CN101491843A - 三维多轴联动数控雕铣机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三维多轴联动数控雕铣机，它特别适用于对大型非金属制品切削、雕铣加工。它包括：机座、机身、工作台、工作梁、Z轴向体、Z轴向体支座以及用于控制机床工作的数控单元，工作梁与机身之间通过Y轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Y轴移动，Z轴向体支座与工作梁之间通过X轴向导轨连接并在驱动装置驱动下带动Z轴向体沿X轴移动，Z轴向体与Z轴向支座之间通过Z轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Z轴移动；将机身设计为框架结构，在机身两条纵向梁上各设置有一条Y轴向导轨，工作梁通过梁支座与机座纵向梁形成导轨连接；在Z轴向体上设置有A轴，A轴在驱动装置的驱动下能水平圆周旋转；在A轴上设置有C轴，C轴在驱动装置的驱动下能作垂直圆周旋转。在数控单元对各个驱动装置的控制下，能实施对大件制品三维五轴的雕铣加工，机床的加工水平更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维多轴联动数控雕铣机，尤其是一种用于大型塑料、泡沫、木质等非金属制品切削、雕铣成型的三维多轴联动数控雕铣机。
技术背景
中国专利CN 2894903Y公开了名称为“数控雕铣床”实用新型专利，这是一种主要用于模具制造过程中雕、铣精加工工序的机械加工设备，它“包括床身、工作台、左右立柱、横梁、连接板、滑板以及数控单元，工作台在床身上，左右立柱分别设在床身的两侧，沿Y轴移动的横梁设在走右立柱上并通过驱动装置进行驱动，沿X轴移动的连接板设在横梁上，沿Z轴给进的滑板设在连接板上，数控单元与各部件分别连接。”该实用新型采用龙门立式结构，可以加工较大工件；床身与工作台一体，结构刚性好。当今社会，日常生活中的非金属制品越来越多，非金属制品的应用也越来越广泛，如模压成形的工程塑料浴缸、吸塑成型的大型玩具汽车外壳、新型的汽车顶盖内衬、一些有艺术特色的塑料吊顶等制品，对这些大件制品进行精加工，包括对其形状各异的上平面立体图案、周边曲线、斜面孔位甚至周边下方所需形状进行铣削雕刻加工，需要有加工空间大、自动化程度高的加工设备。显然上述“数控雕铣床”不能满足这方面的需求。
发明内容
本发明的目的是要解决现有的数控雕铣技术不能对形体大形状复杂制品进行精加工的技术难题，提供一种能对形体大形状复杂制品进行雕铣加工的三维多轴数控雕铣设备。
为实现上述目的，本发明提出如下两个技术发案：
技术方案一，一种三维多轴联动数控雕铣机，包括：机座、机身、工作台、工作梁、Z轴向体、Z轴向体支座以及用于控制机床工作的数控单元，工作梁与机身之间通过Y轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Y轴移动，Z轴向体支座与工作梁之间通过X轴向导轨连接并在驱动装置驱动下带动Z轴向体沿X轴移动，Z轴向体与Z轴向支座之间通过Z轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Z轴移动；将机身设计为框架结构，在机身两条纵向梁上各设置有一条Y轴向导轨，工作梁通过梁支座与机座纵向梁形成导轨连接。
技术方案二，一种三维多轴联动数控雕铣机，包括：机座、机身、工作台、工作梁、Z轴向体、Z轴向体支座以及用于控制机床工作的数控单元，工作梁与机身之间通过Y轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Y轴移动，Z轴向体支座与工作梁之间通过X轴向导轨连接并在驱动装置驱动下带动Z轴向体沿X轴移动，Z轴向体与Z轴向支座之间通过Z轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Z轴移动；将机身设计为框架结构，在机身两条纵向梁上各设置有一条Y轴向导轨，工作梁通过梁支座与机座纵向梁形成导轨连接；在Z轴向体上设置有A轴，A轴在驱动装置的驱动下能水平圆周旋转；在A轴上设置有C轴，C轴在驱动装置的驱动下能作垂直圆周旋转。
上述的两个技术方案，由于机身采用了框架结构，工作梁通过梁支座与机身纵向梁形成导轨连接，再加上数控单元对各个驱动装置的控制，所以本发明的加工空间变大，能实施对大件制品在数控状态下的雕铣加工。此外，方案二在Z轴向体上设置有A轴，在A轴上设置有C轴，在数控单元对各个驱动装置的控制下，能够在三维空间五轴向实施对大件制品的雕铣加工，实现对那些形状各异的上平面立体图案、周边曲线、斜面孔位甚至周边下方所需形状进行铣7削雕刻加工，机床的加工水平更高。
附图说明
图1是本发明实施例一三维立体结构示意图；
图2是本发明实施例一正视结构示意图；
图3是本发明实施例一左视结构示意图；
图4是本发明实施例一Z轴向体机构结构示意图；
图5是本发明实施例二三维立体结构示意图；
图6是本发明实施例二Z轴向体机构结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图介绍本发明的实施例。
实施例一
如图1--4所示本发明的三维多轴联动数控雕铣机，它是一种三维三轴联动数控雕铣机，它包括：机座1、机身2、工作台3、工作梁4、Z轴向体5、Z轴向体支座6以及用于控制机床工作的数控单元。它的具体构造是这样的：
(一)机身2为框架结构，它由四条立柱与左右两条纵向梁、前后两条横向梁构成，在机身2两条纵向梁上个安装有一条Y轴向直线导轨7，在机身一侧或两侧Y轴向导轨7上设置有驱动装置y，该驱动装置y包括：滚珠螺杆y8、设置在Y轴向导轨7两端用于支撑滚珠螺杆8的两个螺杆支座9、以及与滚珠螺杆8匹配的伺服电机y10；工作梁4通过梁支座11架于机身2纵向梁上，并与机身2纵向梁形成导轨连接，在工作梁4的两个梁支座11上各设置有螺母12螺母12与滚珠螺杆8配合。
(二)在工作梁4上设置有两条X轴向导轨13，该两条X轴向导轨13呈阶梯状设置；还设置有驱动装置x，该驱动装置x包括：滚珠螺杆x14、设置在工作梁4两端置于两条X轴向导轨13之间用于支撑滚珠螺杆x14的两个螺杆支座15、以及与滚珠螺杆x14匹配的伺服电机x16；Z轴向体5通过Z轴向支座6支撑在工作梁4上，并与工作梁4形成导轨连接，在Z轴向支座6上设置有螺母17，螺母17与滚珠螺杆x14配合。
(三)在Z轴向支座6上设置有2条Z轴向直线导轨18，还设置有驱动装置z，该驱动装置z包括：滚珠螺杆z19、设置在Z轴向支座6上用于支撑滚珠螺杆z19的螺杆支座20以及与滚珠螺杆z19匹配的伺服电机z21；在Z轴向体5上设置有螺母22，螺母22与滚珠螺杆z19配合。
上述本发明的三维三轴联动数控雕铣机，驱动机床有关部件动作的三个驱动装置包括驱动装置x、驱动装置y、驱动装置z，都由数控单元控制，在此不再鏖述。
上述本发明的三维三轴联动数控雕铣机，在Z轴向体5上可设置一刀具装置，该刀具装置包括：主轴23、高速直流电机24、铣头支座25、切削刀具26。
实施例二
如图5--6所示本发明的三维多轴联动数控雕铣机，它是一种三维五轴联动数控雕铣机，它是在三维三轴联动数控雕洗机的基础上，去掉Z轴向体5上设置的刀具装置，并在Z轴向体5上设置有一可水平圆周旋转的A轴，在A轴上设置有一可垂直圆周旋转的C轴，刀具装置设置在C轴上。它包括：机座1、机身2、工作台3、工作梁4、Z轴向体5、Z轴向体支座6以及用于控制机床工作的数控单元。它的具体构造是这样的：
(一)机身2为框架结构，它由四条立柱与左右两条纵向梁、前后两条横向梁构成，在机身2两条纵向梁上个安装有一条Y轴向直线导轨7，在机身一侧或两侧Y轴向导轨7上设置有驱动装置y，该驱动装置y包括：滚珠螺杆y8、设置在Y轴向导轨7两端用于支撑滚珠螺杆8的两个螺杆支座9、以及与滚珠螺杆8匹配的伺服电机y10；工作梁4通过梁支座11架于机身2纵向梁上，并与机身2纵向梁形成导轨连接，在工作梁4的两个梁支座11上各设置有螺母12螺母12与滚珠螺杆8配合。
(二)在工作梁4上设置有两条X轴向导轨13，该两条X轴向导轨13呈阶梯状设置；还设置有驱动装置x，该驱动装置x包括：滚珠螺杆x14、设置在工作梁4两端置于两条X轴向导轨13之间用于支撑滚珠螺杆x14的两个螺杆支座15、以及与滚珠螺杆x14匹配的伺服电机x16；Z轴向体5通过Z轴向支座6支撑在工作梁4上，并与工作梁4形成导轨连接，在Z轴向支座6上设置有螺母17，螺母17与滚珠螺杆x14配合。
(三)在Z轴向支座6上设置有2条Z轴向直线导轨18，还设置有驱动装置z，该驱动装置z包括：滚珠螺杆z19、设置在Z轴向支座6上用于支撑滚珠螺杆z19的螺杆支座20以及与滚珠螺杆z19匹配的伺服电机z21；在Z轴向体5上设置有螺母22，螺母22与滚珠螺杆z19配合。
(四)在Z轴向体5上设置有一可水平圆周旋转的A轴27，还设置有驱动装置a，该区动装置a包括：旋转方向控制伺服电机a28，与A轴27及伺服电机a28相匹配的精密齿轮减速箱a29。
(五)在A轴27上设置有一可垂直圆周旋转的C轴30，还设置有驱动装置c，该驱动装置c包括：旋转方向控制伺服电机c31，与C轴30及伺服电机c31相匹配的精密齿轮减速箱c32。
上述本发明的三维五轴联动数控雕铣机，驱动机床有关部件动作的五个驱动装置包括驱动装置x、驱动装置y、驱动装置z、驱动装置a、驱动装置c，都由数控单元控制，在此不再鏖述。
上述本发明的三维五轴联动数控雕铣机，在C轴30上可设置一刀具装置，该刀具装置包括：铣头支座33、高速铣头(含高速直流电机)34、切削刀具35。
如上所述本发明实施例一、实施例二，机座1与工作台3可设置为一体。
如上所述本发明实施例一、实施例二，在工作梁上设置两条X轴向导轨13主要是用以增加Z轴向体5沿工作梁4X轴向移动的精确度，在机床技术指标许可的前提下，可在工作梁4上可以只单独设置一条X轴向导轨13。
如上所述本发明实施例一、实施例二，Z轴向体支座6上设置两条Z轴向导轨18主要是用以增加Z轴向体5沿向体支座6做Z轴向移动的精确度，在机床技术指标许可的前提下，可在上Z轴向体支座6可以只单独设置一条Z轴向导轨18。
本发明除了用于大型塑料、泡沫、木质等非金属制品的切削、雕铣加工外，还可以用于对大型铝等软质金属制品的切削、雕铣加工。
Claims (7)
1、一种三维多轴联动数控雕铣机，包括：机座、机身、工作台、工作梁、Z轴向体、Z轴向体支座以及用于控制机床工作的数控单元，工作梁与机身之间通过Y轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Y轴移动，Z轴向体支座与工作梁之间通过X轴向导轨连接并在驱动装置驱动下带动Z轴向体沿X轴移动，Z轴向体与Z轴向支座之间通过Z轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Z轴移动；其特征在于：将机身设计为框架结构，在机身两条纵向梁上各设置有一条Y轴向导轨，工作梁通过梁支座与机座纵向梁形成导轨连接。
2、根据权力要求1所述的三维多轴联动数控雕铣机，其特征在于：在工作梁上设置有两条X轴向导轨，该两条X轴向导轨呈阶梯状设置。
3、一种三维多轴联动数控雕铣机，包括：机座、机身、工作台、工作梁、Z轴向体、Z轴向体支座以及用于控制机床工作的数控单元，工作梁与机身之间通过Y轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Y轴移动，Z轴向体支座与工作梁之间通过X轴向导轨连接并在驱动装置驱动下带动Z轴向体沿X轴移动，Z轴向体与Z轴向支座之间通过Z轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Z轴移动；其特征在于：将机身设计为框架结构，在机身两条纵向梁上各设置有一条Y轴向导轨，工作梁通过梁支座与机座纵向梁形成导轨连接；在Z轴向体上设置有A轴，A轴在驱动装置的驱动下能水平圆周旋转；在A轴上设置有C轴，C轴在驱动装置的驱动下能作垂直圆周旋转。
4、根据权力要求3所述的三维多轴联动数控雕铣机，其特征在于：驱动A轴作水平圆周旋转的驱动装置由设置在A轴上的旋转方向控制伺服电机a及精密齿轮减速箱a构成。
5、根据权力要求3或4所述的三维多轴联动数控雕铣机，其特征在于：驱动C轴作圆垂直周旋转的驱动装置由设置在C轴上的精密蜗轮减速箱c旋转方向控制伺服电机c。
6、根据权力要求4所述的三维多轴联动数控雕铣机，其特征在于：在工作梁上设置有两条X轴向导轨，该两条X轴向导轨呈阶梯状设置。
7、根据权力要求5所述的三维多轴联动数控雕铣机，其特征在于：在工作梁上设置有两条X轴向导轨，该两条X轴向导轨呈阶梯状设置。
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