[实用新型]高速Z轴加工装置及包含其的机床

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高速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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：