CN113059369A - 双驱动五轴龙门加工中心设备及工作方法 - Google Patents

双驱动五轴龙门加工中心设备及工作方法 Download PDF

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CN113059369A CN202110447912.3A CN202110447912A CN113059369A CN 113059369 A CN113059369 A CN 113059369A CN 202110447912 A CN202110447912 A CN 202110447912A CN 113059369 A CN113059369 A CN 113059369A
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郭胜安
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Abstract

公开一种双驱动五轴龙门加工中心设备及工作方法，能够有效提高机器运行稳定性，降低加工与调试难度，有效减轻第三轴的运动载荷，增加机床的稳定性与精度，提高整机的使用。第一轴驱动系统为分布在机架组件两侧的两个第一伺服电机通过驱动第一丝杆带动第一固定架做X轴方向的往复定位运动；分布在第一固定架上下的两个第二伺服电机通过驱动第二丝杆带动第二固定架做Y轴方向的往复定位运动；分布在第二固定架上的一个第三伺服电机通过驱动第三丝杆带动机头组件做Z轴方向的往复定位运动；固定在机架组件上的第四伺服电机驱动工作平台做圆周运动；固定在工作平台上的第五伺服电机驱动待加工件固定架做圆周运动。

Description

双驱动五轴龙门加工中心设备及工作方法
技术领域
本发明涉及数控机床的技术领域，尤其涉及一种双驱动五轴龙门加工中心设备，以及该双驱动五轴龙门加工中心设备的工作方法。
背景技术
五轴数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，其对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业有着举足轻重的影响力。现有的五轴数控机床第一轴、第二轴、第三轴都采用单驱动，设备制造维护复杂，调试人员难于调试；并且现有数控机床将第四轴，第五轴整体设计安装在第三轴上，严重加大了第三轴的负载以及磨损，影响了整个机床的加工精度以及使用寿命。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种双驱动五轴龙门加工中心设备，其能够有效提高机器运行稳定性，降低加工与调试难度，有效减轻第三轴的运动载荷，增加机床的稳定性与精度，提高整机的使用。
本发明的技术方案是：这种双驱动五轴龙门加工中心设备，其包括机架组件(I)、电气箱组件(II)、数控操作系统(III)、第一轴驱动系统(IV)、第二轴驱动系统(V)、第三轴驱动系统(VI)、第四轴驱动系统(VII)、第五轴驱动系统(VIII)、机头组件(IX)、工作平台组件(X)；
第一轴驱动系统为分布在机架组件两侧的两个第一伺服电机(1)通过驱动第一丝杆(2)带动第一固定架(4)做X轴方向的往复定位运动；分布在第一固定架(4)上下的两个第二伺服电机(10)通过驱动第二丝杆(13)带动第二固定架(11)做Y轴方向的往复定位运动；分布在第二固定架(11)上的一个第三伺服电机(9)通过驱动第三丝杆(8)带动机头组件(6)做Z轴方向的往复定位运动；固定在机架组件(I)上的第四伺服电机(14)驱动工作平台(17)做以第四伺服电机(14)驱动轴中心线为中心的圆周运动；固定在工作平台(17)上的第五伺服电机(15)驱动待加工件固定架(16)做以第五伺服电机(15)驱动轴中心线为中心的圆周运动。
本发明的第一轴、第二轴、第三轴驱动系统都采用双驱动，能够有效提高机器运行稳定性，降低加工与调试难度；将第四轴、第五轴驱动系统与原有的第三轴驱动系统分离开来，并且将第四轴与第五轴驱动系统安装固定在机架组件上，同时将待加工件固定架设计在第五轴驱动系统上，这样能有效减轻第三轴驱动系统的运动载荷，增加机床的稳定性与精度，提高整机的使用。
还提供了一种双驱动五轴龙门加工中心设备的工作方法，其包括以下步骤：
(1)将待加工的零部件固定在待加工件固定架上；
(2)通过数控操作系统编程从而控制第一轴驱动系统、第二轴驱动系统、第三轴驱动系统移动机头组件来对待加工的零部件进行加工；
(3)通过控制第四轴驱动系统、第五轴驱动系统调整加工件固定架上待加工件的摆放角度，从而动态多角度地对待加工件进行加工。
附图说明
图1是根据本发明的双驱动五轴龙门加工中心设备的内部45°轴视图。
图2是根据本发明的双驱动五轴龙门加工中心设备的第四轴，第五轴，工作平台45°轴视剖视图。
图3是根据本发明的双驱动五轴龙门加工中心设备的内部45°轴视图，其中拆除了数控操作系统。
图4是根据本发明的双驱动五轴龙门加工中心设备的第四轴，第五轴，工作平台45°轴视剖视图，其中标出了第四伺服电机、第五伺服电机、待加工件固定架、工作平台。
具体实施方式
如图1-4所示，这种双驱动五轴龙门加工中心设备，其包括机架组件I、电气箱组件II、数控操作系统III、第一轴驱动系统IV、第二轴驱动系统V、第三轴驱动系统VI、第四轴驱动系统VII、第五轴驱动系统VIII、机头组件IX、工作平台组件X；
第一轴驱动系统为分布在机架组件两侧的两个第一伺服电机1通过驱动第一丝杆2带动第一固定架4做X轴方向的往复定位运动；分布在第一固定架4上下的两个第二伺服电机10通过驱动第二丝杆13带动第二固定架11做Y轴方向的往复定位运动；分布在第二固定架11上的一个第三伺服电机9通过驱动第三丝杆8带动机头组件6做Z轴方向的往复定位运动；固定在机架组件I上的第四伺服电机14驱动工作平台17做以第四伺服电机14驱动轴中心线为中心的圆周运动；固定在工作平台17上的第五伺服电机15驱动待加工件固定架16做以第五伺服电机15驱动轴中心线为中心的圆周运动。
本发明的第一轴、第二轴、第三轴驱动系统都采用双驱动，能够有效提高机器运行稳定性，降低加工与调试难度；将第四轴、第五轴驱动系统与原有的第三轴驱动系统分离开来，并且将第四轴与第五轴驱动系统安装固定在机架组件上，同时将待加工件固定架设计在第五轴驱动系统上，这样能有效减轻第三轴驱动系统的运动载荷，增加机床的稳定性与精度，提高整机的使用。
优选地，在机架组件I两侧各设有一根第一线性滑轨3，进行导向与定位。
优选地，在第一固定架4上下各设有一根第二线性滑轨12，进行导向与定位。
优选地，在第二固定架11左右各设有一根第三线性滑轨7，进行导向与定位。
还提供了一种双驱动五轴龙门加工中心设备的工作方法，其包括以下步骤：
(1)将待加工的零部件固定在待加工件固定架上；
(2)通过数控操作系统编程从而控制第一轴驱动系统、第二轴驱动系统、第三轴驱动系统移动机头组件来对待加工的零部件进行加工；
(3)通过控制第四轴驱动系统、第五轴驱动系统调整加工件固定架上待加工件的摆放角度，从而动态多角度地对待加工件进行加工。
整个过程实现自动化生产，如此循环往复。
本发明的有益效果如下：
(1)使整机结构简单，稳定性更强，调试更加简单。
(2)将第四轴驱动系统、第五轴驱动系统与原有的第三轴驱动系统分离开来，有效减轻第一轴驱动系统、第二轴驱动系统、第三轴驱动系统的载荷，能大大减少机器运行的磨损，增加机器运行的稳定性，大大提高加工件的精度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.双驱动五轴龙门加工中心设备，其特征在于：其包括机架组件(I)、电气箱组件(II)、数控操作系统(III)、第一轴驱动系统(IV)、第二轴驱动系统(V)、第三轴驱动系统(VI)、第四轴驱动系统(VII)、第五轴驱动系统(VIII)、机头组件(IX)、工作平台组件(X)；第一轴驱动系统为分布在机架组件两侧的两个第一伺服电机(1)通过驱动第一丝杆(2)带动第一固定架(4)做X轴方向的往复定位运动；分布在第一固定架(4)上下的两个第二伺服电机(10)通过驱动第二丝杆(13)带动第二固定架(11)做Y轴方向的往复定位运动；分布在第二固定架(11)上的一个第三伺服电机(9)通过驱动第三丝杆(8)带动机头组件(6)做Z轴方向的往复定位运动；固定在机架组件(I)上的第四伺服电机(14)驱动工作平台(17)做以第四伺服电机(14)驱动轴中心线为中心的圆周运动；固定在工作平台(17)上的第五伺服电机(15)驱动待加工件固定架(16)做以第五伺服电机(15)驱动轴中心线为中心的圆周运动。
2.根据权利要求1所述的双驱动五轴龙门加工中心设备，其特征在于：在机架组件(I)两侧各设有一根第一线性滑轨(3)，进行导向与定位。
3.根据权利要求2所述的双驱动五轴龙门加工中心设备，其特征在于：在第一固定架(4)上下各设有一根第二线性滑轨(12)，进行导向与定位。
4.根据权利要求3所述的双驱动五轴龙门加工中心设备，其特征在于：在第二固定架(11)左右各设有一根第三线性滑轨(7)，进行导向与定位。
5.双驱动五轴龙门加工中心设备的工作方法，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)将待加工的零部件固定在待加工件固定架上；
(2)通过数控操作系统编程从而控制第一轴驱动系统、第二轴驱动系统、第三轴驱动系统移动机头组件来对待加工的零部件进行加工；
(3)通过控制第四轴驱动系统、第五轴驱动系统调整加工件固定架上待加工件的摆放角度，从而动态多角度地对待加工件进行加工。
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