CN111360552A - 一种七轴机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种七轴机床，包括床身和床身上安装有工作台，工作台可以沿床身方向移动，所述床身两侧各安装一根立柱，所述两根立柱上安装有横梁，所述横梁的表面通过滑轨活动安装有滑枕，所述滑枕上通过动力减速部件安装有一轴连接件，所述一轴连接件的末端表面通过动力减速部件安装有二轴连接件，所述二轴连接件对末端表面通过动力减速部件安装有三轴连接件，所述三轴连接件的末端表面通过动力减速部件安装有四轴连接件，且四轴连接件的末端表面通过动力减速部件安装有加工主轴。本发明通过设置有一系列的结构，使得该七轴机床，具备七轴五连动的功能，省去传统机床的Z轴部件，结构简化，并可对较大工件的多个面进行加工。

Description

一种七轴机床
技术领域
本发明涉及机床设备技术领域，具体为一种七轴机床。
背景技术
五轴加工机床越来越广泛的应用到制造领域，其精度高，可以加工复杂的曲面，深受制造型企业的喜爱，但是其价格偏高，让很多小型企业望而却步。
传统的五轴机床，刚性足，需要设计X/Y/Z三轴系统，由此使得本体比较笨重，生产和制造成本较高，传统小型五轴加工机床加工行程太小，一些大型复杂零件，需要很昂贵的大型五轴机床来进行加工，除此之外暂时没有更好好的解决办法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种七轴机床，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种七轴机床，包括床身和床身上安装有工作台，工作台可以沿床身方向移动，所述床身两侧各安装一根立柱，所述两根立柱上安装有横梁，所述横梁的表面通过滑轨活动安装有滑枕，所述滑枕上通过动力减速部件安装有一轴连接件，所述一轴连接件的末端表面通过动力减速部件安装有二轴连接件，所述二轴连接件对末端表面通过动力减速部件安装有三轴连接件，所述三轴连接件的末端表面通过动力减速部件安装有四轴连接件，且四轴连接件的末端表面通过动力减速部件安装有加工主轴。
优选的，所述滑枕上的动力减速部件为一轴减速机，一轴减速机的旋转轴带动一轴连接件绕垂直滑枕的方位旋转。
优选的，所述一轴连接件上的动力减速部件为二轴减速机，二轴减速机的旋转轴带动二轴连接件绕一轴连接件转动。
优选的，所述二轴连接件上的动力减速部件为三轴减速机。
优选的，所述三轴连接件上的动力减速部件为四轴减速机，四轴减速机为空心结构，电机偏置，中间安装有管路。
优选的，所述四轴连接件上的动力减速部件为五轴减速机，五轴减速机为空心结构，电机偏置，中间安装有管路。
优选的，所述横梁上的五个旋转轴均采用RV减速机直连连接件本体的结构。
优选的，所述横梁、立柱、一轴连接件、二轴连接件、三轴连接件和四轴连接件的内部皆设有内置管路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本七轴机床，结构巧妙新颖，在传统定龙门机床的基础上，去掉升降的Z轴，设备运行时，一改传统的直线轴机床笨重的结构，整体轻便，能耗更低，成本更低，加工更灵活，加工范围更广，加工能力更强大，同时也降低机床了成本，降低机床了运行功耗，加增了五个旋转轴，自由度高，灵活度高，在一次装夹过程中，能够对工件进行5个面的加工，同时配合横梁的X轴和床身的Y轴，可以大幅增加机床的加工能力，扩大机床的加工范围，实现7轴5联动，除去刀具和工件干涉的影响，只要在加工范围内，基本能够实现任何复杂曲面的加工。
2、本七轴机床，通过一轴减速机、二轴减速机、三轴减速机、四轴减速机和五轴减速机，五个减速机设置的皆为旋转轴，相比直线轴，制造难度、装配难度以及后期的维护成本都大幅降低，总体成本也大幅降低，结构更简单，使用寿命更久，且横梁上的五个旋转轴均采用RV减速机直连连接件本体的结构，避免了动力经过减速机后再经过齿轮传动的结构，传动精度更高，避免了齿轮传动中带来的反向间隙。
3、本七轴机床，通过内置管路，其内可设有动力电缆、信号线管线、冷却液管线和压缩空气管线，机床内部走管线，避免了加工过程中与工件干涉、拉扯等情况，使得整体外形，简洁大方。
附图说明
图1为本发明的机床立体结构示意图；
图2为图1中的5个旋转轴处结构图；
图3为本发明的机床正视图；
图4为本发明的机床俯视图；
图5为本发明的机床右视图。
图中：1、床身；2、立柱；3、横梁；4、滑枕；5、一轴连接件；6、二轴连接件；7、加工主轴；8、三轴连接件；9、四轴连接件；10、工作台；11、一轴减速机；12、二轴减速机；13、三轴减速机；14、四轴减速机；15、五轴减速机。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图5所示，本实施例七轴机床，包括床身1和床身1上安装有工作台10，床身1安装在地面上，工作台10受驱动部件，如齿轮条和电机等，可以沿床身1方向移动，即机床Y轴，工作台10上放置有代加工部件，可随工作台10进行运动，床身1两侧各安装一根立柱2，两根立柱2上安装有横梁3，横梁3处于床身1乃至工作台10的上方位置，由立柱2对横梁3进行支撑，横梁3的表面通过电动滑轨活动安装有滑枕4，受电动滑轨作用，滑枕4可沿横梁3表面进行滑移运动，即机床的X轴，滑枕4上通过动力减速部件安装有一轴连接件5，一轴连接件5作为第一根旋转轴的传动和连接部件使用，而第一根旋转轴安装在动力减速部件上，一轴连接件5可绕自身进行旋转运动，一轴连接件5的末端表面通过动力减速部件安装有二轴连接件6，二轴连接件6可绕一轴连接件5进行旋转摆动运动，二轴连接件6对末端表面通过动力减速部件安装有三轴连接件8，三轴连接件8的末端表面通过动力减速部件安装有四轴连接件9，且四轴连接件9的末端表面通过动力减速部件安装有加工主轴7，加工主轴7实际作为工件加工的输出端使用，可作为电机和输出轴，仅充当动力输出部件，并配备有加工工具，也可直接更换为复合工具头，其上安装有加工所需的工具，如钻头等。
具体的，滑枕4上的动力减速部件为一轴减速机11，内部存在第一根旋转轴，其上安装有电机的同时，配备有减速部件，一轴减速机11的旋转轴带动一轴连接件5绕垂直滑枕4的方位旋转。
进一步的，一轴连接件5上的动力减速部件为二轴减速机12，内部存在第二根旋转轴，其上安装有电机的同时，配备有减速部件，二轴减速机12的旋转轴带动二轴连接件6绕一轴连接件5转动。
进一步的，二轴连接件6上的动力减速部件为三轴减速机13，内部存在第三根旋转轴，其上安装有电机的同时，配备有减速部件，带动三轴连接件8进行运动。
进一步的，三轴连接件8上的动力减速部件为四轴减速机14，内部存在第四根旋转轴，其上安装有电机的同时，配备有减速部件，带动四轴连接件9运动，四轴减速机14为空心结构，电机偏置，使得旋转轴偏向布置，中间安装有管路。
进一步的，四轴连接件9上的动力减速部件为五轴减速机15，五轴减速机15为空心结构，电机偏置，中间安装有管路用于输送管线，四轴连接件9实际作为最后的旋转轴输出旋转力，带动加工主轴7进行旋转运动，改变加工的实际位置，特别是在加工主轴7上直接安装刀具时，可直接改变刀具的落刀位置。
进一步的，横梁3上的五个旋转轴均采用RV减速机直连连接件本体的结构，RV减速机为蜗轮蜗杆减速机家族中比较常见的减速机，避免了动力经过减速机后再经过齿轮传动的结构，传动精度更高，避免了齿轮传动中带来的反向间隙。
更进一步的，横梁3、立柱2、一轴连接件5、二轴连接件6、三轴连接件8和四轴连接件9的内部皆设有内置管路，内置管路内可以设有动力电缆、信号线管线、冷却液管线和压缩空气管线，机床内部走管线，避免了加工过程中与工件干涉、拉扯等情况。
本实施例的使用方法为：整个七轴机床，以工作台10沿床身1运动方向为Y轴，以滑枕4沿横梁3的运动方向为X轴，一轴减速机11、二轴减速机12、三轴减速机13、四轴减速机14和五轴减速机15为五个旋转轴，由此形成七轴五联动的机床本体，所有减速机上的电机、冷却液管道控制阀、滑枕4电动轨道和工作台10驱动部件等部件皆由机床的控制器进行电气控制，在实际加工过程中，大型的复杂工件尽可能装卡在5个旋转轴的加工范围内，机床加工时5轴联动，将能加工的特征都加工了之后，工件除了底端表面无法加工，任意面都能进行加工，再进行X轴或者Y轴移动进行下一道加工工艺，在实际加工时，一轴减速机11上的电机启动，旋转轴带动一轴连接件5绕自身旋转，使得与一轴连接件5连接的，二轴连接件6、三轴连接件8、四轴连接件9和加工主轴7等进行旋转运动，二轴减速机12上的电机启动使得旋转轴带动二轴连接件6进行旋转摆动，使得与二轴连接件6连接的三轴连接件8等进行旋转运动，根据加工工艺需求，依次使用三轴减速机13时带动三轴连接件8及其上部件进行摆动运动，使用四轴减速机14可带动四轴连接件9及其上部件进行摆动，使用五轴减速机15带动加工主轴7上的部件进行旋转运动，特别是在加工主轴7上安装刀头时，可改变刀头的落刀角度和位置，此外机床上可配有刀库、可以根据加工需要，进行自动换刀。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种七轴机床，包括床身(1)和床身(1)上安装有工作台(10)，工作台(10)可以沿床身(1)方向移动，其特征在于：所述床身(1)两侧各安装一根立柱(2)，所述两根立柱(2)上安装有横梁(3)，所述横梁(3)的表面通过滑轨活动安装有滑枕(4)，所述滑枕(4)上通过动力减速部件安装有一轴连接件(5)，所述一轴连接件(5)的末端表面通过动力减速部件安装有二轴连接件(6)，所述二轴连接件(6)对末端表面通过动力减速部件安装有三轴连接件(8)，所述三轴连接件(8)的末端表面通过动力减速部件安装有四轴连接件(9)，且四轴连接件(9)的末端表面通过动力减速部件安装有加工主轴(7)。
2.根据权利要求1所述的一种七轴机床，其特征在于：所述滑枕(4)上的动力减速部件为一轴减速机(11)，一轴减速机(11)的旋转轴带动一轴连接件(5)绕垂直滑枕(4)的方位旋转。
3.根据权利要求1所述的一种七轴机床，其特征在于：所述一轴连接件(5)上的动力减速部件为二轴减速机(12)，二轴减速机(12)的旋转轴带动二轴连接件(6)绕一轴连接件(5)转动。
4.根据权利要求1所述的一种七轴机床，其特征在于：所述二轴连接件(6)上的动力减速部件为三轴减速机(13)。
5.根据权利要求1所述的一种七轴机床，其特征在于：所述三轴连接件(8)上的动力减速部件为四轴减速机(14)，四轴减速机(14)为空心结构，电机偏置，中间安装有管路。
6.根据权利要求1所述的一种七轴机床，其特征在于：所述四轴连接件(9)上的动力减速部件为五轴减速机(15)，五轴减速机(15)为空心结构，电机偏置，中间安装有管路。
7.根据权利要求1所述的一种七轴机床，其特征在于：所述横梁(3)上的五个旋转轴均采用RV减速机直连连接件本体的结构。
8.根据权利要求1所述的一种七轴机床，其特征在于：所述横梁(3)、立柱(2)、一轴连接件(5)、二轴连接件(6)、三轴连接件(8)和四轴连接件(9)的内部皆设有内置管路。
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