CN110548908A - 一种龙门式粗精复合五轴精密机床及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种龙门式粗精复合五轴精密机床及加工方法，属于精密机床领域。机架水平布置，X‑Y进给部件安装在机架之上，二轴转台部件通过Y向滑板安装在X‑Y进给部件上，快刀加工部件和快速去除部件分别通过导轨座、立板安装在龙门形状的中间横梁两侧，探测仪安装在所述快刀加工部件的滑板上。优点是具有加工效率高，加工精度高的特点，且可以满足粗铣半精铣的加工精度要求，采用五轴联动的加工方法，可实现多角度灵活加工，可一次性完成从毛坯件到成品的加工过程，两轴转台结构紧凑、旋转精度高、快速响应特性好，具有较好的使用可靠性，具有三个方向转动以及一个沿纵向进给方向的移动的快刀进给系统，实现了铣刀加工角度的多维度调整。

Description

一种龙门式粗精复合五轴精密机床及加工方法

技术领域

本发明属于精密机床领域，尤其是指龙门式粗精复合五轴精密机床及加工方法。

背景技术

进入二十一世纪以来，一些具有非回转、非对称复杂表面或微结构光学元件在军事和民用等自动化要求很高的领域甚至是科研领域的应用越来越多，此类光学元件的微结构元件，对于加工精度的需求程度远远超出了传统机械加工设备的加工范畴。实际上，超精密技术在各个加工领域都有广泛的实际应用，所以对于精密加工以及超精密加工技术以及加工设备的需求十分迫切。

现有的普通精密加工机床往往不能保证微观复杂表面的设计要求，加工精度较低；现有的超精密数控机床造价昂贵，维修专业性强，加工时间较长；传统精密加工机床刀具数量较大，由于加工需要换刀次数多，刀具管理较为复杂，导致生产效率低；不同的加工工序需要换用不同精度和功能的数控机床，增加了时间成本，降低了加工效率，且多次装夹会导致工件的加工精度降低；现有的数控机床刀具的选择不够恰当，刀头设计不够精准，易导致加工角度不准确以及效率低的问题。

发明内容

本发明提供一种龙门式粗精复合五轴精密机床及加工方法，以解决现有精密机床多次换刀导致换刀复杂、生产效率低的问题，以及不同工序之间换用机床需多次装夹定位导致加工误差增大、加工时长增加的问题，以及不能保证微观复杂表面的设计要求致使加工精度和加工效率低等问题。

本发明采取的技术方案是：包括快刀加工部件、快速去除部件、二轴转台部件、X-Y进给部件、机架和探测仪，其中机架水平布置，X-Y进给部件安装在机架之上，二轴转台部件通过Y向滑板安装在X-Y进给部件上，快刀加工部件和快速去除部件分别通过导轨座、立板安装在龙门形状的中间横梁两侧，探测仪安装在所述快刀加工部件的滑板上。

本发明所述快刀加工部件包括连接套、转接轴、轴座、左侧丝杠支持座、滚珠丝杠、导轨座、直线导轨滑块、右侧丝杠支持座、伺服电机X、滑板、转台、快刀加工工具头和内六角螺钉；其中快刀加工工具头通过连接臂安装在连接套上，转接轴与轴座通过内六角螺钉实现间隙可调的配合，轴座竖向安装在转台上方，转台下方固定安装在滑板上方，滑板下侧固定联接导轨滑块，前后两侧导轨滑块坐在所述导轨座上，通过导轨滑块副实现滑板在Z轴方向导轨上的移动，滚珠丝杠左侧与左侧丝杠支持座固定联接，右侧与所述右侧丝杠支持座联接，左侧丝杠支持座和所述右侧丝杠支持座分别固定安装在导轨座上，伺服电机X固定安装在右侧丝杠支持座的右侧，伺服电机X的输出轴穿过右侧丝杠支持座右部孔，滚珠丝杠通过丝杠螺母副与滑板相连；

所述快刀加工工具头包括连接臂、压电铰链模组、铣刀Ⅰ、刀夹、轴承座、无刷伺服电机和底板，其中无刷伺服电机固定安装在底板的上方，无刷伺服电机的转接轴穿过底板的中心孔，通过联轴器与所述铣刀Ⅰ的驱动轴连接，铣刀Ⅰ驱动轴通过轴承安装在所述轴承座上，轴承座通过螺栓固定安装在底板的下方，刀夹安装在铣刀Ⅰ外侧，通过刀夹上的圆孔进行铣刀Ⅰ的定心，通过刀夹上的圆锥面以及螺纹连接的预紧实现铣刀Ⅰ的固定和夹紧，压电铰链模组采用三个桥式机构进行并联，通过上下两部分的连接臂进行固定，上半部分的连接臂通过螺钉固定连接在所述连接套上，下半部分的连接臂固定连接在所述底板上。

所述快速去除部件包括谐波伺服一体电机A、底座、竖直轴膜片联轴器、立板、竖直轴轴承端盖、连接轴套、谐波伺服一体电机B、水平轴轴承端盖、铣刀Ⅱ、铣刀夹、输出轴、下底板、无刷电机、电动缸模块、上底板、T型轴套、水平轴膜片联轴器、竖直轴深沟球轴承、竖直轴、竖直轴轴承座、圆柱销、六角头螺栓、六角锁紧螺母、水平轴深沟球轴承、平键、水平轴、水平轴轴座和短轴；其中谐波伺服一体电机A的转接轴穿过底座上的中心孔，并通过竖直轴膜片联轴器与竖直轴相联接，竖直轴支持在竖直轴深沟球轴承上并形成配合，竖直轴深沟球轴承安装在竖直轴轴承座上，竖直轴轴承座固定安装在立板上，竖直轴轴承端盖固定安装在竖直轴轴承座两侧，立板固定安装在所述机架上，竖直轴通过六角锁紧螺母与连接轴套固连，通过圆柱销实现定位，圆柱销通过过盈配合固定在销孔中，连接轴套通过六角头螺栓固定安装在水平轴轴座上，水平轴轴承端盖固定安装在水平轴轴座两侧，谐波伺服一体电机B通过水平轴膜片联轴器与水平轴联接，水平轴由两侧的水平轴深沟球轴承支撑，水平轴通过所述平键与T型轴套联接，T型轴套通过短轴与上底板固定联接，上底板与电动缸模块联接，电动缸模块通过三个并联的伺服电机驱动的电动缸实现沿电动缸方向的微调，无刷电机穿通过底板上的中心孔与输出轴联接，所述铣刀Ⅱ通过所述铣刀夹连接到所述输出轴上。

所述二轴转台部件包括数控转台、轴Ⅰ轴承座、谐波伺服一体化电机C、摆动平台、二轴转台机架、轴Ⅰ、T形槽和轴Ⅱ，其中二轴转台机架通过螺钉固定安装在Y向滑板上，左右两侧的轴Ⅰ穿过二轴转台机架上左右两侧的孔与摆动平台固连，谐波伺服一体化电机C与左侧轴Ⅰ连接，左侧轴Ⅰ与轴承座内的轴承形成配合，从而带动摆动平台实现绕轴Ⅰ的摆动，数控转台上方工作面均布六个T形槽，下方则与轴Ⅱ相连，将能够绕着轴Ⅱ做360°转动的数控转台安装在摆动平台之上，并通过均布的螺钉连接。

所述X-Y进给部件包括伺服电机Y、Y向滚珠丝杠、Y向直线导轨、Y向滑板、Y向导轨滑块、X向滑板、伺服电机Z、X向导轨座、X向直线导轨、X向导轨滑块、Y向导轨座和X向滚珠丝杠，其中伺服电机Y安装在Y向导轨座上方，并通过联轴器与Y向滚珠丝杠连接，Y向滚珠丝杠通过丝杠螺母副与Y向滑板相联接，Y向滑板与前后两侧Y向导轨滑块固连，Y向导轨滑块安装在所述Y向直线导轨上形成导轨滑块副，前后两侧Y向直线导轨固定安装在Y向导轨座上方，Y向导轨座固定安装在X向滑板上方，左右两侧X向导轨滑块固定安装在X向滑板下方，X向导轨滑块安装在X向直线导轨上形成导轨滑块副，左右两侧X向直线导轨固定安装在X向导轨座上，伺服电机与X向滚珠丝杠相连接，X向滚珠丝杠与X向滑板通过滚珠丝杠螺母副相连接，X向导轨座固定安装在机架上。

一种龙门式粗精复合五轴精密机床的加工方法，包括下列步骤：

步骤一：通过夹具以及数控转台工作面上的T形槽将毛坯件安装固定在数控转台工作面上，通过探测仪对毛坯件进行检测，对工件进行模型重构，再与理论设计模型进行匹配对比，对于加工余量进行分配，大于粗加工余量x的加工余量需要通过快速去除部件进行快速去除，并采用多次迭代加工，以保证加工质量和加工精度；小于粗加工余量x的加工余量换用快刀加工部件1对工件半成品进行半精加工和精加工，小于半精加工余量y为精加工，需要每次迭代加工时都减少进给量；粗加工、半精加工以及精加工后的半成品需要通过X-Y进给部件及二轴转台部件移动到探测仪下合适位置，并配合探测仪进行精度测量，测量结果需要和设计理论模型进行对比，若满足精度要求则加工完成，若不满足要求则重复上面的余量分配及迭代加工的工序步骤，直至满足加工精度；

步骤二：在步骤一对加工余量进行分配时，通过理论设计模型以及对加工件误差的探测识别对刀具和工件进行轨迹规划，并在每一步加工之前都依据工艺信息进行轨迹规划；

步骤三：在步骤一实现对毛坯件的快速去除粗加工时，快速去除部件经过大角度粗调部分和小角度微调部分实现刀具的角度调整，同时电动缸模块也可实现Z轴方向的进给，通过对铣刀Ⅱ定位以及刀具角度的精确调整后，无刷电机运转使得铣刀Ⅱ开始转动，实现快速加工毛坯；

在步骤一中，快刀加工部件通过Z轴方向的进给运动、绕X轴的转动、绕Z轴的转动使得铣刀Ⅰ初步实现快速定位，通过三组压电铰链模组实现铣刀Ⅰ加工角度的多维度调整和导向，同时无刷伺服电机为铣刀Ⅰ的正常驱动提供动力，经过对铣刀的定位和加紧，快速去除部件开始对工件进行高精度快刀加工；

X-Y进给部件可实现二轴转台部件沿X和Y方向上的进给运动，从而使得工件调整到合适的位置进行加工，同时二轴转台部件可绕自身横向和纵向两个轴线相互垂直的转轴进行转动和摆动，实现工件的二自由度调整；

在步骤一进行毛坯的定位后，步骤二到步骤五是对毛坯及工件的加工位置姿态调整以及测量角度及位置调整，该过程可实现五轴联动，精确定位。

本发明在加工中具有高精度复杂表面结构的微型零件上有着独特的优势，采用现有的新型快速刀具伺服系统，不同于传统的刚性加工，该技术可以实现柔性加工，且设计以及制造成本不高，能够实现一次走刀即可完成微观轮廓的加工，并能保证加工的高精度，极大提高了加工的效率。本发明提供的龙门铣床的床身水平布置，由两侧的立柱和中间连接梁构成门架的形状，用于加工的铣削头安装在横梁和立柱上，工作台安装在水平的床身之上，可随着进给装置进行移动；两套铣削加工设备可实现工件材料的快速去除和快速精密加工，不仅可以满足粗铣半精铣的加工精度要求，而且提高了加工效率；一次装夹即可实现从毛坯件到成品的一次性加工过程，避免了重复装夹定位，提高了加工精度和加工效率；快速去除部件的角度调整部分分为大角度粗调机构、小角度微调机构两个部分，两部分的协调配合保证了角度调整的准确性。本发明结构简易、生产效率高，可以实现智能探测加工误差并整合刀具加工轨迹，具有较好的应用价值和市场前景。

本发明的优点在于：

(1)、本发明采用龙门式铣床，与其他具有不同空间结构机床对比，本发明的铣床具有加工效率高，加工精度高的特点，且可以满足粗铣半精铣的加工精度要求。

(2)、本发明采用五轴联动的加工方法，可实现多角度灵活加工，效率较高。

(3)、采用两套铣削加工设备实现毛坯表面的快速去除以及零件表面的精密铣削，通过两套设备的相互配合完成不规则复杂形状表面的精密加工，可一次性完成从毛坯件到成品的加工过程，有较高的生产率。

(4)、二轴转台是实现工件位置调整以及铣刀定位功能组件的重要组成部分，转台既可以单独实现两个方向的转动和摆动也能够实现两轴间的联动。两轴转台结构紧凑、旋转精度高、快速响应特性好，具有较好的使用可靠性。

(5)、快速去除部件的角度调整部分关系到刀具的加工角度是否符合工件的加工要求，本发明将刀具的沿Z轴方向的进给部分集成到角度调整模块之内，保证了系统结构的灵活性和紧凑性。将角度调整分为大角度粗调机构、小角度微调机构两个部分，两部分的协调配合保证了角度调整的准确性。

(6)、采用快刀伺服技术，采用压电材料作为驱动快刀系统，采用柔性铰链作为导向机构，起到对压电堆叠的保护和位移输出的作用。采用三个桥式压电铰链模组机构进行并联，组成具有三个方向转动以及一个沿纵向进给方向的移动的快刀进给系统，实现了铣刀加工角度的多维度调整。

(7)、可实现智能探测加工误差，并进行误差分析和加工轨迹的合成，逐步减小每次走刀的加工误差，提高了加工精度和加工效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明快刀加工部件的结构示意图；

图3是本发明快刀加工部件上转接轴与轴座连接部分的剖视图；

图4是本发明快刀加工部件上刀具头处的结构示意图；

图5是本发明快速去除部件的结构示意图；

图6是本发明快速去除部件上半部分剖视图；

图7是本发明二轴转台部件的结构示意图；

图8是本发明X-Y进给部件的结构示意图；

图9是本发明一种类动感平台的微角度调整机构的分析示意图；

图10是本发明本发明的加工方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，包括快刀加工部件1、快速去除部件2、二轴转台部件3、X-Y进给部件4、机架5和探测仪6，其中机架5水平布置，X-Y进给部件4安装在机架5之上，二轴转台部件3通过Y向滑板404安装在X-Y进给部件4上，快刀加工部件1和快速去除部件2分别通过导轨座106、立板204安装在龙门形状的中间横梁两侧，探测仪6安装在所述快刀加工部件1的滑板110上。

如图2、图3、图4所示，本发明所述快刀加工部件1包括连接套101、转接轴102、轴座103、左侧丝杠支持座104、滚珠丝杠105、导轨座106、直线导轨滑块107、右侧丝杠支持座108、伺服电机X109、滑板110、转台111、快刀加工工具头112和内六角螺钉113；其中快刀加工工具头112通过连接臂1121安装在连接套101上，转接轴102与轴座103通过内六角螺钉113实现间隙可调的配合，轴座103竖向安装在转台111上方，转台111下方固定安装在滑板110上方，滑板110下侧固定联接导轨滑块107，前后两侧导轨滑块107坐在所述导轨座106上，通过导轨滑块副实现滑板110在Z轴方向导轨上的移动，滚珠丝杠105左侧与左侧丝杠支持座104固定联接，右侧与所述右侧丝杠支持座108联接，左侧丝杠支持座104和所述右侧丝杠支持座108分别固定安装在导轨座106上，伺服电机X109固定安装在右侧丝杠支持座108的右侧，伺服电机X109的输出轴穿过右侧丝杠支持座108右部孔，滚珠丝杠105通过丝杠螺母副与滑板110相连；

如图4所示，所述快刀加工工具头112包括连接臂1121、压电铰链模组1122、铣刀Ⅰ1123、刀夹1124、轴承座1125、无刷伺服电机1126和底板1127，其中无刷伺服电机1126固定安装在底板1127的上方，无刷伺服电机1126的转接轴穿过底板1127的中心孔，通过联轴器与所述铣刀Ⅰ1123的驱动轴连接，铣刀Ⅰ1123驱动轴通过轴承安装在所述轴承座1125上，轴承座1125通过螺栓固定安装在底板1127的下方，刀夹1124安装在铣刀Ⅰ1123外侧，通过刀夹1124上的圆孔进行铣刀Ⅰ1123的定心，通过刀夹1124上的圆锥面以及螺纹连接的预紧实现铣刀Ⅰ1123的固定和夹紧，压电铰链模组1122采用三个桥式机构进行并联，通过上下两部分的连接臂1121进行固定，上半部分的连接臂1121通过螺钉固定连接在所述连接套101上，下半部分的连接臂1121固定连接在所述底板1127上。

如图5、图6所示，所述快速去除部件2包括谐波伺服一体电机A201、底座202、竖直轴膜片联轴器203、立板204、竖直轴轴承端盖205、连接轴套206、谐波伺服一体电机B207、水平轴轴承端盖208、铣刀Ⅱ209、铣刀夹210、输出轴211、下底板212、无刷电机213、电动缸模块214、上底板215、T型轴套216、水平轴膜片联轴器217、竖直轴深沟球轴承218、竖直轴219、竖直轴轴承座220、圆柱销221、六角头螺栓222、六角锁紧螺母223、水平轴深沟球轴承224、平键225、水平轴226、水平轴轴座227和短轴228；其中谐波伺服一体电机A201的转接轴穿过底座202上的中心孔，并通过竖直轴膜片联轴器203与竖直轴219相联接，竖直轴219支持在竖直轴深沟球轴承218上并形成配合，竖直轴深沟球轴承218安装在竖直轴轴承座220上，竖直轴轴承座220固定安装在立板204上，竖直轴轴承端盖205固定安装在竖直轴轴承座220两侧，立板204固定安装在所述机架5上，竖直轴219通过六角锁紧螺母223与连接轴套206固连，通过圆柱销221实现定位，圆柱销221通过过盈配合固定在销孔中，连接轴套206通过六角头螺栓222固定安装在水平轴轴座227上，水平轴轴承端盖208固定安装在水平轴轴座227两侧，谐波伺服一体电机B207通过水平轴膜片联轴器217与水平轴226联接，水平轴226由两侧的水平轴深沟球轴承224支撑，水平轴226通过所述平键225与T型轴套216联接，T型轴套216通过短轴228与上底板215固定联接，上底板215与电动缸模块214联接，电动缸模块214通过三个并联的伺服电机驱动的电动缸实现沿电动缸方向的微调，无刷电机213穿通过底板212上的中心孔与输出轴211联接，所述铣刀Ⅱ209通过所述铣刀夹210连接到所述输出轴211上。

如图5、图9所示，一种类动感平台的微角度调整机构，同时可以实现刀具的纵向进给，结构的原理为一3-SPS并联机构，其中S代表球副，P代表移动副，该3-SPS并联机构的每条并联支路由球副-移动副-球副串联而成，每条支路通过球副实现角度调整，通过移动副实现进给，该并联机构的空间自由度为6，有三个方向的转动以及一个方向的移动，球副S为球铰，移动副P为通过伺服电机驱动的电动缸，由三个并联的所述电动缸模块214组成为刀具小角度调整微调机构，最后将并联机构的上平台同大角度粗调结构中的下部摆动块连接，就组成了整个的铣刀角度调整机构，通过两部分的协调配合实现铣削加工角度的精确调整。

如图7所示，所述二轴转台部件3包括数控转台301、轴Ⅰ轴承座302、谐波伺服一体化电机C303、摆动平台304、二轴转台机架305、轴Ⅰ306、T形槽307和轴Ⅱ308，其中二轴转台机架305通过螺钉固定安装在Y向滑板404上，左右两侧的轴Ⅰ306穿过二轴转台机架305上左右两侧的孔与摆动平台304固连，谐波伺服一体化电机C303与左侧轴Ⅰ306连接，左侧轴Ⅰ306与轴承座302内的轴承形成配合，从而带动摆动平台304实现绕轴Ⅰ306的摆动，数控转台301上方工作面均布六个T形槽307，下方则与轴Ⅱ308相连，将能够绕着轴Ⅱ308做360°转动的数控转台301安装在摆动平台304之上，并通过均布的螺钉连接。

如图8所示，所述X-Y进给部件4包括伺服电机Y401、Y向滚珠丝杠402、Y向直线导轨403、Y向滑板404、Y向导轨滑块405、X向滑板406、伺服电机Z407、X向导轨座408、X向直线导轨409、X向导轨滑块410、Y向导轨座411和X向滚珠丝杠412，其中伺服电机Y401安装在Y向导轨座411上方，并通过联轴器与Y向滚珠丝杠402连接，Y向滚珠丝杠402通过丝杠螺母副与Y向滑板404相联接，Y向滑板404与前后两侧Y向导轨滑块405固连，Y向导轨滑块405安装在所述Y向直线导轨403上形成导轨滑块副，前后两侧Y向直线导轨403固定安装在Y向导轨座411上方，Y向导轨座411固定安装在X向滑板406上方，左右两侧X向导轨滑块410固定安装在X向滑板406下方，X向导轨滑块410安装在X向直线导轨409上形成导轨滑块副，左右两侧X向直线导轨409固定安装在X向导轨座408上，伺服电机407与X向滚珠丝杠412相连接，X向滚珠丝杠412与X向滑板406通过滚珠丝杠螺母副相连接，X向导轨座408固定安装在机架5上。

一种龙门式粗精复合五轴精密机床的加工方法，包括下列步骤：

步骤一：通过夹具以及数控转台301工作面上的T形槽307将毛坯件安装固定在数控转台301工作面上，通过探测仪6对毛坯件进行检测，对工件进行模型重构，再与理论设计模型进行匹配对比，对于加工余量进行分配，大于粗加工余量x的加工余量需要通过快速去除部件2进行快速去除，并采用多次迭代加工，以保证加工质量和加工精度；小于粗加工余量x的加工余量换用快刀加工部件1对工件半成品进行半精加工和精加工，小于半精加工余量y为精加工，需要每次迭代加工时都减少进给量；粗加工、半精加工以及精加工后的半成品需要通过X-Y进给部件4及二轴转台部件3移动到探测仪6下合适位置，并配合探测仪6进行精度测量，测量结果需要和设计理论模型进行对比，若满足精度要求则加工完成，若不满足要求则重复上面的余量分配及迭代加工的工序步骤，直至满足加工精度；

步骤二：在步骤一对加工余量进行分配时，通过理论设计模型以及对加工件误差的探测识别对刀具和工件进行轨迹规划，并在每一步加工之前都依据工艺信息进行轨迹规划；

步骤三：在步骤一实现对毛坯件的快速去除粗加工时，快速去除部件2经过大角度粗调部分和小角度微调部分实现刀具的角度调整，同时电动缸模块214也可实现Z轴方向的进给，通过对铣刀Ⅱ209定位以及刀具角度的精确调整后，无刷电机213运转使得铣刀Ⅱ209开始转动，实现快速加工毛坯；

在步骤一中，快刀加工部件1通过Z轴方向的进给运动、绕X轴的转动、绕Z轴的转动使得铣刀Ⅰ1123初步实现快速定位，通过三组压电铰链模组1122实现铣刀Ⅰ1123加工角度的多维度调整和导向，同时无刷伺服电机1126为铣刀Ⅰ1123的正常驱动提供动力，经过对铣刀的定位和加紧，快速去除部件2开始对工件进行高精度快刀加工；

X-Y进给部件4可实现二轴转台部件3沿X和Y方向上的进给运动，从而使得工件调整到合适的位置进行加工，同时二轴转台部件3可绕自身横向和纵向两个轴线相互垂直的转轴进行转动和摆动，实现工件的二自由度调整；

在步骤一进行毛坯的定位后，步骤二到步骤五是对毛坯及工件的加工位置姿态调整以及测量角度及位置调整，该过程可实现五轴联动，精确定位，效率较高；

如机床发生干涉、故障，可自动或手动紧急启动安全模式，停止所有指令，关闭设备，随后待故障解除后再按动启动按钮，设备在复位后自动检测自身环境，安全无误后再开始继续工作。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (7)

1.一种龙门式粗精复合五轴精密机床，其特征在于：包括快刀加工部件、快速去除部件、二轴转台部件、X-Y进给部件、机架和探测仪，其中机架水平布置，X-Y进给部件安装在机架之上，二轴转台部件通过Y向滑板安装在X-Y进给部件上，快刀加工部件和快速去除部件分别通过导轨座、立板安装在龙门形状的中间横梁两侧，探测仪安装在所述快刀加工部件的滑板上。

2.根据权利要求1所述的一种龙门式粗精复合五轴精密机床，其特征在于：所述快刀加工部件包括连接套、转接轴、轴座、左侧丝杠支持座、滚珠丝杠、导轨座、直线导轨滑块、右侧丝杠支持座、伺服电机X、滑板、转台、快刀加工工具头和内六角螺钉；其中快刀加工工具头通过连接臂安装在连接套上，转接轴与轴座通过内六角螺钉实现间隙可调的配合，轴座竖向安装在转台上方，转台下方固定安装在滑板上方，滑板下侧固定联接导轨滑块，前后两侧导轨滑块坐在所述导轨座上，通过导轨滑块副实现滑板在Z轴方向导轨上的移动，滚珠丝杠左侧与左侧丝杠支持座固定联接，右侧与所述右侧丝杠支持座联接，左侧丝杠支持座和所述右侧丝杠支持座分别固定安装在导轨座上，伺服电机X固定安装在右侧丝杠支持座的右侧，伺服电机X的输出轴穿过右侧丝杠支持座右部孔，滚珠丝杠通过丝杠螺母副与滑板相连。

3.根据权利要求2所述的一种龙门式粗精复合五轴精密机床，其特征在于：所述快刀加工工具头包括连接臂、压电铰链模组、铣刀Ⅰ、刀夹、轴承座、无刷伺服电机和底板，其中无刷伺服电机固定安装在底板的上方，无刷伺服电机的转接轴穿过底板的中心孔，通过联轴器与所述铣刀Ⅰ的驱动轴连接，铣刀Ⅰ驱动轴通过轴承安装在所述轴承座上，轴承座通过螺栓固定安装在底板的下方，刀夹安装在铣刀Ⅰ外侧，通过刀夹上的圆孔进行铣刀Ⅰ的定心，通过刀夹上的圆锥面以及螺纹连接的预紧实现铣刀Ⅰ的固定和夹紧，压电铰链模组采用三个桥式机构进行并联，通过上下两部分的连接臂进行固定，上半部分的连接臂通过螺钉固定连接在所述连接套上，下半部分的连接臂固定连接在所述底板上。

4.根据权利要求1所述的一种龙门式粗精复合五轴精密机床，其特征在于：所述快速去除部件包括谐波伺服一体电机A、底座、竖直轴膜片联轴器、立板、竖直轴轴承端盖、连接轴套、谐波伺服一体电机B、水平轴轴承端盖、铣刀Ⅱ、铣刀夹、输出轴、下底板、无刷电机、电动缸模块、上底板、T型轴套、水平轴膜片联轴器、竖直轴深沟球轴承、竖直轴、竖直轴轴承座、圆柱销、六角头螺栓、六角锁紧螺母、水平轴深沟球轴承、平键、水平轴、水平轴轴座和短轴；其中谐波伺服一体电机A的转接轴穿过底座上的中心孔，并通过竖直轴膜片联轴器与竖直轴相联接，竖直轴支持在竖直轴深沟球轴承上并形成配合，竖直轴深沟球轴承安装在竖直轴轴承座上，竖直轴轴承座固定安装在立板上，竖直轴轴承端盖固定安装在竖直轴轴承座两侧，立板固定安装在所述机架上，竖直轴通过六角锁紧螺母与连接轴套固连，通过圆柱销实现定位，圆柱销通过过盈配合固定在销孔中，连接轴套通过六角头螺栓固定安装在水平轴轴座上，水平轴轴承端盖固定安装在水平轴轴座两侧，谐波伺服一体电机B通过水平轴膜片联轴器与水平轴联接，水平轴由两侧的水平轴深沟球轴承支撑，水平轴通过所述平键与T型轴套联接，T型轴套通过短轴与上底板固定联接，上底板与电动缸模块联接，电动缸模块通过三个并联的伺服电机驱动的电动缸实现沿电动缸方向的微调，无刷电机穿通过底板上的中心孔与输出轴联接，所述铣刀Ⅱ通过所述铣刀夹连接到所述输出轴上。

5.根据权利要求1所述的一种龙门式粗精复合五轴精密机床，其特征在于：所述二轴转台部件包括数控转台、轴Ⅰ轴承座、谐波伺服一体化电机C、摆动平台、二轴转台机架、轴Ⅰ、T形槽和轴Ⅱ，其中二轴转台机架通过螺钉固定安装在Y向滑板上，左右两侧的轴Ⅰ穿过二轴转台机架上左右两侧的孔与摆动平台固连，谐波伺服一体化电机C与左侧轴Ⅰ连接，左侧轴Ⅰ与轴承座内的轴承形成配合，从而带动摆动平台实现绕轴Ⅰ的摆动，数控转台上方工作面均布六个T形槽，下方则与轴Ⅱ相连，将能够绕着轴Ⅱ做360°转动的数控转台安装在摆动平台之上，并通过均布的螺钉连接。

6.根据权利要求1所述的一种龙门式粗精复合五轴精密机床，其特征在于：所述X-Y进给部件包括伺服电机Y、Y向滚珠丝杠、Y向直线导轨、Y向滑板、Y向导轨滑块、X向滑板、伺服电机Z、X向导轨座、X向直线导轨、X向导轨滑块、Y向导轨座和X向滚珠丝杠，其中伺服电机Y安装在Y向导轨座上方，并通过联轴器与Y向滚珠丝杠连接，Y向滚珠丝杠通过丝杠螺母副与Y向滑板相联接，Y向滑板与前后两侧Y向导轨滑块固连，Y向导轨滑块安装在所述Y向直线导轨上形成导轨滑块副，前后两侧Y向直线导轨固定安装在Y向导轨座上方，Y向导轨座固定安装在X向滑板上方，左右两侧X向导轨滑块固定安装在X向滑板下方，X向导轨滑块安装在X向直线导轨上形成导轨滑块副，左右两侧X向直线导轨固定安装在X向导轨座上，伺服电机与X向滚珠丝杠相连接，X向滚珠丝杠与X向滑板通过滚珠丝杠螺母副相连接，X向导轨座固定安装在机架上。

7.采用如权利要求1～6任意项所述种龙门式粗精复合五轴精密机床的加工方法，包括下列步骤：

步骤一：通过夹具以及数控转台工作面上的T形槽将毛坯件安装固定在数控转台工作面上，通过探测仪对毛坯件进行检测，对工件进行模型重构，再与理论设计模型进行匹配对比，对于加工余量进行分配，大于粗加工余量x的加工余量需要通过快速去除部件进行快速去除，并采用多次迭代加工，以保证加工质量和加工精度；小于粗加工余量x的加工余量换用快刀加工部件1对工件半成品进行半精加工和精加工，小于半精加工余量y为精加工，需要每次迭代加工时都减少进给量；粗加工、半精加工以及精加工后的半成品需要通过X-Y进给部件及二轴转台部件移动到探测仪下合适位置，并配合探测仪进行精度测量，测量结果需要和设计理论模型进行对比，若满足精度要求则加工完成，若不满足要求则重复上面的余量分配及迭代加工的工序步骤，直至满足加工精度；

步骤二：在步骤一对加工余量进行分配时，通过理论设计模型以及对加工件误差的探测识别对刀具和工件进行轨迹规划，并在每一步加工之前都依据工艺信息进行轨迹规划；

步骤三：在步骤一实现对毛坯件的快速去除粗加工时，快速去除部件经过大角度粗调部分和小角度微调部分实现刀具的角度调整，同时电动缸模块也可实现Z轴方向的进给，通过对铣刀Ⅱ定位以及刀具角度的精确调整后，无刷电机运转使得铣刀Ⅱ开始转动，实现快速加工毛坯；

在步骤一中，快刀加工部件通过Z轴方向的进给运动、绕X轴的转动、绕Z轴的转动使得铣刀Ⅰ初步实现快速定位，通过三组压电铰链模组实现铣刀Ⅰ加工角度的多维度调整和导向，同时无刷伺服电机为铣刀Ⅰ的正常驱动提供动力，经过对铣刀的定位和加紧，快速去除部件开始对工件进行高精度快刀加工；

X-Y进给部件可实现二轴转台部件沿X和Y方向上的进给运动，从而使得工件调整到合适的位置进行加工，同时二轴转台部件可绕自身横向和纵向两个轴线相互垂直的转轴进行转动和摆动，实现工件的二自由度调整；

在步骤一进行毛坯的定位后，步骤二到步骤五是对毛坯及工件的加工位置姿态调整以及测量角度及位置调整，该过程可实现五轴联动，精确定位。