并联式数控机床的制作方法

1.本实用新型属于大型数控机床领域，尤其涉及一种并联式数控机床。


背景技术：

2.一般的大跨度重型龙门数控机床由龙门架及工作台结构组成，龙门架由双立柱、横梁、连接梁、溜板及滑枕动力头组成刚性框架，横梁上设有滑枕，滑枕垂直上下运动(z轴)，滑枕上安装有动力头，安装滑枕动力头的溜板沿横梁导轨左右运动(y轴)，龙门框架下方沿床身纵向运动(x轴)，或者，龙门框架不动而工作台结构沿床身纵向运动(x轴)。随着科技的更新，核电、大型盾构机、海洋石油平台、船泊、矿山、冶金、军工、港口码头设备等行业产品的规格在不断地增大。为了满足这些需求，目前的数控机床产品也正在向超重、超大、高精度、高复合化、高可靠性、高自动化方向发展。其中，大跨度重型龙门数控机床的工作台结构是机床的主要承载和运动部件，为满足超大规格工件的加工，现有大跨度重型龙门数控机床的工作台结构承载面积非常大，但是不能拆分，使得运输极为困难。
3.并且，为适配大跨度重型龙门数控机床的超宽工作台不仅龙门横梁的跨度大，而且装载在横梁上的滑枕式动力头及其与横梁连接部件重量很重，通常重达十几吨，有的到达数十吨。现有的小跨度数控机床横梁部通过横梁导轨连接溜板箱，溜板箱伺服电机经过减速机通过溜板箱进给箱带动齿轮实现溜板箱的水平运动。溜板箱处连接有竖直方向的滑枕式动力头，在滑枕式动力头的一侧安装丝杠，通过伺服电机驱动丝杠实现垂直运动。但是这种在滑枕式动力头的单侧设置丝杠的形式应用于大跨度重型龙门数控机床时，会导致滑枕式动力头上下运动不稳定，容易造成滑枕式动力头偏斜，降低了机床的加工精度。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种并联式数控机床，其工作台结构可拆分使用，便于运输和灵活使用，其滑枕式动力头在上下运动时运行稳定，不易偏斜，提高了机床的加工精度。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种并联式数控机床，包括横梁、滑枕式动力头、工作台结构和机床底座，所述横梁通过横梁导轨连接有溜板箱，所述滑枕式动力头设置于所述溜板箱的中部，所述工作台结构可相对所述机床底座沿x向移动，其特征在于：
7.所述滑枕式动力头与所述溜板箱之间设置有z向进给结构和两个平衡缸，所述z向进给结构包括z向导轨装置和两个驱动升降装置，所述滑枕式动力头包括滑枕外壳体，所述滑枕外壳体设为方体，所述滑枕外壳体相对的第一侧部和第二侧部上分别安装有所述驱动升降装置，两个所述平衡缸分别对称设置在所述滑枕外壳体相对的两个侧部上，所述驱动升降装置包括丝杠组件和伺服电机，所述伺服电机使所述丝杠组件带动所述滑枕式动力头沿所述z向导轨装置z向移动；
8.所述工作台结构包括至少两个沿y向并排设置的工作台，相邻的所述工作台之间
通过连接件可拆卸固定连接，
9.所述工作台结构和所述机床底座之间安装有多个平行设置的x向直线导轨组件，所述机床底座上设置有驱动装置，所述驱动装置驱动所述工作台结构沿所述x向直线导轨组件移动。
10.优选的：所述工作台结构包括两个沿y向并排设置的工作台，分别为第一工作台和第二工作台，所述第一工作台和所述第二工作台的结构相同且沿机床底座的中心线对称设置。
11.优选的：所述连接件为螺栓，相邻的所述工作台之间通过螺栓可拆卸固定连接。
12.优选的：所述驱动装置包括动力装置和传动组件，所述动力装置设置为电机和减速机，所述传动组件包括主动齿轮和齿条，所述齿条固定在所述工作台结构的底部且与所述x向直线导轨组件平行设置，所述动力装置的输出端设有所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿条啮合传动。
13.优选的：所述x向直线导轨组件包括导向凹槽和直线导轨，所述直线导轨沿x向固定在所述机床底座上，所述导向凹槽对应固定在所述工作台结构的底部。
14.优选的：所述丝杠组件包括丝杠和丝杠套，所述丝杠和所述丝杠套螺纹连接，所述丝杠套与所述滑枕外壳体固定连接，所述溜板箱上固定有保护所述丝杠组件的丝杠外壳体，所述丝杠外壳体上固定有电机安装座，所述伺服电机安装在所述电机安装座上，所述伺服电机驱动所述丝杠转动，所述丝杠套带动所述滑枕式动力头z向移动。
15.优选的：所述滑枕外壳体的第一侧部和第二侧部上均固定有上部丝杠套和上下丝杠套，所述第一侧部上的两个丝杠套与所述第二侧部上的两个丝杠套对称设置。
16.优选的：所述横梁设有空心腔，所述横梁的所述空心腔内设置有防变形梁，所述防变形梁采用h型钢梁，所述h型钢梁的两端与所述横梁固定连接，所述h型钢梁包括两个翼缘板和连接两个所述翼缘板的腹板，所述横梁上设置有调整螺钉，所述调整螺钉顶靠于所述防变形梁的所述翼缘板上。
17.优选的：所述横梁导轨包括顶部导轨和侧部导轨，所述顶部导轨设置于所述横梁的顶部，所述侧部导轨设置于所述横梁的侧部。
18.优选的：所述横梁的侧部和所述溜板箱之间安装有沿横梁长度方向的水平丝杠组件，伺服电机驱动水平丝杠组件带动所述溜板箱沿所述横梁导轨移动。
19.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
20.本实用新型的并联式数控机床其两个驱动升降装置分别安装在滑枕外壳体相对的第一侧部和第二侧部上，会使得滑枕式动力头上下运动稳定，避免滑枕式动力头上下运动时偏斜，提高了机床的加工精度。加上两个平衡缸分别对称设置在滑枕外壳体相对的两个侧部，用来平衡大行程滑枕式动力头的重量，实现了机床高速度和高精度加工。
21.并联式数控机床的工作台结构包括至少两个沿横向并排设置的工作台，即工作台结构可以设置为两个工作台并排连接，也可以设置为三个工作台并排连接，也可以设置为多个工作台并排连接，根据需要增减并排连接工作台的数量。相邻的工作台之间通过连接件可拆卸固定连接，工作台结构和机床底座之间安装有多个平行设置的纵向直线导轨组件，使得驱动装置驱动工作台结构沿纵向直线导轨组件移动时，运动平稳，不易出现歪斜。并联式数控机床的工作台结构能满足超大规格工件的加工，并根据不同规格的工件设置并
排连接的工作台的数量，工作台结构的各个工作台可以合并为一体使用，也可以拆开单独使用，使用灵活。工作台结构的各个工作台拆分后使得运输方便，降低了机床对运输工具和运输方式的要求，具有较好的应用前景。
22.综上所述，本实用新型的并联式数控机床，其工作台结构可拆分使用，便于运输和灵活使用，其滑枕式动力头在上下运动时运行稳定，不易偏斜，提高了机床的加工精度。
附图说明
23.图1是本实用新型并联式数控机床的结构示意图；
24.图2是图1中z处的放大示意图；
25.图3是滑枕式动力头的放大示意图；
26.图4是图1中a-a处的剖视放大示意图；
27.图中：1、横梁；101、空心腔；2、防变形梁；201、翼缘板；202、腹板；203、筋板；3、滑枕式动力头；301、滑枕外壳体；4、调整螺钉；5、溜板箱；6、平衡缸；7、伺服电机；8、驱动升降装置；801、丝杠；802、丝杠套；8021、上部丝杠套；8022、下部丝杠套；803、丝杠外壳体；804、电机安装座；l1、顶部导轨；l2、侧部导轨；s、水平丝杠组件；9、机床底座；10、第一工作台；11、第二工作台；12、连接件；13、x向直线导轨组件；131、导向凹槽；132、直线导轨；14、动力装置；141、电机；142、减速机；15、传动组件；151、主动齿轮；152、齿条。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
29.本实用新型的实施例公开了如图1所示的一种并联式数控机床，包括横梁1、滑枕式动力头3、工作台结构和机床底座9，横梁1通过横梁导轨连接有溜板箱5，滑枕式动力头设置于溜板箱5的中部，工作台结构可相对机床底座9沿x向移动，滑枕式动力头与溜板箱5之间设置有z向进给结构和两个平衡缸6，z向进给结构包括z向导轨装置和两个驱动升降装置8，滑枕式动力头包括滑枕外壳体301，滑枕外壳体301设为方体，滑枕外壳体301相对的第一侧部和第二侧部上分别安装有所述驱动升降装置8，两个平衡缸6分别对称设置在滑枕外壳体相对的两个侧部上，两个平衡缸6可以分别设置在相对的第一侧部和第二侧部上，也可以分别设置在相对的第三侧部和第四侧部上，平衡缸6用来平衡滑枕式动力头3的重量，以实现高速度、高精度加工。驱动升降装置8包括丝杠组件和伺服电机7，伺服电机7使丝杠组件带动滑枕式动力头3沿z向导轨装置z向移动；工作台结构包括至少两个沿y向并排设置的工作台，相邻的工作台之间通过连接件12可拆卸固定连接，工作台结构和机床底座9之间安装有多个平行设置的x向直线导轨组件13，机床底座9上设置有驱动装置，驱动装置驱动工作台结构沿x向直线导轨组件13移动。超宽度工作台的数控龙门镗铣机床，包括工作台结构和机床底座9，工作台结构可相对机床底座9纵向移动，工作台结构包括至少两个沿横向并排设置的工作台，即工作台结构可以设置为两个工作台并排连接，也可以设置为三个工作台并排连接，也可以设置为多个工作台并排连接，根据需要增减并排连接工作台的数量。
30.如图2所示，工作台结构包括两个沿y向并排设置的工作台，分别为第一工作台10和第二工作台11，第一工作台10和所述第二工作台11的结构相同且沿机床底座9的中心线对称设置。
31.连接件12为螺栓，相邻的工作台之间通过螺栓可拆卸固定连接。采用螺栓连接相邻的工作台，便于安装和拆卸。
32.驱动装置包括动力装置14和传动组件15，动力装置14设置为电机141和减速机142，传动组件15包括主动齿轮151和齿条152，齿条152固定在工作台结构的底部且与x向直线导轨组件13平行设置，动力装置的输出端设有主动齿轮151，主动齿轮151与齿条152啮合传动。采用齿轮齿条啮合传动，使得工作台结构沿纵向直线导轨组件移动时相对机床底座9传动平稳。
33.x向直线导轨组件13包括导向凹槽131和直线导轨132，直线导轨132沿x向固定在机床底座9上，导向凹槽131对应固定在工作台结构的底部。
34.如图3和图4所示，丝杠组件包括丝杠801和丝杠套802，丝杠801和丝杠套802螺纹连接，丝杠套802与滑枕外壳体301固定连接，溜板箱5上固定有保护丝杠组件的丝杠外壳体803，丝杠外壳体803上固定有电机安装座804，伺服电机7安装在电机安装座804上，伺服电机7驱动丝杠801转动，丝杠套802带动滑枕式动力头z向移动。
35.滑枕外壳体301的第一侧部和第二侧部上均固定有上部丝杠套8021和下部丝杠套8022，第一侧部上的两个丝杠套与第二侧部上的两个丝杠套对称设置。
36.滑枕式动力头利用两个驱动升降装置使其纵向上下移动，两个驱动升降装置分别安装在滑枕外壳体相对的第一侧部和第二侧部上，会使得导致滑枕式动力头上下运动稳定，避免滑枕式动力头上下运动时偏斜，提高了机床的加工精度。
37.如图4所示，所述横梁1设置有空心腔101，所述横梁的空心腔101内设置有所述防变形梁2，所述防变形梁2采用h型钢梁，所述h型钢梁的两端与所述横梁1固定连接，h型钢梁的两端与空心腔的腔底壁焊接固定，h型钢梁包括两个翼缘板201和连接两个所述翼缘板的腹板202，沿所述h型钢梁的长度方向上，为进一步增强h型钢梁的强度，在腹板202上焊接有多个间隔设置的筋板203，每个所述筋板203的两端延伸至两个所述翼缘板201。防变形梁能增强横梁1的强度，防止横梁1因自身重量或溜板箱5的重量下垂，产生的过大的挠曲变形，提高了机床的加工精度。横梁1上设置有调整螺钉4，所述调整螺钉4顶靠于靠近所述横梁1的所述翼缘板201上。调整螺钉4通过碟形弹片顶靠于所述h型钢梁。调整螺钉4可以设置在横梁1的顶部，也可以设置在横梁1的底部，用于调节横梁1的挠度。通过调整螺钉4可有效平衡横梁1的挠度，提高溜板箱5在横梁1上移动时的直线度，同时可以将切削加工产生的振动通过溜板箱5经调整螺钉4传递给防变形梁，加快振动吸收，进而提高机床的加工精度。进一步地，碟形弹片能吸收部分振动。
38.横梁导轨包括顶部导轨l1和侧部导轨l2，顶部导轨l1设置于横梁1的顶部，侧部导轨l2设置于横梁1的侧部。这种设置导向的形式比将两组导轨都设置在侧部运行更顺畅，使用寿命更长，这是由于横梁1能承担大部分的来自溜板箱5的重量，避免侧部导轨过载产生变形，导致溜板箱5运行不畅。
39.所述横梁1的侧部和所述溜板箱5之间安装有沿横梁1长度方向的水平丝杠组件s，伺服电机7驱动水平丝杠组件s带动所述溜板箱5沿所述横梁导轨移动。
40.本实用新型的并联式数控机床其两个驱动升降装置分别安装在滑枕外壳体相对的第一侧部和第二侧部上，会使得滑枕式动力头上下运动稳定，避免滑枕式动力头上下运动时偏斜，提高了机床的加工精度。超宽度工作台能满足超大规格工件的加工，并根据不同
规格的工件设置并排连接的工作台的数量，工作台结构的各个工作台可以合并为一体使用，也可以拆开单独使用，使用灵活。工作台结构的各个工作台拆分后使得运输方便，降低了机床对运输工具和运输方式的要求，具有较好的应用前景。
41.上面结合附图对本实用新型的技术方案作了详细说明，但本实用新型并不局限于上述实施例，本领域技术人员应当理解，在形式上和细节上对其作出的各种各样的改变均落在本实用新型权利要求书所限定的保护范围内。

技术特征：
1.一种并联式数控机床，包括横梁、滑枕式动力头、工作台结构和机床底座，所述横梁通过横梁导轨连接有溜板箱，所述滑枕式动力头设置于所述溜板箱的中部，所述工作台结构可相对所述机床底座沿x向移动，其特征在于：所述滑枕式动力头与所述溜板箱之间设置有z向进给结构和两个平衡缸，所述z向进给结构包括z向导轨装置和两个驱动升降装置，所述滑枕式动力头包括滑枕外壳体，所述滑枕外壳体设为方体，所述滑枕外壳体相对的第一侧部和第二侧部上分别安装有所述驱动升降装置，两个所述平衡缸分别对称设置在所述滑枕外壳体相对的两个侧部上，所述驱动升降装置包括丝杠组件和伺服电机，所述伺服电机使所述丝杠组件带动所述滑枕式动力头沿所述z向导轨装置z向移动；所述工作台结构包括至少两个沿y向并排设置的工作台，相邻的所述工作台之间通过连接件可拆卸固定连接，所述工作台结构和所述机床底座之间安装有多个平行设置的x向直线导轨组件，所述机床底座上设置有驱动装置，所述驱动装置驱动所述工作台结构沿所述x向直线导轨组件移动。2.如权利要求1所述的并联式数控机床，其特征在于：所述工作台结构包括两个沿y向并排设置的工作台，分别为第一工作台和第二工作台，所述第一工作台和所述第二工作台的结构相同且沿机床底座的中心线对称设置。3.如权利要求1所述的并联式数控机床，其特征在于：所述连接件为螺栓，相邻的所述工作台之间通过螺栓可拆卸固定连接。4.如权利要求1所述的并联式数控机床，其特征在于：所述驱动装置包括动力装置和传动组件，所述动力装置设置为电机和减速机，所述传动组件包括主动齿轮和齿条，所述齿条固定在所述工作台结构的底部且与所述x向直线导轨组件平行设置，所述动力装置的输出端设有所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿条啮合传动。5.如权利要求1所述的并联式数控机床，其特征在于：所述x向直线导轨组件包括导向凹槽和直线导轨，所述直线导轨沿x向固定在所述机床底座上，所述导向凹槽对应固定在所述工作台结构的底部。6.如权利要求1所述的并联式数控机床，其特征在于：所述丝杠组件包括丝杠和丝杠套，所述丝杠和所述丝杠套螺纹连接，所述丝杠套与所述滑枕外壳体固定连接，所述溜板箱上固定有保护所述丝杠组件的丝杠外壳体，所述丝杠外壳体上固定有电机安装座，所述伺服电机安装在所述电机安装座上，所述伺服电机驱动所述丝杠转动，所述丝杠套带动所述滑枕式动力头z向移动。7.如权利要求6所述的并联式数控机床，其特征在于：所述滑枕外壳体的第一侧部和第二侧部上均固定有上部丝杠套和上下丝杠套，所述第一侧部上的两个丝杠套与所述第二侧部上的两个丝杠套对称设置。8.如权利要求1所述的并联式数控机床，其特征在于：所述横梁设有空心腔，所述横梁的所述空心腔内设置有防变形梁，所述防变形梁采用h型钢梁，所述h型钢梁的两端与所述横梁固定连接，所述h型钢梁包括两个翼缘板和连接两个所述翼缘板的腹板，所述横梁上设置有调整螺钉，所述调整螺钉顶靠于所述防变形梁的所述翼缘板上。9.如权利要求1所述的并联式数控机床，其特征在于：所述横梁导轨包括顶部导轨和侧
部导轨，所述顶部导轨设置于所述横梁的顶部，所述侧部导轨设置于所述横梁的侧部。10.如权利要求1所述的并联式数控机床，其特征在于：所述横梁的侧部和所述溜板箱之间安装有沿横梁长度方向的水平丝杠组件，伺服电机驱动水平丝杠组件带动所述溜板箱沿所述横梁导轨移动。

技术总结
本实用新型公开了一种并联式数控机床，横梁通过横梁导轨连接有溜板箱，溜板箱上有滑枕式动力头，滑枕式动力头与溜板箱之间设置有Z向进给结构和两个平衡缸，Z向进给结构包括Z向导轨装置和两个驱动升降装置，方体形滑枕外壳体相对的第一侧部和第二侧部上分别安装有驱动升降装置，伺服电机使丝杠组件带动滑枕式动力头沿Z向导轨装置Z向移动；工作台结构包括至少两个沿Y向并排设置的工作台，相邻的工作台之间通过连接件可拆卸固定连接，驱动装置驱动工作台结构沿X向直线导轨组件移动。该并联式数控机床，其工作台结构可拆分使用，便于运输和灵活使用，其滑枕式动力头在上下运动时运行稳定，不易偏斜，提高了机床的加工精度。提高了机床的加工精度。提高了机床的加工精度。


技术研发人员：杜德宏
受保护的技术使用者：高密宏泰机床制造有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/26