本發(fā)明涉及一種平衡裝置，特別是一種用于機床配重的氮氣平衡缸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

加工中心等的機床中設(shè)有主軸和具有對該主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動馬達(dá)的主軸組件，并通過升降驅(qū)動機構(gòu)對該主軸組件進(jìn)行支承并加以升降驅(qū)動。這種升降驅(qū)動機構(gòu)通常為滾珠絲桿、與該滾珠絲桿螺合并與主軸組件連接的滾珠螺母和電動馬達(dá)，并通過由電動馬達(dá)對滾珠絲桿進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動使主軸組件與滾珠螺母一起升降驅(qū)動。由升降驅(qū)動機構(gòu)對重量很大的主軸組件加以支承并加以升降驅(qū)動，升降驅(qū)動機構(gòu)的負(fù)荷很大，可能會降低主軸組件上下方向的位置精度，難以實現(xiàn)主軸組件升降速度的進(jìn)一步高速化。并且，還存在對很重的主軸組件進(jìn)行支承的升降驅(qū)動機構(gòu)大型化、制作成本高的問題。

現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)式平衡器有：如圖1所示的平衡器，存在的問題是應(yīng)答特性差，不適用于高速切削，占用大量空間；如圖2所示的氣缸式平衡器，存在的問題是需要大直徑的氣缸(容易引起打滑)，需要大容量存氣容器，需要大直徑氣壓配管；如圖3所示的油缸式平衡器，存在的問題是需要油壓單元及配管，必須處理油壓回路的油溫上升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種的用于機床配重的氮氣平衡缸系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于機床配重的氮氣平衡缸系統(tǒng)，包括氮氣瓶、控制器和氮氣平衡器，控制器設(shè)置于氮氣瓶上，氮氣平衡器包括一個缸體結(jié)構(gòu)的本體，本體的頂端設(shè)置有氣體填充口，氣體填充口與氮氣瓶連接；本體的末端設(shè)置有套筒，套筒上一體成型設(shè)置有一法蘭盤，法蘭盤上開設(shè)有多個貫穿其厚度方向的螺栓孔，該法蘭盤將套筒分為兩段，其中一段套筒旋入本體的末端，另一段套筒用于安裝連接塊，通過連接塊將所述氮氣平衡器的本體與機床主軸連接在一起；

本體內(nèi)設(shè)置有活塞桿，活塞桿的末端穿過套筒向外伸出本體末端，活塞桿的末端設(shè)置有防止活塞桿承受偏心負(fù)荷的浮動支板，活塞桿的末端通過浮動支板固定于機床固定件上；

還包括滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母，滾珠絲杠的一端連接有伺服電機，機床主軸固定連接于滾珠絲杠螺母上，伺服電機帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，使?jié)L珠絲杠螺母帶動機床主軸及氮氣平衡器的本體相對于活塞桿上、下移動；當(dāng)機床主軸上升時，控制器發(fā)出指令打開進(jìn)氣閥門，氮氣瓶向氮氣平衡器的本體內(nèi)送氣；當(dāng)機床主軸下降時，控制器發(fā)出指令關(guān)閉進(jìn)氣閥門，并打開出氣閥門。

優(yōu)選地，所述連接塊中心開設(shè)有一個直徑等于套筒外徑的通孔，貫穿連接塊厚度方向開設(shè)有多個螺栓孔，通過在連接塊的螺栓孔與法蘭盤的螺栓孔中設(shè)置連接螺栓，將連接塊套設(shè)于套筒并固定于法蘭盤上；連接塊上設(shè)置有與機床主軸組件固定的連接部。

優(yōu)選地，所述的用于機床配重的氮氣平衡缸系統(tǒng)，還包括一個固定于連接塊上的保護(hù)板，保護(hù)板中心開設(shè)有一個用于穿過活塞桿的通孔，保護(hù)板固定于連接塊遠(yuǎn)離法蘭盤的一端面上。

優(yōu)選地，所述保護(hù)板通過螺釘固定于連接塊上。

優(yōu)選地，所述連接塊上的螺栓孔為階梯孔。

優(yōu)選地，所述連接塊上的螺栓孔為沉頭螺栓孔。

本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下技術(shù)效果：

本發(fā)明中機床主軸在上升和下降運動過程更加平穩(wěn)，機床主軸在上升和下降運動過程中伺服電機的負(fù)載均勻。

本發(fā)明提高了運動過程的平穩(wěn)性及產(chǎn)品的加工精度和表面質(zhì)量，適用于高速切削，無需動力源及配管，緊湊占空間小，壓力變化小，具有穩(wěn)定的平衡力。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)式平衡器。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的氣缸式平衡器。

圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的油缸式平衡器。

圖4是本發(fā)明的氮氣平衡器用于機床主軸單元的結(jié)構(gòu)。

圖5是本發(fā)明的用于機床配重的氮氣平衡缸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

本發(fā)明涉及氮氣瓶1、控制器2、氮氣平衡器3、滾珠絲杠4、伺服電機5、滾珠絲杠螺母6、機床主軸7、本體8、連接塊9、保護(hù)板10、活塞桿11、浮動支板12、套筒13等技術(shù)特征。

如圖4所示，一種氮氣平衡器，所述氮氣平衡器用于機床主軸組件，包括一個缸體結(jié)構(gòu)的本體，本體的頂端設(shè)置有氣體填充口，本體的末端設(shè)置有套筒，套筒上一體成型設(shè)置有一法蘭盤，法蘭盤上開設(shè)有多個貫穿其厚度方向的螺栓孔，該法蘭盤將套筒分為兩段，其中一段套筒旋入本體的末端，另一段套筒用于安裝連接塊，通過連接塊將所述氮氣平衡器的本體與機床主軸組件連接在一起，本體與機床主軸同步上升或者下降；

本體內(nèi)設(shè)置有活塞桿，活塞桿的末端穿過套筒向外伸出本體末端，活塞桿的末端設(shè)置有防止活塞桿承受偏心負(fù)荷的浮動支板，活塞桿的末端通過浮動支板固定于機床固定件上，本體相對于活塞桿上、下移動。

所述連接塊中心開設(shè)有一個直徑等于套筒外徑的通孔，貫穿連接塊厚度方向開設(shè)有多個螺栓孔，通過在連接塊的螺栓孔與法蘭盤的螺栓孔中設(shè)置連接螺栓，將連接塊套設(shè)于套筒并固定于法蘭盤上；連接塊上設(shè)置有與機床主軸組件固定的連接部；

還包括一個固定于連接塊上的保護(hù)板，保護(hù)板中心開設(shè)有一個用于穿過活塞桿的通孔，保護(hù)板固定于連接塊遠(yuǎn)離法蘭盤的一端面上，保護(hù)板通過螺釘固定于連接塊上。

連接塊上的螺栓孔為沉頭螺栓孔，連接塊上的螺栓孔為階梯孔。

浮動支板包括一個與活塞桿連接的浮動接頭和一個底板，浮動接頭固定連接于底板上，底板固定于機床固定件上，從而將活塞桿固定于機床固定件上。

氣缸安裝在被移動物體上，可能會因為偏心或平衡度精度不良等原因，發(fā)生活塞桿彎曲、軸承和密封件磨損等情況，降低氣缸性能，縮短氣缸使用壽命，浮動接頭相當(dāng)于聯(lián)軸器，可以消除誤差，解決偏心問題，保護(hù)相關(guān)部件，使設(shè)備運行平穩(wěn)，延長設(shè)備使用壽命。

如圖5所示，本發(fā)明還公開了一種用于機床配重的氮氣平衡缸系統(tǒng)，包括氮氣瓶、控制器和氮氣平衡器，控制器設(shè)置于氮氣瓶上，氮氣平衡器包括一個缸體結(jié)構(gòu)的本體，本體的頂端設(shè)置有氣體填充口，氣體填充口與氮氣瓶連接；本體的末端設(shè)置有套筒，套筒上一體成型設(shè)置有一法蘭盤，法蘭盤上開設(shè)有多個貫穿其厚度方向的螺栓孔，該法蘭盤將套筒分為兩段，其中一段套筒旋入本體的末端，另一段套筒用于安裝連接塊，通過連接塊將所述氮氣平衡器的本體與機床主軸連接在一起；

本體內(nèi)設(shè)置有活塞桿，活塞桿的末端穿過套筒向外伸出本體末端，活塞桿的末端設(shè)置有防止活塞桿承受偏心負(fù)荷的浮動支板，活塞桿的末端通過浮動支板固定于機床固定件上；

還包括滾珠絲杠和滾珠絲杠螺母，滾珠絲杠的一端連接有伺服電機，機床主軸固定連接于滾珠絲杠螺母上，伺服電機帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，使?jié)L珠絲杠螺母帶動機床主軸及氮氣平衡器的本體相對于活塞桿上、下移動；

當(dāng)機床主軸上升運動時，控制器發(fā)出指令打開進(jìn)氣閥門給氮氣平衡器的本體送氣，因活塞桿固定不動，本體內(nèi)的壓強逐漸增大，產(chǎn)生向上的頂升力，能夠平衡機床主軸的重力；當(dāng)機床主軸下降運動時，控制器指令關(guān)閉進(jìn)氣閥門，氮氣瓶停止向氮氣平衡器的本體送氣，且打開出氣閥門，緩慢排出本體內(nèi)的氮氣，緩慢釋放氮氣平衡器的本體內(nèi)的壓強，且始終保持氮氣平衡器本體內(nèi)的壓強與機床主軸的重力平衡，從而在機床主軸下降時，平衡機床主軸的重力，分擔(dān)伺服電機及滾珠絲杠的壓力，保證在下降過程中不會產(chǎn)生驟降。

本發(fā)明所述控制器為現(xiàn)有技術(shù)中常見的PLC控制方式，只要實現(xiàn)控制打開和關(guān)閉進(jìn)氣閥門及出氣閥門即可，控制器本身的結(jié)構(gòu)并不是本申請改進(jìn)的內(nèi)容。

上述機床主軸下降運動時，氮氣平衡器本體內(nèi)的氮氣可以回流至氮氣瓶，也可以單獨設(shè)置一個回收該氮氣的回收氣體瓶，也可以將其直接釋放到大氣中。

本發(fā)明所述一種用于機床配重的氮氣平衡缸系統(tǒng)中所述連接塊中心開設(shè)有一個直徑等于套筒外徑的通孔，貫穿連接塊厚度方向開設(shè)有多個螺栓孔，通過在連接塊的螺栓孔與法蘭盤的螺栓孔中設(shè)置連接螺栓，將連接塊套設(shè)于套筒并固定于法蘭盤上；連接塊上設(shè)置有與機床主軸組件固定的連接部。

本發(fā)明采用氮氣平街器之后使機床主軸在上升和下降運動過程更加平穩(wěn)，減少了機床主軸在上升和下降運動過程中伺服電機負(fù)載不均，提高了運動過程的平穩(wěn)性及產(chǎn)品的加工精度和表面質(zhì)量。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。