一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床制造技术

本实用新型专利技术涉及一种数控加工机床，尤其涉及一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床。该基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床包括铣床床身部分和电气控制柜部分；本实用新型专利技术的基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床能进行三轴联动铣削，设计中考虑模块化与开放性，使得制造成本与维护成本低、结构简单、操作方便、加工效率高且维护便利、实用性更强，基于SERCOSⅢ通讯协议使得驱动器与伺服驱动电机之间以及数控控制系统与驱动器之间的信号和数据传输速度快、传输效率高。

A CNC milling machine based on SERCOS III communication protocol

The utility model relates to a CNC machine tool, in particular to a CNC milling machine based on SERCOS III communication protocol. The CNC milling machine SERCOS III communication protocol including milling machine bed and an electric control cabinet based on SERCOS CNC milling machine; the utility of communication protocol for three axis milling based on the model, a modular and open design, so that the manufacturing cost and low maintenance cost, simple structure, convenient operation and processing efficiency high and convenient maintenance, strong practicability, SERCOS III makes communication protocol based on driver and servo drive motor between the CNC control system and the drive signal and the data transmission speed, high transmission efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床
本技术涉及一种数控加工机床，特别是涉及一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床。
技术介绍
随着经济的发展，制造加工业的需求不断增加，为了提高效率和降低成本，需要机床对工件进行快速的加工，而在加工工件时，如何对工件进行有效的铣削加工非常重要。传统数控铣床由于具有成本高、体积大、能耗高、维护困难、控制系统与驱动器间的数据信号传输效率低等的特点，目前仅广泛应用于大中型工件的加工领域，但在小型零件的加工领域中使用传统的大中型数控铣床明显不合适，不能满足小型零件加工精度高的要求，因此迫切需要一种成本低、体积小、能耗低、维护方便、加工精度高且加工效率高的数控铣床来替代。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术采用的技术方案是：本技术提供了一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床，包括铣床床身部分和电气控制柜部分，其中铣床床身部分设置有铣床底座，Z轴支撑座固装在铣床底座上；Z轴伺服驱动电机模组通过Z轴安装基板固装在Z轴支撑座上；变频电主轴模组通过后压板和前压板固装在Z轴伺服驱动电机模组上；变频电主轴模组内设置有变频电主轴水冷系统；铣床底座上端面固装有Y轴伺服驱动电机模组，X轴伺服驱动电机模组通过X轴安装基板固装在Y轴伺服驱动电机模组上；X轴伺服驱动电机模组通过X轴滑板固装有加工工作台，加工工作台上固装有固定加工零件的夹具；X轴安装基板和Z轴安装基板上分别安装有拖链安装板，拖链固定安装在拖链安装板上；电气控制柜部分的基于PC（电脑）+运动控制卡的数控控制系统分别通过X轴驱动器、Y轴驱动器、Z轴驱动器和变频器与X轴伺服驱动电机模组、Y轴伺服驱动电机模组、Z轴伺服驱动电机模组和变频电主轴模组进行信号连接；X轴、Y轴、Z轴驱动器分别通过运动控制卡接线板与插入电脑PCI插槽内的运动控制卡进行信号连接。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床分别通过X轴伺服驱动电机模组、Y轴伺服驱动电机模组和Z轴伺服驱动电机模组来控制X轴、Y轴和Z轴三个轴进行横向、纵向和垂向三个方向的移动；X轴、Y轴和Z轴伺服驱动电机模组分别通过滚珠丝杆、弹性联轴器及带支座滚珠轴承进行配合联接，其中弹性联轴器及带支座滚珠轴承分别设置有三个。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床床身部分包括固定X轴线性滑块导轨的安装基板、固定Y轴线性滑块导轨的铣床底座和固定Z轴线性滑块导轨的安装基板，安装基板和铣床底座为一块矩形平面板材。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床的X轴线性滑块导轨、Y轴线性滑块导轨和Z轴线性滑块导轨通过螺钉分别固定在X轴安装基板、铣床底座和Z轴安装基板上；同时X轴安装基板，铣床底座和Z轴安装基板上固定安装有带支座滚珠轴承；X轴滚珠丝杆副、Y轴滚珠丝杆副和Z轴滚珠丝杆副通过带支座滚珠轴承分别固定在X轴安装基板、铣床底座和Z轴安装基板上；X轴、Y轴和Z轴滚珠丝杆通过弹性联轴器分别与X轴、Y轴和Z轴的伺服驱动电机的输出轴传动联接。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床的变频电主轴通过前压板和后压板压紧固定安装在Z轴滑块上，并由Z轴滚珠丝杆带动变频电主轴上下移动；加工工作台固定安装在X轴滑板上；X轴滑板固定安装在X轴垫块上；X轴垫块通过螺钉与X轴滑块固定连接；X轴滑块滑动安装在X轴线性滑块导轨上；X轴安装基板通过螺纹连接固接在Y轴垫块上；Y轴垫块固接在Y轴滑块上，Y轴滑块滑动安装在Y轴线性滑块导轨上。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床的加工工作台上设置有均匀分布的通用螺纹孔，固定加工零件的夹具可直接在加工工作台上固接。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床的Z轴伺服驱动电机带有刹车装置，可有效防止断电后变频电主轴发生掉落。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床的变频电主轴上设置有水冷管进出接口，通过水泵和水冷管进出接口进行水循环。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床的X轴、Y轴和Z轴伺服驱动电机模组两端分别安装有限位开关和聚氨酯弹性防撞块，其中X轴、Y轴伺服驱动电机模组两端和Z轴伺服驱动电机模组上端安装的是光电式限位开关，Z轴伺服驱动电机模组下端安装的是接触式限位开关；X轴、Y轴和Z轴伺服驱动电机模组各设置有限位信号线接口；X轴、Y轴感应片安装在X轴、Y轴滚珠丝杆螺母座上，感应片随滚珠丝杆螺母座一起移动；Z轴感应片安装在变频电主轴的后压板上，感应片随变频电主轴模组一起移动；通过限位开关和感应片来控制X轴、Y轴和Z轴伺服驱动电机模组的有效移动行程，同时通过聚氨酯弹性防撞块和限位开关保证铣床的运行安全。本基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床X轴伺服驱动电机模组安装有可拆卸盖板，便于拆卸；Y轴伺服驱动电机模组安装有可伸缩性防尘罩,铣床底座固定安装有四个支撑调节脚。通过上述结构可知，本技术的基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床的有益效果在于：该基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床体积小、能耗低、维护方便且加工效率高；基于SERCOSⅢ通讯协议使得驱动器与伺服驱动电机之间以及数控控制系统与驱动器之间的信号和数据传输速度快、传输效率高；能进行三轴联动铣削、设计中考虑模块化与开放性，使得制造成本与维护成本低；结构简单、操作方便、实用性更强。附图说明图1是本技术铣床床身轴测图。图2是本技术铣床床身俯视图。图3是本技术铣床床身主视图。图4是本技术铣床床身左视图。图5是本技术铣床床身爆炸图。图6是本技术电气控制柜各元件布局示意图。附图标记说明:弹性联轴器（1）、光电式限位开关（2）、带支座滚珠轴承（3）、Z轴线性滑块导轨（4）、Z轴滚珠丝杆（5）、变频电主轴水冷系统（6）、变频电主轴模组（7）、接触式限位开关（8）、固定加工零件的夹具（9）、加工工作台（10）、X轴滑板（11）、支撑调节脚（12）、拖链（13）、X轴伺服驱动电机模组（14）、限位信号线接口（15）、可伸缩性防尘罩（16）、Z轴支撑座（17）、感应片（18）、拖链安装板（19）、Z轴安装基板（20）、Z轴伺服驱动电机模组（21）、Z轴电机座（22）、Z轴滚珠丝杆副（23）、后压板（24）、前压板（25）、Y轴垫块（26）、X轴电机座（27）、可拆卸盖板（28）、X轴安装基板（29）、X轴线性滑块导轨（30）、X轴滑块（31）、X轴滚珠丝杆副（32）、X轴垫块（33）、Y轴滚珠丝杆副（34）、Y轴滑块（35）、滚珠丝杆螺母座（36）、Y轴线性滑块导轨（37）、铣床底座（38）、聚氨酯弹性防撞块（39）、Y轴伺服驱动电机模组（40）、变频电主轴（41）、Z轴滑块（42）、开关模块（43）、运动控制卡接线板（44）、基于PC（电脑）+运动控制卡的数控控制系统（45）、X轴驱动器（48）、Y轴驱动器（47）、Z轴驱动器（46）和变频器（49）。具体实施方式：下面通过实施例，结合附图，对本技术的技术方案进行进一步具体的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，应该理解，此处描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。如图1-图6，一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床，铣床床身部分包括Z轴支撑座17、铣床底座38、X轴伺服驱动电机模组14、Y轴伺服驱动电机模组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床，包括铣床床身部分和电气控制柜部分，其特征在于：铣床床身部分设置有铣床底座（38），Z轴支撑座（17）固装在所述铣床底座（38）上；Z轴伺服驱动电机模组（21）通过Z轴安装基板（20）固装在所述Z轴支撑座（17）上；变频电主轴模组（7）通过后压板（24）和前压板（25）固装在所述Z轴伺服驱动电机模组（21）上；所述变频电主轴模组（7）内设置有变频电主轴水冷系统（6）；所述铣床底座（38）上端面固装有Y轴伺服驱动电机模组（40），X轴伺服驱动电机模组（14）通过X轴安装基板（29）固装在所述Y轴伺服驱动电机模组（40）上；所述X轴伺服驱动电机模组（14）通过X轴滑板（11）固装有加工工作台（10），所述加工工作台（10）上固装有固定加工零件的夹具（9）；所述X轴安装基板（29）和Z轴安装基板（20）上分别安装有拖链安装板（19），拖链（13）固定安装在所述拖链安装板（19）上；电气控制柜部分的基于PC（电脑）+运动控制卡的数控控制系统（45）分别通过X轴驱动器（48）、Y轴驱动器（47）、Z轴驱动器（46）和变频器（49）与所述X轴伺服驱动电机模组（14）、Y轴伺服驱动电机模组（40）、Z轴伺服驱动电机模组（21）和变频电主轴模组（7）进行信号连接；所述X轴、Y轴、Z轴驱动器分别通过运动控制卡接线板（44）与插入电脑PCI插槽内的运动控制卡进行信号连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床，包括铣床床身部分和电气控制柜部分，其特征在于：铣床床身部分设置有铣床底座（38），Z轴支撑座（17）固装在所述铣床底座（38）上；Z轴伺服驱动电机模组（21）通过Z轴安装基板（20）固装在所述Z轴支撑座（17）上；变频电主轴模组（7）通过后压板（24）和前压板（25）固装在所述Z轴伺服驱动电机模组（21）上；所述变频电主轴模组（7）内设置有变频电主轴水冷系统（6）；所述铣床底座（38）上端面固装有Y轴伺服驱动电机模组（40），X轴伺服驱动电机模组（14）通过X轴安装基板（29）固装在所述Y轴伺服驱动电机模组（40）上；所述X轴伺服驱动电机模组（14）通过X轴滑板（11）固装有加工工作台（10），所述加工工作台（10）上固装有固定加工零件的夹具（9）；所述X轴安装基板（29）和Z轴安装基板（20）上分别安装有拖链安装板（19），拖链（13）固定安装在所述拖链安装板（19）上；电气控制柜部分的基于PC（电脑）+运动控制卡的数控控制系统（45）分别通过X轴驱动器（48）、Y轴驱动器（47）、Z轴驱动器（46）和变频器（49）与所述X轴伺服驱动电机模组（14）、Y轴伺服驱动电机模组（40）、Z轴伺服驱动电机模组（21）和变频电主轴模组（7）进行信号连接；所述X轴、Y轴、Z轴驱动器分别通过运动控制卡接线板（44）与插入电脑PCI插槽内的运动控制卡进行信号连接。2.根据权利要求1所述的一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床，其特征在于：所述基于PC（电脑）+运动控制卡的数控控制系统（45）分别通过所述X轴伺服驱动电机模组（14）、Y轴伺服驱动电机模组（40）和Z轴伺服驱动电机模组（21）来控制X轴、Y轴和Z轴三个轴进行横向、纵向和垂向三个方向的移动。3.根据权利要求1所述的一种基于SERCOSⅢ通讯协议的数控铣床，其特征在于：铣床床身部分包括固定X轴线性滑块导轨（30）的X轴安装基板（29）、固定Y轴线性滑块导轨（37）的铣床底座（38）和固定Z轴线性滑块导轨（4）的Z轴安...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘献礼，孟小超，李茂月，贾琳，孟博洋，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23