專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多主軸數(shù)控雕刻機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種數(shù)控雕刻機(jī)，尤其是一種裝有多個(gè)主軸，能一次加工多個(gè)平面或回轉(zhuǎn)エ件的高生產(chǎn)率數(shù)控雕刻機(jī)。
技術(shù)背景已有多主軸數(shù)控雕刻機(jī)的主軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由橫梁，X向滑座，兩根X向?qū)к?，X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，Z向滑座，兩根Z向?qū)к?，Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主軸掛板及其上等距地安裝的3-10個(gè)主軸等構(gòu)成，由于主軸數(shù)量多，主軸掛板的長(zhǎng)度達(dá)I. 3米-2. 4米，目前均采用單一的Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩根Z向?qū)к壍拈g距也較小，所以因切削外力引起較長(zhǎng)的主軸掛板在X-Z和X-Y兩個(gè)平 面內(nèi)的偏擺變形較大，導(dǎo)致主軸掛板兩端主軸加工的質(zhì)量較差，
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是避免上述現(xiàn)有技術(shù)的存在的不足之處，提供ー種新的多主軸雕刻機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而大幅度提高較長(zhǎng)的主軸掛板在X-Z和X-Y兩個(gè)平面內(nèi)抵抗變形的剛性，保證所有主軸雕刻的高質(zhì)量，本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案。1，加長(zhǎng)X向滑座和Z向滑座沿X方向的長(zhǎng)度，采用了兩Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)平行地，以其推力點(diǎn)間距LI安裝在X-Z平面內(nèi)，LI為N個(gè)エ件的總寬度WO的1/3-2/3，這可以減小因切削外力引起較長(zhǎng)的主軸掛板在X-Z平面內(nèi)的偏擺變形.2，兩根Z向?qū)к壴赬-Z平面內(nèi)，安裝X向滑座上，或橫梁上.兩根Z向?qū)к壪嗑郘0. LO為N個(gè)エ件的總寬度WO的1/3-2/3，從而減小了因切削外力引起較長(zhǎng)的主軸掛板在X-Y平面內(nèi)的偏擺變形，以上兩個(gè)措施可提高主軸掛板兩端主軸的加工質(zhì)量.3，左右兩個(gè)Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是兩個(gè)絲杠螺母副，兩個(gè)絲杠螺母副的螺母(13a)和軸承座(19)分別安裝在Z向滑座(10)和X向滑座(3)上或橫梁(4)上.左右絲杠(13)
(9)直聯(lián)地，或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(17) (18) (11)分別與兩個(gè)伺服電機(jī)(12)連接，從而實(shí)現(xiàn)左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步驅(qū)動(dòng)。本方案建議不采用步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)楫?dāng)一端受大的阻カ時(shí)，該端步進(jìn)電機(jī)可能失步，造成Z向滑座偏斜，甚至部件損壞.4，左右兩個(gè)絲杠(13) (9)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(17) (11) (18)與一個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(12)連動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性同步驅(qū)動(dòng).5，左右兩個(gè)Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以是齒條齒輪副，左右兩個(gè)齒輪的軸承座(23) (32)和兩個(gè)齒條(21) (31)分別安裝在Z向滑座(10)上，和X向滑座(3)上或橫梁(4)上.兩個(gè)齒輪(22)的驅(qū)動(dòng)方式為下列之一 a，兩個(gè)齒輪(22)通過(guò)ー個(gè)長(zhǎng)軸相互連接并與ー個(gè)減速機(jī)構(gòu)(24) (25)連接，該減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與ー個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)連接；b，分別通過(guò)各自的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24) (25)與兩個(gè)伺服電機(jī)(29)連接；c，兩個(gè)齒輪(22) —個(gè)通過(guò)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24) (25)與一根長(zhǎng)軸(27)連接，另ー個(gè)通過(guò)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24) (25)與ー個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)連接，伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)的另一端出軸經(jīng)ー個(gè)聯(lián)軸器(28)與長(zhǎng)軸(27)連接，較適合于有后出軸的步進(jìn)電機(jī)；d，兩個(gè)齒輪(22)分別通過(guò)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24) (25)與一根長(zhǎng)軸(27)連接.長(zhǎng)軸(27)直聯(lián)地，或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與ー個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)連接，適合于無(wú)后出軸的伺服電機(jī)；上述4種方式均可實(shí)現(xiàn)左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性同步驅(qū)動(dòng).6，所述X向滑座被分割成左右兩個(gè)分別裝有Z向?qū)к壊⒎謩e裝在X向?qū)к壍幕瑝K上的X向半滑座(3a) (3b)，中間以ー個(gè)連接板(3c)連接，不但減輕了 X向滑座的質(zhì)量，提高了 X向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能，也降低了加長(zhǎng)的X向滑座的制造難度，也減小了因制造誤差或應(yīng)カ變形而導(dǎo)致的對(duì)X導(dǎo)軌的額外載荷和増大的阻力.該連接板(3c)是沿X向折至少一道彎的2-3_厚的薄金屬板.以便對(duì)左右X向半滑座保持一定扭轉(zhuǎn)柔性，和對(duì)拉、壓、彎、切力的剛性..以上6項(xiàng)技術(shù)方案可大大減小因切削外力引起較長(zhǎng)的主軸掛板在X-Z和X-Y兩個(gè)平面內(nèi)的偏擺變形，提高主軸掛板兩端主軸雕刻的加工質(zhì)量，
圖I為本發(fā)明多主軸數(shù)控雕刻機(jī)俯視圖，本圖是采用Z軸雙絲杠驅(qū)動(dòng)的方案。圖Ia為兩個(gè)絲杠分別用兩個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的雙Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的局部俯視圖。圖Ib為兩個(gè)絲杠用一根同步齒帶傳動(dòng)，用一個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的雙Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的局部俯視圖。圖Ic為本發(fā)明多主軸圓柱體數(shù)控雕刻機(jī)俯視圖。圖2為圖I所示多主軸數(shù)控雕刻機(jī)A-A面局部剖視圖。圖3為圖2視圖的B-B面局部剖視圖。圖4為采用齒輪齒條副的雙Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，技術(shù)方案5c的局部剖視圖。圖5為圖4所示多主軸數(shù)控雕刻機(jī)C-C面局部剖視圖。圖6為圖4的局部放大圖。圖7為技術(shù)方案5b的局部放大圖。圖8為技術(shù)方案5a的局部放大圖。圖9為技術(shù)方案5d的局部放大圖。圖10為本發(fā)明多主軸數(shù)控雕刻機(jī)一種變更方案的局部放大圖。圖11為圖10所示多主軸數(shù)控雕刻機(jī)E-E面局部剖視圖。。圖中標(biāo)號(hào)I床身，2平面エ件夾持裝置，3X滑座，3a左半X滑座，3b右半X滑座，3c連接板，4橫梁，5X下導(dǎo)軌，5a X上導(dǎo)軌，6主軸掛板，7主軸，8右Z向?qū)к墸?a右Z向?qū)к壔瑝K9右Z向絲杠，IOZ滑座，IOa左半Z滑座，IOb右半Z滑座，IOc連接板，11同步齒帶，12Z軸伺服或步進(jìn)電機(jī)，13左Z向絲杠，13a Z向絲杠的螺母，14左Z向?qū)к?4a Z向?qū)к壔瑝K16張緊輪，17絲杠同步輪，18電機(jī)同步輪，19Z絲杠軸承座，21左Z向齒條22軸齒輪，23左軸承座，24大齒輪，25小齒輪，26軸承座27長(zhǎng)軸，28連軸器，29Z向伺服或步進(jìn)電機(jī)，31右Z向齒條，32右軸承座35X軸軸伺服或步進(jìn)電機(jī)，50數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，51園柱形エ件夾持裝置，52尾座，圖I和圖2中，WO為N個(gè)エ件總寬度，LO為左右Z向?qū)к夐g距離，LI為左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)加力點(diǎn)間距.。以下通過(guò)具體實(shí)施方式
，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明。[0029]實(shí)施例I :參見(jiàn)圖1-3,本實(shí)施例中,橫梁(4)上安裝有上下X向?qū)к?5a) (5), —個(gè)加長(zhǎng)的X向滑座安裝在X向?qū)к壍幕瑝K上，并由伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)運(yùn)行。兩根Z向?qū)к壴赬-Z平面內(nèi)，安裝X向滑座上，或橫梁上(因圓柱雕刻機(jī)可以不需要X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu))·兩根Z向?qū)к壪嗑郘0。LO為N個(gè)エ件的總寬度WO的1/3-2/3，從而減小了因切削外力引起較長(zhǎng)的主軸掛板在X-Y平面內(nèi)的偏擺變形，Z向滑座(10)安裝在Z向?qū)к壍幕瑝K上. 本實(shí)施例采用兩個(gè)Z向絲杠螺母副做Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。兩個(gè)Z向絲杠平行地，以其推力點(diǎn)間距LI安裝在X-Z平面內(nèi)，LI為N個(gè)エ件的總寬度WO的1/3-1/3，從而大大減小了因切削外 力引起較長(zhǎng)的主軸掛板在X-Z平面內(nèi)的偏擺變形，提高主軸掛板兩端主軸雕刻的質(zhì)量.兩個(gè)絲杠螺母副的螺母安裝在Z向滑座(10)上，兩個(gè)絲杠的軸承座(19)安裝在X向滑座(3)上，左右絲杠(13) (9)可以直聯(lián)地，或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(17) (18) (11)分別與兩個(gè)伺服電機(jī)(12)連接，如圖la，也可通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(17) (11) (18)與一個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)
(12)連動(dòng)，如圖I或圖lb，從而實(shí)現(xiàn)左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性同步驅(qū)動(dòng).參見(jiàn)圖la，X向滑座被分割成左右兩個(gè)分別裝有Z向?qū)к壊⒎謩e裝在X向?qū)к壍幕瑝K上的X向半滑座(3a)，(3b)，中間以ー個(gè)連接板(3c)連接，不但減輕了 X向滑座的質(zhì)量，提高了 X向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能，也降低了加長(zhǎng)的X向滑座的制造難度，也減小了因制造誤差或應(yīng)カ變形而導(dǎo)致的對(duì)X導(dǎo)軌的額外載荷和増大的阻力.該連接板(3c)是沿X向折至少一道彎的2-3_厚的薄金屬板.以便對(duì)左右X向半滑座(3a)，(3b)保持一定扭轉(zhuǎn)柔性，和抵抗拉、壓、彎、切カ的剛性.實(shí)施例2 :參見(jiàn)圖4-9，本實(shí)施例用左右兩個(gè)齒條齒輪副做Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其它同實(shí)施例1，左右兩個(gè)齒條(21) (31)安裝在X向滑座(3)上，左右兩個(gè)齒輪的軸承座(23) (32)安裝在Z向滑座(10)上，當(dāng)用于園柱雕刻時(shí)，可以不要X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，此時(shí)左右兩個(gè)齒條
(21)(31)可直接安裝在橫梁⑷上。兩個(gè)齒輪(22)由左右兩個(gè)軸承座(23) (32)支承，兩個(gè)齒輪(22)的驅(qū)動(dòng)方式為下列之一 a，兩個(gè)齒輪(22)通過(guò)ー個(gè)長(zhǎng)軸相互連接并經(jīng)ー個(gè)減速機(jī)構(gòu)(24) (25)由一個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)驅(qū)動(dòng)，如圖8 ;b，兩個(gè)齒輪(22)分別通過(guò)各自的減速機(jī)構(gòu)(24) (25)由兩個(gè)伺服電機(jī)(29)驅(qū)動(dòng)，如圖7 ;c，兩個(gè)齒輪(22) —個(gè)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)(24) (25)與一根長(zhǎng)軸(27)連接，另ー個(gè)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)(24) (25)與ー個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)連接，伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)的另一端出軸經(jīng)ー個(gè)聯(lián)軸器(28)與長(zhǎng)軸
(27)連接，如圖4和圖6 ;d，兩個(gè)齒輪(22)分別通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24) (25)與一根長(zhǎng)軸(27)連接.長(zhǎng)軸(27)直聯(lián)地，或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由ー個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)驅(qū)動(dòng)，如圖9。上述4種方式均可實(shí)現(xiàn)左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性同步驅(qū)動(dòng)。其中方式b，可以采用步進(jìn)電機(jī)，但要考慮當(dāng)一端受大的阻カ時(shí)，該端步進(jìn)電機(jī)可能失步，造成Z向滑座偏斜，甚至部件損壞的危險(xiǎn)。.實(shí)施例3 :上述實(shí)施例的變更，是把左右Z導(dǎo)軌⑶(14)或左右Z導(dǎo)軌滑塊(8a)(14a)安裝在橫梁⑷上，上述X向滑座變?yōu)閆向滑座(10)，從而可沿Z向運(yùn)動(dòng)，X向滑座
(3)裝有X向?qū)к?5) (5a)，X向?qū)к?5) (5a)的滑塊安裝在Z向滑座(10)上，從而X向滑座(3)可在Z向滑座(10)上沿X向運(yùn)動(dòng)，裝有N個(gè)主軸的主軸掛板(6)安裝在該X向滑座(3)上。左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在橫梁(4)和Z向滑座(10)之間。對(duì)于絲杠螺母副的方案完全可采用上述技術(shù)方案3、4，絲杠的軸承座安裝在橫梁上，螺母安裝在Z向滑座上，也可反之，絲杠的軸承座安裝在Z向滑座上，螺母安裝在橫梁上。對(duì)于齒條齒輪副的方案，左右齒條(21) (31)安裝在Z向滑座(10)上，左右兩個(gè)齒輪(22)的軸承座(23)安裝在橫梁上，也可反之，左右齒條安裝在橫梁上，左右兩個(gè)齒輪的軸承座安裝在Z向滑座上。左右兩個(gè)齒輪的驅(qū)動(dòng)方式完全可采用上述技術(shù)方案5a，5b，5c,5d。在此情況下，上述技術(shù)方案6也應(yīng)變?yōu)樵谒鰴M梁上沿Z向滑動(dòng)的Z向滑座被分割成左右兩個(gè)分別裝有X向?qū)к壔瑝K并分別裝在Z向?qū)к壣匣騔向?qū)к壍幕瑝K上的Z向半滑座(IOa) (10b)，中間以ー個(gè)連接板(IOc)連接。實(shí)施例2為最佳實(shí)施例。權(quán)利要求1.一種多主軸數(shù)控雕刻機(jī)由床身，平面或圓柱形エ件夾持裝置，橫梁，左右Y向?qū)к?，用于推?dòng)橫梁直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，X向滑座，兩根X向?qū)к墸伤欧姍C(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于推動(dòng)X向滑座直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，Z向滑座，左右Z向?qū)к?，由伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于推動(dòng)Z向滑座直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主軸掛板及其上等距地安裝的N個(gè)主軸等構(gòu)成，其特征在干 所述Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿X軸裝有左右兩個(gè)，其推力方向與Z軸平行，其推力點(diǎn)相距LI，LI不小于N個(gè)エ件的總寬度WO的1/3。
2.按權(quán)利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述左右兩根Z向?qū)к壩挥赬-Z平面內(nèi)，兩根Z向?qū)к壪嗑郘0，LO不小于N個(gè)エ件的總寬度WO的1/3。
3.按權(quán)利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是兩個(gè)絲杠螺母副，左右絲杠(13、9)直聯(lián)地，或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(17、18、11)分別與兩個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(12)連接。
4.按權(quán)利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述左右Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是兩個(gè)絲杠螺母副，左右兩個(gè)絲杠(13、9)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(17、11、18)與一個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(12)連動(dòng)。
5.按權(quán)利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述左右兩個(gè)Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是齒條齒輪副，與左右兩個(gè)齒條嚙合的兩個(gè)齒輪(22)的驅(qū)動(dòng)方式為下列之一a,兩個(gè)齒輪(22)裝在ー個(gè)長(zhǎng)軸兩端，該長(zhǎng)軸通過(guò)ー個(gè)減速機(jī)構(gòu)(24、25)與一個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)連接；b，兩個(gè)齒輪(22)分別通過(guò)各自的減速機(jī)構(gòu)(24、25)與兩個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)連接；c，兩個(gè)齒輪(22) —個(gè)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)(24、25)與一根長(zhǎng)軸(27)連接，另ー個(gè)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)(24、25)與ー個(gè)步進(jìn)電機(jī)(29)連接，步進(jìn)電機(jī)(29)的另一端出軸經(jīng)ー個(gè)聯(lián)軸器(28)與長(zhǎng)軸(27)連接；d，兩個(gè)齒輪(22)分別通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(24、25)與一根長(zhǎng)軸(27)的兩端連動(dòng).長(zhǎng)軸(27)直聯(lián)地，或通過(guò)減速機(jī)構(gòu)與ー個(gè)伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)(29)連接。
6.按權(quán)利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述X向滑座(3)被分割成左右兩個(gè)X向半滑座(3a、3b)，中間以ー個(gè)連接板(3c)連接，該連接板(3c)是沿X向折彎的薄金屬板。
7.按權(quán)利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述Z向滑座被分割成左右兩個(gè)Z向半滑座，中間以ー個(gè)連接板連接，該連接板是沿X向折彎的薄金屬板。
專(zhuān)利摘要一種多主軸雕刻機(jī)由床身，橫梁，X向滑座，兩根X向?qū)к?，X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，Z向滑座，兩根Z向?qū)к?，Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主軸掛板及其上等距地安裝的N個(gè)主軸等構(gòu)成，由于加長(zhǎng)X向滑座和Z向滑座沿X方向的長(zhǎng)度，采用了大間距安裝的兩個(gè)Z向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并加大了Z向?qū)к壈惭b間距，大大減小了因切削外力引起較長(zhǎng)的主軸掛板在X-Z和X-Y兩個(gè)平面內(nèi)的偏擺變形，提高主軸掛板兩端主軸雕刻的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B44B1/00GK202439487SQ20122008592
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者邵文遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:邵文遠(yuǎn)