[实用新型]高速三坐标数控钻床

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械加工设备领域，尤其涉及一种高精度、成本低廉的高速三坐标数控钻床。

背景技术

目前，在机械加工行业中，钻床有很多种，比如台钻、电火花打孔机、摇臂钻、数控钻镗加工中心等等，其中台钻、电火花打孔机一般较便宜，但精度较低，摇臂钻、数控钻镗加工中心功能较多，售价昂贵，电火花打孔机还不能用于非金属材料钻孔，对于小型企业要求的高精度、价格低廉，应用范围广的要求普遍不适用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高精度、成本低廉、操作方便、应用范围广的高速三坐标数控钻床。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

高速三坐标数控钻床，包括底座、机身、主轴箱、工作台，其特征在于，主轴箱内设置有高速电主轴，高速电主轴下端设置有通用卡头，主轴箱与Z轴步进电机通过Z向精密滚珠丝杠相连接，Z轴步进电机与机身相连接，主轴箱通过Z向精密滑座线轨付与机身相连接，工作台通过Y向精密滑座线轨付与纵向移动工作台相连接，Y轴步进电机设置在纵向移动工作台上与工作台之间设置有Y向精密滚珠丝杠，纵向移动工作台与底座之间设置有X向精密滑座线轨付，X轴步进电机设置在底座上与纵向移动工作台之间设置有X向精密滚珠丝杠，带LCD触摸屏的控制系统设置在主轴箱上，数控系统通过控制电缆与高速电主轴、Z轴步进电机、Y轴步进电机、X轴步进电机、LCD触摸屏相连接。

所述的Z轴步进电机、Y轴步进电机、X轴步进电机均为反应式步进电机。

所述的步进电机与精密滚珠丝杠组成的传动机构上一个角度脉冲当量产生的位移脉冲当量为1μm。

所述的数控系统在步进电机起动时给一个始动脉冲，该脉冲宽度是正常脉冲的5～10倍。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：可以方便地实现5mm以下的高精度钻孔，并可进行编程实现连续钻孔，操作方便，采用变频器控制高速电主轴，可实现多种钻削速度，应用范围更广，通过对步进电机的角度脉冲当量的控制取代昂贵的伺服电机控制系统，成本更低廉。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是数控系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1、图2，高速三坐标数控钻床，包括底座1、机身2、主轴箱3、工作台4，主轴箱3内设置有高速电主轴5，高速电主轴5下端设置有通用卡头6，主轴箱3与Z轴步进电机7通过Z向精密滚珠丝杠8相连接，Z轴步进电机7与机身2相连接，主轴箱3通过Z向精密滑座线轨付18与机身2相连接，工作台4通过Y向精密滑座线轨付9与纵向移动工作台10相连接，Y轴步进电机12设置在纵向移动工作台10上与工作台4之间设置有Y向精密滚珠丝杠11，纵向移动工作台10与底座1之间设置有X向精密滑座线轨付13，X轴步进电机14设置在底座1上与纵向移动工作台10之间设置有X向精密滚珠丝杠15，见图3，带LCD触摸屏16的控制系统17设置在主轴箱3上，数控系统通过电缆与高速电主轴5、Z轴步进电机7、Y轴步进电机12、X轴步进电机14、LCD触摸屏16相连接。

Z轴步进电机7、Y轴步进电机12、X轴步进电机14均为反应式步进电机。

本实用新型中工作台的X向、Y向运动由X轴步进电机14、X向精密滚珠丝杠15、X向精密滑座线轨付13以及Y轴步进电机12、Y向精密滚珠丝杠11、Y向精密滑座线轨付9控制，精度更高；高速电主轴5转速可达3000～10000转/分，还可接变频器，可使高速电主轴5转速有更多变化以适应不同材质和钻孔要求。

冷却液管19为钻削时钻头冷却。通用刀柄6可实现锥柄和法兰端面两面同时接触，具有高刚度和高的重复定位精度，操纵手柄20可用于工件的初位置的定位。

步进电机与精密滚珠丝杠组成的传动机构上一个角度脉冲当量产生的位移脉冲当量为1μm。将复杂的X轴、Y轴定位变为简单的计数器计数，如X轴位移1mm，只需给X轴步进电机14发出1000个脉冲既可，其余轴同理，对于起动时状态，数控系统给步进电机一个始动脉冲，此脉冲宽度是正常脉冲的5～10倍，以保证负载下可靠起动，不失步。

本实用新型最大的优点是将传统的低精度的手动对孔、钻孔变成高精度的自动对孔、钻孔，还可进行程序编程，效率更高，对于孔径小于5mm，位置精度5～10μm的孔加工具有很大的优势，可实现连续钻孔，而且执行机构成本更低，以简单的设计控制工作台的位置，取代传统的伺服电机，编码器位置控制，效果很好，操作更简单，尤其适合小型企业的高精度、价格低廉，应用范围广的要求。