高速大行程双牛头背斜床身电火花机床制造技术

本实用新型专利技术是一种高速大行程双牛头背斜床身电火花机床，包括有底座、背斜床身、两个鞍座、两个伸缩滑座、两个主轴头，第一直线电机、第二直线电机，第三直线电机，两个第一光栅尺、两个第二光栅尺、第一直线导轨副、两个第二直线导轨副、滚珠丝杠。本实用新型专利技术使得鞍座、伸缩滑座等运动部件的重心后移，保证伸缩滑座运动至极限位置时，机床运动部分的重心始终作用在床身上，这种结构充分发挥了背斜床身的作用，并利用背斜床身与双滑座间直线电机动子与定级间强大的吸引力来平衡伸缩滑座前移所产生的倾覆力矩；同时，本实用新型专利技术采用单一定子双动子直线电机进行双鞍座的独立直线驱动和协调控制，能避免大行程方向上双鞍座的相互干涉，保证鞍座的运行安全。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术是一种高速大行程双牛头背斜床身电火花机床，包括有底座、背斜床身、两个鞍座、两个伸缩滑座、两个主轴头，第一直线电机、第二直线电机，第三直线电机，两个第一光栅尺、两个第二光栅尺、第一直线导轨副、两个第二直线导轨副、滚珠丝杠。本技术使得鞍座、伸缩滑座等运动部件的重心后移，保证伸缩滑座运动至极限位置时，机床运动部分的重心始终作用在床身上，这种结构充分发挥了背斜床身的作用，并利用背斜床身与双滑座间直线电机动子与定级间强大的吸引力来平衡伸缩滑座前移所产生的倾覆力矩；同时，本技术采用单一定子双动子直线电机进行双鞍座的独立直线驱动和协调控制，能避免大行程方向上双鞍座的相互干涉，保证鞍座的运行安全。【专利说明】高速大行程双牛头背斜床身电火花机床
本技术是一种高速大行程双牛头背斜床身电火花机床，属于高速大行程双牛头背斜床身电火花机床结构与控制的创新技术。
技术介绍
传统的大行程双牛头电火花机床采用“C”型水平床身结构，使得机床的重心前移，伸缩滑座悬臂结构产生很大的倾覆力矩，影响机床主轴头在Z方向的刚度，伸缩滑座前后移动容易导致主轴方向产生位移，从而影响电火花机床主轴加工方向的位置精度。 鞍座和伸缩滑座是大行程双牛头电火花机床的关键运动部件，目前机床运动部件的运动主要采用滚珠丝杠副进行驱动，将电机的旋转运动转化为直线运动。用滚珠的滚动代替丝杠螺母副的滑动，其具有摩擦力小，传动效率高，轴向间隙可消除，定位精度高等优点，但是对于高速大行程机床需要采用大导程、超长滚动丝杠螺母副驱动，这种驱动结构存在成本高、转动惯量大、刚度低，丝杠易变形等特点，难以满足高速、高精度、大行程加工的要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种定位精度高，响应速度快，刚度高的高速大行程双牛头背斜床身电火花机床。 本技术的技术方案是:本技术的高速大行程双牛头背斜床身电火花机床，包括有底座、背斜床身、两个鞍座、两个伸缩滑座、两个主轴头，第一直线电机、第二直线电机，第三直线电机，两个第一光栅尺、两个第二光栅尺、第一直线导轨副、两个第二直线导轨副、滚珠丝杠；其中底座安装在地面上，背斜床身固定安装在底座上，两个鞍座通过第一直线导轨副与背斜床身相连，两个鞍座由第一直线电机进行驱动，带动两个鞍座沿着X方向运动，两个伸缩滑座分别通过两个第二直线导轨副与两个鞍座连接，进行运动传递，其中一个伸缩滑座通过其中一个第二直线导轨副与其中一个鞍座相连，第二直线电机通过其中一个第二直线导轨副驱动其中一个伸缩滑座沿着Y2方向运动，另一个伸缩滑座通过另一个第二直线导轨副与另一个鞍座相连，第三直线电机通过另一个第二直线导轨副驱动另一个伸缩滑座沿着Yl方向运动，其中一个第一光栅尺安装在其中一个伸缩滑座上，其中一个鞍座在对应第一光栅尺的位置上安装有光栅尺读数头，另一个第一光栅尺安装在另一个伸缩滑座上，另一个鞍座在对应另一个第一光栅尺的位置上安装光栅尺读数头，两个第一光栅尺与对应读数头组成两个伸缩滑座的在线位置检测反馈系统，实现对两个伸缩滑座在Yl方向、在Y2方向上运动位置的在线检测与反馈控制，两个第二光栅尺固结在背斜床身上，两个第二光栅尺的读数头分别对应安装在两个鞍座上，同时实现对两个鞍座在X方向上运动位置的在线检测，其中一个主轴头安装在其中一个伸缩滑座上，另一个主轴头安装在其中另一个伸缩滑座上；滚珠丝杠传动副的丝杠与伺服电机相连接，滚珠丝杠传动副的螺母固定安装在其中一个主轴头上，伺服电机驱动滚珠丝杠螺母副转动，驱动其中一个主轴头沿着Zl方向的运动，另一个主轴头的驱动结构与其中一个主轴头的驱动结构相同，由伺服电机驱动沿着Z2方向运动。 上述两个第二直线导轨副均由2根直线导轨和6个滑块组成，每根导轨与3个滑块组成I个移动副；其中一个第二直线导轨副的2根直线导轨安装在其中一个伸缩滑座下端面上，6个安装在其中一个鞍座的上端面，其中一个伸缩滑座通过其中一个第二直线导轨副与其中一个鞍座相连；同理，另一个第二直线导轨副的2根导轨安装在另一个伸缩滑座的下端面上，6个滑块安装在另一个鞍座的上端面，另一个伸缩滑座通过另一个第二直线导轨副与另一个鞍座相连，第二直线电机的动子安装在其中一个伸缩滑座上，第二直线电机的定子对应安装在该鞍座上，第二直线电机带动该伸缩滑座沿着Y2方向运动；第三直线电机的动子安装在另一个伸缩滑座上，第三直线电机的定子分别对应安装在该另一个鞍座上，同理，第三直线电机带动该伸缩滑座沿着Yl方向运动。 上述第一直线导轨副由2根直线导轨和8个滑块组成，每根导轨与4个滑块组成I个移动副，第一直线导轨副的2根导轨安装在背斜床身上，两个鞍座的斜底面上分别安装4个滑块。 上述第一直线电机是具有单一定子双动子的平板型直线电机，第一直线电机的两个动子分别安装在两个鞍座上，单一定子安装在背斜床身上，组成单一两个动子直线电机驱动的两个鞍座运动系统。由第一直线电机带动两个鞍座沿着X方向进行独立驱动和协调伺服控制。同时背斜床身和两个鞍座间的第一直线电机工作时，其动子与定子在安装面垂直方向所产生的强大吸引力能平衡双伸缩座前移所产生的倾覆力矩。 上述两个第二光栅尺固结在背斜床身的侧面，两个第二光栅尺的读数头分别对应安装在两个鞍座上，同时实现对两个鞍座在X方向上运动位置的在线检测。 上述两个第一光栅尺中的其中一个第一光栅尺安装在其中一个伸缩滑座的侧面上，该鞍座的上端面对应安装光栅尺读数头，另一个第一光栅尺安装在另一个伸缩滑座侧面上，该伸缩鞍座上端面对应安装光栅尺读数头。 上述两个主轴头中的其中一个主轴头通过其中一个主轴头座安装在其中一个伸缩滑座上，该主轴头座固结安装在该伸缩滑座上，伺服电机固定安装在该主轴头座上，通过联轴器与滚珠丝杠传动副进行运动传递，滚珠丝杠传动副的丝杠通过联轴器与伺服电机相连接，滚珠丝杠传动副的螺母固定安装在该主轴头上，伺服电机驱动滚珠丝杠螺母副转动，从而驱动该主轴头在直线导轨导向下沿着Zl方向的运动；另一个主轴头通过另一个主轴头座安装在另一个伸缩滑座上；该主轴头座固结安装在另一个伸缩滑座上，依照同样原理，通过相对应的伺服电机驱动该主轴头沿着Z2方向运动。 上述背斜床身的两端分别安装有第一极限位置开关，背斜床身两侧各安装2个第三弹性防撞块，第三弹性防撞块防止两个鞍座滑出直线导轨，同时起到减震作用；上述2个鞍座的相对内侧面安装2个第二极限位置开关，第二弹性防撞块安装在两个鞍座上，配合2个第二极限位置开关使用，避免2个鞍座在X方向上运动干涉，同时起到减震作用；上述2个鞍座的前后两侧还安装有防止2个伸缩滑座超越行程的第三极限位置开关。 上述2个伸缩滑座上还安装有第一弹性防撞块，第一弹性防撞块配合第三极限位置开关使用，定义了 2个伸缩滑座在Yl、Y2方向上行程范围，防止2个伸缩滑座超出行程，同时在2个伸缩滑座停止在极限位置时，起到减震保护作用。 上述2个伸缩滑座的内部筋板采用蜂窝状仿生结构，上述底座通过地脚螺钉安装在地面上。 本技术具有如下技术效果: 1、本技术采用新型背斜床身结构和大行程、大推力平板直线电机的直接驱动方式，其中通过采用新型背斜床身结构使机床中心后移，同时利用大推力平板直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速大行程双牛头背斜床身电火花机床，其特征在于包括有底座（1）、背斜床身（2）、两个鞍座（121、122）、两个伸缩滑座（61、62）、两个主轴头（71、72），第一直线电机（4）、第二直线电机（22），第三直线电机（26），两个第一光栅尺（81、82）、两个第二光栅尺（15）、第一直线导轨副（5）、两个第二直线导轨副（91、92）、滚珠丝杠（20）；其中底座（1）安装在地面上，背斜床身（2）固定安装在底座（1）上，两个鞍座（121、122）通过第一直线导轨副（5）与背斜床身（2）相连，两个鞍座（121、122）由第一直线电机（4）进行驱动，带动两个鞍座（121、122）沿着X方向运动，2个伸缩滑座（61、62）分别通过两个第二直线导轨副（91、92）与两个鞍座（121、122）连接，进行运动传递，其中一个伸缩滑座（62）通过其中一个第二直线导轨副（92）与其中一个鞍座（122）相连，第二直线电机（22）通过其中一个第二直线导轨副（92）驱动其中一个伸缩滑座（62）沿着Y2方向运动，另一个伸缩滑座（61）通过另一个第二直线导轨副（91）与另一个鞍座（121）相连，第三直线电机（26）通过另一个第二直线导轨副（91）驱动另一个伸缩滑座（61）沿着Y1方向运动，其中一个第一光栅尺（81）安装在其中一个伸缩滑座（61）上，其中一个鞍座（121）在对应第一光栅尺（81）的位置上安装有光栅尺读数头，另一个第一光栅尺（82）安装在另一个伸缩滑座（62）上，另一个鞍座（122）在对应另一个第一光栅尺（82）的位置上安装光栅尺读数头，两个第一光栅尺（81、82）与对应读数头组成两个伸缩滑座（61、62）的在线位置检测反馈系统，实现对两个伸缩滑座（61）在Y1方向、在Y2方向上运动位置的在线检测与反馈控制，两个第二光栅尺（15）固结在背斜床身（2）上，两个第二光栅尺（15）的读数头分别对应安装在两个鞍座（121、122）上，同时实现对2个鞍座（121、122）在X方向上运动位置的在线检测，主轴头（71）安装在伸缩滑座（61）上，主轴头（72）安装在其中一个伸缩滑座（62）上；滚珠丝杠传动副（20）的丝杠与伺服电机（19）相连接，滚珠丝杠传动副（20）的螺母固定安装在其中一个主轴头（71）上，伺服电机（19）驱动滚珠丝杠螺母副转动，驱动其中一个主轴头（71)沿着Z1方向的运动，另一个主轴头（72）的驱动结构与其中一个主轴头（71)的驱动结构相同，由伺服电机驱动沿着Z2方向运动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马平，鲁信辉，赵春明，龚乘龙，牛兴，刘建群，李锻能，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44