高速Z轴加工装置及包含其的机床的利记博彩app

本发明涉及一种高速Z轴加工装置及包含其的机床。

背景技术：

目前现有技术的机床中，Z轴运动机构在使用的过程中，由于驱动力和自身重力的作用下会产生惯性力矩，在高速运动中会产生惯性导致抖动，导致定位精度差，响应性较差，影响加工质量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的定位精度差，响应性较差等缺陷，提供一种高速Z轴加工装置及包含其的机床。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种高速Z轴加工装置，其特点在于，其包括有一固定部分、一Z轴部分、一平衡气缸，所述固定部分自上而下设有一穿孔，所述Z轴部分穿过所述穿孔，且所述Z轴部分滑设于所述固定部分，所述Z轴部分的两侧均与所述固定部分之间设有一Z轴直线电机，所述平衡气缸的活动端连接于所述Z轴部分的顶部。

在本方案中，Z轴部分的两侧分别设有Z轴直线电机进行双驱动，驱动力更大，能产生双倍的加速度和更大的移动速度。

另外，驱动力、重力和平衡气缸的平衡力完全重合，实现重心驱动效果，机构运动不会产生抖动，使得高速Z轴加工装置在高速运动时不会产生惯性力矩，实现定位精度高、响应性好和高精度加工。

较佳地，所述固定部分包括有一底板、一左侧板、一前侧板、一右侧板，所述底板的两端分别连接于所述左侧板和所述右侧板，所述前侧板的两端分别连接于所述左侧板和所述右侧板，且所述底板、所述左侧板、所述前侧板、所述右侧板之间形成所述穿孔。

在本方案中，采用上述结构形式，固定部分左右对称设置，可以极大的平衡热变形，减少热变形产生的加工误差。

较佳地，所述Z轴部分包括有一主轴箱、一主轴，所述主轴连接于所述主轴箱的底部；

所述主轴箱的形状为四方体，所述穿孔的形状为矩形腔体，所述主轴箱穿过所述穿孔，所述平衡气缸的活动端连接于所述主轴箱的顶面中部。

在本方案中，采用上述结构形式，使得高速Z轴加工装置的结构完全对称设置，保证在高速运动下不会产生惯性导致的抖动，且平衡热变形，减少热变形产生的加工误差，实现高精度加工。

另外，主轴不仅铣削加工，还可以安装车刀，使得高速Z轴加工装置可以应用于雕铣机、高光机、石墨加工机、磨具加工机等其他龙门结构或者牛头结构中。

较佳地，所述主轴箱的两侧均设有导轨，所述左侧板和所述右侧板均设有滑块，所述滑块滑设于所述导轨。

在本方案中，采用上述结构形式，结构简单，生产成本低，滑动过程中稳定性高且阻力小，能耗低。

较佳地，每一所述Z轴直线电机均包括有一Z轴线圈、一Z轴磁板，两个所述Z轴磁板分别设置于所述主轴箱的两侧，两个所述Z轴线圈分别设置于所述左侧板和所述右侧板。

在本方案中，采用上述结构形式，使得在Z轴方向运动时定位精度高，响应快，可实现高速高加速运动。且采用非接触式结构，能使高速Z轴加工装置长期运行稳定，精度保持性好。

较佳地，所述Z轴线圈与所述Z轴磁板的间距为0.5mm～1mm。

较佳地，所述平衡气缸包括有一缸杆、一缸体、一气缸支架，所述气缸支架连接于所述缸体，所述缸杆的一端连接于所述主轴箱的顶部，所述缸杆的另一端容伸于所述缸体。

在本方案中，采用上述结构形式，结构简单，易于安装维护。

较佳地，所述高速Z轴加工装置还包括有一拖链，所述拖链的一端连接于所述气缸支架，所述拖链的另一端连接于主轴箱，所述主轴的线缆穿过所述拖链内。

在本方案中，采用上述结构形式，对线缆起到保护作用，防止线缆被拉扯和刮伤。

较佳地，所述高速Z轴加工装置包括有一光栅尺、一读数头，所述光栅尺连接于所述Z轴部分，所述读数头连接于所述固定部分。

在本方案中，使用所述光栅尺做反馈控制，与Z轴线圈和Z轴磁板配合使用，实现全闭环控制，使得高速Z轴加工装置的定位精度高响应速度快。

一种机床，其特点在于，其包括有如上所述的高速Z轴加工装置。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的高速Z轴加工装置及包含其的机床，采用双直线电机进行双驱动，驱动力更大，且直线电机的非接触式结构，不会产生摩擦，结构无磨损，寿命长精度保持性好，长期运行稳定。同时，平衡气缸的作用力、Z轴的重力、电机驱动力、外部阻力的作用力都完全重合，实现重心驱动效果，机构运动不会产生抖动，使得高速Z轴加工装置在高速运动时不会产生惯性力矩，实现定位精度高、响应性好和高精度加工。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的高速Z轴加工装置的主视结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的高速Z轴加工装置的俯视结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的高速Z轴加工装置的立体结构示意图。

附图标记说明：

固定部分1，底板11，左侧板12，前侧板13，右侧板14

Z轴部分2，主轴箱21，主轴22，Z轴磁板23，Z轴线圈24

导轨25，滑块26

平衡气缸3，缸杆31，气缸支架32，缸体33

拖链4

光栅尺5

读数头6

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明的机床，其包括有一高速Z轴加工装置，如图1、图2和图3所示，该高速Z轴加工装置，包括有固定部分1、Z轴部分2、平衡气缸3，固定部分1固定连接在机床上，固定部分1自上而下设有穿孔，Z轴部分2穿过该穿孔，且Z轴部分2滑设于固定部分1，Z轴部分2上下可以滑动，从而实现Z轴方向的移动。Z轴部分2的两侧均与固定部分1之间设有Z轴直线电机，通过Z轴部分2的两侧分别设有Z轴直线电机进行双驱动，驱动力更大，能产生双倍的加速度和更大的移动速度。同时，直线电机的非接触式结构，让Z轴部分2和固定部分1非接触，和其他驱动方式比起来，不会产生摩擦，结构无磨损，寿命长精度保持性好，长期运行稳定。

平衡气缸3的活动端连接于Z轴部分2的顶部。Z轴直线电机的驱动力、Z轴部分2自身的重力、外部阻力的作用力和平衡气缸3提供的平衡力完全重合，实现重心驱动效果，机构运动不会产生抖动，使得高速Z轴加工装置在高速运动时不会产生惯性力矩，实现定位精度高、响应性好和高精度加工。

固定部分1可以包括有底板11、左侧板12、前侧板13、右侧板14，底板11的两端分别连接于左侧板12和右侧板14，前侧板13的两端分别连接于左侧板12和右侧板14，且底板11、左侧板12、前侧板13、右侧板14之间形成上述的穿孔。其中，底板11有两排螺丝孔，用于安装在机床上。固定部分1成为一个左右对称的形状，可以极大的平衡热变形，减少热变形产生的加工误差。且安装连接方便。

Z轴部分2可以包括有主轴箱21、主轴22，主轴箱21的形状为四方体，穿孔的形状为矩形腔体，主轴箱21穿过该矩形腔体，平衡气缸3的活动端连接于主轴箱21的顶面中部。使得高速Z轴加工装置的结构完全对称设置，易实现驱动力、重力和平衡力之间是完全重合，保证在高速运动下不会产生惯性导致的抖动，且平衡热变形，减少热变形产生的加工误差。实现高精度加工。

主轴22连接于主轴箱21的底部。主轴22不仅可以铣削加工，还可以安装车刀，使得高速Z轴加工装置可以应用于雕铣机、高光机、石墨加工机、磨具加工机等其他龙门结构或者牛头结构的机床中。

如图2所示，主轴箱21的两侧均可以设有导轨25，左侧板12和右侧板14均可以设有滑块26，滑块26滑设于导轨25，从而实现Z轴部分2滑设于固定部分1。结构简单，生产成本低，滑动过程中稳定性高且阻力小，能耗低。

两个Z轴直线电机均可以包括有Z轴线圈24、Z轴磁板23，Z轴磁板23分别设置于主轴箱21的两侧，两个Z轴线圈24分别设置于左侧板12和右侧板14上。采用非接触式结构，能使高速Z轴加工装置长期运行稳定，精度保持性好。优选地，Z轴线圈24和Z轴磁板23之间的间距为0.5-1mm，使得更好地驱动运动。

高速Z轴加工装置可以包括有光栅尺5、读数头6，光栅尺5连接于Z轴部分2，读数头6连接于固定部分1。使用光栅尺5做反馈控制，与Z轴线圈24和Z轴磁板23配合使用，实现全闭环控制，使得高速Z轴加工装置的定位精度高响应速度快。

如图3所示，平衡气缸3可以包括有缸杆31、缸体33、气缸支架32，气缸支架32的一端连接于缸体33，气缸支架32的另一端连接在机床上，气缸支架32相对于固定部分1也是固定不动，缸杆31的一端连接于主轴箱21的顶部，缸杆31的另一端容伸于缸体33，缸杆31可以随着Z轴部分2上下移动。结构简单，易于安装维护。

高速Z轴加工装置还可以包括有拖链4，拖链4的一端连接于气缸支架32，拖链4的另一端连接于主轴箱21，主轴22的线缆穿过拖链4内。拖链4对线缆起到保护作用，防止线缆被拉扯和刮伤。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。