CN107322712A - 一种用于五轴联动榫槽的加工中心 - Google Patents

一种用于五轴联动榫槽的加工中心 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于五轴联动榫槽的加工中心，包括X轴导轨、五轴联动机床、Z轴旋转器、A轴传动伺服电机和主轴电机安装板，所述五轴联动机床的顶端设置有X轴旋转器，所述X轴旋转器的下方设置有C轴旋转器，所述C轴旋转器的右侧设置有A轴旋转器，所述A轴旋转器的右侧设置有滑块固定架；在传统的机床上X、Y、Z三轴的基础上又增加了两个旋转轴，形成五轴联动，可以在三维立体的五个面进行加工，只需要将工件一次装夹，就可以通过刀具对工件进行加工，即可从原料到成品一步到位，由于是一次装夹，所以对操作者的技术要求降低，采用的悬挂式设计便于榫槽取出，显著地提高了产品质量、效率、节省了人力物力。

Description

一种用于五轴联动榫槽的加工中心
技术领域
本发明属于数控机床技术领域，具体涉及一种用于五轴联动榫槽的加工中心。
背景技术
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，五轴联动机床有立式、卧式和摇篮式二轴NC工作台，NC工作台NC分度头，NC工作台九十度B轴，NC工作台四十五度B轴，NC工作台A轴，二轴NC主轴等类型,采用五轴联动机床加工模具可以很快的完成模具加工，交货快，更好的保证模具的加工质量，使模具加工变得更加容易，并且使模具修改变得容易。
原有的机床在对榫槽进行加工时，工件需要从不同角度分几次装甲，才能加工完成，产品不能一步到位，使用起来较为繁琐，因为要分多次上夹，每次装夹位置都不同，可能会导致榫槽加工程度参差不齐，对操作者有着较高的技术要求，因为榫槽工件体型较大，传统机床不便于操作人员进行上下料，会浪费一定的生产时间用于上下料，导致生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于五轴联动榫槽的加工中心，以解决上述背景技术中提出的原有的机床在对榫槽进行加工时，工件需要从不同角度分几次装甲，才能加工完成，产品不能一步到位，使用起来较为繁琐，因为要分多次上夹，每次装夹位置都不同，可能会导致榫槽加工程度参差不齐，对操作者有着较高的技术要求，因为榫槽工件体型较大，传统机床不便于操作人员进行上下料，会浪费一定的生产时间用于上下料，导致生产效率低。的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于五轴联动榫槽的加工中心，包括X轴导轨、五轴联动机床、Z轴旋转器、A轴传动伺服电机和主轴电机安装板，所述五轴联动机床的顶端设置有X轴旋转器，所述X轴旋转器的下方设置有C轴旋转器，所述C轴旋转器的右侧设置有A轴旋转器，所述A轴旋转器的右侧设置有滑块固定架，所述滑块固定架的右侧设置有Y轴旋转器，且滑块固定架的下方设置有支撑脚，所述X轴导轨安装在C轴旋转器的上方，且X轴导轨的右端设置有除尘罩，所述Z轴旋转器安装在支撑脚的顶端右侧，且Z轴旋转器的左侧设置有设置器，所述设置器的下方设置有底座，所述底座的左端上方设置有第二工件夹具，且底座的右端上方设置有第一工件夹具，所述A轴传动伺服电机安装在C轴旋转器的顶端右侧，且A轴传动伺服电机的左侧设置有C轴旋转座，所述C轴旋转座的右侧设置有减速机连接板，所述减速机连接板的右侧设置有调整板，所述调整板的右侧设置有主轴电机安装板，所述主轴电机安装板的右侧设置有第一主轴电机，所述第一主轴电机的右侧设置有第二主轴电机，所述X轴旋转器、Y轴旋转器、A轴旋转器、C轴旋转器、Z轴旋转器、设置器、A轴传动伺服电机、第一主轴电机和第二主轴电机均与外部电源电性连接。
优选的，所述支撑脚共设置有六个，且六个支撑脚均安装在五轴联动机床的底端。
优选的，所述X轴旋转器与五轴联动机床之间通过X轴导轨滑动连接。
优选的，所述第一工件夹具与底座之间通过螺栓固定连接。
优选的，所述除尘罩共设置有两个，且两个除尘罩分别安装在X轴导轨的左右两端。
优选的，所述X轴传动伺服电机安装在X轴旋转器的顶端左侧，且X轴传动伺服电机的下方设置有X轴减速机，所述X轴减速机的下方设置有传动小齿轮，所述传动小齿轮的下方设置有X轴横梁，所述X轴横梁的右侧设置有X轴滑块，且X轴横梁的下方设置有防尘罩，所述防尘罩的左侧设置有拖链。
优选的，所述Y轴传动伺服电机安装在Y轴旋转器的顶端，且Y轴传动伺服电机的下方设置有小齿轮，所述小齿轮的左侧设置有Y轴导轨防尘板，且小齿轮上设置有齿轮转轴，所述齿轮转轴的右侧设置有Y轴齿条，且齿轮转轴的右侧下方设置有Y轴滑块，所述Y轴滑块的右侧设置有Y轴导轨Y轴导轨，所述Y轴导轨Y轴导轨的右侧设置有Y轴侧壁。
优选的，所述Z轴伺服电机转轴安装在Z轴旋转器的顶端，且Z轴伺服电机转轴的下方设置有Z轴传动伺服电机，所述Z轴传动伺服电机的下方设置有Z轴滑块，所述Z轴滑块的下方设置有Z轴导轨。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构科学合理，使用安全方便，在传统的机床上X、Y、Z三轴的基础上又增加了两个旋转轴，形成五轴联动，可以在三维立体的五个面进行加工，只需要将工件一次装夹，就可以通过刀具对工件进行加工，即可从原料到成品一步到位，由于是一次装夹，所以对操作者的技术要求降低，采用的悬挂式设计便于榫槽取出，显著地提高了产品质量、效率、节省了人力物力，而且新型机床可代替很多木材加工机器，实现一机多用。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明的A轴旋转器和C轴旋转器结构示意图；
图4为本发明的X轴旋转器结构示意图；
图5为本发明的Y轴旋转器结构示意图；
图6为本发明的Z轴旋转器结构示意图；
图中：1-X轴旋转器、2-除尘罩、3-Y轴旋转器、4-滑块固定架、5-支撑脚、6-A轴旋转器、7-C轴旋转器、8-X轴导轨、9-五轴联动机床、10-Z轴旋转器、11-第一工件夹具、12-底座、13-第二工件夹具、14-设置器、15-A轴传动伺服电机、16-第一主轴电机、17-第二主轴电机、18-减速机连接板、19-调整板、20-主轴电机安装板、21-C轴旋转座、111-X轴滑块、112-X轴横梁、113-防尘罩、114-拖链、115-传动小齿轮、116-X轴减速机、117-X轴传动伺服电机、311-Y轴传动伺服电机、312-Y轴侧壁、313-Y轴齿条、314-Y轴导轨、315-Y轴滑块、316-齿轮转轴、317-小齿轮、318-Y轴导轨防尘板、1011-Z轴伺服电机转轴、1012-Z轴传动伺服电机、1013-Z轴滑块、1014-Z轴导轨。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种用于五轴联动榫槽的加工中心，包括X轴导轨8、五轴联动机床9、Z轴旋转器10、A轴传动伺服电机15和主轴电机安装板20，五轴联动机床9的顶端设置有X轴旋转器1，X轴旋转器1的下方设置有C轴旋转器7，C轴旋转器7的右侧设置有A轴旋转器6，A轴旋转器6的右侧设置有滑块固定架4，滑块固定架4的右侧设置有Y轴旋转器3，且滑块固定架4的下方设置有支撑脚5，X轴导轨8安装在C轴旋转器7的上方，且X轴导轨8的右端设置有除尘罩2，Z轴旋转器10安装在支撑脚5的顶端右侧，且Z轴旋转器10的左侧设置有设置器14，设置器14的下方设置有底座12，底座12的左端上方设置有第二工件夹具13，且底座12的右端上方设置有第一工件夹具11，A轴传动伺服电机15安装在C轴旋转器7的顶端右侧，且A轴传动伺服电机15的左侧设置有C轴旋转座21，C轴旋转座21的右侧设置有减速机连接板18，减速机连接板18的右侧设置有调整板19，调整板19的右侧设置有主轴电机安装板20，主轴电机安装板20的右侧设置有第一主轴电机16，第一主轴电机16的右侧设置有第二主轴电机17，X轴旋转器1、Y轴旋转器3、A轴旋转器6、C轴旋转器7、Z轴旋转器10、设置器14、A轴传动伺服电机15、第一主轴电机16和第二主轴电机17均与外部电源电性连接。
为了使得支撑脚5能更好的支撑五轴联动机床9，本实施例中，优选的，支撑脚5共设置有六个，且六个支撑脚5均安装在五轴联动机床9的底端。
为了使得X轴旋转器1与五轴联动机床9之间可以滑动，本实施例中，优选的，X轴旋转器1与五轴联动机床9之间通过X轴导轨8滑动连接。
为了使得第一工件夹具11与底座12之间更好的连接，本实施例中，优选的，第一工件夹具11与底座12之间通过螺栓固定连接。
为了使得除尘罩2可以保护X轴导轨8不受灰尘腐蚀，本实施例中，优选的，除尘罩2共设置有两个，且两个除尘罩2分别安装在X轴导轨8的左右两端。
为了使得X轴旋转器可以正常工作，本实施例中，优选的，X轴传动伺服电机117安装在X轴旋转器1的顶端左侧，且X轴传动伺服电机117的下方设置有X轴减速机116，X轴减速机116的下方设置有传动小齿轮115，传动小齿轮115的下方设置有X轴横梁112，X轴横梁112的右侧设置有X轴滑块111，且X轴横梁112的下方设置有防尘罩113，防尘罩113的左侧设置有拖链114。
为了使得Y轴旋转器可以正常工作，本实施例中，优选的，Y轴传动伺服电机311安装在Y轴旋转器3的顶端，且Y轴传动伺服电机311的下方设置有小齿轮317，小齿轮317的左侧设置有Y轴导轨防尘板318，且小齿轮317上设置有齿轮转轴316，齿轮转轴316的右侧设置有Y轴齿条313，且齿轮转轴316的右侧下方设置有Y轴滑块315，Y轴滑块315的右侧设置有Y轴导轨Y轴导轨314，Y轴导轨Y轴导轨314的右侧设置有Y轴侧壁312。
为了使得Z轴旋转器可以正常工作，本实施例中，优选的，Z轴伺服电机转轴1011安装在Z轴旋转器10的顶端，且Z轴伺服电机转轴1011的下方设置有Z轴传动伺服电机1012，Z轴传动伺服电机1012的下方设置有Z轴滑块1013，Z轴滑块1013的下方设置有Z轴导轨1014。
本发明中的A轴传动伺服电机15接收到一个脉冲，就会旋转一个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位。
本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，接通外部电源，通过设置器14调试程序设置刀具路径，对五轴联动机床9进行试运行，X轴旋转器1在-X轴导轨8上进行移动，Y轴旋转器3在Y轴上移动，Z轴旋转器10在Z轴上进行移动，确认刀具运行路径正确后关闭设置器14，将工件分别通过工件夹具11与第二工件夹具13进行固定，将工件进行多工位固定，打开五轴联动机床9开关，由C轴旋转座21内的A轴转动伺服电机15来带动第一主轴电机16和第二主轴电机17的运作刀具对工件进行加工，工作时X轴传动伺服电机117带动下方的X轴减速机116工作，X轴减速机116工作时带动下方的传动小齿轮115，X轴横梁112通过X轴导轨8和X轴滑块111滑动连接，传动小齿轮115在转动时，带动了刀具进行X轴方向的切削工作，工作时Y轴转动伺服电机311带动小齿轮317进行旋转，然后通过小齿轮317与固定的Y轴齿条313进行啮合使Y轴侧臂312滑动，滑动过程中通过Y轴导轨314和Y轴滑块315承受Y轴侧臂312上的载荷，将工件进行Y轴方向上的运输，工作时当Z轴传动伺服电机1012接到系统指令，根据指令在Z轴方向以一定速度运行，刀具既可完成Z轴方向的切削工作，加工完成后将工件取下，将待加工工件再次进行装夹即可继续加工，加工结束后关闭电源。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于五轴联动榫槽的加工中心，包括X轴导轨(8)、五轴联动机床(9)、Z轴旋转器(10)、A轴传动伺服电机(15)和主轴电机安装板(20)，其特征在于：所述五轴联动机床(9)的顶端设置有X轴旋转器(1)，所述X轴旋转器(1)的下方设置有C轴旋转器(7)，所述C轴旋转器(7)的右侧设置有A轴旋转器(6)，所述A轴旋转器(6)的右侧设置有滑块固定架(4)，所述滑块固定架(4)的右侧设置有Y轴旋转器(3)，且滑块固定架(4)的下方设置有支撑脚(5)，所述X轴导轨(8)安装在C轴旋转器(7)的上方，且X轴导轨(8)的右端设置有除尘罩(2)，所述Z轴旋转器(10)安装在支撑脚(5)的顶端右侧，且Z轴旋转器(10)的左侧设置有设置器(14)，所述设置器(14)的下方设置有底座(12)，所述底座(12)的左端上方设置有第二工件夹具(13)，且底座(12)的右端上方设置有第一工件夹具(11)，所述A轴传动伺服电机(15)安装在C轴旋转器(7)的顶端右侧，且A轴传动伺服电机(15)的左侧设置有C轴旋转座(21)，所述C轴旋转座(21)的右侧设置有减速机连接板(18)，所述减速机连接板(18)的右侧设置有调整板(19)，所述调整板(19)的右侧设置有主轴电机安装板(20)，所述主轴电机安装板(20)的右侧设置有第一主轴电机(16)，所述第一主轴电机(16)的右侧设置有第二主轴电机(17)，所述X轴旋转器(1)、Y轴旋转器(3)、A轴旋转器(6)、C轴旋转器(7)、Z轴旋转器(10)、设置器(14)、A轴传动伺服电机(15)、第一主轴电机(16)和第二主轴电机(17)均与外部电源电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于五轴联动榫槽的加工中心，其特征在于：所述支撑脚(5)共设置有六个，且六个支撑脚(5)均安装在五轴联动机床(9)的底端。
3.根据权利要求1所述的一种用于五轴联动榫槽的加工中心，其特征在于：所述X轴旋转器(1)与五轴联动机床(9)之间通过X轴导轨(8)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于五轴联动榫槽的加工中心，其特征在于：所述第一工件夹具(11)与底座(12)之间通过螺栓固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于五轴联动榫槽的加工中心，其特征在于：所述除尘罩(2)共设置有两个，且两个除尘罩(2)分别安装在X轴导轨(8)的左右两端。
6.根据权利要求1所述的一种用于五轴联动榫槽的加工中心，其特征在于：所述X轴传动伺服电机(117)安装在X轴旋转器(1)的顶端左侧，且X轴传动伺服电机(117)的下方设置有X轴减速机(116)，所述X轴减速机(116)的下方设置有传动小齿轮(115)，所述传动小齿轮(115)的下方设置有X轴横梁(112)，所述X轴横梁(112)的右侧设置有X轴滑块(111)，且X轴横梁(112)的下方设置有防尘罩(113)，所述防尘罩(113)的左侧设置有拖链(114)。
7.根据权利要求1所述的一种用于五轴联动榫槽的加工中心，其特征在于：所述Y轴传动伺服电机(311)安装在Y轴旋转器(3)的顶端，且Y轴传动伺服电机(311)的下方设置有小齿轮(317)，所述小齿轮(317)的左侧设置有Y轴导轨防尘板(318)，且小齿轮(317)上设置有齿轮转轴(316)，所述齿轮转轴(316)的右侧设置有Y轴齿条(313)，且齿轮转轴(316)的右侧下方设置有Y轴滑块(315)，所述Y轴滑块(315)的右侧设置有Y轴导轨Y轴导轨(314)，所述Y轴导轨Y轴导轨(314)的右侧设置有Y轴侧壁(312)。
8.根据权利要求1所述的一种用于五轴联动榫槽的加工中心，其特征在于：所述Z轴伺服电机转轴(1011)安装在Z轴旋转器(10)的顶端，且Z轴伺服电机转轴(1011)的下方设置有Z轴传动伺服电机(1012)，所述Z轴传动伺服电机(1012)的下方设置有Z轴滑块(1013)，所述Z轴滑块(1013)的下方设置有Z轴导轨(1014)。
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