全閉環立式銑床的制作方法

本實用新型涉及一種全閉環立式銑床。

背景技術：

傳統的銑床采用的是伺服電機加絲杠的驅動和傳動方式，此方式的傳動鏈多，機構復雜，傳遞剛性不足，運動滯后性嚴重。特別是絲杠和絲杠螺母，絲杠和支承軸承，絲杠和聯軸器等部分是接觸的，長期運行磨損嚴重，極大降低機床的加工精度和穩定性，甚至造成報廢。且采用的是編碼器反饋的半閉環控制，控制精度差，響應性不好，不適合高精度的零件加工，尤其絲杠的反向間隙導致工件的表面光潔度低。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術精度低的缺陷，提供一種高精度的全閉環立式銑床。

本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種全閉環立式銑床，其包括：

X軸直線電機；

Y軸直線電機；

Z軸直線電機；

底座；

Z軸支撐部，Z軸支撐部固設于底座；

主軸箱，主軸箱能夠由Z軸直線電機驅動在Z軸方向上滑動，主軸箱用于安裝銑刀；

Y軸平臺，Y軸平臺能夠由Y軸直線電機驅動在Y軸方向上滑動；

X軸平臺，X軸平臺能夠由X軸直線電機驅動在X軸方向上滑動，X 軸平臺用于放置加工件；

X軸光柵尺，X軸光柵尺的標尺光柵沿著X軸方向安裝在Y軸平臺上，X軸光柵尺的光柵讀數頭安裝在X軸平臺上；

Y軸光柵尺，Y軸光柵尺的標尺光柵沿著Y軸方向安裝在底座上，Y軸光柵尺的光柵讀數頭安裝在Y軸平臺上；和

Z軸光柵尺，Z軸光柵尺的標尺光柵沿著Z軸方向安裝在Z軸支撐部上，Z軸光柵尺的光柵讀數頭安裝在主軸箱上。

優選地，Y軸平臺設于底座上方，X軸平臺設于Y軸平臺上方，主軸箱位于X軸平臺上方。

優選地，全閉環立式銑床還包括氣缸，氣缸包括缸筒和活塞桿，缸筒固設于Z軸支撐部，活塞桿連接于主軸箱。

在本實用新型中，氣缸與主軸箱連接以平衡主軸箱的重量，從而減小直線電機驅動的能耗，同時在斷電時保持主軸箱的位置，防止主軸箱突然掉落造成加工事故。

優選地，缸筒設于主軸箱的上方。

優選地，Y軸平臺的頂部設有兩個阻擋部，阻擋部分別設于X軸平臺在X軸方向上的兩側。

優選地，底座的頂部設有兩個阻擋部，阻擋部分別設于Y軸平臺在Y軸方向上的兩側。

在本實用新型中，由于直線電機無制動，因此安裝阻擋部以提高安全性。

優選地，X軸平臺的底部設有X軸引導部，Y軸平臺的頂部設有X軸導軌，X軸引導部滑設于X軸導軌；

Y軸平臺的底部設有Y軸引導部，底座的頂部設有Y軸導軌，Y軸引導部滑設于Y軸導軌；

主軸箱靠近Z軸支撐部的一側設有Z軸引導部，Z軸支撐部靠近主軸箱的一側設有Z軸導軌，Z軸引導部滑設于Z軸導軌。

優選地，X軸直線電機的定子設于Y軸平臺，X軸直線電機的動子設于 X軸平臺；

Y軸直線電機的定子設于底座，Y軸直線電機的動子設于Y軸平臺；

Z軸直線電機的定子設于Z軸支撐部，Z軸直線電機的動子設于主軸箱。

優選地，定子為磁板，動子為線圈。

優選地，X軸直線電機的動子和X軸直線電機的定子之間存在0.7-1mm的間隙；

Y軸直線電機的動子和Y軸直線電機的定子之間存在0.7-1mm的間隙；

Z軸直線電機的動子和Z軸直線電機的定子之間存在0.7-1mm的間隙。

在本實用新型中，動子和定子之間的間隙為0.7-1mm，這樣既可以保證動子和定子之間的相互運動

本實用新型的積極進步效果在于：該銑床采用直線電機驅動，且采用光柵尺作為信號檢測和測量元件，實現系統的全閉環控制，從而實現高精度加工。同時，直線電機的非接觸式結構，讓機構無磨損，無反向間隙，定位精度高響應速度快。

附圖說明

圖1為本實用新型的優選實施例的全閉環立式銑床的立體示意圖。

圖2為圖1的全閉環立式銑床的正視圖。

圖3為圖1的全閉環立式銑床的側視圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例的方式進一步說明本實用新型，但并不因此將本實用新型限制在所述的實施例范圍之中。

實施例1

如圖1-3所示，全閉環立式銑床10，其包括：X軸直線電機；Y軸直線電機；Z軸直線電機；底座11；Z軸支撐部12，該Z軸支撐部12固設于底座11；主軸箱13，該主軸箱13能夠由Z軸直線電機驅動在Z軸方向上滑動， 主軸箱13用于安裝銑刀；Y軸平臺14，該Y軸平臺14能夠由Y軸直線電機驅動在Y軸方向上滑動；X軸平臺15，該X軸平臺15能夠由X軸直線電機驅動在X軸方向上滑動，X軸平臺15用于放置加工件；X軸光柵尺，X軸光柵尺的標尺光柵81沿著X軸方向安裝在Y軸平臺14上，X軸光柵尺的光柵讀數頭82安裝在X軸平臺15上；Y軸光柵尺，Y軸光柵尺的標尺光柵91沿著Y軸方向安裝在底座11上，Y軸光柵尺的光柵讀數頭92安裝在Y軸平臺14上；和Z軸光柵尺，Z軸光柵尺的標尺光柵101沿著Z軸方向安裝在Z軸支撐部12上，Z軸光柵尺的光柵讀數頭102安裝在主軸箱13上；氣缸，該氣缸包括缸筒111和活塞桿112，缸筒111設于主軸箱13的上方，缸筒111通過連接件18固設于Z軸支撐部12，活塞桿112連接于主軸箱13。氣缸用于對主軸箱13產生向上的驅動力，以抵消主軸箱13自身的重力，從而，即使Z軸直線電機突然斷電或者不工作，主軸箱13也能保持在Z軸方向上的固定位置。

Y軸平臺14設于底座11上方，X軸平臺15設于Y軸平臺14上方，主軸箱13位于X軸平臺15上方。Y軸平臺14的頂部設有兩個第一阻擋部16，第一阻擋部16分別設于X軸平臺15在X軸方向上的兩側，以防止X軸平臺15移動速度過快滑脫Y軸平臺14。底座11的頂部設有兩個第二阻擋部17，第二阻擋部17分別設于Y軸平臺14在Y軸方向上的兩側。X軸平臺15的底部設有X軸引導部51，Y軸平臺14的頂部設有X軸導軌52，X軸引導部51滑設于X軸導軌52。Y軸平臺14的底部設有Y軸引導部61，底座11的頂部設有Y軸導軌62，Y軸引導部61滑設于Y軸導軌62。主軸箱13靠近Z軸支撐部12的一側設有Z軸引導部71，Z軸支撐部12靠近主軸箱13的一側設有Z軸導軌72，Z軸引導部71滑設于Z軸導軌72。X軸直線電機的定子22設于Y軸平臺14，X軸直線電機的動子21設于X軸平臺15，X軸直線電機的動子和X軸直線電機的定子之間有0.7-1mm的間隙。Y軸直線電機的定子32設于底座11，Y軸直線電機的動子31設于Y軸平臺14，Y軸直線電機的動子和Y軸直線電機的定子之間有0.7-1mm的間隙。 Z軸直線電機的定子42設于Z軸支撐部12，Z軸直線電機的動子41設于主軸箱13，Z軸直線電機的動子和Z軸直線電機的定子之間有0.7-1mm的間隙。上述定子為磁板，上述動子為線圈。

在使用本實施例的全閉環立式銑床10進行加工時，X軸直線電機、Y軸直線電機工作，使得加工件移動到預定加工位置，然后主軸箱13在Z軸方向上移動，以使得銑刀接觸加工件從而對加工件進行加工。當X軸平臺15、Y軸平臺14和主軸箱13移動時，各個光柵尺分別檢測X軸平臺15在X軸方向上的位移、Y軸平臺14在Y軸方向上的位移和主軸箱13在Z軸方向上的位移，并反饋這些信息，從而精確地控制加工件的成型形狀。

雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這僅是舉例說明，本實用新型的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式作出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護范圍。