[实用新型]一种基于气动动平衡系统的电火花加工主轴结构

说明书

本实用新型提供一种基于气动动平衡系统电火花加工主轴结构，其包括一直线电机运动机构和一气动平衡机构，其中包括一直线电机推杆，其上设有与电火花加工机床的立柱连接的结构；一滑动主轴，其具有一轴向空腔；一卡具，安装在该滑动主轴的一端；一直线电机滑块，设置在该滑动主轴的所述轴向空腔中，可轴向移动地固定在直线电机推杆上并与所述滑动主轴固连；气动平衡机构包括一气缸筒，通过气缸安装座固定在该滑动主轴的另一端；一活塞，设置在气缸筒中；活塞上连接的活塞杆密封地穿出气缸筒与直线电机推杆中的推杆刚性连接，使得当滑动主轴上下移动时，直线电机推杆上连接的该活塞在气缸筒内轴向移动。本主轴结构通过气动配重机构来平衡主轴的重量，提高数控装备电火花成型机的运动精度与速度。

技术领域

本实用新型涉及一种数控装备，具体涉及一种电火花加工设备，特别是提供一种基于气动动平衡系统的电火花加工主轴结构。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，对数控装备的运动精度与速度要求越来越高。水平方向主要是克服导轨摩擦力，而竖直方向上由于运动部件受到的重力与运动方向相同或相反，所以电机不仅要克服导轨的摩擦力，还需要克服重力的影响。尤其在有着特殊要求的电火花细微加工中，主轴的定位精度需要达到纳米量级，而且在放电蚀除过程中，主轴伺服进给的速度极低，当电极发生短路时需要主轴迅速抬刀回退。因此，在满足加工精度的同时，需要主轴有较好的响应速度，能够满足电火花成型加工的慢速进给与快速抬刀控制。为此，在主轴垂直进给的方向必须设计配重系统以减小由主轴冲击引起的惯性力。

因为重力的作用，电火花成型机主轴运动部件在向下运动时，驱动力与重力方向相同，当主轴向上运动，驱动力的方向与重力方向相反。如果不采取适当的措施对重力加以平衡，不仅会影响系统运行的平稳性，而且会增加机床的惯性冲击，从而降低伺服系统的精度。

传统的质量块配重结构，是用同等重量的平衡块来平衡主轴运动部件的重量。但该结构需要占用较大的空间，除此之外，由于主轴运动部件与配重之间采用非刚性连接，当主轴向上运动时总运动惯量仅为运动部件的惯量，当主轴向下运动时总的运动惯量是运动部件与配重惯量之和。因此，使得主轴的速度与加速度受到限制。

另外，液压配重结构使用的是液压油为工作流体推动活塞，以液压缸的输出力来平衡主轴运动部件的自重。液压配重结构体积较小，输出力大，而且对系统的定位精度也优于配重块结构。但由于液体的不可压缩性，当电火花成型加工出现短路或拉弧时，主轴由慢速进给转入快速抬刀，此时主轴的运动方向突然改变并且伴随着较大的速度与加速度，油缸内的工作液在液压回路内产生冲击与震荡，破坏输出力的稳定性，从而影响主轴的定位精度及抬刀效率；当液压回路的密封性受到影响时，还将会产生液压油的泄漏造成系统的污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改进现有技术的缺陷，提供一种基于气动动平衡系统的电火花加工主轴结构，以提高主轴的定位精度和进给速率，还能够解决液压油泄漏和污染问题。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种基于气动动平衡系统的电火花加工主轴结构，包括一直线电机运动机构，其包括：

一直线电机推杆，其上设有与电火花加工机床的立柱连接的结构；

一滑动主轴，其具有一轴向空腔；

一卡具，安装在该滑动主轴的一端；

一直线电机滑块，设置在该滑动主轴的所述轴向空腔中，可轴向移动地固定在直线电机推杆上并与所述滑动主轴固连；

其特征在于：还包括一气动平衡机构，其包括：

一气缸筒，通过气缸安装座固定在该滑动主轴的另一端；