一种精密数控机床精确定位移动机构

文档序号:160723 发布日期:2021-10-29 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 一种精密数控机床精确定位移动机构 (Accurate positioning and moving mechanism of precise numerical control machine tool ) 是由 吴行飞 吕桂芳 邓崛华 邓光亚 唐笙富 于 2021-09-07 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种精密数控机床精确定位移动机构,涉及数控机床的领域,其用于驱动移动部件升降,包括滚珠丝杠,滚珠丝杠包括螺母和丝杆,丝杆与螺母螺纹连接,丝杆的一端与移动部件连接,螺母上连接有驱动螺母转动的驱动电机,还包括对螺母转动进行制动的制动机构,制动机构包括设置在驱动电机内部的失电制动器,失电制动器电连接有中央控制器,驱动电机与中央控制器电连接。本申请具有减小安全隐患发生的效果。(The utility model relates to a precision numerical control machine tool accurate positioning moving mechanism, relate to the field of digit control machine tool, it is used for the drive to remove the part and goes up and down, including ball, ball includes nut and lead screw, lead screw and nut threaded connection, the one end and the removal part of lead screw are connected, be connected with drive nut pivoted driving motor on the nut, still include to rotate the actuating mechanism who carries out the braking to the nut, actuating mechanism is including setting up the power-off brake inside driving motor, power-off brake electricity is connected with central controller, driving motor is connected with the central controller electricity. The application has the effect of reducing the potential safety hazard.)

一种精密数控机床精确定位移动机构

技术领域

本申请涉及数控机床的领域,尤其是涉及一种精密数控机床精确定位移动机构。

背景技术

目前机床上通常设有用于推动机床上的移动部件进行升降的升降装置,相关技术中的升降部件通常是利用电机驱动丝杆转动,丝杆转动从而带动螺母升降,螺母升降则带动移动部件较为精确的升降。当丝杠停止转动时,移动部件的完成较为精确的定位。

针对上述中的相关技术,发明人认为当电机突然失控断电导致无法继续驱动丝杆转动时,移动部件可能会出现下落的情况,如此易造成安全隐患。

发明内容

为了减小安全隐患的发生,本申请提供一种精密数控机床精确定位移动机构。

本申请提供的一种精密数控机床精确定位移动机构采用如下的技术方案:

一种精密数控机床精确定位移动机构,其用于驱动移动部件升降,包括滚珠丝杠,滚珠丝杠包括螺母和丝杆,丝杆与螺母螺纹连接,丝杆的一端与移动部件连接,螺母上连接有驱动螺母转动的驱动电机,还包括对螺母进行制动的制动机构,制动机构包括设置在驱动电机内部的失电制动器,失电制动器电连接有中央控制器,驱动电机与中央控制器电连接。

通过采用上述技术方案,启动驱动电机,驱动电机驱动螺母进行转动,螺母转动从而带动丝杆完成升降,当驱动电机突然失控断电时,中央控制器检测到驱动电机发出的信号,随后控制失电制动器呈现紧急制动的状态,使得驱动电机的输出轴被锁定从而难以转动,此时螺母难以转动,丝杆和移动部件不易出现下落的情况,便于减小安全隐患的发生。

优选的,所述驱动电机的输出轴与螺母之间通过皮带、皮带轮连接,所述制动机构还包括电磁制动器,电磁制动器的一端设有内花键套,螺母的一端连接有外花键,内花键套与外花键相配合连接,电磁制动器与中央控制器电连接,皮带的一侧设有用于监测皮带断裂状态的光电传感器,光电传感器与中央控制器电连接。

通过采用上述技术方案,驱动电机的输出轴通过皮带、皮带轮带动螺母状态,当光电传感器感应到皮带发生断裂时,光电传感器对中央控制器发出信号,中央控制器对电磁制动器发出信号,通过内花键套将外花键制动,此时螺母难以继续转动,丝杆和移动部件不易出现下落的情况。

优选的,所述驱动电机的输出轴上连接有主动同步带轮,螺母的一端固定连接有从动同步带轮,主动同步带轮与从动同步带轮之间通过皮带连接,驱动电机的一端连接有支架,支架上连接有调节机构,调节机构包括与支架的一侧壁转动连接有调节螺钉,驱动电机上固定连接有调节板,调节螺钉与调节板螺纹连接。

通过采用上述技术方案,驱动电机的输出轴转动带动主动同步带轮转动,主动同步带轮转动通过皮带带动从动同步带轮,从动同步带轮转动即可带动螺母转动;当需要调节皮带的松紧时,转动调节螺钉,调节螺钉转动带动调节板和驱动电机向靠近或者远离从动同步带轮的方向运动,驱动电机运动即可带动主动同步带轮向靠近或远离从动同步带轮的方向运动,如此可调节皮带的松紧状态,操作简单便捷。

优选的,所述丝杆的一端面开设有润滑通道,丝杆的侧壁上开设有贯通丝杆的流道,流道与润滑通道连通。

通过采用上述技术方案,向润滑通道内部通入润滑油,润滑油流入流道内部,并从流道的端口处脱离流道,便于对丝杆的外壁涂抹润滑油,进而便于丝杆相对螺母运动。

优选的,所述支架上连接有限制机构,限制机构包括动力组件、推动组件和弧形杆,支架朝靠近弧形杆的方向转动连接有一转轴,转轴与弧形杆固定连接,动力组件与弧形杆之间固定连接有弹簧,弧形杆在弹簧的作用力下紧抵丝杆侧壁,动力组件通过吹气推动弧形杆向远离丝杆的方向运动,转轴的周侧设有接触转轴的限制块,支架上固定连接有导向环,限制块与导向环滑动连接,且限制块朝靠近或远离转轴的方向滑动,推动组件通过螺母转动带来的离心力推动限制块靠近转轴的方向运动。

通过采用上述技术方案,在控制移动部件升降之前,先控制动力组件通过吹气推动弧形杆向远离丝杆的方向运动,直至弧形杆脱离丝杆,此时通过驱动电机控制螺母转动,螺母转动即可带动丝杆和移动部件升降;在螺母转动的同时,推动组件通过螺母转动带来的离心力推动限制块向靠近转轴的方向运动,如此限制块抵紧转轴,转轴难以发生转动,即此时弧形杆保持脱离丝杆的状态,丝杆可顺利完成升降;

当驱动电机失控断电或者皮带发生断裂时,在失电制动器或者电磁制动器的制动下,螺母停止转动,此时推动组件难以推动限制块,转轴可以发生转动;因此弧形杆在弹簧的作用力下逐渐向靠近丝杆的方向运动,直至弧形杆抵紧丝杆,进一步限制了丝杆和移动部件发生下落的情况发生。

优选的,所述动力组件包括与支架固定连接的支撑管,支撑管与弧形杆之间固定连接有波纹管,波纹管与支撑管连通,支撑管内滑动卡紧有活塞,支撑管的一端连通有通气管,通气管位于活塞远离波纹管的一侧,通气管远离支撑管的一端连接有吹气装置,活塞与弧形杆之间设有连接杆,连接杆的一端与活塞铰接,另一端与弧形杆铰接。

通过采用上述技术方案,当需要控制弧形杆向远离丝杆的方向运动时,将通气管与吹气装置连接,控制吹气装置沿通气管向支撑管内吹气。此时活塞在气压的作用下向靠近弧形杆的方向运动,活塞运动即可通过连接杆推动弧形杆向远离丝杆的方向运动,直至弧形杆脱离丝杆,随后控制通气管与吹气装置相互分离,此时活塞可在向远离弧形杆的方向运动,便于弹簧拉动弧形杆向靠近丝杆的方向运动。动力组件的设置便于控制弧形杆向远离丝杆的方向运动,且无需持续施加人力,较为节省人力。

优选的,所述推动组件包括绕螺母圆周方向设置的若干敲击球,每个敲击球与螺母之间均固定连接有连接绳,当螺母转动时,敲击球向靠近转轴的方向敲击限制块。

通过采用上述技术方案,当螺母转动时,螺母转动通过连接绳带动若干敲击球转动,若干敲击球转动即可连续不断的敲击限制块,使得限制块抵紧转轴;此时转轴难以转动,弧形杆可以保持脱离丝杆的状态,无需施加其他外力即可,较为节省人力物力。

优选的,所述导向环的数量为两个,且转轴位于两个导向环之间,每个导向环内均滑动连接有一个限制块。

通过采用上述技术方案,转轴位于两个限制块之间,当螺母正反转动时,螺母均可带动若干敲击球敲击其中一限制块,使其中一限制块紧抵转轴。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.当驱动电机突然失控断电时,丝杆和移动部件不易出现下落的情况,便于减小安全隐患的发生;

2.当皮带发生断裂时,丝杆和移动部件不易出现下落的情况;

3.当驱动电机失控断电或者皮带发生断裂时,限制机构进一步限制了丝杆和移动部件发生下落的情况发生。

附图说明

图1是本申请实施例一体现升降装置的剖视图。

图2是本申请实施例一体现制动机构的剖视图。

图3是本申请实施例一体现光电传感器的示意图。

图4是本申请实施例二体现限制机构的示意图。

图5是本申请实施例二体现动力组件的剖视图。

附图标记说明:1、移动部件;11、固定块;12、锁紧块;2、滚珠丝杆;21、螺母;22、丝杆;221、润滑通道;222、流道;223、润滑接头;3、支架;31、角接触轴承;32、隔环;33、精密锁紧螺母;34、压盖;35、唇形密封圈;36、O形密封圈;4、驱动机构;41、伺服电机;42、连接板;43、主动同步带轮;44、从动同步带轮;5、制动机构;51、电磁制动器;52、外花键;53、内花键套;54、光电传感器;55、防止圈;56、密封圈;57、防尘套;6、调节机构;61、调节板;62、调节螺钉;7、限制机构;71、弧形杆;711、转轴;72、动力组件;721、通气管;722、支撑管;723、波纹管;724、支撑杆;725、活塞;726、连接杆;73、推动组件;731、敲击球;732、连接绳;74、导向环;741、安装杆;75、限制块;76、块体;77、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

实施例一

本申请实施例公开一种精密数控机床精确定位移动机构。参照图1,其用于驱动移动部件1升降,机床升降装置包括滚珠丝杠、与机床固定连接的支架3,滚珠丝杠包括螺母21和丝杆22,支架3与螺母21转动连接,螺母21与丝杆22螺纹连接,丝杆22的一端与移动部件1固定连接。支架3上连接有驱动螺母21进行转动的驱动机构4。

当需要控制移动部件1升降时,启动驱动机构4驱动螺母21进行转动,螺母21转动即可带动丝杆22以及移动部件1完成升降。

丝杆22的一端贯穿移动部件1,且丝杆22贯穿移动部件1的一端通过键连接有固定块11,丝杆22的一端螺纹连接有抵紧固定块11一侧壁的锁紧块12。固定块11紧抵移动部件1的一侧壁,移动部件1与固定块11之间通过螺钉连接。

参照图2,驱动机构4包括驱动电机、连接板42、主动同步带轮43和从动同步带轮44。本实施例中的驱动电机为伺服电机41,伺服电机41与连接板42固定连接,连接板42与支架3通过螺钉固定连接。主动同步带轮43和从动同步带轮44设置在支架3的内部,从动同步带轮44套接在螺母21的外侧,且从动同步带轮44与螺母21之间为固定连接。伺服电机41的输出轴与主动同步带轮43之间同轴设置且两者之间通过胀紧套连接,主动同步带轮43与从动同步带轮44之间通过皮带连接。

当启动伺服电机41时,伺服电机41的输出轴带动主动同步带轮43转动,主动同步带轮43转动则通过皮带带动从动同步带轮44转动,从动同步带轮44转动即可带动螺母21转动,如此即可控制丝杆22和移动部件1完成升降。

为了限制在移动部件1升降的过程中,皮带突然断裂造成移动部件1下落的情况发生,支架3上连接有制动机构5。

制动机构5包括与支架3的一表壁固定连接的电磁制动器51,从动同步带轮44靠近电磁制动器51的一端通过螺钉固定连接有外花键52,电磁制动器51包括朝靠近外花键52的方向设置的内花键套53,外花键52与内花键套53相互配合并连接。电磁制动器51通过电连接有中央控制器,参照图3,支架3上连接有光电传感器54,光电传感器54用于监测皮带的传动情况。

参照图2和图3,当光电传感器54监测到皮带发生断裂时,光电传感器54将信号反馈给中央控制器,中央控制器控制电磁制动器51呈现制动状态,如此限制了丝杆22发生下落的情况,进而限制了移动部件1发生下落的情况。

参照图2,为了限制在移动部件1升降的过程中,伺服电机41出现失控断电进而导致移动部件1下落的情况发生,制动机构5还包括设置在伺服电机41内部的失电制动器,失电制动器与中央控制器电连接,中央控制器与伺服电机41电连接。当中央控制器接接收到伺服电机41出现失控断电的信号时,中央控制器控制失电制动器呈现制动状态,从而限制伺服电机41的输出轴转动,此时主动同步带轮43、从动同步带轮44和螺母21均难以发生转动,丝杆22和移动部件1难以下落。

电磁制动器51的内圈与丝杆22的外侧面之间设有一圈防止圈5。防止圈55的外侧面与电磁制动器51固定连接,内侧面接触丝杆22的外侧壁。防止圈55不影响丝杆22的升降。电磁制动器51远离机架的一端设置有密封圈56,密封圈56卡接在电磁制动器51和防止圈55之间,减小了外界粉尘或者油雾等杂质进入电磁制动器51内部的情况发生。

参照图1,丝杆22远离移动部件1的一端外侧套接有防尘套57,防尘套57将丝杆22的一端罩在内部,且防尘套57靠近电磁制动器51的一端与电磁制动器51固定连接,防尘套57对丝杆22起到了一定的保护作用。

参照图2,支架3与螺母21之间设有角接触轴承31,角接触轴承31套接在螺母21的外侧,且螺母21的外侧壁紧抵角接触轴承31的内圈。支架3与螺母21之间还设有隔环32和精密锁紧螺母33,隔环32和精密锁紧螺母33位于角接触轴承31远离的电磁制动器51的一端,隔环32和精密锁紧螺母33两者均套接在螺母21的外侧。精密锁紧螺母33与螺母21螺纹连接,且精密锁紧螺母33通过隔环32紧抵角接触轴承31的内圈。隔环32和精密锁紧螺母33两者均随着螺母21的转动而一同转动。

支架3与螺母21之间还设有将角接触轴承31的外圈压紧的压盖34,压盖34位于角接触轴承31远离隔环32的一端,压盖34与支架3之间通过螺钉紧固连接。压盖34与螺母21之间卡接有唇形密封圈35,唇形密封圈35位于压盖34远离角接触轴承31的一端,压盖34与支架3卡接有O形密封圈36。

为了便于调节皮带的松紧,支架3上连接有调节机构6。调节机构6包括与连接板42固定连接的调节板61,支架3的一侧壁转动连接有调节螺钉62。调节螺钉62靠近调节板61的一端与调节板61螺纹连接,调节螺钉62的长度方向沿主动同步带轮43向从动同步带轮44的方向设置。

当需要调节皮带的松紧时,拧动支架3与连接板42之间的螺钉,使连接板42可相对支架3移动。随后转动调节螺钉62,调节螺钉62正反转动带动调节板61和连接板42向靠近或者远离从动同步带轮44的方向运动,连接板42运动即可带动伺服电机41和主动同步带轮43向靠近或者远离从动同步带轮44的方向运动,如此即可调节皮带的松紧。

参照图1和图2,丝杆22靠近移动部件1的一端面开设有润滑通道221,润滑通道221设置在丝杆22的内部。丝杆22的侧壁上开设有贯通丝杆22的流道222,润滑通道221远离移动部件1的一端与流道222连通。润滑通道221靠近移动部件1的一端安装有润滑接头223,从润滑接头223处可向润滑通道221内部注入润滑油。润滑油从流道222的两端流出流道222内部,便于对丝杆22的侧壁涂覆润滑油。

本申请实施例一种精密数控机床精确定位移动机构的实施原理为:启动伺服电机41,伺服电机41的输出轴转动即可通过主动同步带轮43、从动同步带轮44带动螺母21转动,螺母21转动即可带动丝杆22和移动部件1进行升降。

当伺服电机41失控断电时,中央控制器控制失电制动器紧急制动,从而限制伺服电机41的输出轴转动,此时螺母21停止转动,丝杆22和移动部件1两者均停止升降。

当光电传感器54感应到皮带发生断裂时,光电传感器54将信号反馈给中央控制器,中央控制器控制电磁制动器51紧急制动,此时从动同步带轮44和螺母21停止转动,丝杆22和移动部件1两者均停止升降。

实施例二

本申请实施例公开一种精密数控机床精确定位移动机构。参照图4和图5,与实施例一的不同之处在于,为了进一步限制移动部件1发生下落的情况发生,支架3上连接有限制机构7。

限制机构7包括弧形杆71、动力组件72、推动组件73。弧形杆71紧贴丝杆22的一侧壁,弧形杆71上固定连接有一转轴711,转轴711朝靠近支架3的方向设置,且转轴711与支架3转动连接。转轴711的两侧分别设置有一导向环74,每个导向环74与支架3之间均固定连接有一安装杆741。每个导向环74内均滑动连接有一软性材质的限制块75,限制块75靠近转轴711的一侧面接触转轴711,限制块75朝靠近或者远离转轴711的方向滑动。

动力组件72上固定连接有块体76,固定块11与弧形杆71之间设有弹簧77,弹簧77的一端与块体76固定连接,另一端与弧形杆71固定连接。弹簧77呈拉伸状态从而拉动弧形杆71紧抵丝杆22的侧壁。动力组件72设置在弧形杆71远离丝杆22的一侧,动力组件72通过吹气从而推动弧形杆71向远离丝杆22的方向转动。推动组件73通过螺母21转动带来的离心力推动其中一限制块75紧贴转轴711,从而限制转轴711转动。

参照图1和图5,在控制移动部件1升降之前,向通过动力组件72推动弧形杆71向远离丝杆22的方向移动,随后启动伺服电机41,伺服电机41带动螺母21转动从而带动丝杆22和移动部件1进行升降;在螺母21转动的过程中,螺母21转动带来的离心力控制推动组件73推动其中一限制块75紧贴转轴711,如此转轴711不易转动,弧形杆71则保持着脱离丝杆22的状态。

当伺服电机41失控断电或者皮带发生断裂时,在失电制动器或者电磁制动器51的制动下,螺母21停止转动,丝杆22则停止升降。此时转轴711可进行转动,弧形杆71在弹簧77的作用力下逐渐向靠近丝杆22的方向运动,直至弧形杆71紧抵丝杆22。如此进一步限制了丝杆22和移动部件1发生下落的情况发生。

参照图4和图5,动力组件72包括通气管721、支撑管722和波纹管723。支撑管722与支架3之间固定连接有支撑杆724,波纹管723固定连接在支撑管722与弧形杆71之间,且波纹管723与支撑管722相互连通。支撑管722远离波纹管723的一端与通气管721连通,支撑块内滑动卡紧有活塞725,活塞725位于通气管721与波纹管723之间。活塞725与弧形杆71之间设有连接杆726,连接杆726的一端与活塞725铰接,另一端与弧形杆71铰接。通气管721远离支撑管722的一端连接有吹气装置(图中未画出)。

当需要控制弧形杆71向远离丝杆22的方向转动时,将通气管721与吹气装置连接,并向支撑管722内吹气,此时活塞725在支撑管722内气压的推动下向靠近弧形杆71的方向运动。活塞725运动则通过连接杆726推动弧形杆71向远离丝杆22的方向转动,此时波纹管723逐渐伸长。当弧形杆71脱离丝杆22时,将通气管721与吹气装置拆卸分离,便于弧形杆71向靠近丝杆22的方向转动时,活塞725能够顺利的向远离弧形杆71的方向运动。

推动组件73包括绕螺母21的圆周方向设置的若干敲击球731,每个敲击球731与螺母21之间均固定连接有一连接绳732。当螺母21正反转动时,螺母21通过连接绳732带动敲击球731转动,敲击球731受离心力的作用连续敲击其中一限制块75,使得限制块75紧抵转轴711,如此即可限制转轴711转动。

本申请实施例一种精密数控机床精确定位移动机构的实施原理为:在控制移动部件1升降之前,将通气管721与吹气装置连接,并向支撑管722内吹气,此时活塞725通过连接杆726推动弧形杆71向远离丝杆22的方向转动,直至弧形杆71脱离丝杆22。随后启动伺服电机41控制螺母21转动,螺母21转动带动丝杆22和移动部件1进行升降。此时螺母21转动带动敲击球731在离心力的作用下连续敲击其中一个限制块75,限制块75则抵紧转轴711,转轴711难以转动,弧形杆71保持脱离丝杆22的状态。

当伺服电机41失控断电或者皮带发生断裂时,在失电制动器或者电磁制动器51的制动下,螺母21停止转动,丝杆22则停止升降。此时敲击球731停止敲击转轴711,转轴711可发生转动,弧形杆71则在弹簧77的作用力下逐渐向靠近丝杆22的方向运动,直至弧形杆71紧抵丝杆22的侧壁。进一步限制了丝杆22和移动部件1发生掉落的情况发生。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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