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CN111496554A - 一种摆头式五轴联动加工中心 - Google Patents

一种摆头式五轴联动加工中心 Download PDF

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CN111496554A
CN111496554A CN201910093986.4A CN201910093986A CN111496554A CN 111496554 A CN111496554 A CN 111496554A CN 201910093986 A CN201910093986 A CN 201910093986A CN 111496554 A CN111496554 A CN 111496554A
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CN
China
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saddle
axis
spindle
base
machining center
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孙涛
叶晨晟
王夫春
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Shanghai Oubo Automatic Control Technology Equipment Co ltd
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Shanghai Oubo Automatic Control Technology Equipment Co ltd
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种摆头式五轴联动加工中心，包括横梁、鞍座、立柱和底座，所述鞍座安装于所述横梁上，所述横梁底部的两端分别与所述立柱一体连接，所述底座固定安装于两个立柱之间；所述横梁上设置有驱动机构，所述第一驱动机构驱动所述鞍座沿水平方向移动且该移动方向为X轴，所述鞍座上安装有滑动座，所述鞍座上还安装有第二驱动机构，所述第二驱动机构驱动所述滑动座沿垂直方向移动且该移动方向为Z轴。本发明可实现五轴联动加工，加工方式十分灵活，并且可以令主轴相对工件转过一个角度，使得球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，来提高表面的加工质量，非常适合高精度的曲面加工。

Description

一种摆头式五轴联动加工中心
技术领域
本发明涉及数控机床领域，具体涉及一种摆头式五轴联动加工中心。
背景技术
随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。五轴联动是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。现有的五轴联动加工中心在对大型工件加工时，在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，其加工精度、工作效率、加工质量都有待提升。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种摆头式五轴联动加工中心，可实现五轴联动加工，可以令主轴相对工件转过一个角度，使得球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，来提高表面的加工质量，非常适合高精度的曲面加工。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种摆头式五轴联动加工中心，包括横梁、鞍座、立柱和底座，所述鞍座安装于所述横梁上，所述横梁底部的两端分别与所述立柱一体连接，所述底座固定安装于两个立柱之间；
所述横梁上设置有第一驱动机构，所述第一驱动机构驱动所述鞍座沿水平方向移动且该移动方向为X轴，所述鞍座上安装有滑动座，所述鞍座上还安装有第二驱动机构，所述第二驱动机构驱动所述滑动座沿垂直方向移动且该移动方向为Z轴，所述底座上端的两侧安装有线轨台，所述线轨台的上端安装有移动座，所述底座上端还安装有移动座驱动装置，所述移动座驱动装置驱动所述移动座沿线轨台的方向移动且该移动方向为Y轴；
所述滑动座上设有回转基座，所述回转基座上连接有主轴箱，所述主轴箱绕Y轴在回转基座上旋转，所述移动座上设置有回转工作台，所述回转工作台绕Z轴旋转；
其中一个所述立柱的一侧连接有刀库，另一个所述立柱的一侧连接有数控柜。
优选地，所述第一驱动机构包括第一电机、第一导轨和第一丝杆，所述鞍座与所述第一导轨滑动适配、且鞍座上设有与第一丝杠适配的滑块。
优选地，所述第二驱动机构包括第二电机、第二导轨和第二丝杆，所述滑动座与所述第二导轨滑动适配、且滑动座上设有与第二丝杆适配的滑块。
优选地，所述主轴箱包括箱体、主轴和主轴驱动装置，所述主轴驱动装置安装于箱体的上端，所述主轴安装于所述箱体的下端，所述主轴与所述主轴驱动装置连接。
优选地，所述主轴箱与回转基座之间连接的回转轴上设有圆光栅尺。
优选地，所述刀库为凸轮圆盘式刀库。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置第一驱动机构可驱动鞍座沿X轴移动，通过第二驱动机构可驱动滑动座沿Z轴移动，通过移动座驱动机构可驱动移动座沿Y轴移动，同时回转工作台可绕Z轴旋转，主轴箱可在回转基座上绕Y轴旋转，可实现五轴联动加工，加工方式十分灵活，加工效率、精度都很高；并且采用主轴回转和工作台回转相互配合的设计，可以令主轴相对工件转过一个角度，使得球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，来提高表面的加工质量，非常适合高精度的曲面加工。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明提供的一种摆头式五轴联动加工中心的结构示意图；
图2为本发明中的鞍座的结构示意图；
图3为本发明中的主轴箱回转时的状态示意图。
其中，附图标记具体说明如下：横梁1、鞍座2、立柱3、底座4、刀库5、数控柜6、第一驱动机构11、第二驱动机构21、滑动座22、回转基座23、主轴箱24、线轨台41、移动座42、移动座驱动装置43、回转工作台44、第一电机111、第一导轨112、第一丝杆113、第二电机211、第二导轨212、第二丝杆213、箱体241、主轴242、主轴驱动装置243。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易的了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书附图所示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明提供一种摆头式五轴联动加工中心，包括横梁1、鞍座2、立柱3和底座4，鞍座2安装于横梁1上，横梁1底部的两端分别与立柱3一体连接，底座4固定安装于两个立柱3之间；
横梁1上设置有第一驱动机构11，第一驱动机构11驱动鞍座2沿水平方向移动且该移动方向为X轴，鞍座2上安装有滑动座22，鞍座2上还安装有第二驱动机构21，第二驱动机构21驱动滑动座22沿垂直方向移动且该移动方向为Z轴，底座4上端的两侧安装有线轨台41，线轨台41的上端安装有移动座42，底座4上端还安装有移动座驱动装置43，移动座驱动装置43驱动移动座42沿线轨台41的方向移动且该移动方向为Y轴；
滑动座22上设有回转基座23，回转基座23上连接有主轴箱24，主轴箱24绕Y轴在回转基座23上旋转，移动座42上设置有回转工作台44，回转工作台44绕Z轴旋转；
其中一个立柱3的一侧连接有刀库5，另一个立柱3的一侧连接有数控柜6。
第一驱动机构11包括第一电机111、第一导轨112和第一丝杆113，鞍座2与第一导轨112滑动适配、且鞍座2上设有与第一丝杠适配的滑块。
第二驱动机构21包括第二电机211、第二导轨212和第二丝杆213，滑动座22与第二导轨212滑动适配、且滑动座22上设有与第二丝杆213适配的滑块。
主轴箱24包括箱体241、主轴242和主轴驱动装置243，主轴驱动装置243安装于箱体241的上端，主轴242安装于箱体241的下端，主轴242与主轴驱动装置243连接。其中，主轴箱24与回转基座23之间连接的回转轴上设有圆光栅尺，保证回转时的高精度。
作为优选方案，刀库5为凸轮圆盘式刀库。
具体实施时，通过设置第一驱动机构11可驱动鞍座2沿X轴移动，通过第二驱动机构21可驱动滑动座22沿Z轴移动，通过移动座驱动机构43可驱动移动座42沿Y轴移动，同时回转工作台44可绕Z轴旋转，主轴箱24可在回转基座上23绕Y轴旋转，可实现五轴联动加工，加工方式十分灵活，加工效率、精度都很高；并且采用主轴回转和工作台回转相互配合的设计，可以令主轴相对工件转过一个角度，使得球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，来提高表面的加工质量，非常适合高精度的曲面加工。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种摆头式五轴联动加工中心，其特征在于，包括横梁(1)、鞍座(2)、立柱(3)和底座(4)，所述鞍座(2)安装于所述横梁(1)上，所述横梁(1)底部的两端分别与所述立柱(3)一体连接，所述底座(4)固定安装于两个立柱(3)之间；
所述横梁(1)上设置有第一驱动机构(11)，所述第一驱动机构(11)驱动所述鞍座(2)沿水平方向移动且该移动方向为X轴，所述鞍座(2)上安装有滑动座(22)，所述鞍座(2)上还安装有第二驱动机构(21)，所述第二驱动机构(21)驱动所述滑动座(22)沿垂直方向移动且该移动方向为Z轴，所述底座(4)上端的两侧安装有线轨台(41)，所述线轨台(41)的上端安装有移动座(42)，所述底座(4)上端还安装有移动座驱动装置(43)，所述移动座驱动装置(43)驱动所述移动座(42)沿线轨台(41)的方向移动且该移动方向为Y轴；
所述滑动座(22)上设有回转基座(23)，所述回转基座(23)上连接有主轴箱(24)，所述主轴箱(24)绕Y轴在回转基座(23)上旋转，所述移动座(42)上设置有回转工作台(44)，所述回转工作台(44)绕Z轴旋转；
其中一个所述立柱(3)的一侧连接有刀库(5)，另一个所述立柱(3)的一侧连接有数控柜(6)。
2.根据权利要求1所述的一种摆头式五轴联动加工中心，其特征在于：所述第一驱动机构(11)包括第一电机(111)、第一导轨(112)和第一丝杆(113)，所述鞍座(2)与所述第一导轨(112)滑动适配、且鞍座(2)上设有与第一丝杠适配的滑块。
3.根据权利要求1所述的一种摆头式五轴联动加工中心，其特征在于：所述第二驱动机构(21)包括第二电机(211)、第二导轨(212)和第二丝杆(213)，所述滑动座(22)与所述第二导轨(212)滑动适配、且滑动座(22)上设有与第二丝杆(213)适配的滑块。
4.根据权利要求1所述的一种摆头式五轴联动加工中心，其特征在于：所述主轴箱(24)包括箱体(241)、主轴(242)和主轴驱动装置(243)，所述主轴驱动装置(243)安装于箱体(241)的上端，所述主轴(242)安装于所述箱体(241)的下端，所述主轴(242)与所述主轴驱动装置(243)连接。
5.根据权利要求4所述的一种摆头式五轴联动加工中心，其特征在于：所述主轴箱(24)与回转基座(23)之间连接的回转轴上设有圆光栅尺。
6.根据权利要求1所述的一种摆头式五轴联动加工中心，其特征在于：所述刀库(5)为凸轮圆盘式刀库。
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