机定子设置在U型模组底部。
4.根据权利要求3所述的全电式数控机床，其特征在于，所述纵向直线电机包括设置在U型模组上方的拖板，在拖板与U型模组接触的板面上设有与横向滑轨对应的滑槽，且在滑槽内配合设有滑块，横向直线电机动子安装在拖板上。
5.根据权利要求4所述的全电式数控机床，其特征在于，纵向直线电机定子安置在拖板上，在拖板上还设有两排平行布置的纵向辅助滑轨，在拖板上方设有T型槽滑台，并在T型槽滑台上与纵向辅助滑轨配合设有滑动组件，纵向直线电机动子设置在T型槽滑台上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的全电式数控机床，其特征在于，所述直驱式主轴组件包括主轴，所述主轴配设有电机，所述电机包括套于主轴外的转子和套于转子外的定子，在定子外还套有主轴体，所述转子、定子与主轴体同轴设置。
7.根据权利要求6所述的全电式数控机床，其特征在于，所述主轴体的两端还分别设有前端盖和后端盖，前端盖和后端盖上均设有轴承室，轴承室内设有套于主轴上的若干轴承，在主轴上还套有置于防尘盖外侧的编码器和制动系统，制动系统包括套于主轴上的制动盘和用于控制制动盘制动的制动钳。
8.根据权利要求7所述的全电式数控机床，其特征在于，所述主轴体外侧设有与主轴同轴的散热装置，所述散热装置包括罩于主轴体外侧的外罩壳，所述外罩壳与主轴体为一体结构，沿外罩壳周向设有多个冷却孔，在外罩壳的两端设有冷却道密封盖，所述冷却道密封盖上设有管路接头。
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| CN202021198024.XU CN212598889U (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种全电式数控机床 |
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| CN202021198024.XU CN212598889U (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种全电式数控机床 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115847177A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-03-28 | 丁菲娥 | 机床 |
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2020
- 2020-06-24 CN CN202021198024.XU patent/CN212598889U/zh active Active
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Legal Events
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Denomination of utility model: A fully electric CNC machine tool Granted publication date: 20210226 Pledgee: Sichuan Zizhong Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SICHUAN CHENTIAN MACHINE TOOL MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2024980038383 |
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