CN101372081B - 龙门式混联五轴联动机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种龙门式混联五轴联动机床，包括由机床底座、立柱、横梁构成的龙门式机床架，其特征是机床底座上安装有可沿X轴移动的水平滑台，横梁上安装有可沿Y轴移动的垂直滑台，垂直滑台上通过可沿z轴移动和旋转的转动机构安装有刀架，刀架左边安装有左电机、左圆锥齿轮，左电机驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机和系杆，右电机驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星齿轮与左圆锥齿轮啮合。本发明结构紧凑合理，生产制造容易，使用操作方便，机床刀具转动角度大、工作空间大、结构占用空间小，便于实现大工件的五轴加工。

Description

龙门式混联五轴联动机床
技术领域
[0001] 本发明涉及一种机械装置，特别涉及一种大工件实现五轴加工的混联机床。
背景技术
[0002] 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o
[0003] 目前的多轴联动机床中，其刀具的转动部分结构，大多采用串联结构，有结构刚性 弱的缺点。
发明内容
[0004] 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，能实现 大工件五轴加工的混联机床。
[0005] 本发明的技术方案是：龙门式混联五轴联动机床，包括由机床底座、立柱、横梁构 成的龙门式机床架，其特征是机床底座上安装有可沿X轴移动的水平滑台，横梁上安装有 可沿Y轴移动的垂直滑台，垂直滑台上通过可沿Z轴移动和旋转的转动机构安装有刀架， 刀架左边安装有左电机、左圆锥齿轮，左电机驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机 和系杆，右电机驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星齿轮与左圆锥齿轮啮 合。
[0006] 所述的刀架的左、右两边还分别设有左、右减速器，左减速器设置在左电机与左圆 锥齿轮之间，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮，右减速器设置在右电机与系杆之 间，右电机通过右减速器驱动连接系杆。
[0007] 所述的刀架的右边还安装有右圆锥齿轮，右圆锥齿轮与行星齿轮啮合。 [0008] 本发明的运动原理如下：立柱3安装在机床底座1上，横梁6安装在立柱3上构 成龙门式机床架。水平滑台2安装在机床底座1上，并可产生X轴的水平移动，工件安装在 水平滑台2上。垂直滑台9安装在横梁6上，并可产生Y轴移动。转动机构8安装在垂直 滑台9上，并可产生Z轴移动；刀架7安装在转动机构8上，转动机构8带动刀架7可产生 绕Z轴360°旋转；左电机4安装在刀架7的左边，并驱动左圆锥齿轮10运动，左圆锥齿轮 10驱动行星齿轮15旋转，从而带动刀具16绕Zl轴旋转；右电机14安装在刀架7的右边， 并驱动系杆12绕Y轴摆动；系杆12带动行星齿轮15绕Y轴摆动和绕Zl轴转动，行星齿轮 15上安装刀具16，从而带动刀具16绕Y轴摆动和绕Z1轴转动。为增加电机的驱动力矩和 行星齿轮的支撑刚度，在刀架的左边设有左减速器，左减速器设置在左电机与左圆锥齿轮 之间，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮。在刀架的右边设有右减速器和右圆锥齿 轮，右减速器设置在右电机与系杆之间，右电机通过右减速器驱动连接系杆，右圆锥齿轮与 行星齿轮啮合。[0009] 本发明结构紧凑合理，生产制造容易，使用操作方便，机床刀具转动角度大、工作 空间大、结构占用空间小，便于实现大工件的五轴加工。
附图说明
[0010] 图1是本发明结构原理示意图；
[0011] 图中：1机床底座、2水平滑台、3立柱、4左电机、5左减速器、6横梁、7刀架、8转动 机构、9垂直滑台、10左圆锥齿轮、11右圆锥齿轮、12系杆、13右减速器、14右电机、15行星 齿轮、16刀具。
具体实施方式
[0012] 如图1所示，水平滑台2安装在机床底座1上，并可产生X轴的水平移动；工件安 装在水平滑台2上；立柱3安装在机床底座1上；横梁6安装在立柱3上；垂直滑台9安装
在横梁6上，并产生Y轴移动；转动机构8安装在垂直滑台9上，并产生Z轴移动；刀架7安 装在转动机构8上，转动机构8带动刀架7产生绕Z轴360°旋转；左电机4安装在刀架7 的左边，并驱动左圆锥齿轮10运动，左圆锥齿轮10驱动行星齿轮15旋转，从而带动刀具16 旋转；右电机14安装在刀架7的右边，并驱动系杆12摆动；系杆12带动行星齿轮15摆动 和转动，行星齿轮15上安装刀具16，从而带动刀具16摆动与转动。在刀架的左边增设左 减速器，左减速器设置在左电机与左圆锥齿轮之间，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥 齿轮。在刀架的右边增设右减速器和右圆锥齿轮，右减速器设置在右电机与系杆之间，右电 机通过右减速器驱动连接系杆，右圆锥齿轮与行星齿轮啮合。左减速器5可以增加左电机 4的驱动力矩，右减速器13可以增加右电机15的驱动力矩。右圆锥齿轮11可以增加行星 齿轮15的支撑刚度。
[0013] 坐标轴建立：行星齿轮15的轴线为Z工轴，左圆锥齿轮10的轴线为l轴，根据右手 法则确定Xi轴，在零时刻，坐标与坐标XYZ重合。

Claims (1)

  1. 一种龙门式混联五轴联动机床，包括由机床底座、立柱、横梁构成的龙门式机床架，机床底座上安装有可沿X轴移动的水平滑台，横梁上安装有可沿Y轴移动的垂直滑台，其特征是垂直滑台上通过可沿z轴移动和旋转的转动机构安装有刀架，刀架左边安装有左电机、左减速器、左圆锥齿轮，左电机通过左减速器驱动连接左圆锥齿轮，刀架右边安装有右电机、右减速器、右圆锥齿轮和系杆，右电机通过右减速器驱动连接系杆，系杆上安装连接行星齿轮和刀具，行星齿轮与左圆锥齿轮和右圆锥齿轮啮合。
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