CN109514332A - 一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置 - Google Patents

一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，涉及机械加工设备领域，包括：机床，机床上设有安装架和控制台，控制台位于安装架的一侧，安装架内设有空腔结构，空腔结构的上侧内壁设有第一安装槽，空腔结构的上侧内壁还设有两位置传感器，第一安装槽的两侧各设有一位置传感器，第一安装槽的内设有第一安装盘，第一安装盘上设有第一安装轴和第三安装轴，第一安装轴和第三安装轴之间设有第二安装轴，空腔结构内靠近控制台的一侧设有第二安装槽，第二安装槽内设有第五安装轴和第四安装轴，空腔结构内与第二安装槽相正对的内壁上设有移动槽，夹持装置与移动槽滑动地连接。具有定位加工精度高、操作简单的特点。

Description

一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置
技术领域
本发明涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及到一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置。
背景技术
五轴加工所采用的机床通常称为五轴机床或五轴加工中心。五轴加工常用于航天领域，加工具有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件和叶轮等。五轴机床可以不改变工件在机床上的位置而对工件的不同侧面进行加工，可大大提高棱柱形零件的加工效率，市面上五轴数控设备以及四轴数控设备的工作台基本上只能装夹一个工件，有的能装夹多个工件，但因其制造装配公差大，多工件不能实现同步的一致性，加工后多工件的品质参差不齐，不能被广泛的应用，所以设计一种加工精确度、适合大批量生产的五轴数控加工的模型高精度定位装置很重要。
申请号为CN201620894230.1的中国专利，公开了一种数控加工工作台，涉及五金机械加工领域。包括底座，底座的两相对端设有左固定架和右固定架，左固定架和右固定架之间连接有横截面为圆形的加工辊，加工辊一端与左固定架通过阻尼轴承转动连接，另一端与右固定架内的驱动装置传动连接，加工辊的表面上设有工件装夹槽，加工辊内部在位于工件装夹槽的两侧设有液压缸，液压缸的液压杆通过加工辊内的连接孔伸入工件装夹槽。
上述专利存在装置虽然可以进行加工，可加工工作台没有机械化输送机构，并且加工精度达不到精准的程度，并且不适用于大批量加工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，用于解决上述技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，包括：机床、安装架、位置传感器、第一安装盘、第一定位旋转器、第二定位旋转器、第三定位旋转器、第四定位旋转器、第一安装轴、第二安装轴、第三安装轴、第二安装盘、第五安装轴、第四安装轴、夹持装置、固定台、转动器、定位板、移动机构、控制台和电源模块；
所述机床的上端设有所述安装架，所述机床的上端还设有所述控制台，所述控制台位于所述安装架的一侧；
所述安装架的内部设有空腔结构，所述空腔结构的上侧内壁设有第一安装槽，所述空腔结构的上侧内壁上还设有两所述位置传感器，其中，所述第一安装槽的相对两侧各设有一所述位置传感器；
所述空腔结构的上侧内壁通过所述第一安装槽安装有所述第一安装盘，
所述第一安装盘上远离所述控制台的一侧通过所述第一定位旋转器连接所述第一安装轴，所述第一安装盘上靠近所述控制台的一侧通过所述第二定位旋转器连接所述第三安装轴，所述第一安装盘的下端设有所述第二安装轴，所述第二安装轴位于所述第一安装轴和所述第三安装轴之间；
所述空腔结构靠近所述控制台的一侧内壁上通过第二安装槽安装有所述第二安装盘，所述第二安装盘的上端通过所述第三定位旋转器连接所述第五安装轴，所述第二安装盘的下端通过所述第四定位旋转器连接所述第四安装轴，所述第四安装轴与所述第五安装轴相正对；
所述空腔结构上与所述第二安装槽相正对的内壁上设有移动槽，所述夹持装置滑动地安装在所述移动槽内，所述夹持装置的下侧设有所述固定台，所述固定台上设有所述转动器，所述固定台的下侧设有所述定位板，所述定位板的相正对的两侧各设有一所述移动机构；
所述机床的内部设有所述电源模块，所述电源模块分别与所述控制台、所述第一定位旋转器、所述第二定位旋转器、所述第三定位旋转器、所述第四定位旋转器、所述移动机构、所述夹持装置和所述位置传感器电连接；
所述控制台分别与所述第一定位旋转器、所述第二定位旋转器、所述第三定位旋转器、所述第四定位旋转器、所述移动机构、所述夹持装置和所述位置传感器信号连接。
作为优选，所述夹持装置包括夹持机构、万向旋转器、夹持手臂和手臂关节；
所述夹持机构滑动地安装在所述移动槽内，所述夹持机构的下端设有所述万向旋转器，所述万向旋转器上设有若干所述夹持手臂，每一所述夹持手臂上均设有一所述手臂关节。
作为进一步的优选，所述夹持手臂采用若干仿蜘蛛机器手臂。
作为进一步的优选，每一所述夹持手臂分别与每一所述手臂关节转动连接，每一所述夹持手臂分为两节。
作为优选，所述安装架焊接在所述机床的上端。
作为优选，所述位置传感器内嵌设置在所述空腔结构的上侧内壁，且所述位置传感器采用AMT传感器。
作为优选，所述定位板焊接在所述机床上。
作为优选，所述固定台焊接在所述机床上。
作为优选，所述移动机构滑动地设置在所述机床上。
作为优选，所述固定台的一侧设有驱动电机，所述驱动电机驱动所述转动器。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
(1)本发明采用五轴数控加工，定位加工精度高，并配合采用多个仿蜘蛛手臂进行多角度夹持。
(2)本发明操作简单，机械化自动输送，节省人力，适用性强适合大规模加工生产。
附图说明
图1是本发明五轴数控加工的模型高精度定位装置的正面结构示意图；
图2是本发明五轴数控加工的模型高精度定位装置的空腔结构内部的右视图；
图3是本发明五轴数控加工的模型高精度定位装置的空腔结构内部的俯视图；
图4是本发明五轴数控加工的模型高精度定位装置的电路结构原理框图。
图中：1、机床；2、安装架；3、位置传感器；4、第一安装槽；5、第一安装盘；6、第一定位旋转器；61、第二定位旋转器；62、第三定位旋转器；63、第四定位旋转器；7、第二安装槽；8、第二安装盘；9、控制台；10、电源模块；11、第一安装轴；12、第二安装轴；13、第三安装轴；14、第四安装轴；15、第五安装轴；16、移动机构；17、定位板；18、固定台；19、夹持装置；191、夹持机构；20、夹持手臂；21、移动槽；22、手臂关节；23、万向旋转器；24、转动器；25、空腔结构；26、第三安装槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例
如图1-4所示，本发明提供的一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，包括：机床1、安装架2、位置传感器3、第一安装盘5、第一定位旋转器6、第二定位旋转器61、第三定位旋转器62、第四定位旋转器63、第一安装轴11、第二安装轴12、第三安装轴13、第二安装盘8、第五安装轴15、第四安装轴14、夹持装置19、固定台18、转动器24、定位板17、移动机构16、控制台9、电源模块10。
进一步，作为一种较佳的实施方式，机床1的上端设有安装架2，机床1上还设有控制台9，控制台9位于安装架2的一侧。优选的，机床1呈长方体结构。
进一步，作为一种较佳的实施方式，安装架2的内部设有空腔结构25，空腔结构25的上侧内壁设有第一安装槽4，空腔结构25的上侧内壁上还设有两位置传感器3，其中，第一安装槽4的相对两侧各设有一位置传感器3。位置传感器3用来感应加工零件的位置信息。本实施例中，在空腔结构25的上侧内壁上还设有两传感器安装槽，两传感器安装槽用来安装位置传感器3。
进一步，作为一种较佳的实施方式，空腔结构25的上侧内壁通过所述第一安装槽4安装有所述第一安装盘5，第一安装盘5上远离控制台9的一侧通过第一定位旋转器6连接第一安装轴11，第一安装盘5上靠近控制台9的一侧通过第二定位旋转器61连接第三安装轴13，第一安装盘5的下端设有第二安装轴12，第二安装轴12位于第一安装轴11和第三安装轴13之间。如图1所示，第一安装盘5通过第一连接轴与第一安装槽4连接，第一定位旋转器6和第二定位旋转器61的结构相同，都能够起到定位旋转的作用。其中，第一定位旋转器6和第二定位旋转器61均是与第一安装盘5转动连接的，第一安装轴11焊接在第一定位旋转器6上的，第三安装轴13焊接在第二定位旋转器61上的。使用时，第一定位旋转器6控制第一安装轴11、第二定位旋转器61控制第三安装轴13分别与第二安装轴12相互配合使用，实现对加工零件多角度加工。第一安装轴11、第二安装轴12和第三安装轴13均竖向设置。
进一步，作为一种较佳的实施方式，空腔结构25靠近控制台9的一侧内壁上通过第二安装槽7安装有第二安装盘8，第二安装盘8的上端通过第三定位旋转器62连接第五安装轴15，第二安装盘8的下端通过第四定位旋转器63连接第四安装轴14，第四安装轴14与第五安装轴15相正对。如图1所示，第二安装盘8通过第二连接轴与第二安装槽7连接。第三定位旋转器62和第四定位旋转器63均是转动连接在第二安装盘8上的，且第四安装轴14焊接在第四定位旋转器63上，第五安装轴15焊接在第三定位旋转器62上。其中，第一定位旋转器6、第二定位旋转器61、第三定位旋转器62和第四定位旋转器63的结构相同。在第一定位旋转器6、第二定位旋转器61、第三定位旋转器62和第四定位旋转器63的内部各设有一安装旋转轴，四个安装旋转轴转动的角度相同。通过第一安装盘5和第二安装盘8的相互配合使用能够实现对加工零件的多角度加工。第四安装轴14向上倾斜设置，第五安装轴15向下倾斜设置。
进一步，作为一种较佳的实施方式，空腔结构25上与第二安装槽7相正对的内壁上设有移动槽21，夹持装置19滑动地安装在移动槽21内，夹持装置19的下侧设有固定台18，固定台18上设有转动器24，固定台18的下侧设有定位板17，定位板17的相正对的两侧各设有一移动机构16。如图1所示，在安装架2的前侧壁上设有加工零件进口(图中未示出)，加工零件进口与空腔结构25连通，在安装架2的后侧壁上设有加工零件出口(图中未示出)，加工零件出口连通空腔结构25。在机床1的上表面设有第三安装槽26，第三安装槽26与空腔结构25连通，第三安装槽26的横截面的形状与空腔结构25的横截面的形状相匹配，且第三安装槽26的前侧与加工零件进口连通，第三安装槽26的后侧与加工零件出口连通。其中，本实施例中的定位板17设置在第三安装槽26的内部下表面，在定位板17的前侧(相当于图2或图3中的左侧)和定位板17的后侧(相当于图2或图3中的右侧)各设有一移动机构。使用时，通过加工零件进口将加工零件放在移动机构上，移动机构带动加工零件由加工零件进口至加工零件出口的方向移动。如图2和图3所示，夹持装置19将加工零件夹持到转动器24上，转动器24转动改变加工零件的加工角度。定位板17与位置传感器4相互配合实现对加工零件的定位。
进一步，作为一种较佳的实施方式，机床1的内部设有电源模块10，电源模块10分别与控制台9、第一定位旋转器6、第二定位旋转器61、第三定位旋转器62、第四定位旋转器63、移动机构16、夹持装置19和位置传感器3电连接。
进一步，作为一种较佳的实施方式，控制台分别与第一定位旋转器6、第二定位旋转器61、第三定位旋转器62、第四定位旋转器63、移动机构16、夹持装置19和位置传感器3信号连接。当需要对加工零件进行定位时，控制台9控制移动机构16带动加工零件移动至定位板7上，控制台9通过第一定位旋转器6、第二定位旋转器61、第三定位旋转器62和第四定位旋转器63分别控制第一安装轴11、第三安装轴13、第四安装轴14和第五安装轴15对加工零件进行角度旋转。位置传感器3感应加工零件的位置信息，并将位置信息输出至控制台9，控制台9接收位置信息并进行判断。若判断符合指定标准，则控制台控9制第一定位旋转器6、第二定位旋转器61、第三定位旋转器62和第四定位旋转器63停止工作，若判断不符合标准，则控制台9控制第一定位旋转器6、第二定位旋转器61、第三定位旋转器62和第四定位旋转器63进行工作。
进一步，作为一种较佳的实施方式，夹持装置19包括夹持机构191、万向旋转器23、夹持手臂20和手臂关节22。夹持机构191滑动地安装在移动槽21内，夹持机构191的下端设有万向旋转器23，万向旋转器23上设有若干夹持手臂20，每一夹持手臂20上均设有一手臂关节22，每一夹持手臂20分别与每一手臂关节22转动连接，每一夹持手臂20分为两节。其中，夹持手臂20采用若干仿蜘蛛机器手臂组成。如图2所示，夹持手臂20采用仿蜘蛛机器手臂能够对加工零件进行全面夹持，手臂关节22可进行调整加工零件夹持的位置和调整的角度。通过设置夹持手臂20，加快了加工零件的加工效率和精度。
进一步，作为一种较佳的实施方式，安装架2焊接在机床1的上端。
进一步，作为一种较佳的实施方式，位置传感器3内嵌设置在空腔结构25的上侧内壁上，位置传感器3采用AMT传感器。
进一步，作为一种较佳的实施方式，定位板17焊接在机床1上。
进一步，作为一种较佳的实施方式，固定台18焊接在机床1上。
进一步，作为一种较佳的实施方式，移动机构16滑动地设置在机床1上。
进一步，作为一种较佳的实施方式，固定台18的一侧设有驱动电机，驱动电机驱动转动器24。在固定台18的内部还设有电机轴，驱动电机通过电机轴驱动转动器24转动。
本发明的工作原理如下：
使用时，控制台9控制机器启动，移动机构16进行输送加工零件，当需要对加工零件进行固定加工时，固定台18对加工零件进行固定，然后，驱动电机驱动转动器24对加工零件进行旋转加工。当需要进行全方位加工复杂工序时，夹持装置19进行夹持加工零件，转动器24进行转动改变加工角度，夹持手臂20内的若干仿蜘蛛机器手臂对加工零件进行全面夹持，手臂关节22调整加工零件的夹持的位置和调整的角度。第一安装轴11、第二安装轴12和第三安装轴13与万向旋转器23配合对加工零件进行角度旋转，位置传感器3与定位板17相互配合对加工零件进行位置精确定位，第一安装盘5和第二安装盘8进行配合实现加工零件的多角度加工，当加工零件加工结束后移动机构16将加工零件运输至加工零件出口，方便进行后续工作。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，包括：机床、安装架、位置传感器、第一安装盘、第一定位旋转器、第二定位旋转器、第三定位旋转器、第四定位旋转器、第一安装轴、第二安装轴、第三安装轴、第二安装盘、第五安装轴、第四安装轴、夹持装置、固定台、转动器、定位板、移动机构、控制台和电源模块；
所述机床的上端设有所述安装架，所述机床的上端还设有所述控制台，所述控制台位于所述安装架的一侧；
所述安装架的内部设有空腔结构，所述空腔结构的上侧内壁设有第一安装槽，所述空腔结构的上侧内壁上还设有两所述位置传感器，其中，所述第一安装槽的相对两侧各设有一所述位置传感器；
所述空腔结构的上侧内壁通过所述第一安装槽安装有所述第一安装盘，
所述第一安装盘上远离所述控制台的一侧通过所述第一定位旋转器连接所述第一安装轴，所述第一安装盘上靠近所述控制台的一侧通过所述第二定位旋转器连接所述第三安装轴，所述第一安装盘的下端设有所述第二安装轴，所述第二安装轴位于所述第一安装轴和所述第三安装轴之间；
所述空腔结构靠近所述控制台的一侧内壁上通过第二安装槽安装有所述第二安装盘，所述第二安装盘的上端通过所述第三定位旋转器连接所述第五安装轴，所述第二安装盘的下端通过所述第四定位旋转器连接所述第四安装轴，所述第四安装轴与所述第五安装轴相正对；
所述空腔结构上与所述第二安装槽相正对的内壁上设有移动槽，所述夹持装置滑动地安装在所述移动槽内，所述夹持装置的下侧设有所述固定台，所述固定台上设有所述转动器，所述固定台的下侧设有所述定位板，所述定位板的相正对的两侧各设有一所述移动机构；
所述机床的内部设有所述电源模块，所述电源模块分别与所述控制台、所述第一定位旋转器、所述第二定位旋转器、所述第三定位旋转器、所述第四定位旋转器、所述移动机构、所述夹持装置和所述位置传感器电连接；
所述控制台分别与所述第一定位旋转器、所述第二定位旋转器、所述第三定位旋转器、所述第四定位旋转器、所述移动机构、所述夹持装置和所述位置传感器信号连接。
2.如权利要求1所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，所述夹持装置包括夹持机构、万向旋转器、夹持手臂和手臂关节；
所述夹持机构滑动地安装在所述移动槽内，所述夹持机构的下端设有所述万向旋转器，所述万向旋转器上设有若干所述夹持手臂，每一所述夹持手臂上均设有一所述手臂关节。
3.如权利要求2所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，所述夹持手臂采用若干仿蜘蛛机器手臂。
4.如权利要求2所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，每一所述夹持手臂分别与每一所述手臂关节转动连接，每一所述夹持手臂分为两节。
5.如权利要求1所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，所述安装架焊接在所述机床的上端。
6.如权利要求1所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，所述位置传感器内嵌设置在所述空腔结构的上侧内壁上，且所述位置传感器采用AMT传感器。
7.如权利要求1所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，所述定位板焊接在所述机床上。
8.如权利要求1所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，所述固定台焊接在所述机床上。
9.如权利要求1所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，所述移动机构滑动地设置在所述机床上。
10.如权利要求1所述的适用于五轴数控加工的模型高精度定位装置，其特征在于，所述固定台的一侧设有驱动电机，所述驱动电机驱动所述转动器。
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