[发明专利]落地镗铣床主轴箱动态平衡补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种落地镗铣床主轴箱动态平衡补偿装置。

背景技术

落地镗铣床可以加工复杂、大型的零件，广泛地应用于航空、航天、造船等行业的精密加工领域，其在现代工业中日益发挥着越来越重要的作用。落地镗铣床是一种超重型机床，在立柱上移动的主轴箱的重量通常达到10吨以上。主轴箱在上下移动的过程中传动部件始终承担着运动部件的重量，这往往会影响到主轴箱运动的平稳性，也会对立柱产生一个很大的倾覆力矩，引起相关部件的不均匀磨损。因此，为了减少驱动力，必须对主轴箱的自重进行平衡。现有技术中，通常是采用重锤来对主轴箱的自重进行平衡，然而，这样无疑是又增大了立柱的受力。

此外，在主轴箱内作水平移动的滑枕的重量也很大，在滑枕伸出或缩回的过程中，以及滑枕前端安装附件的影响，必然会导致主轴箱系统重心的改变，使主轴箱产生倾斜现象，这也被称作主轴箱的低头现象，这会严重地影响机床的加工精度，造成零部件的加工精确度得不到保证。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种落地镗铣床主轴箱动态平衡补偿装置，以提高落地镗铣床的加工精度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种落地镗铣床主轴箱动态平衡补偿装置，所述落地镗铣床包括机座、固定地设于所述机座上的立柱、上下升降地设于所述立柱上的主轴箱、用于驱动所述主轴箱上下升降的升降驱动机构，所述主轴箱包括轴心线沿前后方向延伸的箱体、设于所述箱体中且可相对所述箱体沿其轴向运动的滑枕，所述平衡补偿装置包括用于对所述主轴箱的倾斜状态进行动态平衡补偿的倾斜补偿装置，所述倾斜补偿装置包括轴心线沿竖直方向分布且可绕自身轴心线旋转的丝杠、配合地设于所述丝杠上且随着所述丝杠的旋转而上下运动的丝杠螺母、与所述丝杠螺母相固定的升降架、用于驱动所述丝杠旋转的驱动机构、用于控制所述驱动机构工作的控制系统，所述倾斜补偿装置还包括设于所述升降架上的顶升滑轮、相对所述机座固定设置的固定滑轮、张紧在所述顶升滑轮与所述固定滑轮上的钢绳、用于检测所述钢绳上受力状况的测力传感器，所述钢绳的一端固定地连接在所述主轴箱的前端上部，所述钢绳的另一端固定地连接在所述主轴箱的后端下部，所述控制系统与所述测力传感器信号连通设置。

优选地，所述平衡补偿装置还包括用于对所述主轴箱的重量进行动态平衡的重力平衡装置，所述重力平衡装置包括缸体固设于所述立柱上的平衡液压缸，所述平衡液压缸位于所述主轴箱的上方，所述平衡液压缸的活塞杆与所述主轴箱相固接，所述重力平衡装置还包括用于检测所述平衡液压缸的压力腔内液压压力的压力传感器、用于控制所述平衡液压缸进出油状态的液控阀组件，所述压力传感器与所述液控阀组件相信号连通。

进一步优选地，所述平衡液压缸为双作用液压缸，所述压力腔为所述平衡液压缸的无杆腔，油箱通过所述液控阀组件与所述平衡液压缸的有杆腔相连通。

更进一步优选地，所述液控阀组件包括液控单向阀、电液伺服阀以及电液比例阀、用于控制所述电液比例阀工作状态的控制器，所述电液比例阀与所述油箱相连通，所述电液伺服阀连接在所述电液比例阀与所述液控单向阀的进口之间，所述液控单向阀的出口与所述平衡液压缸的所述有杆腔相连通。

优选地，所述顶升滑轮有两组，两组所述顶升滑轮分别位于所述主轴箱前后两端的上方，所述固定滑轮有一组，所述固定滑轮位于所述主轴箱后端的下方。

进一步优选地，所述测力传感器设置在位于所述固定滑轮与所述主轴箱后端下部之间的所述钢绳上。

优选地，所述驱动机构为伺服电机。

优选地，所述控制系统为所述落地镗铣床自带的数控系统。

优选地，所述升降驱动机构为滚珠丝杠机构。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的落地镗铣床主轴箱动态平衡补偿装置，其中通过采用倾斜补偿装置和重力平衡装置，可有效及时地在主轴箱运动过程中持续的改变平衡，减小对主轴箱的驱动力，同时防止主轴箱在滑枕伸出时出现倾斜的低头现象，提高了该落地镗铣床的整体精度。该平衡补偿装置采用机械补偿的方式，能够克服补偿滞后的现象，实现快速、准确的对主轴箱进行动态平衡。同时还避免了传统采用重锤平衡方式会增大立柱受力的缺陷，使得主轴箱在立柱上升降运动时两者之间的磨损大幅减小，有效地提高了机床的使用寿命和加工精度。

附图说明

附图1为本发明的平衡装置的工作原理及安装结构示意图；

附图2为本发明中滑枕在初始状态时主轴箱系统的受力示意图；

附图3为本发明中滑枕伸出过程中主轴箱系统的受力示意图；