本實用新型屬于機(jī)械工程相關(guān)技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種適用開放式結(jié)構(gòu)加工設(shè)備的橫梁動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)及機(jī)床。

背景技術(shù)：

目前，開放式加工設(shè)備主要應(yīng)用于軌道車輛、門窗、建筑幕墻等材料的加工，加工的工件通常整體長寬比較大，開放式結(jié)構(gòu)便于工件裝卸。

因開放式加工設(shè)備床身、立柱、橫梁及滑枕整體呈C型結(jié)構(gòu)，只靠立柱支撐整個橫梁及滑枕的重量，當(dāng)滑枕沿橫梁Y向移動時，繞橫梁立柱連接面會產(chǎn)生一個傾覆力矩，使橫梁變形導(dǎo)致主軸刀尖產(chǎn)生運動偏差，進(jìn)而影響設(shè)備加工精度。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對于開放式加工設(shè)備容易傾覆產(chǎn)生偏差的問題，尚缺乏有效的解決方案。

基于上述原因，有必要設(shè)計一種橫梁動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)，來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種適用開放式結(jié)構(gòu)加工設(shè)備的橫梁動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)，通過設(shè)置配重機(jī)構(gòu)，可以隨著滑枕運動動態(tài)配重，以抵消傾覆力矩使橫梁達(dá)到平衡狀態(tài)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：

一種適用開放式結(jié)構(gòu)加工設(shè)備的橫梁動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)，包括支撐機(jī)構(gòu)、配重機(jī)構(gòu)和聯(lián)動機(jī)構(gòu)；

所述支撐機(jī)構(gòu)用于支撐配重機(jī)構(gòu)和聯(lián)動機(jī)構(gòu)；

所述聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)和第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)，第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)與滑枕連接，第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)與配重機(jī)構(gòu)連接；第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)和第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)由同一動力源帶動，在第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)帶動滑枕向一方向移動時，第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)帶動配重機(jī)構(gòu)向相對應(yīng)的反方向移動，以實現(xiàn)動態(tài)平衡。

本實用新型的動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)中，設(shè)置配重機(jī)構(gòu)和滑枕相配合，聯(lián)動機(jī)構(gòu)在帶動滑枕移動時，可帶動配重機(jī)構(gòu)以與滑枕反方向移動，從而實現(xiàn)了隨著滑枕運動動態(tài)配重，以抵消傾覆力矩使橫梁達(dá)到平衡狀態(tài)，進(jìn)而避免了橫梁發(fā)生傾覆，從而保證了設(shè)備的加工精度。

所述第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動絲杠，所述驅(qū)動絲杠與滑座相配合，滑座與滑枕連接。驅(qū)動絲杠的動力帶動滑座移動，滑座進(jìn)而帶動滑枕移動，絲杠和滑座的配合能保證可靠傳輸動力。

所述第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)包括平衡絲杠，所述平衡絲杠與絲杠螺母相配合，絲杠螺母與配重機(jī)構(gòu)連接。平衡絲杠的動力帶動絲杠螺母移動，絲杠螺母進(jìn)而帶動配重機(jī)構(gòu)移動，絲杠和絲杠螺母的配合能保證可靠傳輸動力。

所述平衡絲杠端部與第一帶輪連接，驅(qū)動絲杠端部與第二帶輪連接，第一帶輪和第二帶輪通過皮帶連接，所述第一帶輪或第二帶輪通過傳動機(jī)構(gòu)與動力源連接。動力源通過傳動機(jī)構(gòu)將動力傳遞給平衡絲杠或驅(qū)動絲杠，平衡絲杠和驅(qū)動絲杠之間通過皮帶傳輸動力，可以保證配重機(jī)構(gòu)和滑枕同時動作，即能保證配重機(jī)構(gòu)根據(jù)滑枕的位置運動至相應(yīng)位置，進(jìn)而抵消滑枕的傾覆力矩。

進(jìn)一步的，所述平衡絲杠和驅(qū)動絲杠的旋向相反。平衡絲杠和驅(qū)動絲杠旋向相反，即在轉(zhuǎn)動時，其上的絲杠螺母和滑座能發(fā)生相反運動，可靠保證配重機(jī)構(gòu)沿與滑枕運動反方向移動。

或者，所述平衡絲杠端部與第一齒輪連接，驅(qū)動絲杠端部與第二齒輪連接，第一齒輪和第二齒輪相嚙合，所述第一齒輪或第二齒輪通過傳動機(jī)構(gòu)與動力源連接。使驅(qū)動絲杠和平衡絲杠通過齒輪配合，在動力源傳輸動力給第一齒輪或第二齒輪時，驅(qū)動絲杠和平衡絲杠則自行異向轉(zhuǎn)動，進(jìn)而保證配重機(jī)構(gòu)和滑枕的反方向運動。

進(jìn)一步的，所述平衡絲杠和驅(qū)動絲杠的旋向相同。在平衡絲杠和驅(qū)動絲杠通過齒輪嚙合傳動的情況下，兩者旋向相同才可保證配重機(jī)構(gòu)和滑枕反方向運動。

所述配重機(jī)構(gòu)底部與平衡滑塊連接，所述平衡滑塊與平衡導(dǎo)軌滑動配合。使配重塊在隨絲杠螺母移動時，配重塊底部沿平衡導(dǎo)軌滑動，往復(fù)移動過程更為平穩(wěn)可靠。

所述支撐機(jī)構(gòu)包括支撐方管，所述第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)和第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)均與支撐方管連接。

本實用新型還提供一種機(jī)床，通過在機(jī)床橫梁內(nèi)部布置動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)，使橫梁達(dá)到平衡狀態(tài)，提高了加工設(shè)備的加工精度。

一種機(jī)床，包括機(jī)床立柱，所述機(jī)床立柱上部與橫梁連接，所述橫梁內(nèi)安設(shè)有如上所述的動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型中通過配重機(jī)構(gòu)與滑枕的反向運動，可以抵消滑枕產(chǎn)生的傾覆力矩，從而降低刀尖處的變形。

同類型的加工設(shè)備只需根據(jù)橫梁兩端的伸出長度與滑座、滑枕的重量，相應(yīng)的調(diào)整大小帶輪的傳動比、絲杠螺距比以及配重塊的重量，就可以使用本實用新型機(jī)構(gòu)調(diào)整平衡，通用性較強(qiáng)。

本實用新型的平衡機(jī)構(gòu)完全置于橫梁內(nèi)部，不影響整機(jī)外觀，不會影響加工設(shè)備的正常工作。

通過本實用新型實現(xiàn)了開放式結(jié)構(gòu)加工設(shè)備橫梁的動態(tài)平衡，且結(jié)構(gòu)成本低，自動化程度高，提高了加工設(shè)備的加工精度。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1是本實用新型的軸測圖；

圖2是本實用新型橫梁內(nèi)部機(jī)構(gòu)布設(shè)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的縱向剖視圖；

圖中，1.立柱，2.Y向驅(qū)動絲杠，3.Y向驅(qū)動小帶輪，4.平衡絲杠，5.平衡大帶輪，6.Y向驅(qū)動電機(jī)小帶輪，7.Y向驅(qū)動電機(jī)，8.橫梁，9.滑座，10.滑枕，11.主軸頭，12.絲杠螺母，13.軸承座，14.軸承座安裝板，15.配重塊，16.平衡導(dǎo)軌，18.平衡導(dǎo)軌安裝板，19.平衡滑塊，20.加強(qiáng)筋板，21.支撐方管。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在開放式加工設(shè)備容易傾覆產(chǎn)生偏差的問題，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N適用開放式結(jié)構(gòu)加工設(shè)備的橫梁動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)及機(jī)床。

實施例1：

本申請的一種典型的實施方式中，如圖1-圖3所示，提供了一種適用于開放式結(jié)構(gòu)加工設(shè)備橫梁動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)，包括支撐機(jī)構(gòu)、配重機(jī)構(gòu)及聯(lián)動機(jī)構(gòu)。

支撐機(jī)構(gòu)包括支撐方管21和加強(qiáng)筋板20，加強(qiáng)筋板20數(shù)目可根據(jù)橫梁8長度進(jìn)行選擇。支撐方管21設(shè)置于橫梁8內(nèi)部，橫梁8為一中空方管，支撐方管21與橫梁8通過加強(qiáng)筋板20連接。支撐方管21內(nèi)腔下表面設(shè)有平衡導(dǎo)軌安裝板18，平衡導(dǎo)軌16通過螺栓緊固連接在平衡導(dǎo)軌安裝板18上。

配重機(jī)構(gòu)為一配重塊15，其兩端各通過一絲杠螺母12與平衡絲杠4相連接，配重塊15底面通過螺栓固定連接在平衡滑塊19上。平衡滑塊19與平衡導(dǎo)軌16滑動配合。使配重塊15在隨絲杠螺母12移動時，配重塊15底部沿平衡導(dǎo)軌16滑動，配重塊在隨絲杠螺母移動時，配重塊底部沿平衡導(dǎo)軌滑動，往復(fù)移動過程更為平穩(wěn)可靠。

聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)和第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)，第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)與滑枕連接，第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)與配重機(jī)構(gòu)連接；第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)和第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)由同一動力源帶動，在第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)帶動滑枕向一方向移動時，第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)帶動配重機(jī)構(gòu)向相對應(yīng)的反方向移動，以實現(xiàn)動態(tài)平衡。

本實施例中，第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)和第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)采用絲杠機(jī)構(gòu)，在符合加工設(shè)備的加工要求下，也可以替換為氣動元件、液壓元件、及其他能實現(xiàn)往復(fù)運動的機(jī)械機(jī)構(gòu)。

本實用新型的動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)中，設(shè)置配重機(jī)構(gòu)和滑枕相配合，聯(lián)動機(jī)構(gòu)在帶動滑枕移動時，可帶動配重機(jī)構(gòu)以與滑枕反方向移動，從而實現(xiàn)了隨著滑枕運動動態(tài)配重，以抵消傾覆力矩使橫梁達(dá)到平衡狀態(tài)，進(jìn)而避免了橫梁發(fā)生傾覆，從而保證了設(shè)備的加工精度。

第一往復(fù)移動機(jī)構(gòu)包括Y向驅(qū)動絲杠2，Y向驅(qū)動絲杠2與滑座9相配合，滑座9與滑枕10連接，滑枕10上連接主軸頭11。

第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)包括平衡絲杠4，平衡絲杠4與絲杠螺母12相配合，絲杠螺母12與配重塊15連接。

平衡絲杠4端部與平衡大帶輪5(即第一帶輪)連接，Y向驅(qū)動絲杠2端部與Y向驅(qū)動小帶輪3(即第二帶輪)連接，平衡大帶輪5和Y向驅(qū)動小帶輪3通過皮帶連接，平衡大帶輪5或Y向驅(qū)動小帶輪3通過傳動機(jī)構(gòu)與動力源連接，動力源即為電機(jī)。本實施例中傳動機(jī)構(gòu)為Y向驅(qū)動電機(jī)小帶輪6和皮帶，Y向驅(qū)動電機(jī)小帶輪6通過皮帶與平衡大帶輪5連接，Y向驅(qū)動電機(jī)小帶輪6與Y向驅(qū)動電機(jī)7連接。平衡大帶輪5、Y向驅(qū)動小帶輪3、Y向驅(qū)動電機(jī)小帶輪6的傳動方式為開口傳動。動力源通過傳動機(jī)構(gòu)將動力傳遞給平衡絲杠或驅(qū)動絲杠，平衡絲杠和驅(qū)動絲杠之間通過皮帶傳輸動力，可以保證配重機(jī)構(gòu)和滑枕同時動作，即能保證配重機(jī)構(gòu)根據(jù)滑枕的位置運動至相應(yīng)位置，進(jìn)而抵消滑枕的傾覆力矩。

平衡絲杠4和Y向驅(qū)動絲杠2的旋向相反，在Y向驅(qū)動電機(jī)7運轉(zhuǎn)時，平衡絲杠4和Y向驅(qū)動絲杠2帶動其上的絲杠螺母12、配重塊15和滑座9向相反方向移動，形成平衡。本實施例中Y向驅(qū)動絲杠2為右旋大螺距絲杠，平衡絲杠4為左旋小螺距絲杠。

平衡絲杠4的螺距較Y向驅(qū)動絲杠2的螺距小，平衡絲杠4兩端通過軸承座13與軸承座安裝板14固定在橫梁8內(nèi)部，平衡絲杠4外伸端通過平鍵連接有平衡大帶輪5，平衡大帶輪5兩側(cè)各有一小帶輪，一側(cè)為Y向驅(qū)動小帶輪6，與Y向驅(qū)動絲杠2連接，另一側(cè)為Y向驅(qū)動電機(jī)小帶輪3，與Y向驅(qū)動電機(jī)7連接。

或者，還可以采用下述方式：平衡絲杠4端部與第一齒輪連接，Y向驅(qū)動絲杠2端部與第二齒輪連接，第一齒輪和第二齒輪相嚙合，第一齒輪或第二齒輪通過傳動機(jī)構(gòu)與動力源連接。平衡絲杠4和Y向驅(qū)動絲杠2的旋向相同，通過第一齒輪和第二齒輪的嚙合傳動，平衡絲杠4和Y向驅(qū)動絲杠2轉(zhuǎn)向相反，帶動其上的絲杠螺母12、配重塊15和滑座9向相反方向移動，形成平衡。驅(qū)動絲杠和平衡絲杠通過齒輪配合，在動力源傳輸動力給第一齒輪或第二齒輪時，驅(qū)動絲杠和平衡絲杠則自行異向轉(zhuǎn)動，進(jìn)而保證配重機(jī)構(gòu)和滑枕的反方向運動。

實施例2：

本申請的另一種典型的實施方式中，提供了一種機(jī)床，包括機(jī)床立柱1，機(jī)床立柱1上部與橫梁8連接，機(jī)床具有開放式床身，開放式加工設(shè)備床身、立柱、橫梁及滑枕整體呈C型結(jié)構(gòu)，橫梁8內(nèi)安設(shè)有如實施例1的動態(tài)平衡機(jī)構(gòu)。

支撐機(jī)構(gòu)的支撐方管21的外表面焊接有加強(qiáng)筋板20，并整體與橫梁8內(nèi)腔焊接連接，整個平衡機(jī)構(gòu)設(shè)置于橫梁內(nèi)部。第二往復(fù)移動機(jī)構(gòu)通過平衡導(dǎo)軌16布置在支撐方管21內(nèi)部。軸承座安裝板14連接在橫梁8上，通過軸承座13固定平衡絲杠4。將第一往復(fù)機(jī)構(gòu)布置在橫梁8外側(cè)，并與滑座9配合。

調(diào)整滑座9、滑枕10以及配重塊15的初始位置，使三者的初始位置皆與立柱1的位置重合，在Y向驅(qū)動電機(jī)7的帶動下，平衡絲杠4與Y向驅(qū)動絲杠2同時旋轉(zhuǎn)，滑座9與滑枕10在Y向驅(qū)動絲杠2的帶動下，從初始位置向加工位置運動，而配重塊15則在平衡絲杠4的帶動下，沿平衡導(dǎo)軌16由初始位置向平衡位置運動。

平衡絲杠4與Y向驅(qū)動絲杠2的螺距比、平衡大帶輪5與Y向驅(qū)動小帶輪3的傳動比以及配重塊15的重量均是根據(jù)橫梁8在立柱1兩端的長度比、滑座9以及滑枕10的重量確定的，從而保證滑座9、滑枕10在橫梁8上運動時，配重塊15總是能移動到相應(yīng)的平衡位置并抵消滑座9、滑枕10產(chǎn)生的傾覆力矩。

從上述實施例可以看出，本實用新型采用電機(jī)驅(qū)動、帶、絲杠傳動，驅(qū)動機(jī)構(gòu)為驅(qū)動滑座9、滑枕10的Y向驅(qū)動電機(jī)7，無需添加額外驅(qū)動機(jī)構(gòu)；平衡機(jī)構(gòu)大部分均在橫梁內(nèi)部，不影響整機(jī)視覺效果，外形美觀；通過選取合理的絲杠螺距比、大小帶輪傳動比及配重塊的重量，以獲得配重塊相對于滑座9、滑枕10的正確平衡位置，可快速實現(xiàn)橫梁動態(tài)平衡，且平衡成本低，自動化程度高。

利用平衡機(jī)構(gòu)對橫梁進(jìn)行調(diào)平的方法，具體操作步驟如下：

A、調(diào)整滑座9、滑枕10的初始位置，使其初始位置與立柱1位置重合；

B、根據(jù)橫梁8相對于立柱1兩側(cè)的伸出長度以及滑座9滑枕10的重量，選取大小帶輪傳動比、絲杠螺距比以及配重塊的重量；

C、將配重塊15通過絲杠螺母12安裝在平衡絲杠4上；

D、將配重塊15通過平衡滑塊19連接在支撐方管21底面上；

E、將平衡絲杠4通過軸承座13固定在橫梁8內(nèi)部；

F、將平衡絲杠4伸出端與平衡大帶輪5連接，并將平衡大帶輪5與Y向驅(qū)動電機(jī)小帶輪6連接；

G、調(diào)節(jié)配重塊15的初始位置，使其初始位置也與立柱1位置重疊；

H、將平衡大帶輪5與Y向驅(qū)動小帶輪3連接，Y向驅(qū)動電機(jī)7帶動大小帶輪同時轉(zhuǎn)動，使滑枕10、配重塊15同時反向運動，以實現(xiàn)橫梁的動態(tài)平衡。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。