專利名稱：一種多主軸數(shù)控雕刻機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控雕刻機，尤其是一種裝有多個主軸，能一次加工多個平面或回轉工件的高生產(chǎn)率數(shù)控雕刻機。
背景技術：
已有多主軸數(shù)控雕刻機的主軸運動機構由橫梁，X向滑座，兩根X向導軌，X向驅動機構，Z向滑座，兩根Z向導軌，Z向驅動機構，主軸掛板及其上等距地安裝的3-10個主軸等構成，由于主軸數(shù)量多，主軸掛板的長度達I. 3米-2. 4米，目前均采用單一的Z向驅動機構，兩根Z向導軌的間距也較小，所以因切削外力引起較長的主軸掛板在X-Z和X-Y兩個平面內的偏擺變形較大，導致主軸掛板兩端主軸加工的質量較差，

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是避免上述現(xiàn)有技術的存在的不足之處，提供一種新的多主軸雕刻機的運動機構，從而大幅度提高較長的主軸掛板在X-Z和X-Y兩個平面內抵抗變形的剛性，保證所有主軸雕刻的高質量，本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案。1，加長X向滑座和Z向滑座沿X方向的長度，采用了兩Z向驅動機構，兩個Z向驅動機構平行地，以其推力點間距LI安裝在X-Z平面內，LI為N個工件的總寬度WO的 1/3-2/3，這可以減小因切削外力引起較長的主軸掛板在X-Z平面內的偏擺變形.2，兩根Z向導軌在X-Z平面內，安裝X向滑座上，或橫梁上.兩根Z向導軌相距 L0. LO為N個工件的總寬度WO的1/3-2/3，從而減小了因切削外力引起較長的主軸掛板在 X-Y平面內的偏擺變形，以上兩個措施可提高主軸掛板兩端主軸的加工質量.3，左右兩個Z向驅動機構可以是兩個絲杠螺母副，兩個絲杠螺母副的螺母(13a) 和軸承座(19)分別安裝在Z向滑座(10)和X向滑座(3)上或橫梁(4)上.左右絲杠(13)
(9)直聯(lián)地，或通過傳動機構(17) (18) (11)分別與兩個伺服電機(12)連接，從而實現(xiàn)左右 Z向驅動機構同步驅動。本方案建議不采用步進電機，因為當一端受大的阻力時，該端步進電機可能失步，造成Z向滑座偏斜，甚至部件損壞.4，左右兩個絲杠(13) (9)通過傳動機構(17) (11) (18)與一個伺服電機或步進電機(12)連動，從而實現(xiàn)左右Z向驅動機構剛性同步驅動.5，左右兩個Z向驅動機構也可以是齒條齒輪副，左右兩個齒輪的軸承座(23) (32) 和兩個齒條(21) (31)分別安裝在Z向滑座(10)上，和X向滑座(3)上或橫梁(4)上.兩個齒輪(22)的驅動方式為下列之一 a，兩個齒輪(22)通過一個長軸相互連接并與一個減速機構(24) (25)連接，該減速傳動機構與一個伺服電機或步進電機(29)連接；b，分別通過各自的減速傳動機構(24) (25)與兩個伺服電機(29)連接；c，兩個齒輪(22) —個通過減速傳動機構(24) (25)與一根長軸(27)連接，另一個通過減速傳動機構(24) (25)與一個伺服電機或步進電機(29)連接，伺服電機或步進電機(29)的另一端出軸經(jīng)一個聯(lián)軸器(28) 與長軸(27)連接，較適合于有后出軸的步進電機；d，兩個齒輪(22)分別通過減速傳動機構(24)(25)與一根長軸(27)連接.長軸(27)直聯(lián)地，或通過傳動機構與一個伺服電機或步進電機(29)連接，適合于無后出軸的伺服電機；上述4種方式均可實現(xiàn)左右Z向驅動機構剛性同步驅動.6，所述X向滑座被分割成左右兩個分別裝有Z向導軌并分別裝在X向導軌的滑塊上的X向半滑座(3a) (3b)，中間以一個連接板(3c)連接，不但減輕了 X向滑座的質量，提高了 X向運動的動態(tài)性能，也降低了加長的X向滑座的制造難度，也減小了因制造誤差或應力變形而導致的對X導軌的額外載荷和增大的阻力.該連接板(3c)是沿X向折至少一道彎的2-3mm厚的薄金屬板.以便對左右X向半滑座保持一定扭轉柔性，和對拉、壓、彎、切力的剛性..以上6項技術方案可大大減小因切削外力引起較長的主軸掛板在X-Z和X-Y兩個平面內的偏擺變形，提高主軸掛板兩端主軸雕刻的加工質量，


圖I為本發(fā)明多主軸數(shù)控雕刻機俯視圖，本圖是采用Z軸雙絲杠驅動的方案。圖Ia為兩個絲杠分別用兩個伺服電機驅動的雙Z軸驅動機構的局部俯視圖。圖Ib為兩個絲杠用一根同步齒帶傳動，用一個伺服電機或步進電機驅動的雙Z軸驅動機構的局部俯視圖。圖Ic為本發(fā)明多主軸圓柱體數(shù)控雕刻機俯視圖。圖2為圖I所示多主軸數(shù)控雕刻機A-A面局部剖視圖。圖3為圖2視圖的B-B面局部剖視圖。圖4為采用齒輪齒條副的雙Z軸驅動機構，技術方案5c的局部剖視圖。圖5為圖4所示多主軸數(shù)控雕刻機C-C面局部剖視圖。圖6為圖4的局部放大圖。圖7為技術方案5b的局部放大圖。圖8為技術方案5a的局部放大圖。圖9為技術方案5d的局部放大圖。圖10為本發(fā)明多主軸數(shù)控雕刻機一種變更方案的局部放大圖。圖11為圖10所示多主軸數(shù)控雕刻機E-E面局部剖視圖。。圖中標號I床身，2平面工件夾持裝置，3X滑座，3a左半X滑座，3b右半X滑座，3c連接板， 4橫梁，5X下導軌，5aX上導軌，6主軸掛板，7主軸，8右Z向導軌，8a右Z向導軌滑塊9右Z 向絲杠，IOZ滑座，IOa左半Z滑座，IOb右半Z滑座，IOc連接板，11同步齒帶，12Z軸伺服或步進電機，13左Z向絲杠，13aZ向絲杠的螺母，14左Z向導軌14aZ向導軌滑塊16張緊輪， 17絲杠同步輪，18電機同步輪，19Z絲杠軸承座，21左Z向齒條22軸齒輪，23左軸承座，24 大齒輪，25小齒輪，26軸承座27長軸，28連軸器，29Z向伺服或步進電機，31右Z向齒條，32 右軸承座35X軸軸伺服或步進電機，50數(shù)控轉臺，51園柱形工件夾持裝置，52尾座，圖I和圖2中，WO為N個工件總寬度，LO為左右Z向導軌間距離，LI為左右Z向驅動機構加力點間距.。以下通過具體實施方式
，結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
實施例I :參見圖1-3,本實施例中，橫梁⑷上安裝有上下X向導軌(5a) (5),—個加長的X 向滑座安裝在X向導軌的滑塊上，并由伺服電機或步進電機驅動的X向驅動機構推動運行。 兩根Z向導軌在X-Z平面內，安裝X向滑座上，或橫梁上(因圓柱雕刻機可以不需要X軸運動機構)·兩根Z向導軌相距L0。LO為N個工件的總寬度WO的1/3-2/3，從而減小了因切削外力引起較長的主軸掛板在X-Y平面內的偏擺變形，Z向滑座(10)安裝在Z向導軌的滑塊上.本實施例采用兩個Z向絲杠螺母副做Z向驅動機構。兩個Z向絲杠平行地，以其推力點間距LI安裝在X-Z平面內，LI為N個工件的總寬度WO的1/3-1/3，從而大大減小了因切削外力引起較長的主軸掛板在X-Z平面內的偏擺變形，提高主軸掛板兩端主軸雕刻的質量.兩個絲杠螺母副的螺母安裝在Z向滑座(10)上，兩個絲杠的軸承座(19)安裝在X 向滑座(3)上，左右絲杠(13) (9)可以直聯(lián)地，或通過傳動機構(17) (18) (11)分別與兩個伺服電機(12)連接，如圖la，也可通過傳動機構(17) (11) (18)與一個伺服電機或步進電機
(12)連動，如圖I或圖lb，從而實現(xiàn)左右Z向驅動機構剛性同步驅動.參見圖la，X向滑座被分割成左右兩個分別裝有Z向導軌并分別裝在X向導軌的滑塊上的X向半滑座(3a)，(3b)，中間以一個連接板(3c)連接，不但減輕了 X向滑座的質量，提高了 X向運動的動態(tài)性能，也降低了加長的X向滑座的制造難度，也減小了因制造誤差或應力變形而導致的對X導軌的額外載荷和增大的阻力.該連接板(3c)是沿X向折至少一道彎的2-3mm厚的薄金屬板.以便對左右X向半滑座(3a)，(3b)保持一定扭轉柔性， 和抵抗拉、壓、彎、切力的剛性.實施例2 :參見圖4-9，本實施例用左右兩個齒條齒輪副做Z向驅動機構，其它同實施例1，左右兩個齒條(21) (31)安裝在X向滑座(3)上，左右兩個齒輪的軸承座(23) (32) 安裝在Z向滑座(10)上，當用于園柱雕刻時，可以不要X向運動機構，此時左右兩個齒條
(21)(31)可直接安裝在橫梁⑷上。兩個齒輪(22)由左右兩個軸承座(23) (32)支承，兩個齒輪(22)的驅動方式為下列之一 a，兩個齒輪(22)通過一個長軸相互連接并經(jīng)一個減速機構(24) (25)由一個伺服電機或步進電機(29)驅動，如圖8 ;b，兩個齒輪(22)分別通過各自的減速機構(24) (25)由兩個伺服電機(29)驅動，如圖7 ;c，兩個齒輪(22) —個通過減速機構(24) (25)與一根長軸(27)連接，另一個通過減速機構(24) (25)與一個伺服電機或步進電機(29)連接，伺服電機或步進電機(29)的另一端出軸經(jīng)一個聯(lián)軸器(28)與長軸
(27)連接，如圖4和圖6 ;d，兩個齒輪(22)分別通過傳動機構(24) (25)與一根長軸(27) 連接.長軸(27)直聯(lián)地，或通過傳動機構由一個伺服電機或步進電機(29)驅動，如圖9。 上述4種方式均可實現(xiàn)左右Z向驅動機構剛性同步驅動。其中方式b，可以采用步進電機， 但要考慮當一端受大的阻力時，該端步進電機可能失步，造成Z向滑座偏斜，甚至部件損壞的危險。.實施例3 :上述實施例的變更，是把左右Z導軌⑶(14)或左右Z導軌滑塊(8a) (14a)安裝在橫梁⑷上，上述X向滑座變?yōu)閆向滑座(10)，從而可沿Z向運動，X向滑座 (3)裝有X向導軌(5) (5a)，X向導軌(5) (5a)的滑塊安裝在Z向滑座(10)上，從而X向滑座(3)可在Z向滑座(10)上沿X向運動，裝有N個主軸的主軸掛板(6)安裝在該X向滑座
5(3)上。左右Z向驅動機構安裝在橫梁(4)和Z向滑座(10)之間。對于絲杠螺母副的方案完全可采用上述技術方案3、4，絲杠的軸承座安裝在橫梁上，螺母安裝在Z向滑座上，也可反之，絲杠的軸承座安裝在Z向滑座上，螺母安裝在橫梁上。對于齒條齒輪副的方案，左右齒條(21) (31)安裝在Z向滑座(10)上，左右兩個齒輪(22)的軸承座(23)安裝在橫梁上，也可反之，左右齒條安裝在橫梁上，左右兩個齒輪的軸承座安裝在Z向滑座上。左右兩個齒輪的驅動方式完全可采用上述技術方案5a，5b，5c, 5d。在此情況下，上述技術方案6也應變?yōu)樵谒鰴M梁上沿Z向滑動的Z向滑座被分割成左右兩個分別裝有X向導軌滑塊并分別裝在Z向導軌上或Z向導軌的滑塊上的Z向半滑座(IOa) (10b)，中間以一個連接板(IOc)連接。實施例2為最佳實施例。
權利要求
1.一種多主軸數(shù)控雕刻機由床身，平面或圓柱形工件夾持裝置，橫梁，左右Y向導軌， 用于推動橫梁直線運動Y向驅動機構，X向滑座，兩根X向導軌，由伺服電機或步進電機驅動，用于推動X向滑座直線運動的X向驅動機構，Z向滑座，左右Z向導軌，由伺服電機或步進電機驅動，用于推動Z向滑座直線運動的Z向驅動機構，主軸掛板及其上等距地安裝的N 個主軸等構成，其特征在于所述Z向驅動機構沿X軸裝有左右兩個，其推力方向與Z軸平行，其推力點相距LI. LI 不小于N個工件的總寬度WO的1/3。
2.按權利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機，其特征在于所述左右兩根Z向導軌位于 X-Z平面內，兩根Z向導軌相距L0. LO不小于N個工件的總寬度WO的1/3。
3.按權利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機，其特征在于所述左右Z向驅動機構是兩個絲杠螺母副，左右絲杠(13) (9)直聯(lián)地，或通過傳動機構(17) (18) (11)分別與兩個伺服電機或步進電機(12)連接。
4.按權利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機，其特征在于所述左右Z向驅動機構是兩個絲杠螺母副，左右兩個絲杠(13) (9)通過傳動機構(17) (11) (18)與一個伺服電機或步進電機(12)連動。
5.按權利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機，其特征在于所述左右兩個Z向驅動機構是齒條齒輪副，與左右兩個齒條嚙合的兩個齒輪(22)的驅動方式為下列之一a,兩個齒輪(22)裝在一個長軸兩端，該長軸通過一個減速機構(24) (25)與一個伺服電機或步進電機(29)連接；b，兩個齒輪(22)分別通過各自的減速機構(24) (25)與兩個伺服電機或步進電機(29)連接；c，兩個齒輪(22) —個通過減速機構(24) (25)與一根長軸(27)連接，另一個通過減速機構(24) (25)與一個步進電機(29)連接，步進電機(29)的另一端出軸經(jīng)一個聯(lián)軸器(28)與長軸(27)連接；d，兩個齒輪(22)分別通過傳動機構(24) (25)與一根長軸(27)的兩端連動.長軸(27)直聯(lián)地，或通過減速機構與一個伺服電機或步進電機(29)連接。
6.按權利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機，其特征在于所述X向滑座(3)被分割成左右兩個X向半滑座(3a)，(3b)，中間以一個連接板(3c)連接，該連接板(3c)是沿X向折彎的薄金屬板。
7.按權利要求I所述的多主軸數(shù)控雕刻機，其特征在于所述Z向滑座被分割成左右兩個Z向半滑座，中間以一個連接板連接，該連接板是沿X向折彎的薄金屬板。
全文摘要
一種多主軸雕刻機由床身，橫梁，X向滑座，兩根X向導軌，X向驅動機構，Z向滑座，兩根Z向導軌，Z向驅動機構，主軸掛板及其上等距地安裝的N個主軸等構成，由于加長X向滑座和Z向滑座沿X方向的長度，采用了大間距安裝的兩個Z向驅動機構，并加大了Z向導軌安裝間距，大大減小了因切削外力引起較長的主軸掛板在X-Z和X-Y兩個平面內的偏擺變形，提高主軸掛板兩端主軸雕刻的質量。
文檔編號B44B3/00GK102602205SQ20121006036
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權日2012年3月5日
發(fā)明者邵文遠 申請人:邵文遠