CN113909711B - 一种可多轴联动的工作平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可多轴联动的工作平台，包括固定底座、立柱、工作台、第一连接件等；工作台间隔设置于固定底座上方，立柱通过第一连接件与工作台的端部连接；驱动机构用于驱动工作台端部上下移动，工作台不同端部向上或向下移动的位移不相等使工作台倾斜；第一连接件包括第一连接杆、第二连接杆、球销座和弹簧，第二连接杆在靠近第一连接杆一端设有安装槽，另一端设有球头销，第一连接杆一端与工作台一端部连接，另一端插设于安装槽内并抵设于弹簧上，球头销与球销座连接配合，驱动机构与球销座连接。本发明具有生产柔性高的优点。

Description

一种可多轴联动的工作平台

技术领域

本发明涉及桌面型激光加工设备领域，尤其涉及一种可多轴联动的工作平台。

背景技术

目前激光加工平台对于部分复杂零件，在特殊工况下减材加工柔性较低。尤其是零件呈不规则形状且高度不一致时，比如弯通管件或者三通多通等管件加工时，采用平面移动的工作平台，无法一次加工近净成形，分步加工成型增加了零件加工成本和制作工艺的复杂性，零件加工时间长、效率低。更加无法实现同步进行增减材加工，需要将增材加工和减材加工分开进行，增加了重复定位的时间和工序，生产效率低。

另一方面，在制作回转体零件时，尤其是弯管回转体零件时，如果工作平台倾斜移动，实际回转中心轴路线会与预设中心轴发生偏差，导致最终弯管回转体零件产品与目标零件存在偏差，变成废品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种生产柔性高的可多轴联动的工作平台。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种可多轴联动工作平台，包括固定底座、立柱、工作台、第一连接件、驱动机构；立柱安装于固定底座上，所述工作台间隔设置于固定底座上方，至少工作台两端部外侧设置有立柱；所述驱动机构位于立柱内且用于驱动工作台端部上下移动，驱动机构通过第一连接件与工作台的端部连接，工作台不同端部向上或向下移动的位移不相等，使工作台倾斜；所述第一连接件包括第一连接杆、第二连接杆、球销座和弹簧，所述第二连接杆在靠近第一连接杆一端设有安装槽，另一端设有球头销，所述弹簧位于安装槽内，所述第一连接杆一端与工作台一端部连接，另一端插设于安装槽内并抵设于弹簧上，所述球头销与球销座连接配合，所述驱动机构与球销座连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述工作台端部设有延伸杆，所述延伸杆呈圆筒状且套设在第一连接杆外。

所述驱动机构包括电机、支撑座、滚珠丝杠和丝杠连接件，所述滚珠丝杠竖直设置，所述电机用于驱动滚珠丝杠旋转，所述支撑座支撑在滚珠丝杠两端，所述丝杠连接件套设在滚珠丝杠外，所述丝杠连接件自立柱内延伸至立柱外并与第一连接件连接。

所述立柱内开设有内孔，所述立柱在靠近工作台一侧方向上开设有前槽，所述内孔和前槽相连通。

所述丝杠连接件自立柱内穿过前槽与球销座连接，所述前槽和丝杠连接件错位设置。

所述工作台包括伸缩平板和用于支撑伸缩平板的伸缩板支撑件，所述伸缩平板的平板工作面积大小可变，所述平板支撑件底部设有转动腔，所述固定底座上设有固定杆，所述固定杆顶部设有转动球，所述转动球和转动腔相配合。

所述伸缩平板包括多个扇形板、隔板、中心板，所述扇形板、隔板围绕中心板设置，当需要缩小伸缩平板的面积时，中心板向下移动，隔板沿径向方向向内移动至中心板上方并向下移动，多个扇形板沿径向方向向内移动配合形成小工作面平台,当需要扩大伸缩平板的工作面积时，多个扇形板向外移动，隔板向上移动并沿径向方向向外移动至相邻扇形板之间，中心板向上移动至扇形板和隔板围成的中心区域，形成大工作面平台。

所述伸缩板支撑件上部设有安装腔，所述安装腔内设有分别用于驱动扇形板、隔板运动的第二驱动件、第三驱动件。

所述第二驱动件包括第二平板、第二平板固定块，所述第二平板在每个扇形板下方设有多个沿伸缩平板径向方向分布的滑动槽，在每个第二平板上设有第二平板固定块；所述第二平板固定块上部与扇形板连接；

所述第二平板固定块中部中空且两侧设有滑动板，所述滑动板与第二平板的滑动槽配合，所述第二平板固定块下部设有滑杆，在所述第二驱动件下方设有转动板，所述转动板上开设有弧形槽，滑杆在弧形槽内滑动。

所述转动板下方设有用于驱动转动板绕中心轴旋转的第五驱动件。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过调整驱动机构调整工作台倾斜角度，实现具有不同形态曲面的复杂零件，无需重复安装定位，尤其是可加工成型表面呈曲面形且高度不等的零构件，生产柔性高、生产效率高。在立柱内驱动机构带动第一连接件进行上下运动实现工作台倾斜的过程中，弹簧将吸收震动，缓冲减震，保持工作台的稳定性。

本发明的工作台可沿周向延展，扩大工作台工作平面，突破了工作平面受限无法同时满足大尺寸零件的加工需求，并且工作台在延展的同时能够保证工作台的中心未发生变化。满足零件加工需求，避免重复定位。

附图说明

图1是工作平台的结构示意图。

图2是工作平台的主视图(移除部分零件)。

图3是工作平台的俯视图。

图4是图3中A-A线剖视图。

图5是图4中B处局部放大图。

图6是工作台的结构示意图。

图7是第一连接件和丝杠连接件的连接示意图。

图8是本发明实施例2工作台未延展时的结构示意图。

图9是本发明实施例2工作台延展后的结构示意图。

图10是平板支撑件和固定底座的结构示意图。

图11是平板支撑件的俯视图。

图12是图11中C-C线剖视图。

图13是转动腔和固定杆的配合连接示意图。

图14是伸缩平板的结构示意图(翻转)。

图15是工作台未延展时扇形板的结构示意图。

图16是工作台未延展时隔板的位置结构示意图。

图17是工作台未延展时中心板的位置结构示意图。

图18是工作台未延展时安装腔内驱动件的结构示意图。

图19是工作台未延展时第二驱动件等装置的结构示意图。

图20是转动板的结构示意图。

图21是工作台延展时工作台的结构示意图。

图22是工作台延展时去除平板支撑件的结构示意图。

图23是第五驱动件等装置的结构示意图。

图24是第二平板和内平板支撑件的结构示意图。

图25是第二平板和内平板支撑件另一视角的结构示意图。

图26是第四顶升件的结构示意图。

图中各标号表示：

1、固定底座；101、固定杆；3、立柱；5、工作台；51、延伸杆；52、伸缩板支撑件；521、下支撑件；5211、转动腔；522、上支撑件；5221、安装腔；53、伸缩平板；531、扇形板；532、隔板；533、中心板；54、第二驱动件；541、第二平板；5411、第二滑动槽；542、第二平板固定块；543、第二线性滑轨；55、第三驱动件；551、第三平板；5511、第三滑动槽；552、第三平板固定块；553、第三线性滑轨；56、第四顶升件；561、顶升支撑件；562、支撑弹簧；563、顶升支撑板；564、顶升支撑杆；57、转动板；571、弧形槽；572、转动齿；573、滑槽；58、第五驱动件；581、第五驱动电机；582、旋转齿轮；59、内平板支撑件；591、内支撑杆；592、内支撑板；6、第一连接件；61、第一连接杆；62、第二连接杆；63、球销座；64、弹簧；12、驱动机构；121、电机；122、支撑座；123、滚珠丝杠；124、丝杠连接件。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。除非特殊说明，本发明采用的仪器或材料为市售。

实施例1：

如图1至7所示，一种本实施例的可多轴联动的工作平台，包括固定底座1、立柱3、工作台5、第一连接件6、驱动机构12；立柱3安装于固定底座1上，工作台5间隔设置于固定底座1上方，至少工作台5两端部外侧设置有立柱3，驱动机构12位于立柱3内且用于驱动工作台5端部上下移动，驱动机构12通过第一连接件6与工作台5的端部连接；工作台5不同端部向上或向下移动的位移不相等，使工作台5倾斜；第一连接件6包括第一连接杆61、第二连接杆62、球销座63和弹簧64，第二连接杆62在靠近第一连接杆61一端设有安装槽，另一端设有球头销，弹簧64位于安装槽内，第一连接杆61一端与工作台5一端部连接，另一端插设于安装槽内并与弹簧64连接，球头销与球销座63连接配合，驱动机构12与球销座63连接。

本发明中，通过立柱3内驱动机构12带动工作台5端部向上或向下移动，驱动机构12分别控制工作台5不同端部的位移，当位移不相等时，工作台5发生倾斜。在立柱3内驱动机构12带动第一连接件6进行上下运动实现工作台5倾斜的过程中，弹簧64将吸收震动，缓冲减震，保持工作台5的稳定性。可多轴联动指的是工作平台可以在多个不同方向上移动。

本实施发明中，弹簧64一端与第一连接杆61连接，另一端与安装槽内端面连接。通过弹簧64的压缩或拉伸作用力的改变，解决了工作台5和驱动机构12之间距离变化时第一连接件6也需要同时变化的技术问题。

工作台5端部设有延伸杆51，延伸杆51呈圆筒状且套设在第一连接杆61外。本实施例中，含有四个立柱3，每个立柱3内均设有分别用于驱动工作台5四个端部的驱动机构12，驱动机构12各自独立驱动对应工作台5延伸杆51，通过不同延伸杆51在高度方向上不同距离的移动，使工作台5倾斜不同角度。在其他实施例中，可根据零件的复杂程度，工作台5设置不同数量的延伸杆51达到倾斜角度的不同。

驱动机构12包括电机121、支撑座122、滚珠丝杠123和丝杠连接件124，滚珠丝杠123竖直设置，电机121用于驱动滚珠丝杠123旋转，支撑座122支撑在滚珠丝杠123两端，丝杠连接件124套设在滚珠丝杠123外，丝杠连接件124自立柱3内延伸至立柱3外并与第一连接件6连接。通过立柱3内的滚珠丝杠123来控制工作台5各端部在竖直方向的移动，通过不同端部在竖直方向的移动距离不同，实现工作台5的倾斜运动。在丝杠连接件124的固定和带动作用下带着工作台5各端部在竖直方向上下移动。

立柱3内开设有内孔，立柱3在靠近工作台5一侧方向上开设有前槽，内孔和前槽相连通。丝杠连接件124自立柱3内穿过前槽与球销座63连接，前槽和丝杠连接件124错位设置。本实施例中，电机121为伺服电机，驱动滚珠丝杠123。在立柱3内开设有内孔，驱动机构12位于内孔内，立柱3在靠近工作台5一侧开设有供丝杠连接件124通过的前槽，前槽与内孔相连通，并且前槽与滚珠丝杠123错位设置，防止磨屑直接进入前槽影响驱动机构12的传动。内孔由水平设置的隔离板分隔成两部分，一部分容纳电机121，另一部分容纳驱动机构12的其他重要零件。

实施例2

如图8至26所示，本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于，本实施例工作台5可沿周向延展，扩大工作台5工作平面，突破了工作平面受限无法同时满足大尺寸零件的加工需求，并且工作台5在延展的同时能够保证工作台5的中心未发生变化，避免重复定位。

本实施例中，工作台5包括伸缩平板53和用于支撑伸缩平板53的伸缩板支撑件52，伸缩平板53的平板工作面积大小可变，伸缩板支撑件52底部设有转动腔5211，固定底座1上设有固定杆101，固定杆101顶部设有转动球，转动球和转动腔5211相配合。通过转动球和转动腔5211的配合，保证工作台5在倾斜时，工作台5的中心位置依然在原始位置，防止工作台5中心偏移。

本实施例中，伸缩平板53包括多个扇形板531、隔板532、中心板533，扇形板531、隔板532围绕中心板533设置，当需要缩小伸缩平板53的面积时，中心板533向下移动，隔板532向内移动至中心板533上方并向下移动，多个扇形板531向内移动配合形成小工作面平台，当需要扩大伸缩平板53的工作面积时，多个扇形板531向外移动，隔板532向上移动并向外移动至相邻扇形板531之间，中心板533向上移动至扇形板531和隔板532围成的中心区域，形成大工作面平台。

本实施例中，伸缩板支撑件52上部设有安装腔5221，安装腔5221内设有分别用于驱动扇形板531、隔板532运动的第二驱动件54、第三驱动件55。

伸缩板支撑件52包括上支撑件522和下支撑件521，转动腔5211位于下支撑件521，安装腔5221位于上支撑件522，上支撑件522和下支撑件521间隔设置。延伸杆51位于伸缩板支撑件52侧部，本实施例中，延伸杆51位于上支撑件522侧部。

本实施例中，第二驱动件54包括第二平板541、第二平板固定块542第二平板541在每个扇形板531下方设有多个沿伸缩平板53径向方向分布的第二滑动槽5411，在每个第二平板541上设有第二平板固定块542；第二平板固定块542上部与扇形板531连接；第二平板固定块542中部中空且两侧设有滑动板，滑动板与第二平板541的第二滑动槽5411配合，第二平板固定块542下部设有滑杆，在第二驱动件54下方设有转动板57，转动板57上开设有弧形槽571，滑杆在弧形槽571内滑动。

第二驱动件54包括第二线性滑轨543，第二线性滑轨543设置在第二平板固定块542中部中空位置，且第二线性滑轨543的上、下滑轨分别与滑动板和第二平板541连接。

本实施例中，第三驱动件55与第二驱动件54大致相同，包括第三平板551、第三平板固定块552，第三平板551在每个隔板532下方设有多个沿伸缩平板53径向方向分布的第三滑动槽5511，在每个第三平板551上设有第三平板固定块552；第三平板固定块552上部与隔板532连接；第三平板固定块552中部中空且两侧设有滑动板，滑动板与第三平板551的第三滑动槽5511配合；第三平板固定块552下部设有滑杆，滑杆在弧形槽571内滑动。

第三驱动件55包括第三线性滑轨553，第三线性滑轨553设置在第三平板551中部中空位置，且第三线性滑轨553的上、下滑轨分别与滑动板和第三平板551连接。线性滑轨能使得平板固定块和滑动槽滑动更顺畅。

本实施例中，多个弧形槽571间隔设置，自转动板57内部向外部呈渐开线趋势(也可以说是弧形)，如此设置可使得滑动第二驱动件54或第三驱动件55时，扇形板531的运动和隔板532的运动不相互干涉。

本实施例中，转动板57下方设有用于驱动转动板57绕中心轴旋转的第五驱动件58。第五驱动件58包括第五驱动电机581和位于第五驱动电机581输出端的旋转齿轮582，在转动板57下连接有与旋转齿轮582相配合的转动齿572。

本实施例中，第二平板541位于第三平板551下方，且平板中部均设有通孔。第四顶升件56包括顶升支撑件561和支撑弹簧562，顶升支撑件561位于平板中部通孔内，支撑弹簧562围绕顶升支撑件561周向设置且用于支撑第二平板541，顶升支撑件561连接于中心板533下方。

第四顶升件56还包括顶升支撑杆564和用于固定顶升支撑件561和支撑弹簧562的顶升支撑板563，顶升支撑板563与第二平板541平行，顶升支撑杆564一端与第二平板541固定连接，另一端穿过顶升支撑板563，支撑弹簧562呈压缩状态，按下中心板533，第二平板541下移，再沿径向方向移动隔板532和扇形板531，实现工作台5面积的变化和延展。

在第二平板541下方设有内平板支撑件59，内平板支撑件59包括与第二平板541平行设置的内支撑板592和多个连接于内支撑板592和第二平板541之间的内支撑杆591，内支撑杆591，转动板57还开设有供内支撑杆591穿过的滑槽573，滑槽573位于弧形槽571和转动板57中心通孔之间。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种可多轴联动的工作平台，其特征在于：包括固定底座（1）、立柱（3）、工作台（5）、第一连接件（6）、驱动机构（12）；立柱（3）安装于固定底座（1）上，所述工作台（5）间隔设置于固定底座（1）上方，至少工作台（5）两端部外侧设置有立柱（3）；

所述驱动机构（12）位于立柱（3）内且用于驱动工作台（5）端部上下移动，所述驱动机构（12）通过第一连接件（6）与工作台（5）的端部连接，工作台（5）不同端部向上或向下移动的位移不相等，使工作台（5）倾斜；

所述第一连接件（6）包括第一连接杆（61）、第二连接杆（62）、球销座（63）和弹簧（64），所述第二连接杆（62）在靠近第一连接杆（61）一端设有安装槽，另一端设有球头销，所述弹簧（64）位于安装槽内，所述第一连接杆（61）一端与工作台（5）一端部连接，另一端插设于安装槽内并与弹簧（64）的一端连接，弹簧（64）另一端与安装槽内端面连接；所述球头销与球销座（63）连接配合，所述驱动机构（12）与球销座（63）连接；

所述工作台（5）包括伸缩平板（53）和用于支撑伸缩平板（53）的伸缩板支撑件（52），所述伸缩平板（53）的平板工作面积大小可变，所述伸缩板支撑件（52）底部设有转动腔（5211），所述固定底座（1）上设有固定杆（101），所述固定杆（101）顶部设有转动球，所述转动球和转动腔（5211）相配合；

所述伸缩平板（53）包括多个扇形板（531）、隔板（532）、中心板（533），所述扇形板（531）、隔板（532）围绕中心板（533）设置，当需要缩小伸缩平板（53）的面积时，中心板（533）向下移动，隔板（532）沿径向方向向内移动至中心板（533）上方并向下移动，多个扇形板（531）沿径向方向向内移动配合形成小工作面平台，当需要扩大伸缩平板（53）的工作面积时，多个扇形板（531）向外移动，隔板（532）向上移动并沿径向方向向外移动至相邻扇形板（531）之间，中心板（533）向上移动至扇形板（531）和隔板（532）围成的中心区域，形成大工作面平台；

所述伸缩板支撑件（52）上部设有安装腔（5221），所述安装腔（5221）内设有分别用于驱动扇形板（531）、隔板（532）运动的第二驱动件（54）、第三驱动件（55）；

所述第二驱动件（54）包括第二平板（541）、第二平板固定块（542），所述第二平板（541）在每个扇形板（531）下方设有多个沿伸缩平板（53）径向方向分布的滑动槽，在每个第二平板（541）上设有第二平板固定块（542）；所述第二平板固定块（542）上部与扇形板（531）连接；

所述第二平板固定块（542）中部中空且两侧设有滑动板，所述滑动板与第二平板（541）的滑动槽配合，所述第二平板固定块（542）下部设有滑杆，在所述第二驱动件（54）下方设有转动板（57），所述转动板（57）上开设有弧形槽（571），滑杆在弧形槽（571）内滑动。

2.根据权利要求1所述的可多轴联动的工作平台，其特征在于：所述工作台（5）端部设有延伸杆（51），所述延伸杆（51）呈圆筒状且套设在第一连接杆（61）外。

3.根据权利要求1或2所述的可多轴联动的工作平台，其特征在于：所述驱动机构（12）包括电机（121）、支撑座（122）、滚珠丝杠（123）和丝杠连接件（124），所述滚珠丝杠（123）竖直设置，所述电机（121）用于驱动滚珠丝杠（123）旋转，所述支撑座（122）支撑在滚珠丝杠（123）两端，所述丝杠连接件（124）套设在滚珠丝杠（123）外，所述丝杠连接件（124）自立柱（3）内延伸至立柱（3）外并与第一连接件（6）连接。

4.根据权利要求3所述的可多轴联动的工作平台，其特征在于：所述立柱（3）内开设有内孔，所述立柱（3）在靠近工作台（5）一侧方向上开设有前槽，所述内孔和前槽相连通。

5.根据权利要求4所述的可多轴联动的工作平台，其特征在于：所述丝杠连接件（124）自立柱（3）内穿过前槽与球销座（63）连接，所述前槽和丝杠连接件（124）错位设置。

6.根据权利要求1或2所述的可多轴联动的工作平台，其特征在于：所述转动板（57）下方设有用于驱动转动板（57）绕中心轴旋转的第五驱动件（58）。

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