用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统

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用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及数控机床领域，特别涉及机床的主轴箱或滑枕的平衡控制领域。\n背景技术\n[0002] 数控机床的主轴箱或滑枕的平衡控制主要是为了平衡主轴箱或滑枕重量，减小重力轴丝杠驱动主轴箱或滑枕运动的驱动力，降低丝杠磨损。\n[0003] 目前，数控加工中心通常采用泵用减压阀平衡主轴箱或滑枕的重量，但是采用泵用减压阀控制压差值不精准、不及时，不能够满足高档次数控加工中心的需求。此外，还有一些数控加工中心采用蓄能器和单油缸的方式平衡主轴箱或滑枕的重量，但是这种方式压力控制精度较低，并且在部件运动时，压力值会在一定范围内变化，进而导致蓄能器和单油缸组成的平衡系统效果不理想。因此，平衡控制系统会直接影响整个数控加工中心的精度。\n实用新型内容\n[0004] 鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统，包括：\n[0005] 第一油缸和第二油缸，对称地设置于主轴箱或滑枕两侧，所述第一油缸用于推动所述主轴箱或滑枕左侧面运动，所述第二油缸用于推动所述主轴箱或滑枕右侧面运动；\n[0006] 第一压力传感器，和所述第一油缸相关联，以用于采集和生成第一压力信号；\n[0007] 第二压力传感器，和所述第二油缸相关联，以用于采集和生成第二压力信号；\n[0008] 控制器，对所述第一压力信号和预设压力信号进行对比生成第一压力差信号，对所述第二压力信号和预设压力信号进行对比生成第二压力差号；\n[0009] 第一电液比例控制阀，能够根据所述第一压力差号调整输入所述第一油缸的液压油的压力和流量；\n[0010] 第二电液比例控制阀，能够根据所述控制器反馈的第二压力差号调整输入所述第二油缸的液压油的压力和流量。\n[0011] 本实用新型所提供的平衡控制系统能够在主轴箱或滑枕快速移动时(≥24m/min)，实时调整第一油缸和第二油缸内的压力，压力控制精度高，响应速度快，同步性强，从而实现了加工中心高速、高精度性能。另外，本实用新型在外部液压油管道上设置压力传感器、电液比例控制阀及控制器，使主轴箱或滑枕得到精确、实时、稳定的平衡压力，有利于主轴箱或滑枕垂直上下伺服进给机构动态特性及定位精度的提高。\n[0012] 在本实用新型的一些实施方式中，所述的用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统还可以包括：\n[0013] 第一电磁换向阀，能够开启或关闭和所述第一油缸相连的液压油管路；\n[0014] 第二电磁换向阀，能够开启或关闭和所述第二油缸相连的液压油管路；\n[0015] 第一蓄能器，用于存储一定量的液压油，以使得所述第一电磁换向阀停止工作时，保持第一油缸内的压力；\n[0016] 第一压力继电器，能够根据液压油管路中的压力关闭或接通所述第一电磁换向阀；\n[0017] 第二蓄能器，用于存储一定量的液压油，以使得所述第二电磁换向阀停止工作时，保持第二油缸内的压力；\n[0018] 第二压力继电器，能够根据液压油管路中的压力关闭或接通所述第二电磁换向阀。\n[0019] 在本实用新型的一些实施方式中，所述的用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统，包括：\n[0020] 第一截止阀，设置于液压油管路中，用于在维修时卸掉所述第一油缸和所述第一蓄能器中的液压油；\n[0021] 第二截止阀，设置于液压油管路中，用于在维修时卸掉所述第二油缸和所述第二蓄能器中的液压油。\n[0022] 在本实用新型的一些实施方式中，所述的用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统还包括：\n[0023] 液压油箱；\n[0024] 变量泵，用于从所述液压油箱向液压油管道泵送液压油；\n[0025] 吸油滤油器，临近所述液压油箱的出油口设置，用于对液压油进行第一次过滤；\n[0026] 压力管道滤油器，用于对处于压油管道中的液压油进行第二次过滤；\n[0027] 电磁溢流阀，用于将经过第二次过滤的液压油调整至预定压力。\n[0028] 在本实用新型的一些实施方式中，所述的用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系包括：\n[0029] 第一球铰和第二球铰，第一球铰的球铰支座固定设置于所述主轴箱或滑枕左侧面，第一球铰的球部件和所述第一油缸的活塞杆固定连接；第二球铰的球铰支座固定设置于所述主轴箱或滑枕左侧面，第二球铰的球部件和所述第二油缸的活塞杆固定连接。\n[0030] 当第一油缸和第二油缸的活塞杆运动轴线与主轴箱或滑枕重力轴运动轴线之间存在一定的角度误差时，球铰连接具有一定的调心作用，能够消除角度误差带来的影响。\n[0031] 在本实用新型的一些实施方式中，所述的述的用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统包括：设置于所述主轴箱或滑枕左侧端面的、用于承载所述第一球铰的球铰支座的第一支座；设置于所述主轴箱或滑枕左侧端面的、用于承载所述第二球铰的球铰支座的第二支座。\n附图说明\n[0032] 图1为本实用新型一实施方式的用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统的机械机构部分示意图；\n[0033] 图2为本实用新型一实施方式的用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统的管路/电路部分示意图。\n[0034] 其中：\n[0035] 第一支座11；第二支座12；\n[0036] 第一油缸21；第二油缸22；\n[0037] 外部液压油管道30；第一电液比例控制阀31；第二电液比例控制阀32；第一压力传感器33；第二压力传感器34；液压油箱35、变量泵36、吸油滤油器37、压力管道滤油器38、电磁溢流阀39；\n[0038] 第一电磁换向阀51；第二电磁换向阀52；第一蓄能器53；第二蓄能器54；第一压力继电器55；第二压力继电器56；第一截止阀57；第二截止阀58；\n[0039] 第一球铰61；第二球铰62。\n具体实施方式\n[0040] 为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对实用新型作进一步详细的说明。虽然附图中显示了本公开示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻的理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。\n[0041] 参照图1和2，本实用新型一实施方式提供了一种用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统，包括第一支座11和第二支座12、第一油缸21和第二油缸22、外部液压油管道30、第一电液比例控制阀31、第二电液比例控制阀32、第一压力传感器33、第二压力传感器34、控制器(图未示出)。\n[0042] 第一支座11和第二支座12对称地设置于主轴箱或滑枕4两侧。第一油缸21和第二油缸22对称地设置于主轴箱或滑枕4两侧，第一油缸21的缸体固定地设置于机床的立柱或溜板(图未示出)上，第一油缸21的活塞杆和第一支座11连接。第二油缸22的缸体固定地设置于机床的立柱或溜板(图未示出)上，第二油缸22的活塞杆和第二支座12连接。\n[0043] 外部液压油管道30和第一油缸21、第二油缸22的缸体连通，以向其内部输送液压油。第一压力传感器33和第一油缸21相关联，第二压力传感器34和第二油缸22相关联，分别用于采集第一油缸21和第二缸油22缸体内的压力，并将该压力转化为相应的第一压力和第二压力信号。\n[0044] 控制器对第一压力信号和预设压力信号进行对比生成第一压力差信号，对第二压力信号和预设压力信号进行对比生成第二压力差号。第一电液比例控制阀31能够根据该第一压力差信号调整输入第一油缸21的液压油的压力和流量。第二电液比例控制阀32能够根据控制器反馈的第二压力差号调整输入第二油缸22的液压油的压力和流量，最终实现第一油缸21和第二油缸22中的压力平衡，进而使主轴箱或滑枕4的左右两侧保持在平衡位置。\n[0045] 由此可知，本实用新型提供的平衡控制系统位于主轴箱或滑枕4两侧的部件是完全对称的。当主轴箱或滑枕4重力轴发生移动时，由于误差等原因，第一油缸21和第二缸油\n22缸体内的压力会有不同，进而导致受力不均。本实用新型提供用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统能够保证第一油缸21和第二油缸22得到精确、实时、稳定的平衡压力，活塞杆受力均匀，同步性好，进一步提高加工中心重力轴伺服进给机构动态响应性能。\n[0046] 在本实用新型的一些实施方式中，还包括第一电磁换向阀51、第二电磁换向阀52、第一蓄能器53、第二蓄能器54、第一压力继电器55和第二压力继电器56。第一电磁换向阀51能够开启或关闭和第一油缸21相连的液压油管路，第二电磁换向阀52能够开启或关闭和第二油缸22相连的液压油管路。第一蓄能器53用于存储一定量的液压油，以使得第一电磁换向阀51停止工作时，保持第一油缸21内的压力。第一压力继电器55持续监测液压油管路中的压力，随时准备向第一电磁换向阀51供电。第二电磁换向阀52、第二蓄能器54、第二压力继电器56和第二油缸22同样按照上述方式工作。\n[0047] 除此之外，还可以包括第一截止阀57和第二截止阀58。当主轴箱或滑枕4停在某位置时，第一电磁换向阀51和第二电磁换向阀52停止工作，第一蓄能器53和第二蓄能器54内存储一定量的液压油，以用于保持第一油缸21和第二油缸22内的压力不变。当维修时，可以通过第一截止阀57卸掉第一油缸21以及第一蓄能器53中的液压油，通过第二截止阀58卸掉第二油缸22以及第二蓄能器54中的液压油。\n[0048] 继续参照图1和2，本实用新型的一实施方式中的用于机床的主轴箱或滑枕的平衡控制系统还包括了液压油箱35、变量泵36、吸油滤油器37、压力管道滤油器38、电磁溢流阀\n39。\n[0049] 变量泵36从液压油箱35向外部液压油管道30泵送液压油，泵入外部液压油管道30的液压油首先经过吸油滤油器37进行第一次过滤，然后再进过压力管道滤油器38进行第二次过滤。吸油滤油器37和压力管道滤油器38之间的外部液压油管道30中可以设置一个管式单向阀。经过第二次过滤的液压油被电磁溢流阀39调整至预定压力。外部液压油管道30可接入一个压力表，以用于向操作人员显示管道内的压力。调整至预定压力的液压油分别经过上述第一电液比例控制阀31和第二电液比例控制阀32注入第一油缸21和第二油缸22的缸体内。\n[0050] 进一步地，第一油缸21的活塞杆通过第一球铰61和第一支座11连接，第一球铰61的球铰支座采用销轴固定设置于第一支座11上，第一球铰61的球部件和第一油缸21的活塞杆固定连接。同样地，第二油缸22的活塞杆通过第二球铰62和第二支座12连接，第二球铰62的球铰支座采用销轴固定设置于第二支座12上，第二球铰62的球部件和第二油缸22的活塞杆固定连接。\n[0051] 最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制性的。\n尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。