CN108839138A - 一种双旋转操作头的操作臂 - Google Patents

Abstract

本发明的提供了一种双旋转操作头的操作臂包括：安装座、第一旋转部、第二旋转部、第一驱动部、第二驱动部、第一伸缩部、第二伸缩部；安装座可活动地设置在第一伸缩部；第一伸缩部可活动的设置在第二伸缩部；第一旋转部可转动地与安装座连接，第一驱动部固定设置在安装座上，第一驱动部驱动第一旋转部转动；第二旋转部可转动的与第一旋转部连接；第二驱动部固定设置在第一旋转部上，第二驱动部驱动第二旋转部转动；第二旋转部上设置有若干个输出端；输出端用于安装刀具。加工过程中在输出端预先安装刀具，所以在整个加工过程中，无需更换刀具，只需旋转第二旋转部便可更换刀具，有效节约了加工时间。

Description

一种双旋转操作头的操作臂

技术领域

本发明涉及机加工领域，由于涉及一种双旋转操作头的操作臂。

背景技术

由于数控加工中心具有效率高、加工能力较强等特点，在一定的范围内 对工件能够进行多种加工操作，因此数控加工中心越来越多地用于木材加工。

在木材数控加工领域，在保证加工速度的同时，需要对工件进行柔性化 加工，即对同一工件进行锯、铣、钻等多种加工操作。木工数控加工中心通 常安装有一到多套电主轴，大多数电主轴只有一个输出头，电主轴上安装有 刀具，并设置有刀具库，刀具库中存放着不同数量的各种刀具和检测工具， 在加工过程中由程序控制自动选用和更换。刀具库的设置增加了设备的投资， 同时刀具的更换也降低了机床的加工效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种双旋转操作头的操作臂，可以大幅缩短刀具更 换时间，提高工作效率，降低设备投资成本。

为解决上述问题，本发明的提供了一种双旋转操作头的操作臂，包括： 操作头、第一伸缩部、第二伸缩部；操作头可活动地设置在第一伸缩部，并 可以沿第一伸缩轴运动；第一伸缩部可活动的设置在第二伸缩部，并可以沿 第二伸缩轴运动；操作头包括：安装座、第一旋转部、第二旋转部、第一驱 动部、第二驱动部；第一旋转部包括第一旋转轴；第二旋转部包括第二旋转 轴；第一旋转部可转动地与安装座连接，第一旋转部绕第一旋转轴转动；第 一驱动部固定设置在安装座上，第一驱动部驱动第一旋转部转动；第二旋转 部可转动的与第一旋转部连接，第二旋转部绕第二旋转轴转动；第一旋转轴 与第二旋转轴不平行；第二驱动部固定设置在第一旋转部上，第二驱动部驱 动第二旋转部转动；第二旋转部上设置有若干个输出端；输出端用于安装刀 具。

进一步地，上述双旋转操作头中所述第一驱动部包括：第一动力装置和 第一输出端；所述第一旋转部还包括：第一输入端；所述第一动力装置驱动 所述第一输出端转动；所述第一输出端与所述第一输入端传动连接。

进一步地，上述双旋转操作头中所述第二驱动部包括：第二动力装置和 第二输出端；所述第二旋转部还包括：第二输入端；所述第二动力装置驱动 所述第二输出端转动；所述第二输出端与所述第二输入端传动连接；所述第 一旋转轴与所述第二旋转轴垂直。

进一步地，上述双旋转操作头中所述第一动力装置和所述第二动力装置 为伺服电机。

进一步地，上述双旋转操作头中所述第一输出端包括第一传动轴和第一 输出轴；所述第二输出端包括第二传动轴和第二输出轴；所述第一传动轴和 所述第二传动轴具有蜗杆；所述第一输出轴和所述第二输出轴具有涡轮；所 述第一传动轴的蜗杆与所述第一输出轴的涡轮啮合；所述第二传动轴的蜗杆 与所述第二输出轴的涡轮啮合。

进一步地，上述双旋转操作头中所述第一动力装置通过联轴器与所述第 一输出端连接；所述第二动力装置通过联轴器与所述第二输出端连接。

进一步地，上述双旋转操作头中所述第一旋转轴与所述第二旋转轴垂直。

进一步地，上述双旋转操作头中所述输出端设置有刀具。

进一步地，上述双旋转操作头中还包括：控制系统；所述控制系统控制 第一驱动部和所述第二驱动部。

通过设置第二旋转部以及位于第二旋转部上的输出端，在每个输出端上 安装刀具，通过第二驱动部旋转第二旋转部实现输出端的转动，便可更换加 工刀具。同时设置第一旋转部，并且通过第一驱动部驱动第二旋转部，使得 第一旋转部相对于第二旋转部相对转动，使得加工过程更为灵活。

由于加工过程中需要使用的刀具预先安装在输出端，所以在整个加工过 程中，无需更换刀具，只需要旋转第二旋转部便可更换刀具，有效节约了加 工时间。

附图说明

图1是根据本发明所示实施方式的结构示意图；

图2是根据本发明所示实施方式安装座、第一驱动部、第二驱动部装配 示意图；

图3是根据本发明安装座与第一驱动部装配示意图；

图4是根据本发明安装座与第一驱动部装配主视图；

图5是图4中A-A截图；

图6是图4中B-B截图；

图7是根据本发明第一安装部与第二旋转部装配示意图；

图8是根据本发明第一安装部与第二旋转部装配主视图；

图9是图7的左视图；

图10是图7的俯视图。

附图标记：

1：安装座；2：第一旋转部；21：第一输入端；22：第一旋转轴；3： 第二旋转部；31：第二输入端；32：第二旋转轴；33：输出端；4：第一驱 动部；41：第一动力装置；42：第一输出端；421：第一传动轴；422：第 一输出轴；5：第二驱动部；51：第二动力装置；52：第二输出端；521：第 二传动轴；522：第二输出轴；6：第一伸缩部；61：第一伸缩轴；7：第二 伸缩部；71：第二伸缩轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施 方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例 性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结 构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比 例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细 节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系 仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领 域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区 域/层。

下面结合图1至图10，对本发明所示实施例进行详细说明。

参考图1至图10，本发明所示实施例包括：操作头、第一伸缩部6、第 二伸缩部7；所述操作头可活动地设置在所述第一伸缩部6，并可以沿第一 伸缩轴61运动；所述第一伸缩部6可活动的设置在所述第二伸缩部7，并可 以沿第二伸缩轴71运动；其中操作头包括：安装座1、第一旋转部2、第二 旋转部3、第一驱动部4、第二驱动部5、第一伸缩部6、第二伸缩部7；第 一旋转部2包括第一旋转轴22；第二旋转部3包括第二旋转轴32；第一旋 转部2可转动地与安装座1连接，第一旋转部2绕第一旋转轴22转动；第 一驱动部4固定设置在安装座1上，第一驱动部4驱动第一旋转部2转动； 第二旋转部3可转动的与第一旋转部2连接，第二旋转部3绕第二旋转轴32 转动；第一旋转轴22与第二旋转轴32不平行；第二驱动部5固定设置在第 一旋转部2上，第二驱动部5驱动第二旋转部3转动；第二旋转部3上设置 有若干个输出端33，第二旋转部3的内部设置有电机，电机的主轴包括转轴、 定子、转子组成，转轴的两端通过支承轴承固定在轴壳内，转轴以过盈配合 方式安装在转子的内部，使得转子与转轴成为一体，定子内嵌于轴壳内，输 出端33以过盈配合的形式与电机的转子连接，从而形成一个整体；输出端 33用于安装刀具。在本实施例中，第一伸缩轴61与第二伸缩轴72垂直。

第一伸缩部6驱动操作头沿第一伸缩轴61运动，第二伸缩部7，从而使 得操作头运动至预定位置进行加工作业，并通过第一驱动部4驱动第一旋转 部2转动，以及第二驱动部5驱动第二旋转部3转动，由于第一旋转轴22 与第二旋转轴32不平行，所以可以获得多个自由度，通过旋转第二旋转部3 便可以完成刀具的切换，无需进行换刀操作，保证加工过程的连续性，有效 提高了生产效率，同时还可以在加工的时候旋转至预定角度，任意指定加工角度。

参考图2至图5，具体地，第一驱动部4包括：第一动力装置41和第 一输出端42；第一旋转部2还包括：第一输入端21；第一动力装置41驱动 第一输出端42转动；第一输出端42与第一输入端21传动连接，其中，第 一动力装置41为伺服电机，第一输出端42包括第一传动轴421和第一输出 轴422，第一传动轴421具有蜗杆，第一输出轴422具有涡轮，第一传动轴 421上的蜗杆与第一输出轴422上的涡轮啮合，实现传动连接。

参考图6至图9，具体地，第二驱动部5包括：第二动力装置51和第 二输出端52；第二旋转部3还包括：第二输入端31；第二动力装置51驱动 第二输出端52转动；第二输出端52与第二输入端31传动连接，其中，第 二动力装置51为伺服电机，第二输出端52包括第二传动轴521和第二输出 轴522；第二传动轴521具有蜗杆，第二输出轴522具有涡轮，第二传动轴 521上的蜗杆与第二输出轴522上的涡轮啮合，实现传动连接。

由于涡轮传动具有很大的减速比，第一动力装置41和第二动力装置51 的伺服电机的动力经过涡轮传动后，可以获得较小的转速，从而实现第一旋 转部2和第二旋转部3以合适的转速旋转，同时伺服电机可以通过正反转来 实现第一旋转部2和第二旋转部3以顺时针或者逆时针进行360°旋转。同时 第一动力装置41通过联轴器与第一输出端42连接；第二动力装置51通过 联轴器与第二输出端52连接，在本实施例中，采用膜片联轴器连接。在本 实施例中，第一旋转轴22与第二旋转轴32垂直，第二旋转部3上设置有4 个输出端33，且四个输出端33间隔90°设置，输出端33上设置有刀具，当 然输出端33的数量可以根据实际需要进行设置。

通过第一动力装置41驱动第一旋转部2，从而实现操作头灵活加工木质 工件，第二动力装置51驱动第二旋转部3转动，从而实现输出端33也跟随 转动，于是设置在输出端33上的刀具也会跟随转动，当需要更换刀具时， 旋转第二旋转部3即可，便可完成刀具的切换。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释 本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和 范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和 边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种双旋转操作头的操作臂，其特征在于，包括：

操作头、第一伸缩部、第二伸缩部；

所述操作头可活动地设置在所述第一伸缩部，并可以沿第一伸缩轴运动；

所述第一伸缩部可活动的设置在所述第二伸缩部，并可以沿第二伸缩轴运动；

所述操作头包括：

安装座、第一旋转部、第二旋转部、第一驱动部、第二驱动部；

所述第一旋转部包括第一旋转轴；

所述第二旋转部包括第二旋转轴；

所述第一旋转部可转动地与所述安装座连接，所述第一旋转部绕所述第一旋转轴转动；

所述第一驱动部固定设置在所述安装座上，所述第一驱动部驱动所述第一旋转部转动；

所述第二旋转部可转动的与所述第一旋转部连接，所述第二旋转部绕所述第二旋转轴转动；

所述第一旋转轴与所述第二旋转轴不平行；

所述第二驱动部固定设置在所述第一旋转部上，所述第二驱动部驱动所述第二旋转部转动；

所述第二旋转部上设置有若干个输出端；

所述输出端用于安装刀具。

2.根据权利要求1所述的双旋转操作头，其特征在于：

所述第一驱动部包括：第一动力装置和第一输出端；

所述第一旋转部还包括：第一输入端；

所述第一动力装置驱动所述第一输出端转动；

所述第一输出端与所述第一输入端传动连接。

3.根据权利要求2所述的双旋转操作头，其特征在于：

所述第二驱动部包括：第二动力装置和第二输出端；

所述第二旋转部还包括：第二输入端；

所述第二动力装置驱动所述第二输出端转动；

所述第二输出端与所述第二输入端传动连接；

所述第一旋转轴与所述第二旋转轴垂直。

4.根据权利要求3所述的双旋转操作头，其特征在于：

所述第一动力装置和所述第二动力装置为伺服电机。

5.根据权利要求3所述的双旋转操作头，其特征在于：

所述第一输出端包括第一传动轴和第一输出轴；

所述第二输出端包括第二传动轴和第二输出轴；

所述第一传动轴和所述第二传动轴具有蜗杆；

所述第一输出轴和所述第二输出轴具有涡轮；

所述第一传动轴的蜗杆与所述第一输出轴的涡轮啮合；

所述第二传动轴的蜗杆与所述第二输出轴的涡轮啮合。

6.根据权利要求3所述的双旋转操作头，其特征在于：

所述第一动力装置通过联轴器与所述第一输出端连接；

所述第二动力装置通过联轴器与所述第二输出端连接。

7.根据权利要求3所述的双旋转操作头，其特征在于：

所述第一旋转轴与所述第二旋转轴垂直。

8.根据权利要求1所述的双旋转操作头，其特征在于：

所述输出端设置有刀具。

9.根据权利要求1所述的双旋转操作头，其特征在于，还包括：

控制系统；

所述控制系统控制第一驱动部和所述第二驱动部。