本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床，尤其是一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床采用旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加滾珠絲桿的傳動(dòng)方式，這種方式需要通過(guò)電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、螺母等一系列機(jī)構(gòu)完成動(dòng)力傳遞，因此存在以下不足之處：這種傳動(dòng)方式加速度小，速度較小，浪費(fèi)加工時(shí)間；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)復(fù)雜，傳遞剛性不足；絲桿，螺母?jìng)鲃?dòng)的反向間隙，在工件表面會(huì)留下?lián)Q向痕跡，影響加工表面質(zhì)量；由于絲桿的制造過(guò)程存在節(jié)距誤差，從而導(dǎo)致在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生誤差，影響精度；絲桿在傳動(dòng)過(guò)程中具有彈性變形，在推動(dòng)工作臺(tái)時(shí)受擠壓，而拉動(dòng)工作臺(tái)時(shí)受拉伸，從而導(dǎo)致定位精度的誤差；絲桿傳動(dòng)存在較多傳動(dòng)環(huán)節(jié)，所以機(jī)床的響應(yīng)速度緩慢；難以獲得較大的加速度；機(jī)床質(zhì)量比較重，重心偏高，減少了機(jī)床穩(wěn)定性；同時(shí)現(xiàn)有機(jī)床擴(kuò)展性不足，難以由三軸擴(kuò)展成四軸、五軸。難以實(shí)現(xiàn)車(chē)削、曲面加工等功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。

本發(fā)明的一種技術(shù)方案：

一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，包括底座，其特征在于，還包括Y軸橫梁，X軸橫梁，帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的主軸電機(jī)，用于固定主軸電機(jī)的固定架，驅(qū)動(dòng)Y軸橫梁沿Y軸方向移動(dòng)的Y軸直線電機(jī)，驅(qū)動(dòng)X軸橫梁沿X軸方向移動(dòng)的X軸直線電機(jī)，驅(qū)動(dòng)固定架沿Z軸方向移動(dòng)的Z軸直線電機(jī)；Y軸橫梁包括底板，由底板前端向上延伸的前支撐板，由底板后端向上延伸的后支撐板，連接前支撐板和后支撐板的第一斜板，前支撐板的高度高于后支撐板的高度使得第一斜板與底板的夾角為20度～70度；X軸橫梁包括豎直板，第二斜板，以及若干三角形加強(qiáng)板，若干三角形加強(qiáng)板平行固定于豎直板的側(cè)面，第二斜板固定于若干三角形加強(qiáng)板的斜邊使得第二斜板與第一斜板平行；Y軸直線電機(jī)包括Y軸定子和Y軸動(dòng)子，Y軸定子固定于底座上表面，Y軸動(dòng)子固定于底板下表面，Y軸定子與Y軸動(dòng)子具有一間隙；X軸直線電機(jī)包括X軸定子和X軸動(dòng)子，X軸定子固定于第一斜板上表面，X軸動(dòng)子固定于第二斜板下表面，X軸定子與X軸動(dòng)子具有一間隙；Z軸直線電機(jī)包括Z軸定子和Z軸動(dòng)子，Z軸定子與豎直板固定連接，Z軸動(dòng)子與固定架的豎直面固定連接，Z軸定子與Z軸動(dòng)子具有一間隙。

一種優(yōu)選方案是底座的上表面固定有兩平行的第一滑軌和兩平行的第二滑軌，第二滑軌位于第一滑軌外側(cè)，Y軸定子固定于兩平行的第一滑軌之間，底板下表面固定有沿第一滑軌滑動(dòng)的第一滑塊以及沿第二滑軌滑動(dòng)的第二滑塊。

一種優(yōu)選方案是直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床還包括直驅(qū)四軸工作臺(tái)或搖籃式五軸工作臺(tái)，直驅(qū)四軸工作臺(tái)或搖籃式五軸工作臺(tái)與底座形成可拆卸連接，第二滑軌的長(zhǎng)度大于第一滑軌的長(zhǎng)度，直驅(qū)四軸工作臺(tái)或搖籃式五軸工作臺(tái)位于兩平行的第二滑軌之間。

一種優(yōu)選方案是第一斜板的上表面固定有兩平行的第三滑軌，X軸定子固定于兩平行的第三滑軌之間，第二斜板下表面固定有沿第三滑軌滑動(dòng)的第三滑塊。

一種優(yōu)選方案是豎直板的另一側(cè)面固定有兩平行的第四滑軌，Z軸定子固定于兩平行的第四滑軌之間，固定架的豎直面固定有沿第四滑軌滑動(dòng)的第四滑塊。

一種優(yōu)選方案是Y軸定子和Y軸動(dòng)子之間的間隙為0.7-1.0mm，X軸定子和X軸動(dòng)子之間的間隙為0.7-1.0mm，Z軸定子和Z軸動(dòng)子之間的間隙為0.7-1.0mm。

一種優(yōu)選方案是三角形加強(qiáng)板的外側(cè)邊為內(nèi)凹的弧形邊。

一種優(yōu)選方案是Y軸橫梁和X軸橫梁內(nèi)部分別設(shè)有加強(qiáng)筋。

一種優(yōu)選方案是第一斜板與底板的夾角為30度。

一種優(yōu)選方案是底座上設(shè)有用于固定刀庫(kù)的支撐架。

綜合上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果：Y軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)Y軸橫梁沿Y軸方向移動(dòng)，使得Y軸橫梁與底座除了第一滑塊與第一滑軌接觸外沒(méi)有其他機(jī)械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；X軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)X軸橫梁沿X軸方向移動(dòng)，使得X軸橫梁與Y軸橫梁除了第二滑塊與第二滑軌接觸外沒(méi)有其他機(jī)械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；Z軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)固定架沿Z軸方向移動(dòng)，使得固定架與X軸橫梁除第三滑塊與第三滑軌接觸外沒(méi)有其他機(jī)械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，以最少的零部件實(shí)現(xiàn)直線驅(qū)動(dòng)：行程在理論上不受限制，而且性能不會(huì)因?yàn)樾谐痰母淖兌艿接绊懀嚎梢蕴峁┖軐挼乃俣确秶?，從每秒幾微米到?shù)米；加速度很大，最大可達(dá)10g：運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度高，因?yàn)橄擞绊懢鹊闹虚g環(huán)節(jié)：維護(hù)簡(jiǎn)單，由于部件少，運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無(wú)需維護(hù)，使用壽命更長(zhǎng)；Y軸橫梁與X軸橫梁之間配合面采用傾斜布置，降低了Y軸橫梁與X軸橫梁的重心，增加了系統(tǒng)剛度；Y軸橫梁類(lèi)似四邊形結(jié)構(gòu)，X軸橫梁類(lèi)似三角結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部分別穿插有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，增加了Y軸橫梁與X軸橫梁的剛度和強(qiáng)度，減輕數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，提高了數(shù)控機(jī)床運(yùn)行速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；同時(shí)由于Y軸橫梁，X軸橫梁和固定架均移動(dòng)，底座是固定的，故本發(fā)明可以擴(kuò)展成直驅(qū)四軸，賦予數(shù)控機(jī)床車(chē)削的功能，還可以擴(kuò)展成搖籃式五軸，可以加工復(fù)雜曲面。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的立體圖；

圖2是本發(fā)明的爆炸圖一；

圖3是本發(fā)明的爆炸圖二；

圖4是本發(fā)明中底座的立體圖；

圖5是本發(fā)明中Y軸橫梁的立體圖；

圖6是本發(fā)明中X軸橫梁的立體圖；

圖7是本發(fā)明中直驅(qū)四軸工作臺(tái)的立體圖；

圖8是本發(fā)明中搖籃式五軸工作臺(tái)的立體圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖6所示，一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床，包括底座10，還包括Y軸橫梁20，X軸橫梁30，帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的主軸電機(jī)80，用于固定主軸電機(jī)80的固定架40，驅(qū)動(dòng)Y軸橫梁20沿Y軸方向移動(dòng)的Y軸直線電機(jī)50，驅(qū)動(dòng)X軸橫梁30沿X軸方向移動(dòng)的X軸直線電機(jī)60，驅(qū)動(dòng)固定架40沿Z軸方向移動(dòng)的Z軸直線電機(jī)70；Y軸橫梁20包括底板201，由底板201前端向上延伸的前支撐板207，由底板201后端向上延伸的后支撐板202，連接前支撐板207和后支撐板202的第一斜板203，前支撐板207的高度高于后支撐板202的高度使得第一斜板203與底板201的夾角為20度～70度；X軸橫梁30包括豎直板302，第二斜板301，以及若干三角形加強(qiáng)板303，若干三角形加強(qiáng)板303平行固定于豎直板302的一側(cè)面，第二斜板301固定于若干三角形加強(qiáng)板303的斜邊使得第二斜板301與第一斜板203平行。Y軸直線電機(jī)50包括Y軸定子501和Y軸動(dòng)子502，Y軸定子501固定于底座10上表面，Y軸動(dòng)子502固定于底板201下表面，Y軸定子501與Y軸動(dòng)子502具有一間隙；X軸直線電機(jī)60包括X軸定子601和X軸動(dòng)子602，X軸定子601固定于第一斜板203上表面，X軸動(dòng)子602固定于第二斜板301下表面，X軸定子601與X軸動(dòng)子602具有一間隙；Z軸直線電機(jī)70包括Z軸定子701和Z軸動(dòng)子702，Z軸定子701與豎直板302固定連接，Z軸動(dòng)子702與固定架40的豎直面固定連接，Z軸定子701與Z軸動(dòng)子702具有一間隙。

如圖2和圖3所示，Y軸直線電機(jī)50驅(qū)動(dòng)Y軸橫梁20沿Y軸方向移動(dòng)，使得Y軸橫梁20與底座10之間沒(méi)有機(jī)械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；X軸直線電機(jī)60驅(qū)動(dòng)X軸橫梁30沿X軸方向移動(dòng)，使得X軸橫梁30與Y軸橫梁20沒(méi)有機(jī)械接觸，減少了兩者之間的摩擦力；Z軸直線電機(jī)70驅(qū)動(dòng)固定架40沿Z軸方向移動(dòng)，使得固定架40與X軸橫梁20之間沒(méi)有機(jī)械接觸，減少了兩者之間的摩擦力。Y軸橫梁20與X軸橫梁30之間配合面采用傾斜布置，降低了Y軸橫梁20與X軸橫梁30的重心，增加了系統(tǒng)剛度，提高了數(shù)控機(jī)床運(yùn)行速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

具體地，如圖2和圖3所示，底座10的上表面固定有兩平行的第一滑軌101和兩平行的第二滑軌102，第二滑軌102位于第一滑軌101外側(cè)，Y軸定子501固定于兩平行的第一滑軌101之間，底板201下表面固定有沿第一滑軌101滑動(dòng)的第一滑塊103以及沿第二滑軌102滑動(dòng)的第二滑塊104。每一第一滑塊103上滑設(shè)有2個(gè)第一滑塊103，每一第二滑塊104上滑設(shè)有1個(gè)第二滑塊104，第一滑塊103固定于底板201運(yùn)動(dòng)方向的前側(cè)，第二滑塊104固定于底板201運(yùn)動(dòng)方向的后側(cè)。Y軸直線電機(jī)50驅(qū)動(dòng)Y軸橫梁20沿著第一滑軌101和第二滑軌102滑動(dòng)。

如圖4、圖7和圖8所示，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床還包括直驅(qū)四軸工作臺(tái)106或搖籃式五軸工作臺(tái)107，直驅(qū)四軸工作臺(tái)106或搖籃式五軸工作臺(tái)107與底座10形成可拆卸連接，第二滑軌102的長(zhǎng)度大于第一滑軌101的長(zhǎng)度，直驅(qū)四軸工作臺(tái)106或搖籃式五軸工作臺(tái)107位于兩平行的第二滑軌之間。由于底座10是固定的，故發(fā)明可以擴(kuò)展成直驅(qū)四軸，賦予數(shù)控機(jī)床車(chē)削的功能，還可以擴(kuò)展成搖籃式五軸，可以加工復(fù)雜曲面。

如圖2和圖3所示，第一斜板203的上表面固定有兩平行的第三滑軌204，X軸定子601固定于兩平行的第三滑軌204之間，第二斜板301下表面固定有沿第三滑軌204滑動(dòng)的第三滑塊205。X軸直線電機(jī)60驅(qū)動(dòng)X軸橫梁30沿著第三滑軌204滑動(dòng)。

如圖2和圖3所示，豎直板302的另一側(cè)面固定有兩平行的第四滑軌304，Z軸定子701固定于兩平行的第四滑軌304之間，固定架40的豎直面固定有沿第四滑軌304滑動(dòng)的第四滑塊305。Z軸直線電機(jī)70驅(qū)動(dòng)固定架40沿著第四滑軌304滑動(dòng)。

如圖2和圖3所示，Y軸定子501和Y軸動(dòng)子502之間的間隙為0.7-1.0mm，X軸定子601和X軸動(dòng)子602之間的間隙為0.7-1.0mm，Z軸定子701和Z軸動(dòng)子702之間的間隙為0.7-1.0mm。

如圖5和圖6所示，本發(fā)明中，第一斜板與底板的夾角為45度。三角形加強(qiáng)板303的一邊為內(nèi)凹的弧形邊。Y軸橫梁和X軸橫梁內(nèi)部分別設(shè)有加強(qiáng)筋。Y軸橫梁20類(lèi)似四邊形結(jié)構(gòu)，X軸橫梁30類(lèi)似三角結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部分別穿插有加強(qiáng)筋，增加了Y軸橫梁20與X軸橫梁30的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)減輕數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，提高了數(shù)控機(jī)床運(yùn)行速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

如圖2和圖3所示，底座10上設(shè)有用于固定刀具的刀架105。刀架105用于固定刀具，方便更換刀具。

本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，以最少的零部件實(shí)現(xiàn)直線驅(qū)動(dòng)：行程在理論上不受限制，而且性能不會(huì)因?yàn)樾谐痰母淖兌艿接绊懀嚎梢蕴峁┖軐挼乃俣确秶?，從每秒幾微米到?shù)米；加速度很大，最大可達(dá)10g：運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度高，因?yàn)橄擞绊懢鹊闹虚g環(huán)節(jié)：維護(hù)簡(jiǎn)單，由于部件少，運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)機(jī)械接觸，從而大大降低了零部件的磨損，只需很少甚至無(wú)需維護(hù)，使用壽命更長(zhǎng)。

以上是本發(fā)明的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。