[实用新型]一种竖直轴重力平衡机构

说明书

本实用新型公开一种竖直轴重力平衡机构，包括立柱、平衡气缸和伺服电机升降系统；所述平衡气缸和伺服电机升降系统分别与控制器相连，所述立柱上安装有所述伺服电机升降系统，所述伺服电机升降系统在立柱的一侧通过升降螺杆连接有升降滑板，所述升降滑板的两端分别安装有电主轴和推力座；所述立柱内与所述伺服电机升降系统同边的两侧分别固定安装有两个气缸底座，每个气缸底座上安装有一个平衡气缸，所述平衡气缸的推杆通过所述推力座与升降滑板连接，所述平衡气缸上依次连接有减压阀、阀门和进气口。本实用新型采用双气缸重力平衡机构，结构简单，在不增加立柱整体重量和伺服电机升降系统的惯量的基础上，能够提升装置的运动性能和平衡能力。

技术领域

本实用新型涉及一种平衡装置，具体为一种竖直轴重力平衡机构。

背景技术

伺服系统又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，对伺服系统的基本要求有稳定性、精度和快速响应性。常规设置是在高速伺服轴上增加配重装置，但由于重物的惯性会产生滞后效应，只能通过增大伺服电机和增加抱闸功能来实现装置的稳定性、精度和快速响应性。

中国专利文献201621086361.3公开了一种伺服轴的重力平衡装置，该平衡装置组件少，具备经济性，适合在效应时间要求较高的中速伺服轴环境中使用，然而，该平衡装置通过一个气缸平衡伺服系统的能力有限，作用点仅为一个时伺服系统容易产生晃动，且气缸固定安装在机床立柱上，既增加了装置高度和安装空间，固定连接结构也不能提供电机运行时的晃动补偿。

因此，为了进一步提高伺服系统的稳定性，需提供一种稳定性高的重力平衡装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种竖直轴重力平衡机构，结构简单，能够提高整个装置的平衡能力，在不增加立柱整体重量和伺服电机升降系统的惯量的基础上，能够提升伺服电机升降系统的运动性能，尤其适用于小型机床。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种竖直轴重力平衡机构，包括立柱、平衡气缸和伺服电机升降系统；所述平衡气缸和伺服电机升降系统分别与控制器相连，所述立柱上安装有所述伺服电机升降系统，所述伺服电机升降系统包括伺服电机和升降螺杆，所述伺服电机升降系统在立柱的一侧通过升降螺杆连接有升降滑板，所述升降滑板的两端分别安装有电主轴和推力座；所述立柱内与所述伺服电机升降系统同边的两侧分别固定安装有两个气缸底座，每个气缸底座上安装有一个平衡气缸，所述平衡气缸的推杆通过所述推力座与升降滑板连接，所述平衡气缸上依次连接有减压阀、阀门和进气口。

在系统运行前，通过进气口、阀门和减压阀调节平衡气缸中的压力至额定工作压力，当电主轴通过升降滑板运动时，带动伺服电机升降系统的升降螺杆运动，控制器收到伺服电机升降系统的运动指令后，向平衡气缸发出运动指令从而使平衡气缸的推杆辅助升降滑板运动，同时，升降滑板通过推力座带动平衡气缸的推杆运动，从而为升降滑板的运动提供辅助力和平衡力，使整个装置的重力平衡，稳定性高且能增强其运动性能。本实用新型的竖直轴重力平衡机构，采用双气缸重力平衡机构，能够提高整个装置的平衡能力，从而提高其稳定性。此外，本实用新型在不增加立柱整体重量和伺服电机升降系统的惯量的基础上，能够提升装置的运动性能，尤其适用于小型机床。

优选的，所述气缸底座为矩形结构，所述气缸底座设有凹槽，所述凹槽的相对两侧上设有定位孔，所述定位孔之间连接有销轴，所述平衡气缸的底部凸出端设有销孔，所述销轴穿过所述销孔完成所述平衡气缸与气缸底座的铰接。所述平衡气缸与气缸底座以铰接的方式连接，相比固定的连接方式，能够提供系统运行时的晃动补偿。

优选的，所述气缸底座为三角结构，所述气缸底座设有凹槽，所述凹槽的相对两侧上设有定位孔，所述定位孔之间连接有销轴，所述平衡气缸的底部凸出端设有销孔，所述销轴穿过所述销孔完成所述平衡气缸与气缸底座的铰接。三角结构能够节省材料，同时保持有系统运行时所需的结构强度。