專利名稱：橫梁移動式數(shù)控磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機(jī)械加工設(shè)備，尤其涉及一種橫梁移動式數(shù)控磨床。
背景技術(shù)：
機(jī)械加工設(shè)備中有龍門固定式機(jī)床，如龍門刨床、龍門銑床等；也有龍門移動式， 如龍門鏜銑床、龍門式加工中心等。龍門移動式機(jī)床采用龍門、立柱和橫梁構(gòu)成一個龍門式 框架，整體縱向移動，其運(yùn)動重心高，穩(wěn)定性差，尤其大跨距的龍門移動式的機(jī)床穩(wěn)定性更 差。龍門式框架整體移動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，驅(qū)動功率大。 有的設(shè)想在重型機(jī)床上采用雙移動橫梁的五面體數(shù)控銑鏜車鉆一體化的技術(shù)方 案，目的是提供加工性能多樣化，操作方便的產(chǎn)品。主要技術(shù)特征是安裝左右二個橫梁，再 在工作臺的一側(cè)設(shè)置一個可放工件的轉(zhuǎn)臺，實現(xiàn)車削加工。該技術(shù)方案實施有難度，設(shè)備造 價高。這種車銑鏜鉆結(jié)合在一起的一機(jī)多用機(jī)床會影響加工精度，不適用于磨床；也有的設(shè) 想在數(shù)控龍門加工中心上采用雙驅(qū)動直聯(lián)式驅(qū)動裝置，提出一種內(nèi)壁設(shè)有絲杠螺紋的齒輪 結(jié)構(gòu)，這種直聯(lián)式驅(qū)動的絲杠螺母加工工藝復(fù)雜，滾珠絲杠傳動形式會受到長度的限制，不 適用X向較長的機(jī)床。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決上述龍門框架整體移動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動重心高，穩(wěn)定性差的技 術(shù)問題；同時，針對雙橫梁移動的一體化的機(jī)床一機(jī)多用，加工精度低，不適用于磨床的問 題；而數(shù)控龍門加工中心的直聯(lián)驅(qū)動，只能用于絲杠螺母旋轉(zhuǎn)的傳動形式，也不能用于長絲 杠的傳動機(jī)構(gòu)，有局限性。 針對上述這些技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種重心低，運(yùn)動穩(wěn)定性好，
X向傳動不受長度限制的、可用于精密磨削加工的橫梁移動式數(shù)控磨床。 本實用新型的技術(shù)方案通過以下措施實現(xiàn)橫梁移動式數(shù)控磨床，由橫梁、橫向拖
板、垂直拖板、磨頭、導(dǎo)軌滑塊座、導(dǎo)軌基座、基座立柱、數(shù)控系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、工作臺或工件
傳送式安裝機(jī)構(gòu)組成，其特征在于所述橫梁安裝在導(dǎo)軌滑塊座上，所述導(dǎo)軌滑塊座上有X
向傳動機(jī)構(gòu)，并與導(dǎo)軌基座上導(dǎo)軌相連，所述導(dǎo)軌一側(cè)為一組二支直線滾動導(dǎo)軌，另一側(cè)為
滾輪式滾動導(dǎo)軌，或二側(cè)均為直線滾動導(dǎo)軌，橫梁沿導(dǎo)軌可作X向運(yùn)動。 作為優(yōu)選，所述X向傳動機(jī)構(gòu)，有左右兩對主輔X向交流伺服電機(jī)及X向變速箱， 通過X向齒輪/齒條傳動。 作為優(yōu)選，所述導(dǎo)軌基座左右側(cè)均為直線滾動導(dǎo)軌，所述X向傳動機(jī)構(gòu)為交流伺 服電機(jī)，通過變速箱和滾珠絲杠傳動副驅(qū)動。 作為優(yōu)選，所述橫梁正面安裝有Y向直線導(dǎo)軌、橫向拖板和Y向傳動機(jī)構(gòu)，所述Y 向傳動機(jī)構(gòu)有兩對主輔Y向交流伺服電機(jī)及Y向變速箱，通過Y向齒輪/齒條傳動，采用同 步驅(qū)動技術(shù)和消除間隙技術(shù)實現(xiàn)。 作為優(yōu)選，所述磨頭上有垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝在垂直拖板的底部。 作為優(yōu)選，所述垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圍繞X軸可作負(fù)3度至正93度轉(zhuǎn)動；所述水平回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)圍繞Z軸可作正負(fù)180度轉(zhuǎn)動。 作為優(yōu)選，所述橫梁上安裝有至少一套橫向拖板、垂直拖板和磨頭裝置。 作為優(yōu)選，所述磨頭可作臥式或立式安裝調(diào)整，所述磨頭可裝成形砂輪作成形磨
削，或安裝普通砂輪作周邊磨削。 本實用新型的有益效果是橫梁直接安裝在導(dǎo)軌滑塊座上，沿導(dǎo)軌作X向運(yùn)動，結(jié) 構(gòu)簡明，其重心低，運(yùn)動穩(wěn)定性好，X向不受長度限制，機(jī)床專用于磨削加工精度好。機(jī)床能 作成形磨削和周邊磨削，使用功能多，能實現(xiàn)自動磨削，是一種高效新型的精密磨削加工設(shè) 備。

圖1本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2圖1的X向?qū)к壓蚗向傳動機(jī)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1的X向絲杠式傳動機(jī)構(gòu)示意圖； 圖4是一種工件傳送式安裝機(jī)構(gòu)的橫梁移動式數(shù)控磨床示意圖。 圖中所示1、橫梁，2、橫向拖板，3、垂直拖板，4、導(dǎo)軌滑塊座，5、導(dǎo)軌基座，6、基座 立柱，7、數(shù)控系統(tǒng)，8、激光掃描式測量裝置，9、工作臺，10、X向傳動機(jī)構(gòu)，11、直線滾動導(dǎo)軌， 12、滾輪式滾動導(dǎo)軌，13、交流伺服電機(jī)，14、蝸輪變速箱，15、 X向齒輪，16、 Y向直線導(dǎo)軌， 17、Y向傳動機(jī)構(gòu)，18、Y向交流伺服電機(jī)，19、Y向變速箱，20、磨頭，21、磨頭體，22、垂直回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)，23、水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，24、 X向齒條，25、滾珠絲杠傳動副，26、 Y向齒輪/齒條，27成形金 剛石砂輪，28、普通砂輪，29工件傳送式安裝機(jī)構(gòu)。 具體實施方法 下面通過實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。 如圖1、圖2所示，橫梁移動式數(shù)控磨床的橫梁l，用HT300灰鑄鐵鑄造，為長方形 箱體式的雙層壁結(jié)構(gòu)，或采用鋼板焊接成形的構(gòu)件，具有足夠強(qiáng)的剛性，藉16只M20螺釘與 導(dǎo)軌滑塊座4相連。所述箱體式導(dǎo)軌滑座4底部裝有二組X向?qū)к壔瑝K且與導(dǎo)軌基座5上 的直線滾動導(dǎo)軌11連接，箱內(nèi)裝有X向傳動機(jī)構(gòu)10。結(jié)構(gòu)使橫梁1沿直線滾動導(dǎo)軌11作 X向運(yùn)動，其運(yùn)動速度為0-20米/每分鐘。 如圖2所示，X向傳動機(jī)構(gòu)的左右二對主輔交流伺服電機(jī)13，直接聯(lián)接蝸輪變速箱 14的X向齒條24，與導(dǎo)軌基座5上的X向齒輪15嚙合驅(qū)動。二側(cè)導(dǎo)軌基座上分別安裝有 直線光柵尺并與數(shù)控系統(tǒng)7連接，確保X向二側(cè)四只驅(qū)動交流電機(jī)的同步并對X向運(yùn)動作 全閉環(huán)控制。為了不受橫梁l熱變形的影響，所述光柵讀數(shù)尺采用水平式的安裝技術(shù)。所 述X向齒條24、 X向齒輪傳動采用消除間隙技術(shù)，就是一只主運(yùn)動的交流伺服電機(jī)13作X 向運(yùn)動的正轉(zhuǎn)動，另一輔助運(yùn)動的交流伺服電機(jī)13與主運(yùn)動的電機(jī)作反方向的轉(zhuǎn)動，并保 持一定的電流差值，這樣通過電氣控制消除X向運(yùn)動的間隙。這種傳動方式與滾珠絲杠傳 動形式的最大區(qū)別在于不受絲杠撓度的影響，X向可以有任意的長度。 如圖1所示，當(dāng)橫梁1長度跨距大于3米時，右側(cè)導(dǎo)軌基座5上裝有一組二 支的直線滾動導(dǎo)軌ll，長度與機(jī)床X向行程相匹配，實施例的直線導(dǎo)軌為力士樂STAR2-1805-662-63/11300。左側(cè)導(dǎo)軌采用二只INA軛圈式鋼滾輪滾動導(dǎo)軌12與其下面的鋼導(dǎo) 軌嚙合，是一種開放式的導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌組合形式，避免了熱變形的危害，且有較好的運(yùn)動 精度。當(dāng)橫梁1跨距小于3米時或X向長度小于5米時，如圖3所示，左右側(cè)導(dǎo)軌基座5上 的導(dǎo)軌均采用直線滾動導(dǎo)軌ll，X向傳動機(jī)構(gòu)10采用交流伺服電機(jī)13通過變速箱14和滾 珠絲杠副25的形式驅(qū)動。 如圖1、圖4所示，所述橫梁1正面安裝有Y向直線導(dǎo)軌16，Y向直線導(dǎo)軌16上面 安裝有橫向拖板2，橫向拖板2上安裝有Y向傳動機(jī)構(gòu)17。所述Y向傳動機(jī)構(gòu)17有兩對 主、輔Y向交流伺服電機(jī)18及Y向變速箱19，通過Y向齒輪/齒條26驅(qū)動。所述Y向齒 輪/齒條26傳動采用消除間隙技術(shù)，就是一只主運(yùn)動的交流伺服電機(jī)18作Y向運(yùn)動的正 轉(zhuǎn)動，另一輔助運(yùn)動的交流伺服電機(jī)18與主運(yùn)動的電機(jī)作反方向的轉(zhuǎn)動，并保持一定的電 流差值，這樣通過電氣控制消除Y向運(yùn)動的間隙。 如圖1所示，實施例數(shù)控系統(tǒng)7采用西門子840DCNC系統(tǒng)，有人機(jī)對話界面，操作 方便，有自動控制的磨削軟件和完備的磨削數(shù)據(jù)庫，可實現(xiàn)機(jī)床外部操作和計算機(jī)管理。激 光掃描式測量裝置8安裝在垂直拖板3的左、右側(cè)面，測量頭沿各自的垂直拖板3作上下運(yùn) 動，測量裝置的伸出與往回運(yùn)動采用氣缸控制。 如圖1、圖4所示，磨頭20采用西門子的電主軸，安裝在磨頭體21上，磨頭體21與 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)22相連接；垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)22裝在水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23箱體側(cè)面，而水平回轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)23安裝在垂直拖板3的底部。 如圖4所示，A旋轉(zhuǎn)軸和C旋轉(zhuǎn)軸的分度包括磁柵頭和讀數(shù)頭，鎖緊與松開都是液 壓形式，這些都由數(shù)控系統(tǒng)7的程序指令控制并自動完成。A旋轉(zhuǎn)軸的垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)22圍 繞X軸可作負(fù)3度至正93度轉(zhuǎn)動；C旋轉(zhuǎn)軸的水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23圍繞Z軸可作正負(fù)180度 轉(zhuǎn)動。A旋轉(zhuǎn)軸使磨頭20可作臥式或立式安裝調(diào)整(如圖1，圖4所示)，當(dāng)調(diào)整為立式安 裝時，裝上普通砂輪28時，以砂輪周邊磨削的形式可以磨削工件的端面或側(cè)面，或安裝其 他切削刀具可作鉆削、銑削等加工。磨頭20裝上成形金剛石砂輪27可作成形磨削，實施例 安裝了 SAINT-GOBAIN金剛砂輪。 如圖1、圖4所示，所述橫梁移動式數(shù)控磨床，橫梁1上安裝有左、右二套橫向拖板 2、垂直拖板3和磨頭20。所述橫梁移動式數(shù)控磨床有工作臺9的結(jié)構(gòu)形式，工件在工作臺 上裝夾加工，用于一般的機(jī)械零件加工；也可采用工件傳送式的安裝機(jī)構(gòu)29，這種結(jié)構(gòu)可 用于自動生產(chǎn)線。實施例采用了工件傳送式的安裝機(jī)構(gòu)29，用于高速鐵路軌道板承軌臺的 傳送與夾緊，可實現(xiàn)自動磨削。 本實用新型所創(chuàng)新開發(fā)的橫梁移動式數(shù)控磨床，已在MKB7025數(shù)控軌道板專用磨 床上實施。 本實用新型所述的具體實施例子是對本實用新型的技術(shù)結(jié)構(gòu)作舉例說明，本實用 新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可能會對上述描述的具體實施例，作一些修改補(bǔ)充或彩類似 的方式代替，但不會偏離本實用新型技術(shù)創(chuàng)新方案的本質(zhì)精神，或者超越權(quán)利要求書所定 義的范圍。
權(quán)利要求一種橫梁移動式數(shù)控磨床，包括橫梁(1)、橫向拖板(2)、垂直拖板(3)、磨頭(20)、導(dǎo)軌滑塊座(4)、導(dǎo)軌基座(5)、基座立柱(6)、數(shù)控系統(tǒng)(7)、檢測系統(tǒng)(8)、工作臺(9)或工件傳送式安裝機(jī)構(gòu)(29)，其特征在于所述橫梁(1)安裝在導(dǎo)軌滑塊座(4)上，所述導(dǎo)軌滑塊座(4)上有X向傳動機(jī)構(gòu)(10)，并與導(dǎo)軌基座(5)上導(dǎo)軌相連，所述導(dǎo)軌一側(cè)為一組二支直線滾動導(dǎo)軌(11)，另一側(cè)為滾輪式滾動導(dǎo)軌(12)，或二側(cè)均為直線滾動導(dǎo)軌(11)，橫梁(1)沿導(dǎo)軌(11、12)可作X向運(yùn)動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫梁移動式數(shù)控磨床，其特征在于所述X向傳動機(jī)構(gòu)(10)， 為左右兩對主、輔X向交流伺服電機(jī)(13)及X向變速箱(14)，通過X向齒輪(24)/X向齒條 (15)傳動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫梁移動式數(shù)控磨床，其特征在于所述X向傳動機(jī)構(gòu)(10) 為交流伺服電機(jī)(13)通過變速箱(14)和滾珠絲杠傳動副(25)驅(qū)動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的橫梁移動式數(shù)控磨床，其特征在于所述橫梁(1)正 面安裝有Y向直線導(dǎo)軌(16)、橫向拖板(2)和Y向傳動機(jī)構(gòu)(17);所述Y向傳動機(jī)構(gòu)(17) 有兩對主、輔Y向交流伺服電機(jī)(18)及Y向變速箱(19)，通過Y向齒輪/齒條(26)傳動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的橫梁移動式數(shù)控磨床，其特征在于磨頭(20)電主 軸裝在磨頭體(21)上，磨頭體(21)與垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(22)側(cè)面相連，垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(22)又 與水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(23)相連，所述水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(23)裝在垂直拖板(3)的底部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的橫梁移動式數(shù)控磨床，其特征在于所述垂直回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)(22)圍繞X軸可作負(fù)3度至正93度轉(zhuǎn)動；所述水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(23)圍繞Z軸可作正負(fù) 180度轉(zhuǎn)動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的橫梁移動式數(shù)控磨床，其特征在于所述橫梁(1)上 安裝有至少一套橫向拖板(2)、垂直拖板(3)和磨頭(20)裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的橫梁移動式數(shù)控磨床，其特征在于所述磨頭(20) 可作臥式或立式安裝調(diào)整，所述磨頭(20)可裝成形砂輪(27)作成形磨削，或安裝普通砂輪 (28)作周邊磨削。
專利摘要本實用新型涉及一種橫梁移動式數(shù)控磨床，所述橫梁安裝在導(dǎo)軌滑塊座上，所述導(dǎo)軌滑塊座上有X向傳動機(jī)構(gòu)，并與導(dǎo)軌基座上導(dǎo)軌相連，所述導(dǎo)軌一側(cè)為一組二支直線滾動導(dǎo)軌，一側(cè)為滾輪式滾動導(dǎo)軌，或二側(cè)均為直線滾動導(dǎo)軌，橫梁沿導(dǎo)軌可作X向運(yùn)動。本實用新型磨床的橫梁直接安裝在導(dǎo)軌滑塊座上，結(jié)構(gòu)簡明，重心低，運(yùn)動穩(wěn)定性好，精度好。磨床磨頭能作成形磨削和周邊磨削，使用功能多，能實現(xiàn)自動磨削，是一種新型的精密磨削加工設(shè)備。
文檔編號B24B27/02GK201471267SQ200920304389
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者葉鐵, 吳強(qiáng)洪, 徐慧芳, 林曉, 林達(dá), 董凱夫, 裘卓明, 陳曉, 陳眉, 黃春韶 申請人:杭州機(jī)床集團(tuán)有限公司