[发明专利]机床进给系统和数控机床

说明书

本发明提出了机床进给系统和数控机床，包括可切换的宏位移驱动机构和微位移驱动机构，其中宏位移驱动机构采用伺服电机配合传动丝杠的方式驱动数控机床的工作台，微位移驱动机构采用直线电机驱动工作台；本发明兼具宏位移驱动机构和微位移驱动机构，一次夹装定位即可对工件连续进行粗加工和精加工，并在加工精度、加工效率和能耗之间取得更好的平衡效果。宏位移驱动机构和微位移驱动机构通过锁紧机构快速连接和分离，实现了宏位移进给和和微位移进给的快速切换；宏位移驱动机构和微位移驱动机构各自具有独立的位移测量机构，从而满足大范围、高速、高精密的定位要求。

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，具体涉及机床进给系统和数控机床。

背景技术

一般工件的加工过程分为粗加工和精加工，通常粗加工和精加工动作需要在多个工位完成。对于模具、非圆截面等高精度工件需要定位精度高和速度快的进给系统，这就对高精度的机床加工设备定位进给系统提出更高的要求。

粗加工过程中，切削量和进给量大，传统的“电机+联轴器+丝杠”的方式传动速度平稳，并且系统承载能力较其他驱动方式强，满足大加工量和行程量要求。但当工件精加工或超精密加工时，所要加工的大部分工件尺寸要求仅仅为几个微米，加工中运动机构连续地做往复运动来满足加工的要求。因此，当工件处于精密或超精密加工时，伺服机构总是要运行在某一个微小尺寸的行程内，并且需要长时间加工，这会对滚珠丝杠的传动系统造成明显的局部磨损，严重影响该类伺服系统的精度。

如何在速度快、高定位精度和能耗低的工况下完成工件的加工，已成为行业的一个技术难点，传统单一驱动方式下的行程与精度两大要素的加工精度已无法满足工件精度要求。

发明内容

鉴于上述，本发明提出了机床进给系统和数控机床，同时具备由伺服电机驱动的宏位移驱动机构和直线电机驱动的微位移驱动机构，通过一次工件夹装定位，即可对工件连续进行粗加工和精加工，并在加工精度、加工效率和能耗之间取得更好的平衡。

本发明提出了机床进给系统，包括可切换的宏位移驱动机构和微位移驱动机构，宏位移驱动机构采用伺服电机配合传动丝杠的方式驱动数控机床的工作台，微位移驱动机构采用直线电机驱动工作台。

优选的，宏位移驱动机构和微位移驱动机构相连接；

工作台与宏位移驱动机构连接，或

工作台与微位移驱动机构连接。

优选的，工作台与微位移驱动机构连接，宏位移驱动机构通过锁紧机构与微位移驱动机构锁紧或分离；

粗加工状态时，微位移驱动机构不工作，宏位移驱动机构通过锁紧机构与微位移驱动机构连接，驱动工作台运动；

精加工状态时，微位移驱动机构与宏位移驱动机构分离，独立驱动工作台运动。

优选的，锁紧机构包括锁孔和插接锁孔的锁紧轴；

锁孔和锁紧轴的其中一个位于宏位移驱动机构、另一个位于微位移驱动机构。

优选的，锁孔形状为楔形，锁紧轴的头部设有与锁孔相契合的楔形块。

优选的，锁紧机构包括气缸和弹簧；

气缸与锁紧轴的尾部连接，用于驱动锁紧轴伸缩；

弹簧用于加速锁紧轴回缩。

优选的，宏位移驱动机构和微位移驱动机构各自具有独立的位移测量机构。

优选的，工作台随宏位移驱动机构和微位移驱动机构沿导轨运动，平行于导轨设置有第一光栅尺，宏位移驱动机构设有第一读数头，微位移驱动机构设有第二读数头，第二读数头与第一读数头共用第一光栅尺；或

平行于导轨还设有第二光栅尺，第二读数头通过第二光栅尺读数。