CN111113065A - 三自由度的可移动式小型加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三自由度的可移动式小型加工机床，包括可移动式支撑架、X轴平台、Y轴平台、Z轴平台和控制集成箱；所述可移动式支撑架包括四根立柱和万向轮；控制集成箱连接在基座平台下方；X轴导轨固定在基座平台上，X轴的直线导轨滑台安装在X轴导轨上，Y轴导轨安装在X轴的直线导轨滑台上，Y轴的直线导轨滑台安装在Y轴导轨上,加工平台安装在Y轴的直线导轨滑台上，Z轴立柱安装在基座平台上，Z轴导轨安装在Z轴立柱上，Z轴的直线导轨滑台安装在Z轴导轨上，加工电机安装在Z轴的直线导轨滑台上；Z轴末端加工电机可更换加工刀具以适应不同类型的加工；本发明中的可移动式小型加工机床具有结构简单，可移动，加工类型多样等特点。

Description

三自由度的可移动式小型加工机床

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，特别是一种三自由度的可移动式小型加工机床。

背景技术

随着科学技术的不断进步和社会生产的不断发展，我国的机床工业正处于一个快速发展和提高的时期，在基础技术、设计及制造工艺、高端技术和新功能开发等方面都取得了长足的进步。机床工业的发展壮大得益于自动化新技术在机床工业中持续广泛的应用和推广，数控机床的发展和进步无不带有自动化创新技术应用的烙印，并且当今的机械加工更趋向于高精度、多品种、小批量、低成本、短周期和复杂化的加工，复合加工是数控机床的一个重要技术发展方向。

但目前国内市场上的加工机床大多都是为企业使用而设计的大型机床，这些机床往往体积较大，质量较大，并且价格昂贵，移动不便。但是这样就忽略了一个群体，有很多小型公司或者是一些个体户，他们需要加工的物件往往不需要很高的加工精度，但是因为加工地点以及所需加工零件的不确定性，所以往往对于加工机床的便携性和复合加工性具有一定的要求，并且承担不了那些普通工业机床的高昂费用。

发明内容

本发明的目的在于为解决以上问题提供一种三自由度的可移动式小型加工机床，该机床整体机构紧凑，体积较小，并且采用轻型铝制支架，质量较小，能够适应不同加工环境，可以进行多种类型的加工。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种三自由度的可移动式小型加工机床，包括可移动支撑架、X轴平台、Y轴平台、Z轴平台、电控箱；所述X轴平台固定连接于可移动支撑架之上，所述Y轴平台与X轴平台进行固定连接，所述Z轴平台与Z轴立柱进行固定连接，并且Z轴立柱与可移动支撑架进行固定连接，所述电控箱连接于可移动支撑架下方。

所述可移动支撑架包括四个万向轮、四根方形立柱以及支撑平台；所述四个万向轮分别固定于四根方形立柱下方，所述四根方形立柱分别固定于支撑平台的四个角落，所述电控箱固定于支撑平台的正下方。

所述X轴平台包括伺服电机一、电机挡板一、X轴下底板导杆基座、X轴联轴器、X轴轴承、X轴下底板导杆、X轴轴承基座、X轴丝杠、X轴导轨基座、X轴下底板、X轴上底板；所述伺服电机一安装于电机挡板一中，且电机挡板一固定于X轴导轨基座端部，所述X轴丝杠安装于X轴轴承中并通过X轴联轴器连接至伺服电机一，且X轴轴承安装于X轴轴承基座中，且X轴轴承基座与X轴导轨基座固定连接，所述X轴下底板导杆固定于X轴下底板导杆基座，且X轴下底板导杆基座与X轴导轨基座固定连接，所述X轴下底板与X轴下底板导杆和X轴丝杠进行连接，所述X轴上底板与X轴下底板进行固定连接。

所述Y轴平台包括伺服电机二、电机挡板二、Y轴下底板导杆基座、Y轴联轴器、Y轴轴承、Y轴下底板导杆、Y轴轴承基座、Y轴丝杠、Y轴导轨基座、Y轴下底板、Y轴上底板、加工平台；所述伺服电机二安装于电机挡板二中，且电机挡板二固定于Y轴导轨基座端部，所述Y轴丝杠安装于Y轴轴承中并通过Y轴联轴器连接至伺服电机二，且Y轴轴承安装于Y轴轴承基座中，且Y轴轴承基座与Y轴导轨基座固定连接，所述Y轴下底板导杆固定于Y轴下底板导杆基座，且Y轴下底板导杆基座与Y轴导轨基座固定连接，所述Y轴下底板与Y轴下底板导杆和Y轴丝杠进行连接，所述加工平台与Y轴上底板固定连接，且Y轴上底板与Y轴下底板进行固定连接。

所述Z轴平台包括伺服电机三、电机挡板三、Z轴下底板导杆基座、Z轴联轴器、Z轴轴承、Z轴下底板导杆、Z轴轴承基座、Z轴丝杠、Z轴导轨基座、Z轴下底板、交流电机固定支架、交流电机、加工刀具、Z轴立柱；所述伺服电机三安装于电机挡板三中，且电机挡板三固定于Z轴导轨基座端部，所述Z轴丝杠安装于Z轴轴承中并通过Z轴联轴器连接至伺服电机三，且Z轴轴承安装于Z轴轴承基座中，且Z轴轴承基座与Z轴导轨基座固定连接，所述Z轴下底板导杆固定于Z轴下底板导杆基座，且Z轴下底板导杆基座与Z轴导轨基座固定连接，所述Z轴下底板与Z轴下底板导杆和Z轴丝杠进行连接，且交流电机固定支架与Z轴下底板固定连接，所述加工刀具固定于交流电机上，且交流电机固定于交流电机固定支架中，所述Z轴导轨基座与Z轴立柱进行固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的可移动式小型加工机床具有X轴、Y轴、Z轴三个导轨，可以在加工过程中通过数控系统实现三轴联动，使得该机床可以加工多种维度以及复杂形状的零部件，在加工过程中较为灵活。该小型加工机床的底座采用的可移动式支撑架，四个立柱上都装有万向轮，使得该机床可以进行较为方便的摆放位置变更。控制箱内部仪器较多，固定在支撑架平台的底部可以使其更加稳固，防止在移动过程中控制箱发生碰撞损坏仪器，并且还可以平衡机床整体的质量分布，使得机床在加工时不会发生过大的振动，有利于提高加工精度。

附图说明

图1为可移动式小型加工机床的整体结构示意图；

图2为可移动式小型加工机床的可移动支撑架结构示意图；

图3为可移动式小型加工机床的X轴平台结构示意图；

图4为可移动式小型加工机床的Y轴平台结构示意图；

图5为可移动式小型加工机床的Z轴平台结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施例做进一步的说明。

如图1所示，一种三自由度的可移动式小型加工机床，包括可移动支撑架1、X轴平台2、Y轴平台3、Z轴平台4、电控箱5；所述X轴平台2固定连接于可移动支撑架1之上，所述Y轴平台3与X轴平台2进行固定连接，所述Z轴平台4与Z轴立柱414进行固定连接，并且Z轴立柱414与可移动支撑架1进行固定连接，所述电控箱5连接于可移动支撑架1下方。

如图2所示，所述可移动支撑架1包括四个万向轮101、四根方形立柱102以及支撑平台104；所述四个万向轮101分别固定于四根方形立柱102下方，所述四根方形立柱102分别固定于支撑平台104的四个角落，所述电控箱5固定于支撑平台104的正下方。

如图3所示，所述X轴平台2包括伺服电机一201、电机挡板一202、X轴下底板导杆基座203、X轴联轴器204、X轴轴承205、X轴下底板导杆206、X轴轴承基座207、X轴丝杠208、X轴导轨基座209、X轴下底板210、X轴上底板211；所述伺服电机一201安装于电机挡板一202中，且电机挡板一202固定于X轴导轨基座209端部，所述X轴丝杠208安装于X轴轴承205中并通过X轴联轴器204连接至伺服电机一201，且X轴轴承205安装于X轴轴承基座207中，且X轴轴承基座207与X轴导轨基座209固定连接，所述X轴下底板导杆206固定于X轴下底板导杆基座203，且X轴下底板导杆基座203与X轴导轨基座209固定连接，所述X轴下底板210与X轴下底板导杆206和X轴丝杠208进行连接，所述X轴上底板211与X轴下底板210进行固定连接。伺服电机一201通过驱动X轴丝杠208转动来控制X轴上底板211进行前后移动，而Y轴平台3是安装在X轴上底板211上的，因此Y轴平台3会跟随X轴上底板211一起做X轴方向上的前后运动。

如图4所示，所述Y轴平台3包括伺服电机二301、电机挡板二302、Y轴下底板导杆基座303、Y轴联轴器304、Y轴轴承305、Y轴下底板导杆306、Y轴轴承基座307、Y轴丝杠308、Y轴导轨基座309、Y轴下底板310、Y轴上底板311、加工平台312；所述伺服电机二301安装于电机挡板二302中，且电机挡板二302固定于Y轴导轨基座309端部，所述Y轴丝杠308安装于Y轴轴承305中并通过Y轴联轴器304连接至伺服电机二301，且Y轴轴承305安装于Y轴轴承基座307中，且Y轴轴承基座307与Y轴导轨基座309固定连接，所述Y轴下底板导杆306固定于Y轴下底板导杆基座303，且Y轴下底板导杆基座303与Y轴导轨基座309固定连接，所述Y轴下底板310与Y轴下底板导杆306和Y轴丝杠308进行连接，所述加工平台312与Y轴上底板311固定连接，且Y轴上底板311与Y轴下底板310进行固定连接。伺服电机二301通过驱动Y轴丝杠308转动来控制Y轴上底板311进行前后移动，而加工平台312与Y轴上底板311固定连接，且Y轴上底板311与Y轴下底板310进行固定连接，因此加工平台312会随着Y轴上底板311一起做Y轴方向上的前后运动。

如图5所示，所述Z轴平台4包括伺服电机三401、电机挡板三402、Z轴下底板导杆基座403、Z轴联轴器404、Z轴轴承405、Z轴下底板导杆406、Z轴轴承基座407、Z轴丝杠408、Z轴导轨基座409、Z轴下底板410、交流电机固定支架411、交流电机412、加工刀具413、Z轴立柱414；所述伺服电机三401安装于电机挡板三402中，且电机挡板三402固定于Z轴导轨基座409端部，所述Z轴丝杠408安装于Z轴轴承405中并通过Z轴联轴器404连接至伺服电机三401，且Z轴轴承405安装于Z轴轴承基座407中，且Z轴轴承基座407与Z轴导轨基座409固定连接，所述Z轴下底板导杆406固定于Z轴下底板导杆基座403，且Z轴下底板导杆基座403与Z轴导轨基座409固定连接，所述Z轴下底板410与Z轴下底板导杆406和Z轴丝杠408进行连接，且交流电机固定支架411与Z轴下底板410固定连接，所述加工刀具413固定于交流电机412上，且交流电机412固定于交流电机固定支架411中，所述Z轴导轨基座409与Z轴立柱414进行固定连接。伺服电机三401通过驱动Z轴丝杠408转动来控制Z轴下底板410进行前后移动，而交流电机固定支架411与Z轴下底板410固定连接，加工刀具413固定于交流电机412上，且交流电机412固定于交流电机固定支架411中，因此加工刀具413在Z轴上的运动位置由伺服电机三401直接控制。

由于交流电机412上装夹加工刀具413的灵活性，因此在加工不同工件时可以选用合适的刀具进行加工，增加了加工种类。

通过以上所述的三轴进行联动即可实现在空间中按照预定的数控路线进行零件的加工，在三个伺服电机运行进行加工刀具413位置控制的同时，安装在Z轴的交流电机412根据程序发出的命令进行启停来避免无意义的运转，可节约耗能，节省生产成本。

而本发明中的位置控制方式采用了广泛用于工厂控制的PLC进行控制，加工可靠性较高，环境适应能力较高。电控箱5中包括了用于控制三个伺服电机的PLC、一个控制交流电机转速的变频器以及一块用于进行计算机与PLC和变频器之间进行数据交换的数据采集卡。电控箱5内部仪器较多，固定在支撑平台104的底部可以使其更加稳固，防止在移动过程中电控箱5发生碰撞损坏仪器，并且还可以平衡机床整体的质量分布，使得机床在加工时不会发生过大的振动，有利于提高加工精度。

在本发明的另一个优点是其数控程序中给该机床的X轴、Y轴、Z轴三轴的轴端都设置了软限位，可在加工程序发生错误或者人员操作失误时避免发生碰撞，最大程度的保障操作人员以及机床本体的安全。

Claims (5)

1.一种三自由度的可移动式小型加工机床，其特征在于：包括可移动支撑架（1）、X轴平台（2）、Y轴平台（3）、Z轴平台（4）、电控箱（5）；所述X轴平台（2）固定连接于可移动支撑架（1）之上，所述Y轴平台（3）与X轴平台（2）进行固定连接，所述Z轴平台（4）与Z轴立柱（414）进行固定连接，并且Z轴立柱（414）与可移动支撑架（1）进行固定连接，所述电控箱（5）连接于可移动支撑架（1）下方。

2.根据权利要求1所述的三自由度的可移动式小型加工机床，其特征在于：所述可移动支撑架（1）包括四个万向轮（101）、四根方形立柱（102）以及支撑平台（104）；所述四个万向轮（101）分别固定于四根方形立柱（102）下方，所述四根方形立柱（102）分别固定于支撑平台（104）的四个角落，所述电控箱（5）固定于支撑平台（104）的正下方。

3.根据权利要求1所述的三自由度的可移动式小型加工机床，其特征在于：所述X轴平台（2）包括伺服电机一（201）、电机挡板一（202）、X轴下底板导杆基座（203）、X轴联轴器（204）、X轴轴承（205）、X轴下底板导杆（206）、X轴轴承基座（207）、X轴丝杠（208）、X轴导轨基座（209）、X轴下底板（210）、X轴上底板（211）；所述伺服电机一（201）安装于电机挡板一（202）中，且电机挡板一（202）固定于X轴导轨基座（209）端部，所述X轴丝杠（208）安装于X轴轴承（205）中并通过X轴联轴器（204）连接至伺服电机一（201），且X轴轴承（205）安装于X轴轴承基座（207）中，且X轴轴承基座（207）与X轴导轨基座（209）固定连接，所述X轴下底板导杆（206）固定于X轴下底板导杆基座（203），且X轴下底板导杆基座（203）与X轴导轨基座（209）固定连接，所述X轴下底板（210）与X轴下底板导杆（206）和X轴丝杠（208）进行连接，所述X轴上底板（211）与X轴下底板（210）进行固定连接。

4.根据权利要求1所述的三自由度的可移动式小型加工机床，其特征在于：所述Y轴平台（3）包括伺服电机二（301）、电机挡板二（302）、Y轴下底板导杆基座（303）、Y轴联轴器（304）、Y轴轴承（305）、Y轴下底板导杆（306）、Y轴轴承基座（307）、Y轴丝杠（308）、Y轴导轨基座（309）、Y轴下底板（310）、Y轴上底板（311）、加工平台（312）；所述伺服电机二（301）安装于电机挡板二（302）中，且电机挡板二（302）固定于Y轴导轨基座（309）端部，所述Y轴丝杠（308）安装于Y轴轴承（305）中并通过Y轴联轴器（304）连接至伺服电机二（301），且Y轴轴承（305）安装于Y轴轴承基座（307）中，且Y轴轴承基座（307）与Y轴导轨基座（309）固定连接，所述Y轴下底板导杆（306）固定于Y轴下底板导杆基座（303），且Y轴下底板导杆基座（303）与Y轴导轨基座（309）固定连接，所述Y轴下底板（310）与Y轴下底板导杆（306）和Y轴丝杠（308）进行连接，所述加工平台（312）与Y轴上底板（311）固定连接，且Y轴上底板（311）与Y轴下底板（310）进行固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种可移动式小型加工机床，其特征在于：所述Z轴平台（4）包括伺服电机三（401）、电机挡板三（402）、Z轴下底板导杆基座（403）、Z轴联轴器（404）、Z轴轴承（405）、Z轴下底板导杆（406）、Z轴轴承基座（407）、Z轴丝杠（408）、Z轴导轨基座（409）、Z轴下底板（410）、交流电机固定支架（411）、交流电机（412）、加工刀具（413）、Z轴立柱（414）；所述伺服电机三（401）安装于电机挡板三（402）中，且电机挡板三（402）固定于Z轴导轨基座（409）端部，所述Z轴丝杠（408）安装于Z轴轴承（405）中并通过Z轴联轴器（404）连接至伺服电机三（401），且Z轴轴承（405）安装于Z轴轴承基座（407）中，且Z轴轴承基座（407）与Z轴导轨基座（409）固定连接，所述Z轴下底板导杆（406）固定于Z轴下底板导杆基座（403），且Z轴下底板导杆基座（403）与Z轴导轨基座（409）固定连接，所述Z轴下底板（410）与Z轴下底板导杆（406）和Z轴丝杠（408）进行连接，且交流电机固定支架（411）与Z轴下底板（410）固定连接，所述加工刀具（413）固定于交流电机（412）上，且交流电机（412）固定于交流电机固定支架（411）中，所述Z轴导轨基座（409）与Z轴立柱（414）进行固定连接。

Images