[发明专利]高速高精直线电机雕刻机

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速高精雕刻机，尤其是一种直线电机驱动的雕刻机。

背景技术

目前，数控雕刻机发展的主要技术为高速高精加工技术。为提高生产效率和精度，此类机床的关键部件，一是主轴，二是快速进给系统。高速主轴可提高钻铣雕加工刀具的刚度和速度，此类机床主轴大都采用电主轴，转速可达10000r/min以上。进给系统大都采用滚珠丝杠加线性导轨或齿轮/齿条加线性导轨配置，采用滚珠丝杠的进给方式，驱动力大；齿轮/齿条进给的速度较快，进给精度较滚珠丝杠传动低一些；且两者均是接触式传动，存在摩擦副，特别是在频繁工作行程的丝杠或齿条工作段，运行达到一定时间后，不均匀磨损显现，影响到机床的定位精度，已无法满足数控雕刻机的发展要求。直线电机驱动进给系统相比于传统的进给系统，避免了中间传动机构，缩短了传动链，使传动精度和进给速度可大大提高。因此在机床制造业内，采用直线电机取代丝杠传动或齿轮/齿条传动，已成为一种发展趋势，市场空间巨大。

发明内容

本发明的目的是针对目前传统雕刻机难以进一步提高加工精度和速度的问题，提供一种直线电机驱动的高速高精雕刻机结构。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高速高精直线电机雕刻机，包括机床床身、X轴进给系统、Z轴进给系统、Y轴进给系统、横梁和立柱；立柱紧固在机床床身上，横梁位于立柱上，机床床身、立柱和横梁共同构成龙门机构；X轴直线电机定子固定在机床床身上，X轴直线电机转子固定在下工作台上，下工作台与固定在机床床身上的X轴直线导轨滚动连接，上工作台和下工作台通过螺钉紧固，X轴直线电机驱动X轴直线运动，X轴防尘罩位于上工作台和下工作台之间，通过两端的防尘罩安装板安装在机床床身上；Y轴直线电机定子固定在横梁上，X轴直线电机转子固定在Y轴工作台即横拖板上；电机端皮带轮获得动力，通过皮带带动安装在滚珠丝杠上的丝杠端皮带轮，滚珠丝杠安装在纵拖板上，纵拖板与横拖板上的直线导轨滚动连接，滚珠丝杠传动驱动Z轴运动。

所述X轴、Y轴直线电机为平板型直线电机。

所述X轴工作台与机床床身，Y轴工作台与横梁，Z轴工作台与Y轴工作台均采用滚动直线导轨连接。

本发明的结构特点是可以实现X、Y、Z三个方向的运动。X、Y轴由各自对应的X、Y轴直线电机来驱动，Z方向采用伺服电机加滚珠丝杠的传动方式驱动。所述X、Y轴直线电机可采用平板直线电机。

X、Y轴运动模块采用直线电机驱动，具有响应速度快，运行平稳，负载大，对工作环境要求低等特点。最主要是省去了中间传动环节，克服了传统滚珠丝杠存在的螺母副间隙和丝杆制造误差问题，能够很好的提高雕刻机的速度和精度。

Z轴采用滚珠丝杠传动方式驱动，利用带抱阐装置的伺服电机可以有效锁住失电后纵拖板自重产生的下坠问题；主轴头采用高速电主轴，能够提高雕刻机加工刀具的刚度和速度。

本发明的有益效果是：

本专利采用直线电机驱动，代替了旋转电机，避免了将旋转运动转为直线运动的中间机构，有效解决了机械传动系统的运动间隙问题，使传动精度大大提高；Z轴主轴选用高速电主轴，提高了加工刀具刚度和速度。

附图说明

图1为本发明所涉及的高速高精直线电机雕刻机的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的右视图；

图4为本发明所涉及的高速高精直线电机雕刻机在实施例中的X轴进给系统结构示意图；

图5为图4的局部俯视图；

图6为本发明所涉及的高速高精直线电机雕刻机在实施例中的Y轴进给系统结构示意图；

图7为本发明所涉及的高速高精直线电机雕刻机在实施例中的Z轴进给系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明所涉及的高速高精直线电机雕刻机作进一步说明。

<实施例>

如图1～3所示，本发明设有机床床身1、X轴进给系统2、Z轴进给系统3、Y轴进给系统4、横梁5和立柱6。

立柱6通过螺钉紧固在机床床身1上，横梁5也是采用螺钉紧固的方式位于立柱6上，机床床身1、立柱6和横梁5共同构成龙门机构。