一种高精度数控铣床的制作方法

1.本发明涉及数控铣床技术领域，具体为一种高精度数控铣床。


背景技术：

2.数控铣床是用电子计数字化信号控制的铣床，在数控铣床的工作过程中，会出现各种影响加工精度的问题，包括反向间隙误差、螺距误差和重复定位精度误差，这些误差累积起来会对数控铣床的加工精度造成巨大挑战，成为提高并保持数控铣床高精度加工效果的关键。
3.经检索，中国专利号cn111266634b公开了一种高精度数控铣床，该高精度数控铣床包括底座、立柱、滑鞍、工作台和控制器；所述底座的一侧设有立柱，立柱上设置有铣头；所述底座上设有固定的滑鞍，滑鞍上设有工作台，所述控制器通过滑鞍控制工作台的移动。
4.上述的高精度数控铣床虽然可以减少螺母在丝杆上双向驱动时受螺距误差的影响，降低了反向间隙的产生量以及对重定位精度的影响，但是仍然存在以下不足之处：工作台移动至加工位置后仅仅靠螺纹啮合的锁紧力对工作台进行固定，工作台固定稳定性差，因此刀具对工作台上的工件加工时容易带动工件和工作台一同发生位置偏移，从而会导致数控铣床的加工精度较差。
5.为此，提出一种高精度数控铣床。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种高精度数控铣床，通过增加定位机构对工作台进行固定定位的方式以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种高精度数控铣床，包括底座、立柱、铣头和工作台，所述底座的顶壁上安装有驱动工作台水平移动的纵向调节机构和横向调节机构，所述纵向调节机构固定安装在底座的顶壁上，所述横向调节机构滑动安装在纵向调节机构的顶端，且工作台滑动安装在横向调节机构的顶端，所述纵向调节机构和横向调节机构均包括对称设置的两个固定板，两个所述固定板之间共同转动安装有螺纹杆，其中一个所述固定板的一端安装有驱动螺纹杆转动的伺服电机，所述螺纹杆上螺纹连接有传动板，两个所述固定板之间对称安装有两个贯穿传动板设置的导向柱，两个所述固定板之间对称活动安装有两个与传动板相互配合的定位板，两个所述定位板分别位于传动板的两侧，且传动板与任一定位板接触时伺服电机断电，所述传动板内安装有定位机构，所述伺服电机与定位机构之间设有传动组件，且伺服电机断电时定位机构将传动板固定，两个所述固定板之间设有驱动定位板移动的位置调节组件。
9.使用纵向调节机构时先借助位置调节组件将定位板移动至合适位置并固定，伺服电机通电后可以驱动螺纹杆周期性转动，螺纹杆与传动板相互螺纹啮合，因此螺纹杆周期性转动可以带动传动板和横向调节机构纵向往复移动，传动板移动至与定位板接触后伺服
电机开始断电，此时螺纹杆停止转动且传动板和横向调节机构停止移动，而且伺服电机断电后定位机构可以及时将传动板和横向调节机构固定，同理，可以使用横向调节机构将顶端的传动板和工作台横向移动至合适位置并固定，纵向调节机构和横向调节机构相互配合就可以方便的将顶端的工作台移动至加工位置并固定，工作台移动至加工位置后不仅仅是靠螺纹啮合的锁紧力对工作台进行固定，还增加了定位机构对工作台进行固定定位，提升了工作台固定的稳定性，因此能防止刀具对工作台上的工件加工时带动工件和工作台一同发生位置偏移，从而提升了数控铣床的加工精度。
10.优选的，所述伺服电机上电连接有闸刀，所述闸刀的一侧安装有第一电磁铁，两个所述定位板靠近传动板的一侧均安装有与第一电磁铁电连接的连接正极，所述传动板的两侧均安装有与连接正极相互配合的连接负极。
11.传动板与定位板接触时定位板上的连接正极与传动板上的连接负极接通，此时第一电磁铁通电并将闸刀吸紧至第一电磁铁的一端，闸刀移动至靠近第一电磁铁的一端后将与伺服电机连接的闭合电路断开，传动板移动至合适位置后可以及时自动关闭伺服电机，不仅操作方便、快捷，而且提升了传动板和工作台定位的准确性，从而提升了数控铣床的加工精度。
12.优选的，所述定位机构包括安装在传动板内的第二电磁铁，两个所述导向柱均为矩形杆，且第二电磁铁位于两个导向柱之间，所述传动板内对称弹性安装有两个与导向柱相互配合的夹紧铁块，且两个夹紧铁块分别位于两个导向柱的一侧，所述传动板内对称开设有两个与夹紧铁块相互配合的活动槽，两个所述夹紧铁块靠近导向柱一侧的外侧壁上均安装有第一防滑垫板，两个所述导向柱靠近夹紧铁块一侧的外侧壁上均安装有与第一防滑垫板相互配合的第二防滑垫板。
13.第二电磁铁通电后可以将两个夹紧铁块分别吸紧至第二电磁铁的两端，此时夹紧铁块上的第一防滑垫板会贴紧在导向柱一侧的第二防滑垫板上，而且第二电磁铁通电后两个导向柱也均会吸紧在第二电磁铁的两端，从而可以将第一防滑垫板、夹紧铁块、第二电磁铁和传动板固定连接在第二防滑垫板、导向柱和固定板上，从而可以将传动板和工作台固定，避免仅仅靠靠螺纹啮合的锁紧力对工作台进行固定，提升了工作台固定的稳定性，因此能防止刀具对工作台上的工件加工时带动工件和工作台一同发生位置偏移，从而提升了数控铣床的加工精度。
14.优选的，所述传动组件包括电连接在伺服电机上的第三电磁铁，所述第三电磁铁的顶端转动安装有转杆，所述转杆的顶端设有与第二电磁铁电连接的第一连接端，所述转杆的一端安装有与第一连接端相互配合的第二连接端，所述转杆远离第二连接端的一端连接有复位弹簧。
15.伺服电机通电时第三电磁铁通电且会吸引顶端的转杆和第二连接端向下转动，第二连接端向下转动后第二电磁铁断电且定位机构解除对传动板的固定，从而便于伺服电机驱动螺纹杆带动传动板移动，伺服电机断电后复位弹簧会拉动转杆和第二连接端向上转动并将第二连接端连接至第一连接端的底端，此时第二电磁铁通电且定位机构将传动板固定，伺服电机断电后定位机构可以自动及时地将传动板固定，无需人工进行调节，自动化程度高且降低了人工的劳动强度，使用效果好。
16.优选的，所述位置调节组件包括对称转动安装在两个固定板之间的两个丝杆，两
个所述丝杆分别贯穿两个定位板设置，且两个定位板分别与两个丝杆螺纹啮合，两个所述丝杆靠近伺服电机的一端均安装有步进电机，两个所述固定板之间安装有两个分别贯穿两个定位板设置的导向杆，两个所述导向杆上均等距离设有刻度线。
17.丝杆与定位板螺纹啮合，因此通过系统控制步进电机和丝杆就可以带动定位板水平方向往复移动，因此可以方便的移动定位板并将定位板固定，观察导向杆上的刻度线可以方便地观察定位板移动至合适位置，因此可以方便的将定位板移动至指定位置并固定，操作方便、快捷，从而提升了位置调节组件和数控铣床使用的便利性。
18.优选的，顶端的所述传动板与底端的传动板和顶端的工作台之间的距离均不少于30cm。
19.顶端的所述传动板与底端的传动板和顶端的工作台之间的距离较大，因此便于直观地观察到导向杆上的刻度线和定位板的具体位置，进一步增强了定位板位置调节的便利性，从而进一步提升了位置调节组件和数控铣床使用的便利性。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
21.1、工作台移动至加工位置后不仅仅是靠螺纹啮合的锁紧力对工作台进行固定，还增加了定位机构对工作台进行固定定位，提升了工作台固定的稳定性，因此能防止刀具对工作台上的工件加工时带动工件和工作台一同发生位置偏移，从而提升了数控铣床的加工精度。
22.2、传动板移动至与定位板接触后可以及时自动地关闭伺服电机，不仅操作方便、快捷，而且提升了传动板和工作台定位的准确性，从而进一步提升了数控铣床的加工精度。
23.3、伺服电机断电后定位机构可以自动及时地将传动板固定，无需人工进行调节，自动化程度高且降低了人工的劳动强度，使用效果好。
24.4、可以方便的将定位板移动至指定位置并固定，操作方便、快捷，从而提升了位置调节组件和数控铣床使用的便利性。
附图说明
25.图1为本发明的整体结构示意图；
26.图2为本发明的工作台部分的俯视图；
27.图3为本发明的纵向调节机构和横向调节机构部分的俯视图；
28.图4为本发明的纵向调节机构和横向调节机构顶端部分结构的剖视图；
29.图5为本发明的纵向调节机构和横向调节机构底端部分结构的剖视图；
30.图6为本发明的电磁铁部分的连接示意图；
31.图7为本发明的定位机构部分的结构示意图。
32.图中：1、底座；2、立柱；3、铣头；4、工作台；5、固定板；6、螺纹杆；7、伺服电机；8、传动板；9、导向柱；10、定位板；11、闸刀；12、第一电磁铁；13、第二电磁铁；14、夹紧铁块；15、活动槽；16、第一防滑垫板；17、第二防滑垫板；18、第三电磁铁；19、转杆；20、第一连接端；21、第二连接端；22、复位弹簧；23、丝杆；24、步进电机；25、导向杆；26、刻度线。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.请参阅图1至图7，本发明提供一种高精度数控铣床，技术方案如下：
37.一种高精度数控铣床，包括底座1、立柱2、铣头3和工作台4，底座1的顶壁上安装有驱动工作台4水平移动的纵向调节机构和横向调节机构，纵向调节机构固定安装在底座1的顶壁上，横向调节机构滑动安装在纵向调节机构的顶端，且工作台4滑动安装在横向调节机构的顶端，纵向调节机构和横向调节机构均包括对称设置的两个固定板5，两个固定板5之间共同转动安装有螺纹杆6，其中一个固定板5的一端安装有驱动螺纹杆6转动的伺服电机7，螺纹杆6上螺纹连接有传动板8，两个固定板5之间对称安装有两个贯穿传动板8设置的导向柱9，两个固定板5之间对称活动安装有两个与传动板8相互配合的定位板10，两个定位板10分别位于传动板8的两侧，且传动板8与任一定位板10接触时伺服电机7断电，传动板8内安装有定位机构，伺服电机7与定位机构之间设有传动组件，且伺服电机7断电时定位机构将传动板8固定，两个固定板5之间设有驱动定位板10移动的位置调节组件。
38.使用纵向调节机构时先借助位置调节组件将定位板10移动至合适位置并固定，伺服电机7通电后可以驱动螺纹杆6周期性转动，螺纹杆6与传动板8相互螺纹啮合，因此螺纹杆6周期性转动可以带动传动板8和横向调节机构纵向往复移动，传动板8移动至与定位板10接触后伺服电机7开始断电，此时螺纹杆6停止转动且传动板8和横向调节机构停止移动，而且伺服电机7断电后定位机构可以及时将传动板8和横向调节机构固定，同理，可以使用横向调节机构将顶端的传动板8和工作台4横向移动至合适位置并固定，纵向调节机构和横向调节机构相互配合就可以方便的将顶端的工作台4移动至加工位置并固定，工作台4移动至加工位置后不仅仅是靠螺纹啮合的锁紧力对工作台4进行固定，还增加了定位机构对工作台4进行固定定位，提升了工作台4固定的稳定性，因此能防止刀具对工作台4上的工件加工时带动工件和工作台4一同发生位置偏移，从而提升了数控铣床的加工精度。
39.作为本发明的一种实施方式，参照图3和图6，伺服电机7上电连接有闸刀11，闸刀11的一侧安装有第一电磁铁12，两个定位板10靠近传动板8的一侧均安装有与第一电磁铁12电连接的连接正极，传动板8的两侧均安装有与连接正极相互配合的连接负极。
40.传动板8与定位板10接触时定位板10上的连接正极与传动板8上的连接负极接通，此时第一电磁铁12通电并将闸刀11吸紧至第一电磁铁12的一端，闸刀11移动至靠近第一电磁铁12的一端后将与伺服电机7连接的闭合电路断开，传动板8移动至合适位置后可以及时自动关闭伺服电机7，不仅操作方便、快捷，而且提升了传动板8和工作台4定位的准确性，从而提升了数控铣床的加工精度。
41.作为本发明的一种实施方式，参照图3、图6和图7，定位机构包括安装在传动板8内的第二电磁铁13，两个导向柱9均为矩形杆，且第二电磁铁13位于两个导向柱9之间，传动板8内对称弹性安装有两个与导向柱9相互配合的夹紧铁块14，且两个夹紧铁块14分别位于两个导向柱9的一侧，传动板8内对称开设有两个与夹紧铁块14相互配合的活动槽15，两个夹紧铁块14靠近导向柱9一侧的外侧壁上均安装有第一防滑垫板16，两个导向柱9靠近夹紧铁块14一侧的外侧壁上均安装有与第一防滑垫板16相互配合的第二防滑垫板17。
42.第二电磁铁13通电后可以将两个夹紧铁块14分别吸紧至第二电磁铁13的两端，此时夹紧铁块14上的第一防滑垫板16会贴紧在导向柱9一侧的第二防滑垫板17上，而且第二电磁铁13通电后两个导向柱9也均会吸紧在第二电磁铁13的两端，从而可以将第一防滑垫板16、夹紧铁块14、第二电磁铁13和传动板8固定连接在第二防滑垫板17、导向柱9和固定板5上，从而可以将传动板8和工作台4固定，避免仅仅靠靠螺纹啮合的锁紧力对工作台4进行固定，提升了工作台4固定的稳定性，因此能防止刀具对工作台4上的工件加工时带动工件和工作台4一同发生位置偏移，从而提升了数控铣床的加工精度。
43.作为本发明的一种实施方式，参照图6，传动组件包括电连接在伺服电机7上的第三电磁铁18，第三电磁铁18的顶端转动安装有转杆19，转杆19的顶端设有与第二电磁铁13电连接的第一连接端20，转杆19的一端安装有与第一连接端20相互配合的第二连接端21，转杆19远离第二连接端21的一端连接有复位弹簧22。
44.伺服电机7通电时第三电磁铁18通电且会吸引顶端的转杆19和第二连接端21向下转动，第二连接端21向下转动后第二电磁铁13断电且定位机构解除对传动板8的固定，从而便于伺服电机7驱动螺纹杆6带动传动板8移动，伺服电机7断电后复位弹簧22会拉动转杆19和第二连接端21向上转动并将第二连接端21连接至第一连接端20的底端，此时第二电磁铁13通电且定位机构将传动板8固定，伺服电机7断电后定位机构可以自动及时地将传动板8固定，无需人工进行调节，自动化程度高且降低了人工的劳动强度，使用效果好。
45.作为本发明的一种实施方式，参照图3，位置调节组件包括对称转动安装在两个固定板5之间的两个丝杆23，两个丝杆23分别贯穿两个定位板10设置，且两个定位板10分别与两个丝杆23螺纹啮合，两个丝杆23靠近伺服电机7的一端均安装有步进电机24，两个固定板5之间安装有两个分别贯穿两个定位板10设置的导向杆25，两个导向杆25上均等距离设有刻度线26。
46.丝杆23与定位板10螺纹啮合，因此通过系统控制步进电机24和丝杆23就可以带动定位板10水平方向往复移动，因此可以方便的移动定位板10并将定位板10固定，观察导向杆25上的刻度线26可以方便地观察到定位板10移动至合适位置，因此可以方便的将定位板10移动至指定位置并固定，操作方便、快捷，从而提升了位置调节组件和数控铣床使用的便利性。
47.作为本发明的一种实施方式，参照图1、图2和图3，顶端的传动板8与底端的传动板
8和顶端的工作台4之间的距离均不少于30cm。
48.顶端的传动板8与底端的传动板8和顶端的工作台4之间的距离较大，因此便于直观地观察到导向杆25上的刻度线26和定位板10的具体位置，进一步增强了定位板10位置调节的便利性，从而进一步提升了位置调节组件和数控铣床使用的便利性。
49.工作原理：丝杆23与定位板10螺纹啮合，因此转动步进电机24和丝杆23就可以带动定位板10水平方向往复移动，因此可以方便的移动定位板10并将定位板10固定，观察导向杆25上的刻度线26可以方便地将定位板10移动至合适位置，因此可以方便的将定位板10移动至指定位置并固定；使用纵向调节机构时先借助位置调节组件将定位板10移动至合适位置并固定，伺服电机7通电后可以驱动螺纹杆6周期性转动，螺纹杆6与传动板8相互螺纹啮合，因此螺纹杆6周期性转动可以带动传动板8和横向调节机构纵向往复移动，传动板8与定位板10接触时定位板10上的连接正极与传动板8上的连接负极接通，此时第一电磁铁12通电并将闸刀11吸紧至第一电磁铁12的一端，闸刀11移动至靠近第一电磁铁12的一端后将与伺服电机7连接的闭合电路断开，此时螺纹杆6停止转动且传动板8和横向调节机构停止移动，伺服电机7通电时第三电磁铁18通电且会吸引顶端的转杆19和第二连接端21向下转动，第二连接端21向下转动后第二电磁铁13断电且定位机构解除对传动板8的固定，从而便于伺服电机7驱动螺纹杆6带动传动板8移动，伺服电机7断电后复位弹簧22会拉动转杆19和第二连接端21向上转动并将第二连接端21连接至第一连接端20的底端，此时第二电磁铁13通电且可以将两个夹紧铁块14分别吸紧至第二电磁铁13的两端，此时夹紧铁块14上的第一防滑垫板16会贴紧在导向柱9一侧的第二防滑垫板17上，而且第二电磁铁13通电后两个导向柱9也均会吸紧在第二电磁铁13的两端，从而可以将第一防滑垫板16、夹紧铁块14、第二电磁铁13和传动板8固定连接在第二防滑垫板17、导向柱9和固定板5上，从而可以将传动板8和横向调节机构固定，同理，可以使用横向调节机构将顶端的传动板8和工作台4横向移动至合适位置并固定，纵向调节机构和横向调节机构相互配合就可以方便的将顶端的工作台4移动至加工位置并固定，工作台4移动至加工位置后不仅仅是靠螺纹啮合的锁紧力对工作台4进行固定，还增加了定位机构对工作台4进行固定定位，提升了工作台4固定的稳定性，因此能防止刀具对工作台4上的工件加工时带动工件和工作台4一同发生位置偏移，从而提升了数控铣床的加工精度。
50.该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。