[发明专利]机床负压配重装置

说明书

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种机床负压配重装置。

背景技术

为了提高数控机床重力轴在高速运动时的平稳性，保证数控机床的重力轴在高速运动时具有高精度。数控机床的重力轴在上下移动明由于惯性的原因，重力轴配重的平稳性的好坏直接影响其移动的精度，特别是在微米级的机床其影响最为明显。

目前国内数控机床常用的配重方式如下：

1、重锤配重：结构简单，故障率低；它是用配重体的重量平抵消重力轴单元的重量，从而提高机床的快移速度，但在高速度和加速度较大时会出现配重体的部分重量失重，这时平衡重力轴的效果就会降低，应答特性差，不适合高速切削。

2、气缸配重：参见图1、图2，其是将气压传递到气缸上进而传送到重力轴单元，给重力轴有向上的力，从而达到平衡重力轴的效果。从而适当的提高机床重力轴移动的速度。较重锤配重配有明显的提升重力轴移动的速度，但是，在重力轴高速切削时，其重力高将发生高频率的上下往复运动，而在重力轴往复的过程中，其气缸伴随着做上下的往复运动，由于频率高，在气缸的伸缩轴向上运动时，其气缸的气体需要快速的排出，而在气缸内的气体排出时，由于气缸内部空间有限，其气体会在气缸内的气口处（图2中圆圈内区域）聚集造成气体堵塞现象，此现象将影响气缸的相应速度，造成重力轴的卡顿，因此其还是无法达到高速高精的要求。

3、液压配重：配重的原理与气缸配重一致，但是液压的介质的流动性差，从而使得这种配重方式的应答性差，不适合高速切削。

4、氮气配重：这种配重方式是利用蓄能器的原理将气转油，控制平衡缸配合重力轴的上下移动，以实现较高速度和较高精度的加工。氮气配重无需外动力设备，节省能源，目前市场上应用最广。但是重力轴上下移动时，蓄能罐内的压力变动，造成配重不准，进而影响加工精度和机床的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种结构设计新颖、应答速度快、可达到高速切削的机床负压配重装置。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

设计一种机床负压配重装置，它包括机床本体、设置于机床本体上的重力轴，所述机床本体上设有用于支撑重力轴的气缸，气缸的本体/伸缩轴与机床本体连接，气缸的伸缩轴/本体与重力轴的顶端连接；所述气缸为负压气缸，还包括为所述气缸提供恒定负压的负压提供源，通过负压提供源对所述气缸提供稳定的负压以通过气缸对所述重力轴配重。

优选的，所述负压提供源包括通过气管与气缸对应连接的负压泵。

优选的，还包括一储能罐，所述气缸与所述储能罐连接，所述负压泵亦与所述储能罐连接。

优选的，所述储能罐与所述负压泵之间的管道上设有一第一单向阀。

优选的，所述气缸为两个，此时，两个所述气缸的负压口通过管路连通后与储能罐连通。

优选的，两个气缸的负压口之间的管路上设有一双通气阀，所述储能罐与邻近的气缸之间的气管上设有第二单向阀；

优选的，所述第一单向阀、第二单向阀、双通气阀均为电磁阀，还包括一PLC控制器，所述第一单向阀、第二单向阀、双通气阀均与所述PLC控制器连接；

优选的，还包括设置于储能罐上的电子式负压表；所述电子式负压表亦与所述PLC控制器对应连接。

优选的，两个所述气缸的负压气口端上亦分别设有一电子式负压表，此时，位于负压气口端上的两个电子式负压表亦与所述PLC控制器对应连接。

本发明的有益效果在于：

本设计通过负压的原理可以对重力轴进行配重支撑，通过此原理可以可避免气体在气缸内腔的聚集，特别是在气缸上的伸缩轴收回时能够解决现有技术中采用正压气缸发生气体聚集、重力轴卡吨的现象，可达到高速高精切削的要求。

附图说明

图1为采用气缸配置的原理示意图；

图2为现有气缸易发生气体聚集、堵塞现象的原理说明示意图；

图3为本设计的原理结构示意图；

图4为本设计的应用结构示意图；

图5为本设计的原理结构示意图之二；

图中：1.机床本体;2.重力轴;3.直线电机;4.气缸;5.气缸内腔;6.气缸的排气管;7.气管;8.储能罐;9.第一单向阀;10.负压泵;11.PLC控制器;12、15、16.电子式负压表;13.第二单向阀;14.双通气阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：