[发明专利]一种数控加工中心主轴配重平衡装置

说明书

技术领域

该发明涉及数控加工中心主轴技术领域，具体地说是一种数控加工中心主轴配重平衡装置。

背景技术

目前市面上的数控立式加工中心，Z轴配重均采用加装配重块来达到平衡机器头部重量，减少Z轴马达负载，从而减小Z轴马达功率。但此种设计方式存在随着主轴马达功率大小的改变配重块重量无法随时更改、Z轴快速移动时配重块产生的晃动会严重影响机器的加工效果、配置链条使用一段时间后会伸长等弊端。

例如中国专利CN 202114525 U中公开了一种加工中心的配重平衡装置，其主要结构包括氮气罐(1)、气管(2)和平衡气缸(3)；所述气管(2)连通氮气罐(1)的出气口和平衡气缸(3)的下部缸体；所述平衡气缸(3)竖直设置，活塞杆(31)伸出下部缸体并与主轴(5)固定。以及所述氮气罐(1)通过氮气罐支架(11)固定在加工中心立柱(4)的侧面；所述平衡气缸(3)通过气缸支架(31)固定在加工中心立柱(4)的顶部。以及控制氮气罐(1)的出气口开闭的控制机构。

上述结构从某种程度上实现了配重平衡，但是效果依然不够理想，主要表现为：1、平衡气缸内的气体虽然采用了氮气以尽量减小其被压缩的能力，但是从整体上看，气缸依然是一个弹性原件，存在回弹的问题，无法达到较高的工件加工精度和光泽度；2、无法实现微调，尤其是在主轴到位后的微进给方面还有所欠缺；3、自锁性能差，主轴到位后，由于气缸本身具有被压缩性能，主要依靠驱动丝杠和立柱之间的配合进行锁紧，锁紧点比较单一，且存在松动情况，难以满足使用精度要求。4、气动系统不可避免的出现漏气问题，造成加工误差出现漂移现象，造成同一批次的工件出现误差不一致的情况。5、所有的主轴模块的自重都加载在平衡气缸上，气缸受力大，进一步地造成了泄气、漏气现象，通常一周需要向氮气罐内补气一次，不是免维护运行。

本发明及本申请人自以下方面进行改进，改进型设计需消除以下弊端：1、Z轴向下移动时，可以平衡配重，做到快速配合主轴移动。2、具备锁紧所能，可以实现气缸缸体的锁紧，实现立柱和机器头部的多点锁紧。3、具备微进给功能，在主轴到位后，气缸不再进行充放气动作，而是以微进给的方式进行运动，从根源上消除配重块产生的震动源，保证工件表面的加工精度及光泽度。4、无论主轴马达重量如何改变，都能保证Z轴马达的负载率变化量在1％以内，不出现机器头部重量严重超过配重块的现象。5、氮气在使用过程中，存在泄漏的问题，造成气缸的压力降低，造成加工误差出现漂移现象。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种一种数控加工中心主轴配重平衡装置，用于解决上述出现个问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种数控加工中心主轴配重平衡装置，包括立柱，其特征在于，还包括液压油平衡罐、平衡油缸、主轴模块、配重模块和电磁阀，

所述液压油平衡罐通过罐体支架固定在加工中心立柱上，在液压系统的液压油平衡罐上安装有压力表及压力传感器；

竖直设置的所述平衡油缸的活塞杆通过油缸支架固定在加工中心立柱的顶部，所述平衡油缸的缸体穿过主轴座并伸出至主轴，所述液压油平衡罐与和平衡油缸下部缸体上的进出油口之间通过油管和电磁阀连接；

所述平衡油缸的缸体上固定设置液压缓冲与限位结构，所述液压缓冲与限位结构包括壳体和滑块，其中，所述壳体通过楔形环固定在平衡油缸的缸体外表面，在壳体的端面上设置有至少三个滑块，在所述壳体中具有一个环形的油道，并配合充油阀将油道内充满液压油，所述滑块镶嵌在壳体端面上形成多个弹性的缓冲点；

所述主轴模块包括主轴座、主轴和丝杠驱动电机，其中主轴通过轴承组件安装在主轴座的主轴安装孔中，所述主轴座通过竖向设置的直线滑轨安装在立柱上，且在主轴座和立柱之间设置有丝杠驱动机构以及齿轮齿条锁紧机构；

在平衡油缸缸体的左侧面上设置有啮合齿，在主轴座内设置有与啮合齿进行配对的齿轮，所述齿轮与一个涡轮同轴固定连接，所述涡轮与蜗杆配合，蜗杆直接与一个微型步进电机以及一个编码器连接；