主从式双z轴龙门床身结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机床床身结构领域，具体涉及主从式双Z轴龙门床身结构。采用本发明可以在一台设备上实现精密、超精密工件的粗、精加工，显著缩短元件加工时的装夹、调平、找正等准备时间。
【背景技术】
[0002]进入二十一世纪后，我国机床行业发展较快，特别是各行业急需的大型、重型、超重型龙门加工中心和数控龙门镗铣床，已经进入了一个国产化快速发展期。但目前国内现有的龙门床身结构机床均采用Z轴独立布局结构，如长春光机所研制的FSGJ-3非球面数控加工中心采用的是龙门式单溜板配单Z轴的布局形式，发明专利双柔性磨头磁流变抛光装置”采用的是龙门床身上平行配置两个独立式Z轴的结构。国内尚无采用关联主从式双Z轴龙门床身结构的机床，而这种主从式双Z轴结构机床，对于多工序元件加工将会减少装夹、找正的加工辅助时间，能显著提高加工效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能实现粗、精加工且能显著提高加工效率的主从式双Z轴龙门床身结构。
[0004]本发明为解决技术问题所采用的方案是:龙门床身底座上配置X轴、龙门床身立柱上配置Y轴，Y轴溜板上配置Z1轴，Z i轴溜板上配置Z 2轴，Z i轴由液压气缸配重平衡。Z 2轴固定在Z1轴上随Z i轴运动，且Z 2轴能独立运动，这样固定在Z i轴上的执行机构和固定在4轴上的执行机构不仅能独立地执行加工任务，而且能相互配合地完成同一工件的不同工序。
[0005]一种主从式双Z轴龙门床身结构，包括龙门床身、Y轴驱动系统、Y轴导向系统、Y轴溜板、Z1轴驱动系统、Z i轴导向系统、Z 4由溜板、Z 2轴驱动系统、Z 2轴导向系统、Z 2轴溜板、X轴驱动系统、X轴导向系统、X轴溜板、Z1轴执彳丁机构、Z工和Z 2轴配重液压缸、测头、Z 2轴执行机构。X轴驱动系统、导向系统及溜板安装在龙门床身底座上；Y轴驱动系统、导向系统及溜板安装在龙门床身立柱上轴驱动系统、导向系统及溜板安装在Y轴溜板上；ζ2轴驱动系统、导向系统及溜板安装在Zji溜板上；Χ、Y、Z 驱动系统为伺服电机+丝杠螺母、其导向系统为直线导轨和滑块；4轴只要求上下极限位置，其驱动系统可以采用伺服电机和丝杠螺母、气缸、液压缸中的任意一种，其导向系统采用直线导轨+滑块；ZjPZ2轴的配重液压缸活塞缸与Y轴溜板相连，活塞与Z1轴溜板相连；Z i轴执行机构固定在Z i轴溜板上，其执行机构可以是铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种加工系统；z2轴执行机构固定在&轴溜板上，其执行机构可以是铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种加工系统；测头固定在Z1轴溜板上。
[0006]本发明的特点是:龙门床身的Z轴采用主从式双Z轴结构，Z1轴为主Z轴，实现竖直方向的长距离运动，其执行机构为大的铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种，加工速度快，加工效率高，可以作为粗加工使用；Z2轴为从Z轴，当Z i轴带着Z 2轴竖直方向运动到某一位置并保持此位置后，&轴在竖直方向小距离运动并达到加工位置，其执行机构为小的铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种，加工速度稍慢，加工效率稍低，可以作为精加工使用；Zji运动时是带着z 2轴一起运动的，而z 2轴的运动为独立的自身运动；双z轴结构实现了工件在一台设备上一次性装夹、调平、找正后就能完成工件的全部粗、精加工，从而大大缩短了工件加工准备时间，显著提高了加工效率。
【附图说明】
[0007]图1主从式双Z轴龙门床身结构主视图；
图2主从式双Z轴龙门床身结构左视图；
图中:1.龙门床身 2.Y轴驱动系统3.Y轴导向系统 4.Y轴溜板
5.Z1轴驱动系统 6.Z1轴导向系统 7.Z1轴溜板 8.Z2轴驱动系统 9.22轴导向系统 10.Z2轴溜板 11.X轴驱动系统 12.X轴导向系统 13.X轴溜板 14.Z1轴执行机构 15.Z jP Z 2轴配重液压缸 16.测头 17.Z 2轴执行机构。
【具体实施方式】
[0008]图中，本发明涉及一种主从式双Z轴龙门床身结构，包括龙门床身1，Y轴驱动系统2，Y轴导向系统3，Y轴溜板4，Z1轴驱动系统5，Z i轴导向系统6，Z i轴溜板7，Z 2轴驱动系统8，Z2轴导向系统9，Z2轴溜板10，X轴驱动系统11，X轴导向系统12，X轴溜板13，Z 4由执行机构14，ZjP Z2轴配重液压缸15，测头16、Z2轴执行机构17。
[0009]X轴驱动系统11、X轴导向系统12、X轴溜板13安装在龙门床身I的底座上，由X轴驱动系统11驱动X轴溜板13在X轴行程内运动；Y轴驱动系统2、Υ轴导向系统3、Υ轴溜板4安装在龙门床身I的立柱上，由Y轴驱动系统2驱动Y轴溜板4在Y轴行程内运动；Z1轴驱动系统5、Z i轴导向系统6、Z i轴溜板7安装在Y轴溜板4上，由Z i轴驱动系统5驱动Z1轴溜板7在Z i轴行程内运动；Z 2轴驱动系统8、Z 2轴导向系统9、Z 2轴溜板10安装在Z ι轴溜板7上，由Z2轴驱动系统8驱动Z 2轴溜板10在Z 2轴行程内运动；X轴驱动系统11、Y轴驱动系统2、Z1轴驱动系统5为伺服电机和丝杠螺母结构、其导向系统为直线导轨+滑块结构；Z2轴只要求上下极限位置，Z2轴驱动系统8可以采用伺服电机和丝杠螺母、气缸、液压缸结构中的任意一种结构，Z2轴导向系统9采用直线导轨+滑块；ZjPZ2轴配重液压缸15的活塞缸与Y轴溜板4相连，ZjP Z 2轴配重液压缸15的活塞与Z i轴溜板7相连；Z !轴执行机构14固定在Z1轴溜板7上，其执行机构可以是铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种加工系统；Z2轴执行机构17固定在Z2轴溜板10上，其执行机构可以是铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种加工系统，测头16固定在Z1轴溜板7上，测头16由气缸驱动其运动；Ζ ι轴溜板7、Z2轴溜板10、测头16具有严格确定的安装位置关系。
[0010]本发明的主从式双Z轴龙门床身结构的工作状态是这样的:首先在X轴溜板13上调整、固定工件，然后用测头16找正工件中心，接着Z1轴溜板7带着Z i轴执行机构14按数控程序的加工工艺路线，在X轴、Y轴的联动配合下完成加工工序；当需要用到Z2轴执行机构17加工工件时，Z2轴溜板10首先运动到负极限位置，接着Z i轴溜板7带着Z 2轴执行机构17按数控程序的加工工艺路线，在X轴、Y轴的联动配合下完成加工工序。
【主权项】
1.主从式双Z轴龙门床身结构，其特征在于:所述的床身结构包括龙门床身(1)，Y轴驱动系统(2)，Y轴导向系统(3)，Y轴溜板(4)，Z1轴驱动系统(5)，Z1轴导向系统(6)，Z工轴溜板(7 )，Z2轴驱动系统(8 )，Z 2轴导向系统(9 )，Z 2轴溜板(10 )，X轴驱动系统(11)，X轴导向系统(12 )，X轴溜板(13)，Z1轴执行机构(14 )，Z:轴和Z 2轴配重液压缸(15 )，测头(16 )、Z2轴执行机构(17) ；Z i轴驱动系统(5)、Z i轴导向系统(6)、Z i轴溜板(7)安装在Y轴溜板(4)上，Z2轴驱动系统(8)、Z 2轴导向系统(9)、Z 2轴溜板(10)安装在Z i轴溜板(7)上，Z 4由执行机构(14)固定在Z1轴溜板(7)上，Z 2轴执行机构(17)固定在Z 2轴溜板(10)上，测头(16)固定在Z1轴溜板(7)上，测头(16)由气缸驱动其运动，Z i轴溜板(7)、Z2轴溜板(10)、测头(I6)具有严格确定的安装位置关系。
2.根据权利要求1所述的主从式双Z轴龙门床身结构，其特征在于:所述Z挪执行机构(14)为铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种，铣刀、镗刀、砂轮、磨头固连在Z1轴溜板上。
3.根据权利要求1所述的主从式双Z轴龙门床身结构，其特征在于:所述Z2轴执行机构(17)为铣刀、镗刀、砂轮、磨头中的任意一种，铣刀、镗刀、砂轮、磨头固连在Z2轴溜板上。
4.根据权利要求1所述的主从式双Z轴龙门床身结构，其特征在于:所述Z2轴驱动系统(8)采用伺服电机和丝杠螺母、气缸、液压缸结构中的任意一种结构，Z2轴导向系统(9)采用直线导轨和滑块结构。
【专利摘要】本发明提供了一种主从式双Z轴龙门床身结构。龙门床身底座上配置X轴、龙门床身立柱上配置Y轴，Y轴溜板上配置Z1轴，Z1轴溜板上配置Z2轴，Z1轴由液压气缸配重平衡。Z2轴固定在Z1轴上随Z1轴运动，且Z2轴能独立运动，这样固定在Z1上的执行机构和固定在Z2上的执行机构不仅能独立地执行加工任务，而且能相互配合地完成同一工件的不同工序，显著提高了加工效率。
【IPC分类】B23Q17-00, B24B41-02, B23Q5-40, B23Q37-00, B23Q5-36
【公开号】CN104625885
【申请号】CN201510077360
【发明人】鱼胜利, 黄文 , 何建国, 吉方, 郑永成, 刘坤, 罗清, 陈华, 唐小会, 张云飞, 魏齐龙
【申请人】中国工程物理研究院机械制造工艺研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月13日