CN113909927B - 一种定位调整装置及具有该定位调整装置的五轴机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位调整装置及具有该定位调整装置的五轴机床。所述定位调整装置，包括用于调整机床横梁的X轴在机床平台XZ平面内相对Z轴的角度以及调整机床滑板的Y轴在机床平台YZ平面内相对Z轴的角度的调整件；用于调整所述机床的AC摇篮转台绕所述机床Z轴摆动的调整机构。本发明通过定位调整机构可以方便的调整机床的几何精度，方便后续维护成本；通过增加销钉定位点，能够有效的抑制机床几何精度的改变，提高可靠性和零件加工精度。降低机床的装配难度，提高装配一致性，节约时间和成本。

Description

一种定位调整装置及具有该定位调整装置的五轴机床

技术领域

本发明涉及数控机床，尤其涉及一种定位调整装置及具有该定位调整装置的五轴机床。

背景技术

近年来，机床行业的发展日趋多元化，先进的数控机床已从三轴联动技术扩展到了多轴联动的技术，比如，五轴机床。五轴机床通常用作曲面加工或模具加工等复杂工件的高级加工中心，其要求很高的动态特性和联动定位性能。通常在机床移动时要保持良好的定位性能，五轴机床运行中，频繁的转换方向，这就需要高加速度来保证曲面质量。由于机床在长运行过程中，存在周期性的振动，使得机床静态精度会发生微小的变化，而影响机床的加工精度。为保持加工精度，需要间隔一段时间来调整校准机床精度。但是目前中国多轴加工中心的静态精度和动态精度都很复杂，操作不方便，费工费时，提升了生产成本。

因此，如何改善现有五轴机床静态精度的调整方式，克服现有调整技术复杂，操作不便，费工费时，生产成本高的缺陷是业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有五轴机床静态精度的调整技术复杂，操作不便，费工费时的问题，提出一种维护调整便捷、调整精度高的定位调整装置及具有该定位调整装置的五轴机床。

本发明提供的一种定位调整装置，包括用于调整机床横梁的X轴在机床平台XZ平面内相对Z轴的角度以及调整机床滑板的Y轴在机床平台YZ平面内相对Z轴的角度的调整件；用于调整所述机床的AC摇篮转台绕所述机床Z轴摆动的调整机构。

较优的，所述定位调整装置还包括固定所述AC摇篮转台的定位机构。

较优的，所述的调整件为设于机床Y轴导轨与沿该Y轴导轨滑移的横梁之间的第一组调整件、设于机床X轴导轨与沿该X轴导轨滑移的滑板之间的第二组调整件；所述Y轴导轨固定于所述机床平台上，所述X轴导轨与所述横梁固定连接。

较优的，所述第一组调整件为多个垫片，沿Y轴均匀设于所述Y轴导轨与所述横梁之间。

较优的，所述第二组调整件为多个垫片，沿X轴均匀设于所述X轴导轨与所述滑板之间。

较优的，所述的X轴导轨为X轴线轨。

较优的，所述调整机构包括固定于所述机床床身和所述AC摇篮转台安装结合的表面上的调整块以及沿所述Y轴方向设于该调整块中的至少一个调整螺钉。

较优的，所述的调整块和调整螺钉为两套，并隔开设置，当转动所述调整螺钉时，该调整螺钉的前端可以抵触所述AC摇篮转台的下边缘，而实现所述AC摇篮转台绕所述机床Z轴的摆动。

较优的，所述定位机构包括穿过所述AC摇篮转台与所述机床安装结合面而伸入所述机床的至少两个销钉孔，该销钉孔隔开设置，所述销钉孔中设有定位销。

本发明还提供一种五轴机床，其包括本发明所述的定位调整装置。

本发明提供一套用于五轴机床中的定位调整装置，通过磨削调整第一组垫片的相关厚度，可以调整横梁的X轴在XZ平面内相对机床Z轴的垂直度；通过磨削调整第二组垫片的相关厚度，可调整滑板的Y轴在YZ平面内相对机床Z轴的垂直度，从而可便捷的调整机床的静态几何精度。另外通过调整机构还可以便捷的调整AC摇篮转台绕机床Z轴微微摆动，即可以调整AC摇篮转台的X轴线与主轴箱X轴线在水平面上投影的夹角为零。调整达到精度后，穿过机床中的AC摇篮转台和所述机床床身安装结合面，并隔开设置的至少两个定位销钉孔。即可在AC摇篮转台5的两端加工面分别开设销钉孔至床身内，打入圆锥定位销，定位后可保持精度的可靠性，以提高机床静态几何精度的稳定性。本发明通过定位调整机构可以方便的调整机床的几何精度，方便后续降低维护成本；通过增加销钉定位点，能够有效的抑制机床几何精度的改变，提高可靠性和零件加工精度。降低机床的装配难度，提高装配一致性，节约时间和成本。

附图说明

图1为本发明五轴机床实施例的侧视示意图；

图2为图1中A部分的局部放大图；

图3为图1中B部分的局部放大图；

图4为图1中O-O向的剖视图。

图中：1-床身，2-横梁，3-滑板，4-主轴箱，5-AC摇篮转台，6-第二组垫片，7-第一组垫片，8-X轴线轨，9-定位销，10-调整块，11-调整螺钉，12-锁紧内六角螺钉，13-内六角螺钉，15-Y轴导轨。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示为本发明提供的五轴机床（业界称为五轴加工中心）实施例侧向投影示意图。该图右侧为该机床的正面，即加工操作面。所述五轴机床主体结构包括：床身1、设与床身1平台上的Y轴导轨15（图1所示左右方向）、沿该Y轴导轨15滑移的横梁2；与该横梁2固定连接X轴导轨（图1所示水平面中，垂直Y轴的方向），沿该X轴导轨滑移的滑板3；与该滑板3固定连接的Z轴导轨（图1所示上下方向），沿该Z轴导轨滑移的主轴箱4。该机床X轴和Y轴构成水平面XY平面，Z轴是垂直所述XY平面（水平面）的。在直线电机驱动下横梁2可以沿Y轴向作左右移动、滑板3可以沿X轴向做往复移动、主轴箱4可以沿Z轴向作上下往复移动。因此，主轴箱4在横梁2以及滑板3的带动下还可以作X轴向、Y轴向的位移。

如图1、图4所示，在所述主轴箱4下方的床身1上安装有AC摇篮转台5，该AC摇篮转台5正对主轴箱4的顶部为工作平台。请参照图4，该AC摇篮转台5可以绕Z轴作微微的摆动。

如图1所示，本发明提供的一种用于所述五轴机床的定位调整装置，其包括用于调整机床横梁2的X轴在机床平台XZ平面内相对Z轴的角度以及调整机床滑板3的Y轴在机床平台YZ平面内相对Z轴的角度的调整件；用于调整机床的AC摇篮转台5绕机床Z轴摆动的调整机构以及固定AC摇篮转台5的定位机构。

如图2、图3所示，所述的调整件为设于Y轴导轨15与沿该Y轴导轨15滑移的横梁2之间的第一组调整件和设于X轴导轨与沿该X轴导轨滑移的滑板3之间的第二组调整件。本实施例中，所述第一组调整件为多个垫片，沿Y轴方向均匀设于Y轴导轨15与横梁2之间；所述第二组调整件为多个垫片，沿X轴方向均匀设于X轴导轨与滑板3之间。X轴导轨采用X轴线轨8。所述第一组垫片7、第二组垫片6的数量可以根据导轨的长度来选取，比如，六片等。原则上是以移动件滑移稳定为准来选取垫片数量。

在装配调整过程中，如图2所示，可以通过配磨第一组垫片7在Z向的厚度，以实现微调。比如，使第一组垫片7外端厚点、内端薄点，装配后可使得横梁2绕Y轴偏转，即可调整横梁2的X轴在XZ平面内相对Z轴的垂直度，尽可能使得横梁2的X轴与Z轴垂直。

如图3所示，可以通过配磨第二组垫片6在Y向的厚度，以实现微调。比如，使得第二垫片6上端厚点、下端薄点，装配后可使得滑板3绕X轴偏转，即可调整滑板3的Y轴在YZ平面内相对Z轴的垂直度，尽可能使得滑板3的Y轴与Z轴垂直。

因此，通过所述调整第一组垫片7的相关厚度，可以调整横梁2的X轴在XZ平面内相对Z轴的垂直度；通过所述调整第二组垫片6的相关厚度，可调整滑板3的Y轴在YZ平面内相对Z轴的垂直度。从而实现调整机床的静态几何精度的目的。

如图1、图4所示，调整AC摇篮转台5绕机床Z轴摆动的调整机构包括：固定于机床床身1和AC摇篮转台5安装结合的表面上的调整块10以及沿Y轴方向设于该调整块10中的二个调整螺钉11。当转动调整螺钉11时，可使得调整螺钉11沿Y轴方向往复移动。请阅图4，为提高加工精度，床身1和AC摇篮转台5安装结合的表面尽可能小点，本实施例，所述两者安装结合的表面为上下两长条形表面。那么调整块10和调整螺钉11为两套，分别设于上、下边床身1靠近AC摇篮转台5的表面上。当转动调整螺钉11时，该调整螺钉11的前端可以抵触AC摇篮转台5的下边缘，根据需要转动上面的或下面的调整螺钉11以实现AC摇篮转台5绕机床Z轴的摆动，即实现AC摇篮转台5在XY平面的微微摆动。所述定位机构包括穿过所AC摇篮转台5与机床安装结合面而伸入床身1的两个销钉孔，即销钉孔分别设于上下两边，销钉孔中设有定位销9。

在AC摇篮转台5的装配调整过程中，如图4所示，当床身1和AC摇篮转台5结合面加工后，将AC摇篮转台5竖直安放于主轴箱4下方的床身1的水平面上，先用锁紧内六角螺钉12将AC摇篮转台5上、下两边与床身1预锁紧；再将两个调整块10通过内六角螺钉13分别固定在床身1上下两边，并靠近AC摇篮转台5边缘。将调整螺钉11旋入调整块10水平螺纹孔内，使得调整螺钉11前端正对着AC摇篮转台5侧面，调整螺钉11有足够长度，其前端部可以顶住AC摇篮转台5的边缘。

因此，根据需要转动上边的或下边的调整螺钉11便可实现AC摇篮转台5绕机床Z轴的摆动，即实现AC摇篮转台5在XY平面的微微摆动。使得AC摇篮转台5的X轴线或Y轴线相对于机床的X轴线或Y轴线的夹角近似零为止。当AC摇篮转台5调整完毕，精度达到要求后，在AC摇篮转台5上、下两边加工面(见图4所示)处钻销钉孔至床身1内，然后在销钉孔中打入圆锥定位销9，最后拧紧上下两边的锁紧内六角螺钉12，将AC摇篮转台5与床身1紧密连接。定位好并固定，可保持精度可靠性，大大提高机床静态几何精度的稳定性。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种定位调整装置，其特征在于，包括用于调整横梁的X轴在机床平台的XZ平面内相对机床Z轴的角度以及调整滑板的Y轴在所述机床平台的YZ平面内相对机床Z轴的角度的调整件；用于调整机床的AC摇篮转台绕所述机床Z轴摆动的调整机构；其中：

所述的调整件为设于机床Y轴导轨与沿该Y轴导轨滑移的所述横梁之间的第一组调整件，该第一组调整件为均匀设置的多个垫片，其中每一垫片沿所述X轴向一端厚、另一端薄，以形成沿X轴向的倾斜面；所述的调整件还有设于机床X轴导轨与沿该X轴导轨滑移的所述滑板之间的第二组调整件，该第二组调整件为均匀设置的多个垫片，其中每一垫片沿所述Z轴向一端厚、另一端薄，以形成沿Z轴向的倾斜面；

所述Y轴导轨固定于所述机床平台上，所述X轴导轨与所述横梁固定连接。

2.如权利要求1所述的定位调整装置，其特征在于，还包括固定所述AC摇篮转台的定位机构。

3.如权利要求1所述的定位调整装置，其特征在于，所述的X轴导轨为X轴线轨。

4.如权利要求1所述的定位调整装置，其特征在于，所述调整机构包括固定于所述机床的床身和所述AC摇篮转台安装结合的表面上的调整块以及沿所述Y轴方向设于该调整块中的至少一个调整螺钉。

5.如权利要求4所述的定位调整装置，其特征在于，所述的调整块和调整螺钉为两套，并隔开设置；当转动所述调整螺钉时，该调整螺钉的前端能够抵触所述AC摇篮转台的下边缘，而驱动所述AC摇篮转台绕所述机床的Z轴摆动。

6.如权利要求2所述的定位调整装置，其特征在于，所述定位机构包括穿过所述AC摇篮转台与所述机床安装结合面而伸入所述机床的至少两个销钉孔，该销钉孔隔开设置，所述销钉孔中设有定位销。

7.一种五轴机床，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的定位调整装置。

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