CN103240644A - 具光学尺的五轴加工机 - Google Patents

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林振成
赖源琮
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Abstract

本发明涉及一种具光学尺的五轴加工机，包括底座、立柱单元、鞍座单元、工作台单元和主轴头单元。其中，立柱单元包括固定于底座上的立柱，在立柱顶面平行设置有两条X轴线性滑轨，并在一条所述滑轨旁平行设有一X轴光学尺。鞍座单元包括Y/Z鞍座和X/Y鞍座，其中，Y/Z鞍座前端设有Z轴滑块，底部平行设置有两条Y轴滑轨，并在一条所述滑轨旁平行设有一Y轴光学尺。主轴头单元包括直截式主轴头，在该主轴头的后侧平行设置有两条Z轴线性滑轨，并在一条上述滑轨旁平行设置有一Z轴光学尺。本发明结构合理，操控简单，通过使用高精度的光学尺，不仅能大幅提高整个加工机的定位精度，而且还能进一步提升加工工作效率和产品品质。

Description

具光学尺的五轴加工机
技术领域
本发明涉及一种加工机械，尤其是一种具有较高定位精度的五轴加工机，具体地说是一种具光学尺的五轴加工机。
背景技术
目前，市场上普遍使用的五轴加工机，不仅主轴头能够沿X/Y/Z轴移动，而且还辅以可沿Z轴旋转和沿Y轴摆动的工作台，从而达到实现五轴加工功能。但是，随着加工零件精度和难度的不断增大，对加工机的定位精度的要求也日益提高，目前使用的普通加工机已显得力不从心。光学尺（或称光学尺位移传感器）作为一种高精度的测量工具，被广泛的应用于直线位移或角度位移的检测，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。如果能将光学尺和加工机所具备的优点相结合，就能彻底解决现有加工机所存在的在加工时的精度不高问题，也能进一步提升工作效率和产品加工品质。
发明内容
本发明目的是解决现有技术的不足，而提供一种加工精度高、并在现有五轴加工机基础上进行改进的技术方案。
本发明的技术方案是：一种具光学尺的五轴加工机，包括底座、立柱单元、鞍座单元、工作台单元和主轴头单元。其中，立柱单元包括固定于底座上的立柱，在立柱顶面上平行设置有两条X轴线性滑轨，并在一条所述滑轨旁平行设有一X轴光学尺。鞍座单元包括Y/Z鞍座和X/Y鞍座，其中，Y/Z鞍座前端设有Z轴滑块，底部平行设置有两条Y轴滑轨，并在一条所述滑轨旁平行设有一Y轴光学尺。X/Y鞍座的底部和顶部分别设有X轴滑块和Y轴滑块，并通过上述滑块，分别与立柱上的X轴滑轨和Y/Z鞍座上的Y轴滑轨相配合。主轴头单元包括直截式主轴头。在该主轴头的后侧平行设置有两条Z轴线性滑轨，并在一条上述滑轨旁平行设置有一Z轴光学尺。该主轴头上的Z轴滑轨与上述Y/Z鞍座上的Z轴滑块相配合。工作台单元包括一定工作台和一旋转工作台。定工作台固设于底座上的一侧，旋转工作台嵌装在立柱前端相对于定工作台的另一侧。
所述X轴光学尺通过螺丝安装在已固接于立柱上的支架上。
所述Y轴通过安装压块和螺丝安装在已固接于鞍座上的Y轴光学尺支架上。
所述Z轴光学尺通过安装压块和螺丝安装在已固接于主轴头上的Z轴光学尺支架上。
本发明的有益效果：本发明结构合理，操控简单，不仅通过使用高精度的光学尺，能大幅提高整个加工机的定位精度，而且还能进一步提升加工工作效率和产品品质。 
附图说明
图1是本发明整机示意图。
图2是立柱单元示意图。
图3是X轴光学尺安装示意图。
图4是Y/Z鞍座示意图。
图5是Y轴光学尺安装示意图。
图6是X/Y鞍座示意图。
图7是主轴头单元示意图。
图8是Z轴光学尺安装示意图。
图9是工作台单元示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括：底座1、立柱单元2、鞍座单元3、工作台单元4和主轴头单元5。底座1在整个机床结构中起基础支撑作用。图中的X、Y和Z轴的方向分别为机床正视时，左右、前后和上下的方向。
如图2和3所示，立柱单元2包括固定于底座上的立柱2-1，在其顶面上平行设置有两条X轴线性滑轨2-2。在其中一条滑轨旁用螺丝平行地固装一X轴光学尺支架2-4-1，并用螺丝将X轴光学尺2-4安装在该支架上。
如图4、5和6所示，鞍座单元3包括Y/Z鞍座3-1和X/Y鞍座3-5。其中，Y/Z鞍座3-1前端设有Z轴滑块3-3，底部平行设置有两条Y轴滑轨3-2。在其中一条滑轨旁用螺丝平行的固装一Y轴光学尺支架3-4-1，并通过压块3-4-2和螺丝将Y轴光学尺3-4安装在该支架上。X/Y鞍座3-5的底部和顶部分别设有X轴滑块3-7和Y轴滑块3-6，并通过上述滑块，分别与立柱2-1上的X轴滑轨2-2和Y/Z鞍座3-1上的Y轴滑轨3-2相配合，使X/Y鞍座3-5与立柱2-1之间可作X轴方向的移动，与Y/Z鞍座3-1之间可作Y轴方向的移动。
如图7和8所示，主轴头单元5包括直截式主轴头5-1。在该主轴头5-1的后侧平行设置有两条Z轴线性滑轨5-2。在其中一条滑轨旁用螺丝平行固装一Z轴光学尺支架5-3-1，并通过压块5-3-2和螺丝将一Z轴光学尺5-3安装在该支架上。上述Z轴滑轨5-2与Y/Z鞍座3-1上的Z轴滑块3-3相配合，使主轴头5-1与Y/Z鞍座3-1之间可作Z轴方向的移动。
如图9，工作台单元4包括一定工作台4-1和一旋转工作台4-2。该定工作台4-1固设于底座1的一侧。旋转工作台4-2嵌装在立柱2-1前端相对定工作台4-1的另一侧，可以沿Z轴旋转并可沿Y轴作左右摆动。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种具光学尺的五轴加工机，包括底座（1）、立柱单元（2）、鞍座单元（3）、工作台单元（4）和主轴头单元（5），其特征是：
立柱单元（2）包括固定于底座（1）上的立柱（2-1），在立柱（2-1）顶面上平行设置有两条X轴线性滑轨（2-2），并在一条所述滑轨旁平行设有一X轴光学尺（2-3）；
鞍座单元（3）包括Y/Z鞍座（3-1）和X/Y鞍座（3-5），其中，Y/Z鞍座（3-1）前端设有Z轴滑块（3-3），底部平行设置有两条Y轴滑轨（3-2），并在一条所述滑轨旁平行设有一Y轴光学尺（3-4）；X/Y鞍座（3-5）的底部和顶部分别设有X轴滑块（3-7）和Y轴滑块（3-6），并通过上述滑块，分别与立柱（2-1）上的X轴滑轨（2-2）和Y/Z鞍座（3-1）上的Y轴滑轨（3-2）相配合；
主轴头单元（5）包括直截式主轴头（5-1），在该主轴头的后侧平行设置有两条Z轴线性滑轨（5-2），并在一条所述滑轨旁平行设置有一Z轴光学尺（5-3）；该Z轴滑轨（5-2）与上述Y/Z鞍座（3-1）上的Z轴滑块（3-3）相配合；
工作台单元（4）包括一定工作台（4-1）和一旋转工作台（4-2），定工作台（4-1）固设于底座（1）上的一侧，旋转工作台（4-2）嵌装在立柱（2-1）前端相对于定工作台（4-1）的另一侧。
2.根据权利要求1所述的具光学尺的五轴加工机，其特征是所述X轴光学尺（2-3）通过螺丝安装在已固接于立柱上的X轴光学尺支架（2-3-1）上。
3.根据权利要求1所述的具光学尺的五轴加工机，其特征是所述Y轴光学尺（3-4）通过安装压块（3-4-2）和螺丝安装在已固接于鞍座上的Y轴光学尺支架（3-4-1）上。
4.根据权利要求1所述的具光学尺的五轴加工机，其特征是所述Z轴光学尺（5-3）通过安装压块（5-3-2）和螺丝安装在已固接于主轴头上的Z轴光学尺支架（5-3-1）上。
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