CN100491064C - 并联转动五轴联动机床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现并联转动五轴联动机床。本发明结构是并联转动结构安装在工作台上，第一组传动机构电机、圆锥齿轮安装在工作台上，第二组传动机构电机、系杆安装在工作台上，系杆上安装的行星齿轮与圆锥齿轮啮合，行星齿轮上安装回转工作台，行星齿轮与回转工作台构成同一个构件。本发明解决了现有机床中存在的转动角度小、操作空间小、结构占用空间大，且机构偶合现象严重，不利于实时控制等缺陷。本发明具有机床转动角度大、操作空间大、结构占用空间小，消除了严重的机构偶合现象，有利于实时控制。而本发明结构简单、成本低，提高机床效率等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械装置，特别涉及一种实现并联转动五轴联动机床。
背景技术
多轴联动数控加工是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国际上把多轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。
在本发明之前，目前的多轴联动机床中，转动部分结构，大多采用工作台串联开链回转结构，或刀架串联开链回转结构，有结构刚性弱的缺点；为增强回转部件的刚性，也有采用并联结构，如申请号为：CN97116596.3的一种并联结构数控机床的并联机构。但目前的并联结构数控机床存在如下不足：其转动角度小、操作空间小、结构占用空间大，且机构偶合现象严重，不利于实时控制。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种工作空间大且刚度好，并且控制简便的并联转动五轴联动机床。
本发明的技术方案是：
并联转动五轴联动机床，床身2安装在地基1上，双向移动工作台3、立柱13安装在床身2上，主轴箱15与刀具14旋转连接，其主要技术特征在于并联转动结构安装在双向移动工作台3上，第一组传动机构电机4、第一圆锥齿轮6安装在双向移动工作台3上，第二组传动机构电机11、系杆8安装在双向移动工作台上，系杆8上安装行星齿轮7，行星齿轮7与第一圆锥齿轮6啮合，行星齿轮7上安装回转工作台12，行星齿轮7与回转工作台12构成同一个构件。
本发明优点和效果在于机床转动角度大、操作空间大、结构占用空间小，消除了严重的机构偶合现象，有利于实时控制。而本发明结构简单、成本低，提高机床效率。
附图说明
图1——本发明结构原理示意图。
图2——本发明运行示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，床身2安装在地基1上，双向移动工作台3安装在床身2上，并可沿X、Y轴方向移动，立柱13安装在床身2上，主轴箱15可以沿立柱13作Z轴方向的移动，主轴箱15驱动刀具14旋转；并联转动结构安装在双向移动工作台3上，其组成如下：第一组传动机构包括电机4、减速器5、圆锥齿轮6均安装在双向移动工作台3上，电机4通过减速器5驱动圆锥齿轮6旋转；第二组传动机构包括电机11、减速器10、圆锥齿轮9和系杆8均安装在双向移动工作台3上，电机11通过减速器10驱动系杆8旋转，系杆8上安装行星齿轮7，行星齿轮7和圆锥齿轮6、圆锥齿轮9相啮合，行星齿轮7上安装回转工作台12，且行星齿轮7和回转工作台12为同一个构件。增加减速器可在同样的电机输出功率下增加力矩。增加圆锥齿轮9可以增加机床的刚性。
动坐标系O1X1Y1Z1的建立如下：以圆锥齿轮6的轴线为Z1轴，圆锥齿轮7的回转轴线为X1轴，Z1轴和X1轴的交点为坐标原点O1，原点O1也是共轭球心C，用右手法则确定Y1轴。
并联转动机构的运动原理如下：当第二组传动机构的电机11不旋转时，系杆8静止，电机4通过减速器5驱动圆锥齿轮6旋转，圆锥齿轮6驱动圆锥齿轮7绕过共轭球心C的坐标X1轴旋转；当第一组传动机构的电机4不旋转时，电机11通过减速器10驱动系杆8旋转，系杆8驱动圆锥齿轮7做如下的运动，运动关系如图2所示，圆锥齿轮6不旋转，ω7，8为圆锥齿轮7相对于系杆8的运动，方向如图2所示，这时，圆锥齿轮7的运动ω7由两个运动合成，即绕过共轭球心C的X1轴的ω7，8和绕过共轭球心C的Z1轴的ω8，方向如图2所示，其中ω8＝ω7，8tan β2，所以回转工作台12的转动为两个运动合成，即绕过共轭球心C的X1轴的ω7，8和绕过共轭球心C的Z1轴的ω8；当电机4、电机11联动时，即第一组、第二组传动机构电机均工作时，回转工作台12的转动为绕过球心C的X1和Z1轴的空间复合转动。
当双向移动工作台3的X轴、Y轴的移动和主轴箱15的Z轴移动，配合并联转动部件X1和Z1轴的转动，机床实现五轴联动。
Claims (3)
1.并联转动五轴联动机床，床身(2)安装在地基(1)上，双向移动工作台(3)、立柱(13)安装在床身(2)上，主轴箱(15)与刀具(14)旋转连接，其特征在于并联转动结构安装在双向移动工作台(3)上，第一组传动机构电机(4)、第一圆锥齿轮(6)安装在双向移动工作台(3)上，第二组传动机构电机(11)、系杆(8)安装在双向移动工作台(3)上，系杆(8)上安装行星齿轮(7)，行星齿轮(7)与第一圆锥齿轮(6)啮合，行星齿轮(7)上安装回转工作台(12)，行星齿轮(7)与回转工作台(12)构成同一个构件。
2.根据权利要求1所述的并联转动五轴联动机床，其特征在于第二组传动机构中设置第二圆锥齿轮(9)，第二圆锥齿轮(9)与行星齿轮(7)啮合。
3.根据权利要求1或2所述的并联转动五轴联动机床，其特征在于第一组传动机构电机(4)通过第一减速器(5)与第一圆锥齿轮(6)旋转连接，第二组传动机构电机(11)通过第二减速器(10)与系杆(8)旋转连接。
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