CN114700837A - 一种龙门式五轴五联动数控工具磨床及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于五轴五联动数控工具磨床技术领域，具体为一种龙门式五轴五联动数控工具磨床及其使用方法，包括矿物铸件底座，还包括设置在矿物铸件底座左端设有X轴驱动装置，和设置在X轴驱动装置下端的Y轴驱动装置，和设置在Y轴驱动装置上端的Z轴驱动装置，和设置在Z轴驱动装置内部的A轴驱动装置，和设置在矿物铸件底座右端上侧的C轴驱动装置，本发明通过X\Y\Z\A\C\轴驱动装置的驱动可以使砂轮通过任意角度和姿态对工件进行磨削，能够增加驱动结构的刚性，提高驱动精度、减少运动时产生的震动，防止驱动结构损坏，增加装置的使用寿命的效果。

Description

一种龙门式五轴五联动数控工具磨床及其使用方法
技术领域
本发明涉及五轴五联动数控工具磨床技术领域，具体为一种龙门式五轴五联动数控工具磨床及其使用方法。
背景技术
五轴联动数控工具磨床是用于机械工程领域的专用加工设备。
磨床中包括了自主开发的上位机安装的磨削软件，用于磨削以下类型的立铣刀：直角立铣刀、圆角立铣刀、球头铣刀、沟槽齿隙磨削、等螺旋和变螺旋球头铣刀所有立铣刀可以是等直径或者、带有锥度，所有磨削可应用于：螺旋槽刀具或者、直槽刀具并可以实现以下组合：右旋右切、左旋右切、右旋左切、左旋左切、制造和修磨循环、开槽、整体开槽、沟槽抛光圆柱凸刃铲背、外圆磨削、外圆精磨、外圆精磨、等直径外圆磨削、锥度外圆磨削、后波刃磨削端齿加工、端齿磨削。
现有的五轴联动数控工具磨床传动中采用皮带传动或者蜗轮蜗杆等传动，导致结构脆弱，刚性较差，传动精度误差大且十分容易损坏，为此，我们提出一种龙门式五轴五联动数控工具磨床及其使用方法。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种龙门式五轴五联动数控工具磨床及其使用方法中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种龙门式五轴五联动数控工具磨床及其使用方法，通过X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置均采用通过胀套(7)连接丝杆的驱动结构，在通过胀紧方式使驱动装置输出轴和丝杆相互抱紧融为一体的特性下，能够增加驱动结构的刚性，防止传动误差损失，提高传动精度，能够解决上述提出现有的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其包括：物矿铸件底座，还包括设置在矿物铸件底座左端设有X轴驱动装置，和设置在X轴驱动装置下端的Y轴驱动装置，和设置在Y轴驱动装置上端的Z轴驱动装置，和设置在Z轴驱动装置内部的A轴驱动装置，和设置在物矿铸件底座右端上侧的C轴驱动装置；
所述X轴驱动装置包括X轴滑座，所述X轴滑座的右端设有X轴驱动电机，所述X轴驱动电机设置在物矿铸件底座的右端，所述X轴驱动电机的输出端通过胀套连接X轴丝杆，所述X轴丝杆螺纹连接X轴滑座的内部，所述X轴丝杆的外壁左端转动连接轴承座，所述物矿铸件底座的表面两端设有X轴导轨，所述X轴导轨的外壁滑动连接X轴滑座，所述X轴滑座的后端设有X轴电缆拖链。
作为本发明所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的一种优选方案，其中：所述矿物铸件底座的表面右端设有矿物铸件立柱，所述矿物铸件立柱的上端设有C轴驱动装置。
作为本发明所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的一种优选方案，其中：所述Y轴驱动装置包括Y轴滑座，所述Y轴滑座滑动连接在Y轴导轨的外壁，所述Y轴导轨设置在X轴滑座的表面两端。
作为本发明所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的一种优选方案，其中：所述Y轴滑座的内部螺纹连接Y轴丝杆，所述Y轴丝杆通过胀套连接Y轴驱动电机，所述Y轴驱动电机设置在X轴滑座的后端。
作为本发明所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的一种优选方案，其中：所述Y轴滑座后端连接Y轴电缆拖链，所述Y轴电缆拖链另一端连接Z轴驱动装置。
作为本发明所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的一种优选方案，其中：所述Z轴驱动装置包括Z轴立柱，所述Z轴立柱设置在Y轴滑座的上端，所述Z轴立柱的顶端设有Z轴制动伺服电机，所述Z轴制动伺服电机的输出端通过胀套连接Z轴丝杆。
作为本发明所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的一种优选方案，其中：所述Z轴丝杆内部螺纹连接Z轴滑座，所述Z轴滑座滑动连接在Z轴导轨的外壁，所述Z轴导轨设置在Z轴立柱的内壁右端两侧。
作为本发明所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的一种优选方案，其中：所述A轴驱动装置包括A轴直驱电机，所述A轴直驱电机设置在Z轴滑座的内部，所述A轴直驱电机的输出端连接A轴夹紧装置。
作为本发明所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的一种优选方案，其中：所述C轴驱动装置包括C轴直驱电机，所述C轴直驱电机设置在矿物铸件立柱的上端左侧，所述C轴直驱电机的输出端连接电主轴。
一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的使用方法，包括以下操作步骤：
S1：通过在电主轴两端安装砂轮，再通过将需要磨削的工件放置在A轴夹紧装置内部进行夹取；
S2：通过启动X轴驱动电机，使X轴驱动电机带动X轴滑座朝左右端移动，从而带动A轴夹紧装置夹取的工件进行左右端移动调整工件轴向方向的任意位置；
S3：通过启动Y轴驱动电机，使Y轴驱动电机带动Y轴滑座朝前后端移动，从而带动A轴夹紧装置夹取的工件进行前后端移动调整工件径向方向的任意位置；
S4：通过启动Z轴制动伺服电机，使Z轴制动伺服电机带动Z轴滑座朝上下端移动，从而带动A轴夹紧装置夹取的工件进行上下端移动调整工件径向方向的任意位置；
S5：通过启动A轴直驱电机，使A轴直驱电机带动A轴夹紧装置进行360度正反方向旋转，从而对打磨角度进行调整；
S6：通过启动C轴直驱电机，使C轴直驱电机带动电主轴两端的砂轮进行0-330度的旋转，调整砂轮的磨削角度；
S7：通过启动电主轴，使电主轴带动砂轮进行0-8000转/分的高速旋转，从而对工件进行打磨；
由于X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置均采用通过胀套连接丝杆为驱动结构，此结构将驱动装置和丝杆紧密连接在一起，没有相对运动，在胀套的特性下能够增加驱动结构的刚性，防止传动精度损失，提高传动效率和传动精度，减少驱动结构损坏，增加装置的使用寿命的效果。
附图说明
图1为本发明提供的整体结构示意图；
图2为本发明提供的整体主视结构示意图；
图3为本发明提供的整体主视剖面结构示意图；
图4为本发明提供的整体俯视剖面结构示意图。
图中：物矿铸件底座1、矿物铸件立柱11、X轴驱动装置2、X轴驱动电机21、X轴丝杆22、轴承座23、X轴导轨24、X轴滑座25、X轴电缆拖链26、Y轴驱动装置3、Y轴驱动电机31、Y轴滑座32、Y轴导轨33、Y轴丝杆34、Y轴电缆拖链35、Z轴驱动装置4、Z轴立柱41、Z轴制动伺服电机42、Z轴丝杆43、Z轴导轨44、Z轴滑座45、A轴驱动装置5、A轴直驱电机51、A轴夹紧装置52、C轴驱动装置6、C轴直驱电机61、电主轴62、胀套7。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供一种龙门式五轴五联动数控工具磨床及其使用方法，具有能够增加驱动结构的刚性，防止驱动结构损坏，增加装置的使用寿命的效果的优点，请参阅图1-4，包括物矿铸件底座1、X轴驱动装置2、Y轴驱动装置3、Z轴驱动装置4、A轴驱动装置5和C轴驱动装置6；
X轴驱动装置2设置在物矿铸件底座1的左端，通过X轴驱动装置2能够使A轴夹紧装置52进行X轴方向移动，从而能够对A轴夹紧装置52的打磨区域进行调整，X轴驱动装置2包括X轴驱动电机21、胀套7、X轴丝杆22、轴承座23、X轴导轨24、X轴滑座25和X轴电缆拖链26，X轴丝杆22的右端设有胀套7，起到连接作用，通过X轴驱动电机21通过胀套7能够带动X轴滑座25进行X轴移动，X轴驱动电机21设置在物矿铸件底座1的右端，起到固定和安装的作用，X轴驱动电机21的输出端通过胀套7连接X轴丝杆22，通过X轴驱动电机21能够带动X轴丝杆22进行转动，X轴丝杆22螺纹连接X轴滑座25的内部，通过X轴丝杆22转动能够带动X轴滑座25朝X轴进行移动，从而对A轴夹紧装置52进行X轴调整，X轴丝杆22的外壁左端转动连接轴承座23，通过轴承座23能够对X轴丝杆22进行限位，方便X轴丝杆22进行转动，防止X轴丝杆22掉落和偏移，X轴导轨24的表面设有Y轴驱动装置3，通过X轴导轨24的外壁滑动连接X轴滑座25，从而对X轴滑座25进行限位，防止X轴滑座25在X轴滑动时出现偏移，X轴滑座25的后端设有X轴电缆拖链26，起到电线连接的作用，对连接电缆进行保护，防止电缆损坏的效果；
Y轴驱动装置3设置在X轴驱动装置2的下端，通过Y轴驱动装置3能够使A轴夹紧装置52进行Y轴移动，从而能够对A轴夹紧装置52的打磨区域进行调整，Y轴驱动装置3包括Y轴驱动电机31、Y轴滑座32、Y轴导轨33、胀套7、Y轴丝杆34和Y轴电缆拖链35，Y轴滑座32滑动连接在Y轴导轨33的外壁，对Y轴滑座32的移动进行限位，防止Y轴滑座32在Y轴移动时发生偏移，Y轴导轨33设置在X轴滑座25的表面两端，起到固定安装的作用，Y轴滑座32的内部螺纹连接Y轴丝杆34，Y轴丝杆34的后端通过胀套(7)连接Y轴驱动电机31，通过启动驱动电机31，使驱动电机31带动Y轴丝杆34进行转动，从而使Y轴丝杆34带动Y轴滑座32在Y轴导轨33上前后移动，Y轴驱动电机31设置在X轴滑座25后端，起到固定安装的作用，Y轴滑座32后端连接Y轴电缆拖链35，Y轴电缆拖链35另一端连接Z轴驱动装置4，通过Y轴电缆拖链能够对Z轴电缆和Y轴电缆进行保护，防止电缆发生损坏；
Z轴驱动装置4设置在Y轴驱动装置3的上端，通过Z轴驱动装置4能够带动A轴夹紧装置52进行上下移动，从而能够对A轴夹紧装置52的打磨区域进行调整，Z轴驱动装置4包括Z轴立柱41、Z轴制动伺服电机42、Z轴丝杆43、胀套7、Z轴导轨44和Z轴滑座45，Z轴立柱41设置在Y轴滑座32的上端，起到放置的作用，能够对Z轴滑座45进行放置和滑动，Z轴立柱41的顶端设有Z轴制动伺服电机42，起到固定安装的作用，Z轴制动伺服电机42的输出端通过胀套7连接Z轴丝杆43，通过启动Z轴制动伺服电机42能够对Z轴丝杆43进行转动，Z轴丝杆43内部螺纹连接Z轴滑座45，通过Z轴丝杆43转动能够带动Z轴滑座45上下移动，通过Z轴导轨44设置在Z轴立柱41的内壁右端两侧，再通过Z轴滑座45滑动连接在Z轴导轨44的外壁，从而对Z轴滑座45的滑动进行限位，防止Z轴滑座45在滑动时出现偏移；
A轴驱动装置5设置在Z轴滑座45的内部，通过A轴驱动装置5能够对A轴夹紧装置52进行360度正反方向旋转，方便对A轴夹紧装置52夹取的工件进行角度调整，从而方便对工件进行磨削，A轴驱动装置5包括A轴直驱电机51和A轴夹紧装置52，A轴直驱电机51设置在Z轴滑座45的内部，起到固定安装的作用，A轴直驱电机51的输出端连接A轴夹紧装置52，通过A轴直驱电机51能够对A轴夹紧装置52进行360度正反方向旋转，方便对A轴夹紧装置52夹取的工件进行角度调整，从而方便对工件进行磨削；
C轴驱动装置6设置在矿物铸件立柱11的上端，通过C轴驱动装置6能够对电主轴62进行0-330度的旋转，从而方便对A轴夹紧装置52夹取的工件进行角度调整，进而方便对工件进行磨削，C轴驱动装置6包括C轴直驱电机61和电主轴62，C轴直驱电机61设置在矿物铸件立柱11的上端左侧，起到固定安装的作用，C轴直驱电机61的输出端连接电主轴62，通过C轴直驱电机61能够带动电主轴62进行0-330度的旋转，从而方便对A轴夹紧装置52夹取的工件进行角度调整，通过电主轴62两端可装砂轮，从而通过砂轮能够对A轴夹紧装置52夹取的工件进行磨削。
在具体使用时，本领域技术人员通过在电主轴62两端安装砂轮，再通过将需要磨削的工件放置在A轴夹紧装置52内部进行夹取，通过启动X轴驱动电机21，使X轴驱动电机21带动X轴滑座25朝左右端移动，从而带动A轴夹紧装置52夹取的工件进行左右端移动调整角度，通过启动Y轴驱动电机31，使Y轴驱动电机31带动Y轴滑座32朝前后端移动，从而带动A轴夹紧装置52夹取的工件进行前后端移动调整角度，通过启动Z轴制动伺服电机42，使Z轴制动伺服电机42带动Z轴滑座45朝上下端移动，从而带动A轴夹紧装置52夹取的工件进行上下端移动调整打磨角度，通过启动A轴直驱电机51，使A轴直驱电机51带动A轴夹紧装置52进行360度正反方向旋转，从而对打磨角度进行调整，通过启动C轴直驱电机61，使C轴直驱电机61带动电主轴62两端的砂轮进行0-330度的旋转，方便调整砂轮的磨削角度，通过启动电主轴62，使电主轴62带动砂轮进行0-8000转/分的高速旋转，从而对工件进行打磨，进而达到能够使砂轮通过任意角度和姿态对工件进行磨削的效果，由于X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置均采用通过胀套连接丝杆为驱动结构，此结构将驱动装置和丝杆紧密连接在一起，没有相对运动，在胀套的特性下能够增加驱动结构的刚性，防止传动精度损失，提高传动效率和传动精度，减少驱动结构损坏，增加装置的使用寿命的效果。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，包括物矿铸件底座(1)，其特征在于：还包括设置在矿物铸件底座(1)左端设有X轴驱动装置(2)，和设置在X轴驱动装置(2)下端的Y轴驱动装置(3)，和设置在Y轴驱动装置(3)上端的Z轴驱动装置(4)，和设置在Z轴驱动装置(4)内部的A轴驱动装置(5)，和设置在物矿铸件底座(1)右端上侧的C轴驱动装置(6)；
所述X轴驱动装置(2)包括X轴滑座(25)，所述X轴滑座(25)的右端设有X轴驱动电机(21)，所述X轴驱动电机(21)设置在物矿铸件底座(1)的右端，所述X轴驱动电机(21)的输出端通过胀套(7)连接X轴丝杆(22)，所述X轴丝杆(22)螺纹连接X轴滑座(25)的内部，所述X轴丝杆(22)的外壁左端转动连接轴承座(23)，所述物矿铸件底座(1)的表面两端设有X轴导轨(24)，所述X轴导轨(24)的外壁滑动连接X轴滑座(25)，所述X轴滑座(25)的后端设有X轴电缆拖链(26)。
2.根据权利要求1所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其特征在于，所述矿物铸件底座(1)的表面右端设有矿物铸件立柱(11)，所述矿物铸件立柱(11)的上端设有C轴驱动装置(6)。
3.根据权利要求1所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其特征在于，所述Y轴驱动装置(3)包括Y轴滑座(32)，所述Y轴滑座(32)滑动连接在Y轴导轨(33)的外壁，所述Y轴导轨(33)设置在X轴滑座(25)的表面两端。
4.根据权利要求3所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其特征在于，所述Y轴滑座(32)的内部螺纹连接Y轴丝杆(34)，所述Y轴丝杆(34)通过胀套(7)连接Y轴驱动电机(31)，所述Y轴驱动电机(31)设置在X轴滑座(25)的后端。
5.根据权利要求4所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其特征在于，所述Y轴滑座(32)后端连接Y轴电缆拖链(35)，所述Y轴电缆拖链(35)另一端连接Z轴驱动装置(4)。
6.根据权利要求1所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其特征在于，所述Z轴驱动装置(4)包括Z轴立柱(41)，所述Z轴立柱(41)设置在Y轴滑座(32)的上端，所述Z轴立柱(41)的顶端设有Z轴制动伺服电机(42)，所述Z轴制动伺服电机(42)的输出端通过胀套(7)连接Z轴丝杆(43)。
7.根据权利要求6所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其特征在于，所述Z轴丝杆(43)内部螺纹连接Z轴滑座(45)，所述Z轴滑座(45)滑动连接在Z轴导轨(44)的外壁，所述Z轴导轨(44)设置在Z轴立柱(41)的内壁右端两侧。
8.根据权利要求1所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其特征在于，所述A轴驱动装置(5)包括A轴直驱电机(51)，所述A轴直驱电机(51)设置在Z轴滑座(45)的内部，所述A轴直驱电机(51)的输出端连接A轴夹紧装置(52)。
9.根据权利要求1所述的一种龙门式五轴五联动数控工具磨床，其特征在于，所述C轴驱动装置(6)包括C轴直驱电机(61)，所述C轴直驱电机(61)设置在矿物铸件立柱(11)的上端左侧，所述C轴直驱电机(61)的输出端连接电主轴(62)。
10.一种龙门式五轴五联动数控工具磨床的使用方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
S1：通过在电主轴(62)两端安装砂轮，再通过将需要磨削的工件放置在A轴夹紧装置(52)内部进行夹取；
S2：通过启动X轴驱动电机(21)，使X轴驱动电机(21)带动X轴滑座(25)朝左右端移动，从而带动A轴夹紧装置(52)夹取的工件进行左右端移动调整工件轴向方向的任意位置；
S3：通过启动Y轴驱动电机(31)，使Y轴驱动电机(31)带动Y轴滑座(32)朝前后端移动，从而带动A轴夹紧装置(52)夹取的工件进行前后端移动调整工件径向方向的任意位置；
S4：通过启动Z轴制动伺服电机(42)，使Z轴制动伺服电机(42)带动Z轴滑座(45)朝上下端移动，从而带动A轴夹紧装置(52)夹取的工件进行上下端移动调整工件径向方向的任意位置；
S5：通过启动A轴直驱电机(51)，使A轴直驱电机(51)带动A轴夹紧装置(52)进行360度正反方向旋转，从而对打磨角度进行调整；
S6：通过启动C轴直驱电机(61)，使C轴直驱电机(61)带动电主轴(62)两端的砂轮进行0-330度的旋转，调整砂轮的磨削角度；
S7：通过启动电主轴(62)，使电主轴(62)带动砂轮进行0-8000转/分的高速旋转，从而对工件进行打磨。
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