CN102380803A - 一种主轴箱重心偏移补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主轴箱重心偏移补偿装置，在主轴箱的前端的上方设前吊点补偿油缸，前吊点补偿油缸与钢丝缆绳的一端连接，钢丝缆绳绕在两个设在立柱上部的上定滑轮和两个设在立柱下部的下定滑轮上，钢丝缆绳的另一端与主轴箱的后端的下方连接。采用上述技术方案，对主轴箱重心偏移实现连续的自动补偿，即使在机床加工过程中也可不断进行补偿，使滑枕部件移动时主轴回转轴线始终保持平直状态，保证了滑枕部件的移动精度，极大地提高了主轴回转精度，从而进一步保证了机床的加工精度。节约了人力、物力，在技术、性能、结构上具有创新特色。

Description

一种主轴箱重心偏移补偿装置

技术领域

本发明属于机床结构的技术领域，涉及大型机床，特别是重型落地铣镗床一类的重型机床的主轴箱的结构技术，更具体地说，本发明涉及一种主轴箱重心偏移补偿装置。

背景技术

提高机床的精度和稳定性一直是机床制造技术的发展方向，运用现代设计方法和价值工程为用户提供实用、可靠且性能价格比高的产品一直是现代机床制造技术发展所追求的目标。

数控重型落地铣镗床等重型机床在加工过程中，由于滑枕部件伸出时，改变了主轴箱的重心位置，使主轴箱的重心产生了偏移，形成一个回转力矩，引起了主轴箱中的滑枕中心线以滚珠丝杆螺母为回转原点产生倾斜，从而使主轴回转轴线向下倾斜。在滑枕主轴部件伸出主轴箱距离逐渐增大时，这种倾斜实际上使主轴回转轴线相对于立柱垂直导轨产生了较大的角度位置变化，如果滑枕的前端再安装附件头进行加工时这种变化将更大，这种变化将直接影响加工精度。

如何保证加工精度，对数控重型落地铣镗床来说，一直是个需要认真考虑和解决的问题。

通常对主轴箱产生重心偏移的补偿方式有：

1、采取大、小锤油缸组合补偿方式；

2、重心吊臂随动补偿以及采用双滚珠丝杆；

3、双滚珠丝杆、双伺服电机加双光栅尺反馈等重心补偿方式。

前两项补偿方法不但结构复杂、加工装配难度大而且补偿效果也不理想，后一种补偿方式又需使用户投资设备的费用大大增加。

发明内容

本发明提供一种主轴箱重心偏移补偿装置，其目的是更好地补偿由于滑枕移动而使主轴箱重心变化产生的主轴轴线的偏移。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的主轴箱重心偏移补偿装置，所述的主轴箱上设有在主轴箱的孔中作水平滑移运动的滑枕，所述的主轴箱通过导轨安装在立柱上，并由丝杆螺母机构驱动主轴箱的上下方向移动，在所述的主轴箱的前端的上方设前吊点补偿油缸，所述的前吊点补偿油缸与钢丝缆绳的一端连接，所述的钢丝缆绳绕在两个设在所述的立柱上部的上定滑轮和两个设在所述的立柱下部的下定滑轮上，所述的钢丝缆绳的另一端与所述的主轴箱的后端的下方连接。

所述的前吊点补偿油缸的油路与数字电液比例阀连接。

所述的主轴箱重心偏移补偿装置设有液压传动控制系统，所述的数字电液比例阀与该液压传动控制系统连接；该液压传动控制系统还设有所述的滑枕从所述的主轴箱的孔中伸出量的传感器。

或者，该液压传动控制系统还设有所述的滑枕重心偏移量的传感器。

所述的主轴箱上部中间，设主轴箱平衡吊点，所述的主轴箱平衡吊点与主轴箱平衡钢丝缆绳的一端连接，所述的主轴箱平衡钢丝缆绳绕过设在所述的立柱顶部的两个主轴箱平衡滑轮，所述的主轴箱平衡钢丝缆绳的另一端，与平衡锤连接。

所述的丝杆螺母机构采用滚珠丝杆。

本发明采用上述技术方案，对主轴箱重心偏移实现连续的自动补偿，即使在机床加工过程中也可不断进行补偿，使滑枕部件移动时主轴回转轴线始终保持平直状态，保证了滑枕部件的移动精度，极大地提高了主轴回转精度，从而进一步保证了机床的加工精度。节约了人力、物力，在技术、性能、结构上具有创新特色。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的数字电液比例阀结构示意图。

图中标记为：

1、前吊点补偿油缸，2、钢丝缆绳，3、上定滑轮，4、上定滑轮，5、下定滑轮，6、下定滑轮，7、数字电液比例阀，8、主轴箱，9、滚珠丝杆，10、主轴箱平衡吊点，11、主轴箱平衡滑轮，12、主轴平衡钢丝，13、滑枕，14、立柱，15、平衡锤。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示的本发明的结构，为一种主轴箱重心偏移补偿装置，所述的主轴箱8上设有在主轴箱的孔中作水平滑移运动的滑枕13，所述的主轴箱8通过导轨安装在立柱14上，并由丝杆螺母机构驱动主轴箱8的上下方向移动。

所述的主轴箱8上部中间，设主轴箱平衡吊点10，所述的主轴箱平衡吊点10与主轴箱平衡钢丝12缆绳的一端连接，所述的主轴箱平衡钢丝12缆绳绕过设在所述的立柱14顶部的两个主轴箱平衡滑轮11，所述的主轴箱平衡钢丝缆绳的另一端，与平衡锤15连接。

平衡锤15的设置，使立柱14的受力状况得到改善，使其只受到压力的作用，减少了其受弯矩的影响。

所述的丝杆螺母机构采用滚珠丝杆9。滚珠丝杆9的结构提高了主轴箱8在上下移动中的位置精度。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现更好地补偿由于滑枕移动而使主轴箱重心产生的偏移的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1所示，本发明提供的主轴箱重心偏移补偿装置，在所述的主轴箱8的前端的上方设前吊点补偿油缸1，所述的前吊点补偿油缸1与钢丝缆绳2的一端连接，所述的钢丝缆绳2绕在两个设在所述的立柱14上部的上定滑轮3、上定滑轮4和设在所述的立柱14下部的下定滑轮5、下定滑轮6上，所述的钢丝缆绳2的另一端与所述的主轴箱8的后端的下方连接。

为保证数控重型落地铣镗床具有良好的加工精度，本发明提供了这种集机械、电子、液压于一体的主轴箱重心偏移补偿装置，能对滑枕13移动而使主轴箱8重心产生的偏移进行连续的、自动的补偿，使滑枕13部件移动时，主轴回转轴线始终保持平直状态。保证了滑枕部件的移动精度。因为这种重心补偿是连续，即使在机床加工过程中也可不断进行补偿，有效地提高了主轴回转精度，从而进一步保证了机床的加工精度。

如图2所示，所述的前吊点补偿油缸1的油路与数字电液比例阀7连接。

当机床加工时，滑枕13在主轴箱8上朝前端方向向外移动时，使主轴箱8重心前移，原来的平衡力系被打破，主轴箱8相对原来的平衡位置产生了一个附加倾覆力矩，使主轴箱8和滑枕13部件前端产生向下低头的角度位置变化，这时通过数字电液比例阀7按实际偏移量的影响，增大供给前吊点补偿油缸1的液压油的油压，通过前吊点补偿油缸1拉紧钢丝缆绳2，使钢丝缆绳2将主轴箱8的前端向上拉起、钢丝缆绳2将主轴箱的后端向下拉，这样主轴箱8相对于滚珠丝杆做微小旋转，使滑枕部件前端向上产生微小向上抬头，达到补偿精度的目的。

在补偿过程中，当滑枕13部件前移到某一位置时，即主轴箱8的重心发生变化，补偿装置通过改变钢丝缆绳2的拉力，使主轴箱8抬头角度产生变化，从而达到了主轴箱8重心偏移补偿的目的，而且这种重心偏移补偿装置与主轴箱平衡锤15无关。

当滑枕部件伸出时，使主轴箱的重心产生了偏移时，且这个偏移量大小不断发生变化，该装置通过数字电液比例阀7控制前吊点补偿油缸1拉动钢丝缆绳2使主轴箱8前端向上提，上提的力量大小也在不断变化，补偿了主轴箱在滑枕移动时产生的重心变化，使主轴回转轴线始终保持平直状态。

所述的主轴箱重心偏移补偿装置设有液压传动控制系统，所述的数字电液比例阀7与该液压传动控制系统连接；该液压传动控制系统还设有所述的滑枕13从所述的主轴箱8的孔中伸出量的传感器。

通过伸出量的传感器的测出滑枕13伸出的大小数值，将该信号发送至液压传动控制系统，由该系统向数字电液比例阀7下达补偿量的控制指令信号，根据伸出量的大小进行偏移量的补偿。

或者，该液压传动控制系统还设有所述的滑枕13重心偏移量的传感器。

通过重心偏移量传感器测出滑枕13重心偏移量的大小数值，将该信号发送至液压传动控制系统，由该系统向数字电液比例阀7下达补偿量的控制指令信号，根据重心偏移量的大小进行偏移量的补偿。

本发明能够根据滑枕13部件的伸出长度而使主轴箱8产生的倾斜量的大小，通过数字电液比例阀7和前吊点补偿油缸1自动调整钢丝缆绳2拉力的大小，对主轴箱8重心偏移实现连续补偿，保证了滑枕13部件的移动精度，使主轴回转轴线始终保持平直状态，提高了机床切削使用时零件的加工精度。

本发明在数控重型落地铣镗床的使用，确保了机床切削加工时的加工精度，极大的提高了产品质量，节约了人力、物力，在技术、性能、结构上具有创新特色。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种主轴箱重心偏移补偿装置，所述的主轴箱(8)上设有在主轴箱的孔中作水平滑移运动的滑枕(13)，所述的主轴箱(8)通过导轨安装在立柱(14)上，并由丝杆螺母机构驱动主轴箱(8)的上下方向移动，其特征在于：在所述的主轴箱(8)的前端的上方设前吊点补偿油缸(1)，所述的前吊点补偿油缸(1)与钢丝缆绳(2)的一端连接，所述的钢丝缆绳(2)绕在两个设在所述的立柱(14)上部的上定滑轮(3、4)和两个设在所述的立柱(14)下部的下定滑轮(5、6)上，所述的钢丝缆绳(2)的另一端与所述的主轴箱(8)的后端的下方连接。

2.按照权利要求1所述的主轴箱重心偏移补偿装置，其特征在于：所述的前吊点补偿油缸(1)的油路与数字电液比例阀(7)连接。

3.按照权利要求2所述的主轴箱重心偏移补偿装置，其特征在于：所述的主轴箱重心偏移补偿装置设有液压传动控制系统，所述的数字电液比例阀(7)与该液压传动控制系统连接；该液压传动控制系统还设有所述的滑枕(13)从所述的主轴箱(8)的孔中伸出量的传感器；或者，该液压传动控制系统还设有所述的滑枕(13)重心偏移量的传感器。

4.按照权利要求1或2或3所述的主轴箱重心偏移补偿装置，其特征在于：所述的主轴箱(8)上部中间，设主轴箱平衡吊点(10)，所述的主轴箱平衡吊点(10)与主轴箱平衡钢丝缆绳的一端连接，所述的主轴箱平衡钢丝缆绳绕过设在所述的立柱(14)顶部的两个主轴箱平衡滑轮(11)，所述的主轴箱平衡钢丝缆绳的另一端，与平衡锤(15)连接。

5.按照权利要求1或2或3所述的主轴箱重心偏移补偿装置，其特征在于：所述的丝杆螺母机构采用滚珠丝杆(9)。

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