直线电机驱动的高频进给加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种直线电机驱动的高频进给加工装置，包括W轴箱体、电主轴、主轴箱体、直线电机、导轨滑块，其中：主轴箱体、直线电机、导轨滑块均设置在W轴箱体内；电主轴安装在主轴箱体内；直线电机安装在主轴箱体下方，直线电机驱动主轴箱体；导轨滑块安装在W轴箱体内部的左右两侧；主轴箱体的左右两侧和上侧设置有直线导轨，直线导轨与导轨滑块配合，主轴箱体通过直线导轨在导轨滑块的限位下往复运动。本发明专利技术具有结构紧凑、响应速度快、高精度等特点，适用于狭小空间进行高频往复进给加工。适用于狭小空间进行高频往复进给加工。适用于狭小空间进行高频往复进给加工。

【技术实现步骤摘要】
直线电机驱动的高频进给加工装置


[0001]本专利技术涉及机床加工领域，具体地，涉及一种直线电机驱动的高频进给加工装置。

技术介绍

[0002]给进加工装置是机床加工领域的核心装置，给进加工装置的动态响应速度、加速度、精度等都是影响加工结果的重要考虑因素。现有的给进加工装置的加工精度、装配效率、整体刚性、密封性等方面不能完全满足用户需求。
[0003]专利文献为CN110280789A的专利技术专利公开了一种具有法向移动轴的双摆头装置及其控制方法，该装置W轴内的电机根据机床反馈的补偿信号，通过丝杠带动电主轴做微量法向直线运动，能够实现加工误差的快速精确补偿。但是该装置的W轴采用伺服电机+滚珠丝杠传动，丝杠和螺母在长时间工作后出现磨损，在运动过程中会不可避免的出现方向间隙的问题，影响进给运动的精度。
[0004]专利文献为CN110355749A的专利技术专利公开了一种直驱型加工机器人，该加工机器人采用直线电机和直驱马达驱动摆臂的方式替代十字滑台结构，由伺服电机带动丝杠螺母，进实现电主轴的升降运动，具有小巧、灵活高精度的特点。但是该加工机器人直线电机仅用于水平方向的直线运动，其直线电机体积较大，行程长，无法满足狭小空间的使用要求。而且该加工机器人的末端电主轴同样采用伺服电机驱动丝杠螺母实现进给运动，需要电机、联轴器、丝杠、轴承、轴承座等多个传动结构连接，整体结构偏长，使得电主轴端面到旋转中心的距离较大，容易产生变形，影响加工精度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种直线电机驱动的高频进给加工装置。
[0006]根据本专利技术提供的一种直线电机驱动的高频进给加工装置，包括W轴箱体、电主轴、主轴箱体、直线电机、导轨滑块，其中：
[0007]主轴箱体、直线电机、导轨滑块均设置在W轴箱体内；
[0008]电主轴安装在主轴箱体内；
[0009]直线电机安装在主轴箱体下方，直线电机驱动主轴箱体；
[0010]导轨滑块安装在W轴箱体内部的左右两侧；
[0011]主轴箱体的左右两侧和上侧设置有直线导轨，直线导轨与导轨滑块配合，主轴箱体通过直线导轨在导轨滑块的限位下往复运动。
[0012]优选地，所述直线电机包括直线电机线圈和直线电机磁路，所述直线电机线圈设置在W轴箱体内部的底部，直线电机磁路设置在直线电机线圈上，直线电机磁路和直线电机线圈之间的间隙通过直线电机线圈的安装面调整。
[0013]优选地，所述主轴箱体内安装有电主轴。
[0014]优选地，还包括导轨钳制器，所述导轨钳制器设置在W轴箱体内部上方，并与主轴
箱体上侧的直线导轨配合连接，当直线电机停止工作时，导轨钳制器夹紧所述直线导轨。
[0015]优选地，还包括光栅和光栅读数头，所述光栅通过光栅安装支架固定在主轴箱体上方；所述光栅读数头安装在W轴箱体内部上方。
[0016]优选地，还包括撞块和硬限位装置，所述撞块固定在主轴箱体上，并靠近所述光栅；所述硬限位装置安装在W轴箱体内部，并与所述撞块相对。
[0017]优选地，还包括导轨压块，所述导轨压块安装在主轴箱体左右侧面和上侧面。
[0018]优选地，所述W轴箱体后面用W轴箱体后盖密封，W轴箱体上下用W轴箱体盖板密封，W轴箱体后盖、W轴箱体盖板和W轴箱体之间安装有密封圈。
[0019]优选地，在W轴箱体前侧安装密封法兰，和箱体盖板连接处用密封垫密封，在密封法兰上安装特康圈。
[0020]优选地，所述主轴箱体的前侧安装有主轴套筒，在W轴箱体移动时主轴套筒与特康圈接触。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0022]1、本专利技术采用直线电机直驱实现进给运动，相对于传统的机械传动方式，动态响速度快，推力大，解决了负载较大的情况下，加速度较小，往复运动频率低的问题，满足高频往复进给运动的加工需求。
[0023]2、本专利技术采用直线电机直驱传动属于非接触式，避免机械传动系统本身的摩擦和变形影响，解决了伺服电机+滚珠丝杠传动过程中存在的反向间隙问题，提高加工装置的重复定位精度，同时传动零件大大减少，可以提高加工装置的装配效率。
[0024]3、本专利技术支撑方式采用侧面支撑的形式，即直线电机安装在主轴箱体下方，导轨滑块安装在主轴箱体两侧面，可以利用工作时直线电机线圈和磁轨之间存在较大的吸引力导致的主轴端面上翘变形来抵消由重力引起的整体下移变形，减小了加工装置本身变形的影响，提高加工精度，同时导轨滑块能够更加靠近驱动装置，支撑效果更好，提高了加工装置的整体刚性。
[0025]4、本专利技术加工装置整体采用上下堆叠的结构，即主轴箱下方安装直线电机，中间侧面安装两导轨滑块，主轴箱里装有电主轴，主轴箱体上方布置一个导轨和导轨钳制器组合，中间安装光栅，侧面安装撞块和硬限位等零件，使得整体结构非常短小紧凑，能够缩短电主轴端面距离旋转中心距离，减小加工过程中由于刀具悬伸过长导致的变形，提高了加工装置的整体刚度和加工精度。
[0026]5、本专利技术加工装置前端在密封法兰里安装特康圈，然后用防水板压紧，通过控制防水板与主轴套筒的间隙，能够挡住大部分水进入主轴箱体内部，避免水流直接冲击特康圈，同时能够防止铁屑等划伤特康圈。利用特康圈实现移动部件密封，可以挡住重防水板与主轴套筒间隙流入的少量水，减小高频往复移动过程中的摩擦阻力，提高了加工装置的定位精度。通过防水压板与特康圈的组合方式进行移动部件的密封，能够有效解决移动部件难以密封导致加工装置容易漏水的问题。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0028]图1为直线电机驱动的高频进给加工装置的正面示意图。
[0029]图2为直线电机驱动的高频进给加工装置的侧面剖视图。
[0030]图3为直线电机驱动的高频进给加工装置的盖板和主轴箱体之间的结构放大图。
[0031]图中示出：
[0032]1‑
W轴箱体
[0033]2‑
直线电机线圈
[0034]3‑
直线电机磁路
[0035]4‑
滑块垫片
[0036]5‑
滑块
[0037]6‑
第一直线导轨
[0038]7‑
第一导轨压块
[0039]8‑
主轴箱体
[0040]9‑
电主轴
[0041]10
‑
撞块
[0042]11
‑
硬限位
[0043]12
‑
光栅安装支架
[0044]13
‑
光栅
[0045]14光栅读数头
[0046]15
‑
导轨钳制器
[0047]16
‑
导轨钳制器垫片
[0048]17
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线电机驱动的高频进给加工装置，其特征在于，包括W轴箱体、电主轴、主轴箱体、直线电机、导轨滑块，其中：主轴箱体、直线电机、导轨滑块均设置在W轴箱体内；电主轴安装在主轴箱体内；直线电机安装在主轴箱体下方，直线电机驱动主轴箱体；导轨滑块安装在W轴箱体内部的左右两侧；主轴箱体的左右两侧和上侧设置有直线导轨，直线导轨与导轨滑块配合，主轴箱体通过直线导轨在导轨滑块的限位下往复运动。2.根据权利要求1所述的直线电机驱动的高频进给加工装置，其特征在于，所述直线电机包括直线电机线圈和直线电机磁路，所述直线电机线圈设置在W轴箱体内部的底部，直线电机磁路设置在直线电机线圈上，直线电机磁路和直线电机线圈之间的间隙通过直线电机线圈的安装面调整。3.根据权利要求1所述的直线电机驱动的高频进给加工装置，其特征在于，所述主轴箱体内安装有电主轴。4.根据权利要求1所述的直线电机驱动的高频进给加工装置，其特征在于，还包括导轨钳制器，所述导轨钳制器设置在W轴箱体内部上方，并与主轴箱体上侧的直线导轨配合连接，当直线电机停止工作时，导轨钳制器夹紧所述直线导轨。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇晗，钟磊，陈远芳，
申请(专利权)人：上海拓璞数控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：