CN111618613A - 一种加工平台 - Google Patents

Abstract

公开了一种可调式加工平台，该可调式加工平台包括基板，基板上设有中心支持组件，基板上还设有四组边缘支持组件，每组边缘支持组件分别位于基板上的四个方向，中心支持组件和边缘支持组件共同连接有顶板，顶板能够在中心支持组件和边缘支持组件的共同作用下发生倾斜动作，而且中心支持组件内包含四个弹性件，这些弹性件可以将顶板被动的返回中心位置，刚度和稳定性能更好，同等条件下具备的承载能力更高；对于误差都有释放，从而避免了误差的积累，使运动更加精确；具有体积小，质量轻，惯性小，启动速度快，加速度块的特点，减轻了构件的质量，提高工作效率，运行也更加自如准确。

Description

一种加工平台

技术领域

本发明涉及机床加工领域，更具体地讲，涉及一种加工平台及其使用方法。

背景技术

随着数控机床技术的发展，机床大致被分为串联机床、并联机床和混联机床三大类。其中并联机床以其具有较高的刚度重量比、较快的响应速度快、较高的加工精度、较好的机械柔性等特点发展成为机床的主流。同时并联机床还因具有机构工作空间较大、灵活性高、加工范围大的等优势成为难加工零件或特种制造领域的必备加工设备之一。

由于并联结构的固有的特点，造成加工平台的工作空间比传统串式机床要小的多，而且受姿态的影响很大，结构参数设计变化多样，与传统的串联机床相比较，并联机床具有更好的刚度和支撑能力，柔性程度、精确程度、刚度、启动灵敏性、工作可靠性等方面的具有优势，但是在机构运动中会出现耦合现象，很可能导致并联机床不能达到预定的加工能力，精度的不准确和不稳定是制约瓶颈，因此针对加工机床的用途，进行合理的设计是加工平台应用的一个首要前提，加工精度是机床应用的重中之重，这就对加工平台的精度设计提出了更高要求，因此需要一种新型的并且低成本的可调式加工平台，以解决实际的需要。

发明内容

因此，针对现有技术上存在的不足，提供本发明的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。

按照本发明提供的技术方案，本发明公开的可调式加工平台包括基板，基板上设有中心支持组件，基板上还设有四组边缘支持组件，每组边缘支持组件分别位于基板上的四个方向，中心支持组件和边缘支持组件共同连接有顶板，顶板能够在中心支持组件和边缘支持组件的共同作用下发生倾斜动作，中心支持组件包括底座，底座包括左立块和右立块，左立块和右立块的中部分别嵌设有左保持块和右保持块，左保持块和右保持块之间通过转动件架设有转动体，转动体包括横轴，横轴中部通过转动件连接有纵轴，纵轴上通过连接件连接有上接板，上接板与顶板相连，左立块和右立块的上还分别设有若干个弹簧槽，每个弹簧槽内均设有一个弹性件，弹性件部分凸出于左立块和右立块的表面，上接板能够在弹性件的共同作用下保持水平。

进一步的，边缘支持组件包括支架，支架上装配有螺线管，螺线管的中心轴与支架之间还设有轴承，中心轴的端部连接有连杆，连杆上设有球形接头，球形接头上通过转动件连接有连接架，连接架与顶板相连，支架能够限制顶板的倾斜程度。

进一步的，上接板包括板面，板面的下方设有两个相互平行的下板，下板与纵轴相连，横轴容纳于两个下板形成的空间内。

进一步的，支架包括底板和立板，底板和立板呈L形，底板上还成型有座块，立板能够用于抵顶顶板从而限制顶板的倾斜程度。

进一步的，中心轴的端部通过弹性销与连杆相连，球形接头通过螺纹方式连接在连杆的内部。

进一步的，弹性件还包括螺纹段，螺纹段与弹簧槽内的螺纹装配。

进一步的，基板和顶板均由铝板制成，顶板上还设有夹具装置。

本发明提供了一种可调式加工平台，该可调式加工平台包括基板，基板上设有中心支持组件，基板上还设有四组边缘支持组件，每组边缘支持组件分别位于基板上的四个方向，中心支持组件和边缘支持组件共同连接有顶板，顶板能够在中心支持组件和边缘支持组件的共同作用下发生倾斜动作，而且中心支持组件内包含四个弹性件，这些弹性件可以将顶板被动的返回中心位置，，刚度和稳定性能更好，同等条件下具备的承载能力更高；对于误差都有释放，从而避免了误差的积累，使运动更加精确；具有体积小，质量轻，惯性小，启动速度快，加速度块的特点，减轻了构件的质量，提高工作效率，运行也更加自如准确。

附图说明

图1为本发明的机构整体示意图。

图2为本发明的机构装配示意图。

图3为本发明的中心支持组件示意图。

图4为本发明的中心支持组件装配示意图。

图5为本发明的边缘支持组件示意图。

图6为本发明的边缘支持组件细节示意图。

图7为本发明的边缘支持组件装配示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

可调式加工平台包括基板1，基板1上设有中心支持组件2，基板1上还设有四组边缘支持组件3，每组边缘支持组件3分别位于基板1上的四个方向，中心支持组件2和边缘支持组件3共同连接有顶板4，顶板4能够在中心支持组件2和边缘支持组件3的共同作用下发生倾斜动作，而且中心支持组件2内包含四个弹性件，这些弹性件可以将顶板4被动的返回中心位置。

该可调式加工平台能够解决传统数控机床及现有并/混联机床刀具摆角受限，在加工细长类整体简洁构件或是加工去除量较大的曲面工件方面存在的灵活性差、刚度及精度低等弊端。

对于中心支持组件2而言，中心支持组件2以便将顶板4允许两个方向的旋转，并整合定心力，如附图所示，中心支持组件2包括底座2-1，底座2-1包括左立块和右立块，左立块和右立块的中部分别嵌设有左保持块2-2和右保持块2-3，左保持块2-2和右保持块2-3之间通过转动件架设有转动体，转动体包括横轴2-4，横轴2-4中部通过转动件连接有纵轴2-5，纵轴2-5上通过连接件连接有上接板2-6，上接板2-6与顶板4相连，左立块和右立块的上还分别设有若干个弹簧槽，每个弹簧槽内均设有一个弹性件2-7，弹性件2-7部分凸出于左立块和右立块的表面，上接板2-6能够在弹性件2-7的共同作用下保持水平。

需要说明的是，本发明转动体并未选择诸如万向旋转球接头而是选择了两轴接头，以便确保被加工件不会过度扭转。整体而言，中心支持组件2具有三个主要部件：底座2-1，转动体和上接板2-6。中心支持组件2连接到顶板4上，并集成了四个弹性件2-7以提供恢复力。横轴2-4、纵轴2-5通过滚珠轴承相对于底座2-1在相互垂直的两个方向上旋转，实现了顶板4的倾斜动作。带肩螺栓将上接板2-6固定到纵轴2-5上。

对于精密机加工而言，整个装置的能够保持水平是后续操作的基础和基准，否则无法保证加工精度。水平恢复力由集成到底座2-1中的四个弹性件2-7提供。弹性件2-7具有内部压缩弹簧和用于将其拧入弹簧槽的螺纹，这些弹性件2-7拧入底座2-1的四个角，安装被加工件后，优选的，可以在螺纹上涂抹乐泰胶水，然后对其高度进行微调，以预调平水平位置并在水平位置产生适当的保持力。

具体的，为了进一步保持整个装置的稳定性，提高加工精度，上接板2-6包括板面，板面的下方设有两个相互平行的下板，下板与纵轴2-5相连，横轴2-4容纳于两个下板形成的空间内。

边缘支持组件3将拉力螺线管的线性力转换为顶板4上的旋转扭矩，最终设计需要四个边缘支持组件3，选择螺线管的原因是其连续保持力能够满足本发明的扭矩要求。

边缘支持组件3包括支架3-1，支架3-1包括底板和立板，底板和立板呈L形，底板上还成型有座块，立板能够用于抵顶住顶板4从而限制顶板4的倾斜程度，在整个机构动作时，立板表面能够机械地限定顶板4的角位置，也就是说，顶板4能够倾斜的最大程度是由支架3-1进行限定的。

支架3-1上装配有螺线管3-2，螺线管3-2与支架3-1之间还设有黄铜衬套，黄铜衬套用于减轻螺线管在致动期间承受的一部分径向载荷，并减少支架3-1与螺线管3-2之间的摩擦。螺线管3-2的中心轴3-3与支架3-1之间还设有轴承，支架3-1与螺线管3-2的装配形成了边缘支持组件3的第一关节，中心轴3-3的端部连接有连杆3-4，连杆3-4上设有球形接头3-5，球形接头3-5上通过转动件连接有连接架5，连接架5与顶板4相连，诚如前述所提的，支架3-1能够限制顶板4的倾斜程度。

螺线管的力通过连杆3-4，由连杆3-4上的球形接头3-5和连接架5组成的机构传递到顶板4上。中心轴3-3的端部通过弹性销3-6与连杆3-4相连，球形接头3-5通过螺纹方式连接在连杆3-4的内部。螺线管的中心轴3-3上的弹性销3-6和连杆上的通孔和用于创建引脚连接。

连接架5通过轴承与球形接头3-5相连，从而形成边缘支持组件3的第二个关节，边缘支持组件3的第二关节和第一关节具有旋转自由度，这样能够适应顶板4能够绕两个轴旋转。

基板1和顶板4均由铝板制成，可除去一些材料以减轻重量，顶板4上还设有夹具装置（图中未示出），夹具装置用于安装被加工件。

本发明的可调式加工平台的使用步骤可概括如下：

A.将被加工件安装在顶板上，完成加工路径的规划，确定螺线管的直线运动幅度；

B.启动螺线管，螺线管的中心轴进行伸长或缩回动作，在连杆、连接架的作用下，顶板跟随转动体进行倾斜动作，根据已规划的加工路径，对被加工件进行加工操作；

C.被加工件加工完成后，关闭螺线管，在弹性件的作用下，顶板逐渐恢复水平状态；

D.将被加工件从顶板上取下，进行下一步工序操作。

整体而言，本发明的可调式加工平台具有如下优势：

1)、本发明通过设置中心支持组件和边缘支持组件，支持构件更多，其刚度和稳定性能更好，同等条件下具备的承载能力更高；

2)、通过设置弹性体，在每次加工完成后都会恢复水平，对于误差都有释放，从而避免了误差的积累，使运动更加精确；

3)、具有体积小，质量轻，惯性小，启动速度快，加速度块的特点，减轻了构件的质量，提高工作效率，运行也更加自如准确。

本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种可调式加工平台，所述的可调式加工平台包括基板（1），所述的基板（1）上设有中心支持组件（2），所述的基板（1）上还设有四组边缘支持组件（3），每组所述的边缘支持组件（3）分别位于所述的基板（1）上的四个方向，所述的中心支持组件（2）和所述的边缘支持组件（3）共同连接有顶板（4），所述的顶板（4）能够在所述的中心支持组件（2）和所述的边缘支持组件（3）的共同作用下发生倾斜动作，其特征在于，所述的中心支持组件（2）包括底座（2-1），所述的底座（2-1）包括左立块和右立块，所述的左立块和所述的右立块的中部分别嵌设有左保持块（2-2）和右保持块（2-3），所述的左保持块（2-2）和所述的右保持块（2-3）之间通过转动件架设有转动体，所述的转动体包括横轴（2-4），所述的横轴（2-4）中部通过转动件连接有纵轴（2-5），所述的纵轴（2-5）上通过连接件连接有上接板（2-6），所述的上接板（2-6）与所述的顶板（4）相连，所述的左立块和所述的右立块的上还分别设有若干个弹簧槽，每个所述的弹簧槽内均设有一个弹性件（2-7），所述的弹性件（2-7）部分凸出于所述的左立块和所述的右立块的表面，所述的上接板（2-6）能够在所述的弹性件（2-7）的共同作用下保持水平。

2.根据权利要求1所述的一种可调式加工平台，其特征在于，所述的边缘支持组件（3）包括支架（3-1），所述的支架（3-1）上装配有螺线管（3-2），所述的螺线管（3-2）的中心轴（3-3）与所述的支架（3-1）之间还设有轴承，所述的中心轴（3-3）的端部连接有连杆（3-4），所述的连杆（3-4）上设有球形接头（3-5），所述的球形接头（3-5）上通过转动件连接有连接架（5），所述的连接架（5）与所述的顶板（4）相连，所述的支架（3-1）能够限制所述的顶板（4）的倾斜程度。

3.根据权利要求1所述的一种可调式加工平台，其特征在于，所述的上接板（2-6）包括板面，所述的板面的下方设有两个相互平行的下板，所述的下板与所述的纵轴（2-5）相连，所述的横轴（2-4）容纳于两个所述的下板形成的空间内。

4.根据权利要求1所述的一种可调式加工平台，其特征在于，所述的支架（3-1）包括底板和立板，所述的底板和所述的立板呈L形，所述的底板上还成型有座块，所述的立板能够用于抵顶所述的顶板（4）从而限制所述的顶板（4）的倾斜程度。

5.根据权利要求1所述的一种可调式加工平台，其特征在于，所述的中心轴（3-3）的端部通过弹性销（3-6）与所述的连杆（3-4）相连，所述的球形接头（3-5）通过螺纹方式连接在所述的连杆（3-4）的内部。

6.根据权利要求1所述的一种可调式加工平台，其特征在于，所述的弹性件（2-7）还包括螺纹段，所述的螺纹段与所述的弹簧槽内的螺纹装配。

7.根据权利要求1所述的一种可调式加工平台，其特征在于，所述的基板（1）和所述的顶板（4）均由铝板制成，所述的顶板（4）上还设有夹具装置。

8.一种平台机构的使用方法，所述的平台机构为权利要求1-7中任意一项所述的可调式加工平台，其特征在于，所述的可调式加工平台包括如下使用步骤：

A）.将被加工件安装在顶板上，完成加工路径的规划，确定螺线管的直线运动幅度；

B）.启动螺线管，螺线管的中心轴进行伸长或缩回动作，在连杆、连接架的作用下，顶板跟随转动体进行倾斜动作，根据已规划的加工路径，对被加工件进行加工操作；

C）.被加工件加工完成后，关闭螺线管，在弹性件的作用下，顶板逐渐恢复水平状态；

D）.将被加工件从顶板上取下，进行下一步工序操作。

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