高精度三龙门五轴联动数控铣床的Z轴双气缸支撑结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度三龙门五轴联动数控铣床的Z轴双气缸支撑结构，包括基座、安装于其上的龙门及用于驱动控制龙门的数控系统，所述基座包括平行设置的两组床身，构成五轴联动的X轴；所述床身上方安装有呈组合动梁式结构的三架龙门，所述龙门下方设置有工作台，每架龙门均配置有独立的数控系统，且各龙门相同位置等高点一致，所述龙门包括与床身传动连接的立柱、安装于立柱上的横梁、与横梁传动连接的滑枕及与滑枕传动连接的主轴，所述主轴下方安装铣头，其中所述横梁构成五轴联动的Y轴，所述滑枕构成五轴联动的Z轴；所述滑枕上安装有双支撑氮气平衡缸。

Z-Axis Double Cylinder Supporting Structure of High Precision Three-Gantry Five-Axis Linkage NC Milling Machine

【技术实现步骤摘要】
高精度三龙门五轴联动数控铣床的Z轴双气缸支撑结构
本技术涉及铣床领域，具体为一种高精度三龙门五轴联动数控铣床的Z轴双气缸支撑结构。
技术介绍
数控机床是制造装备业的工作母机，是实现先进技术和装备现代化的基石，是保证高新技术创业发展和国防军工现代化的战略装备。装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。机床是一个国家制造业水平的象征，而代表机床制造业最高境界的便是五轴联动数控机床系统。从某种意义上说，它反映了一个国家的工业发展水平状况。随着制造业的发展，五轴联动数控机床被认为是航空航天、船舶、精密仪器、发电等加工行业关键部件的最重要的加工工具。作为难度大、应用范围广的数控机床技术，五轴联动数控机床在加工方面有着不可替代的优点：1、能加工一般三轴联动机床不能加工复杂光滑的自由曲面结构。2、提高自由空间曲面的加工精度和加工效率。3、符合机床发展的趋势要求。因此，五轴联动数控机床的重要作用使其成为当今机床发展的热点和重点。随着“中国制造”的发展，大型铣床机加设备却仍处于“单机工作”状态。五轴联动数控机床一直受到西方发达国家的限制，价格昂贵，维护费用高，一旦出现碰撞，付出代价大。国内厂商大部分只生产中小型五轴机床，大型五轴联动机床较少，且控制方式很少做到真正的五轴联动，加工工件受限明显，对大型工件加工精度差、效率低，安全防撞系数低。这些因素严重制约我国五轴联动机床技术的发展。为了提高大型零件加工效率，适应“整体加工”的需求，以及大型工件的加工精度，并且突出“小生产线”的性质。我公司研发出三龙门五轴的新结构，以应对中小批量的高效率、高精度的铣床加工。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种高精度三龙门五轴联动数控铣床的Z轴双气缸支撑结构，本技术的三龙门为“全闭环”的五轴联动数控模式，联动轴全部集中于龙门结构上，作业时工作台不移动，三架龙门可同时完成一个大工件，也可以分别完成大小不一的零件，作业方式多样，同时设备安全系数高，结构稳定性突出，真正做到高效率、高精度的铣床加工。本技术解决其技术问题所采用的技术方案为：高精度三龙门五轴联动数控铣床的Z轴双气缸支撑结构，包括基座、安装于其上的龙门及用于驱动控制龙门的数控系统，所述基座包括平行设置的两组床身，构成五轴联动的X轴；所述床身上方安装有呈组合动梁式结构的三架龙门，所述龙门下方设置有工作台，每架龙门均配置有独立的数控系统，且各龙门相同位置等高点一致，所述龙门包括与床身传动连接的立柱、安装于立柱上的横梁、与横梁传动连接的滑枕及与滑枕传动连接的主轴，所述主轴下方安装铣头，其中所述横梁构成五轴联动的Y轴，所述滑枕构成五轴联动的Z轴；其中所述滑枕通过导轨座、贴塑导轨与所述主轴连接，所述导轨座固定在滑枕上方，贴塑导轨在主轴的顶部处设置有电机、联轴器及行星减速器；所述滑枕上安装有双支撑氮气平衡缸。作为上述技术方案的改进，所述氮气平衡缸包括安装于横梁一侧的氮气瓶和通过油管与氮气瓶连接的氮气缸，所述氮气缸内藏式安装于滑枕两侧的腔室内。作为上述技术方案的改进，所述氮气瓶由油液部分和带有气密隔离件的氮气胶囊构成，油液部分位于上端，所述氮气缸通过缸径支撑于上方的立柱。作为上述技术方案的改进，所述横梁采用箱形结构，其通过无膨胀系数铸料浇铸成型，所述横梁前端设置有上、下两条线轨，两条线轨在横梁上前后错落配置，以使承载力分散。作为上述技术方案的改进，所述上、下两条线轨之间设置有丝杠，所述丝杠一端设置有轴承，另一端设置有电机、减速器及连接器，所述滑枕上安装有与丝杠配合的丝母及分别滑动安装于上、下两条线轨上的多个滑块。本技术带来的有益效果有：1、本技术的三龙门五轴联动数控铣床，三架龙门在机械结构上，相同的位置等高点一致，具体包括：轴心、平行度、垂直度、直线度等，且机械原点与电气零点(参考点)也是一致的。因为保证了上述“等高”，满足了操作者只要控制好刀长、刀径及工作原点的选择，即可完成三龙门联动加工一个大型工件的目的。2、本技术每个龙门共含有5个轴(X1、X2、Y、Z、C、B1、B2)，实现五轴数控联动，三架龙门可同时工作，亦可以单独工作，随意性很强。因为每个龙门架配备了各自完整的西门子独立数控系统，三个龙门架可同时完成一个大工件，也可以分别完成大小不一的零件，各龙门可以用一个程序，选择不同的加工段，也可以分别输入不同程序，加工不同的工件。如果采取“再线加工”(DNC加工)，本机床可由一台总计算机完成三个龙门的自由运行。3、本数控铣床为每架龙门配置了全能和升级版的西门子数控系统，其中伺服电机选用的是可超过额定功率三倍的高功率伺服电机，使得本产品保险系数大增。空间位置的“误差补偿”软件是西门子公司第一次在国内安装使用，对于空间位置误差，要求严格的异型曲面零件，本机床提供了最新型的可靠保证。4、Z轴传动使用贴塑导轨，软硬结合，耐磨减震，满足运行平稳要求，可消除切削噪声和引起的振动。为解决Z轴的自重，本铣床在滑枕上设置双支撑的氮气平衡缸，调正简易，节约了液压站等装置。Y轴的两条线轨在横梁上“错落配置”，使承载力分散，同时提高结构可靠性和支撑力。5、本技术可有效提高大型零件加工的效率，满足“整体加工”的需求，以及大型工件的加工精度，并且突出“小生产线”的性质，可充分应对中小批量的高效率、高精度铣加工。附图说明参照附图，本技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本技术的技术方案，而并非意在对本技术的保护范围构成限制，其中：附图1是本技术三龙门五轴联动数控铣床的结构立体图；附图2是本技术三龙门五轴联动数控铣床的结构左视图；附图3是本技术三龙门五轴联动数控铣床的结构右视图；附图4是本技术三龙门五轴联动数控铣床的结构俯视图；附图5是本技术的床身(X轴)与工作台结构示意图；附图6是本技术的床身结构侧视图；附图7是本技术的作业平台结构示意图；附图8是本技术的龙门安装结构侧视图；附图9是本技术的龙门安装结构前视图；附图10是本技术的龙门安装结构立体图；附图11是本技术的立柱结构示意图；附图12是本技术的YZ轴安装结构立体图；附图13是本技术的YZ轴安装结构侧视图；附图14是本技术的YZ轴安装结构前视图；附图15是本技术的横梁结构示意图；附图16是本技术的横梁结构侧视图；附图17是本技术的滑枕结构示意图；附图18是本技术的主轴结构示意图；附图19是本技术的铣头结构示意图；附图20是本技术的齿轮传动结构局部示意图；附图21是本技术的齿轮箱结构示意图；附图22是本技术的排屑篦子结构示意图；附图23是本技术的排屑箱结构示意图；图中：基座1，床身10，龙门2，拖板20，立柱21，横梁22，滑枕23，主轴24，线轨220，丝杠221，轴承222，连接器223，丝母231，滑块232，数控平台柜31，线槽架32，工作台4，作业平台41。具体实施方式实施例1本实施例为一种高精度三龙门五轴联动数控铣床。参照附图1～4，本数控铣床包括基座1、安装于基座1上方的三架龙门2及用于驱动控制龙门2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高精度三龙门五轴联动数控铣床的Z轴双气缸支撑结构，包括基座、安装于其上的龙门及用于驱动控制龙门的数控系统，其特征在于：所述基座包括平行设置的两组床身，构成五轴联动的X轴；所述床身上方安装有呈组合动梁式结构的三架龙门，所述龙门下方设置有工作台，每架龙门均配置有独立的数控系统，且各龙门相同位置等高点一致，所述龙门包括与床身传动连接的立柱、安装于立柱上的横梁、与横梁传动连接的滑枕及与滑枕传动连接的主轴，所述主轴下方安装铣头，其中所述横梁构成五轴联动的Y轴，所述滑枕构成五轴联动的Z轴；其中所述滑枕通过导轨座、贴塑导轨与所述主轴连接，所述导轨座固定在滑枕上方，贴塑导轨在主轴的顶部处设置有电机、联轴器及行星减速器；所述滑枕上安装有双支撑氮气平衡缸，所述氮气平衡缸包括安装于横梁一侧的氮气瓶和通过油管与氮气瓶连接的氮气缸，所述氮气缸内藏式安装于滑枕两侧的腔室内。

【技术特征摘要】
1.高精度三龙门五轴联动数控铣床的Z轴双气缸支撑结构，包括基座、安装于其上的龙门及用于驱动控制龙门的数控系统，其特征在于：所述基座包括平行设置的两组床身，构成五轴联动的X轴；所述床身上方安装有呈组合动梁式结构的三架龙门，所述龙门下方设置有工作台，每架龙门均配置有独立的数控系统，且各龙门相同位置等高点一致，所述龙门包括与床身传动连接的立柱、安装于立柱上的横梁、与横梁传动连接的滑枕及与滑枕传动连接的主轴，所述主轴下方安装铣头，其中所述横梁构成五轴联动的Y轴，所述滑枕构成五轴联动的Z轴；其中所述滑枕通过导轨座、贴塑导轨与所述主轴连接，所述导轨座固定在滑枕上方，贴塑导轨在主轴的顶部处设置有电机、联轴器及行星减速器；所述滑枕上安装有双支撑氮气平衡缸，所述氮气平衡缸包括安装于横梁一侧的氮气瓶和通过油管与氮气瓶连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：介党阳，任乐乐，
申请(专利权)人：北京航天华宇科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11