CN114952374A - 带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床，涉及数控机床领域，立卧转换摆头机构包括摇摆头箱体、摇摆头主轴箱、自锁式刹车机构以及电主轴，摇摆头箱体包括一旋转中心轴，旋转中心轴的轴线与水平面的夹角为45度；摇摆头箱体包括伺服电机、小同步带轮、同步带、第一大同步带轮、第二大同步带轮、第一减速机、第二减速机、第一小齿轮以及第二小齿轮；摇摆头主轴箱利用第一小齿轮和第二小齿轮传递至大齿轮的动力带动电主轴绕旋转中心轴转动，在转动过程中电主轴的轴线与旋转中心轴的夹角保持45度。本发明实现了加工中心主轴立卧加工状态的快速转换，提高加工效率及加工精度。

Description

带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床

技术领域

本发明涉及数控机床领域，特别涉及一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床。

背景技术

近20年来国内机床行业取得了长足的发展，行业总体现状是体量巨大，但在高精尖核心技术方面和国外先进技术还有一定差距。

近几年来国内机床行业取得了长足的发展，在加工领域内，对于大批量的零件加工，行业内已有成熟的加工解决方案。

对于一些单件小批量的需要多次装夹，需要五面甚至六面加工的复杂零件的加工，目前常见的加工方式是多台机床、多工位、多次装夹交替加工。

这种加工方式需要多台加工中心（需要较多的场地面积），多台机床交替编程加工，多次装夹，加工效率偏低且会降低加工精度。

国外的一些立卧两用加工中心/或车铣复合加工中心可实现单件小量的复杂零件的加工，但是国外机床售价是国内普通加工中心的数倍甚至数十倍，不具备性价比。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中单件小批量的加工效率及加工精度低，立卧式加工中心的售价昂贵的缺陷，提供一种能够实现加工中心主轴立卧加工状态快速转换，提高加工效率及加工精度的带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构，用于数控机床，所述立卧转换摆头机构包括一摇摆头箱体、一摇摆头主轴箱、一自锁式刹车机构以及一电主轴，

所述摇摆头箱体包括一旋转中心轴，所述旋转中心轴的轴线与水平面的夹角为45度，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述旋转中心轴垂直；

所述摇摆头主轴箱与所述电主轴固定，所述电主轴用于安装刀具；

所述摇摆头箱体包括一伺服电机、一小同步带轮、一同步带、第一大同步带轮、第二大同步带轮、第一减速机、第二减速机、第一小齿轮以及第二小齿轮，所述小同步带轮的直径小于大同步带轮；

所述伺服电机与所述小同步带轮连接，小同步带轮通过所述同步带与第一大同步带轮和第二大同步带轮连接，所述第一大同步带轮通过第一减速机带动所述第一小齿轮转动，所述第二大同步带轮通过第二减速机带动所述第二小齿轮转动；

所述摇摆头主轴箱通过一轴承与所述摇摆头箱体固定，所述摇摆头主轴箱的顶部固定一大齿轮，所述第一小齿轮和第二小齿轮均与所述大齿轮啮合，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述大齿轮的端面平行；

所述摇摆头主轴箱利用第一小齿轮和第二小齿轮传递至大齿轮的动力带动所述电主轴绕所述旋转中心轴转动，在转动过程中所述电主轴的轴线与所述旋转中心轴的夹角保持45度，所述自锁式刹车机构与所述摇摆头主轴箱固定，所述摇摆头主轴箱固定一刹车片，所述自锁式刹车机构用于夹持所述刹车片以使所述摇摆头主轴箱停止转动。

较佳地，小同步带轮通过所述同步带将动力传递至第一大同步带轮与第二大同步带轮为第一级减速，所述第一大同步带轮将动力传递至第一减速机及所述第二大同步带轮将动力传递至第二减速机均为第二级减速，所述第一小齿轮将动力传递至所述大齿轮及所述第二小齿轮将动力传递至所述大齿轮均为第三级减速。

较佳地，当所述伺服电机带动第一小齿轮逆时针旋转时带动所述大齿轮顺时针旋转，此时第二小齿轮为从动齿轮；当所述伺服电机带动第二小齿轮顺时针旋转时带动所述大齿轮逆时针旋转，此时第一小齿轮为从动齿轮；

所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线与所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线之间的夹角大于15度且小于160度。

较佳地，所述大齿轮通过第一螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的内圈通过第二螺钉固定在所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的外圈通过第三螺钉固定在所述摇摆头箱体上，所述内圈与所述外圈之间设有三个滚动体，每一滚动体上均布滚动体滚针。

较佳地，所述立卧转换摆头机构包括一编码器，所述编码器包括读数头以及刻度盘，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈固定于摇摆头主轴箱上，所述读数头与固定于所述摇摆头箱体上且用于读取所述刻度盘以获取摇摆头主轴箱的转动角度。

较佳地，所述大齿轮与所述刻度盘之间设有一轴承封盖，所述轴承封盖的外侧面设有一容纳槽，所述容纳槽内设有一密封圈，所述轴承密封盖通过第四螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上。

较佳地，所述摇摆头主轴箱包括依次成阶梯状的第一台面、第二台面以及第三台面，所述大齿轮通过第一螺钉固定于第一台面上，所述轴承封盖通过第四螺钉固定于所述第二台面上，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈后安装于所述第三台面上。

较佳地，所述大齿轮与所述轴承封盖之间设有所述刹车片，所述第四螺钉依次穿过所述刹车片以及所述轴承封盖后固定于所述摇摆头主轴箱上，所述自锁式刹车机构包括圆环形的刹车压盖、刹车缸体以及刹车活塞，

所述刹车缸体的外端面与所述刹车压盖固定，所述刹车缸体的内端面用于与摇摆头箱体固定，所述刹车缸体与所述刹车压盖之间夹设一固定片，所述固定片的一侧设有容纳刹车片的间隙，所述固定片的另一侧为所述刹车缸体以及设于所述刹车缸体内的刹车活塞，所述刹车缸体的内表面包括一缸体凸起；

所述刹车活塞包括活塞盖、活塞主体以及设于活塞主体外表面的活塞凸沿，所述活塞盖固定于所述活塞主体的一端，所述活塞凸沿设于所述活塞主体的另一端，所述活塞凸沿的外端面与所述固定片相邻，所述活塞凸沿的内侧设有若干中心导销以及套设于所述中心导销上的弹性件，所述缸体凸起的外端面上设有与中心导销数量相同的容纳沉孔，所述刹车活塞通过中心导销与所述刹车缸体定位；

所述缸体凸起的外端面与所述活塞凸沿的内端面形成一第一液压腔，所述缸体凸起的内端面与所述活塞盖形成第二液压腔，所述刹车缸体的外表面设有连接第一液压腔的第一注油孔以及连接第二液压腔的第二注油孔；

在无液压状态下，所述弹性件对所述刹车活塞施加一个向外的推力以使得刹车压盖内端面、刹车片、固定片以及活塞凸沿外端面相互挤压；

在第一注油孔注油后，第一液压腔的压力对所述刹车活塞施加一个向外的推力；

在第二注油孔注油后，第二液压腔的压力对所述刹车活塞施加一个向内的推力以使得刹车压盖内端面、刹车片以及固定片相互分离。

较佳地，所述数控机床包括一处理终端以及一激光雷达，所述激光雷达上设有惯性测量模块，所述激光雷达的扫描方向对准刀具，

所述激光雷达用于在摇摆头主轴箱旋转时扫描所述刀具以及所述摇摆头主轴箱以获取刀具点云数据以及主轴箱点云数据；

所述处理终端用于通过所述编码器读取的转动角度判断所述摇摆头主轴箱是否旋转一周，若是则停止摇摆头主轴箱转动并获取摇摆头主轴箱旋转一周的刀具点云数据以及主轴箱点云数据；

所述处理终端用于根据惯性测量模块、所述刀具点云数据以及刀具的实际长度获取电主轴位于水平位置时以及电主轴位于竖直位置时的刀具点云数据；

所述处理模块用于根据水平位置时刀具点云数据获取水平位置时的编码器读取的数值以及根据竖直位置时的刀具点云数据获取竖直位置时的编码器读取的数值，根据水平位置时及数值位置时的编码器读取的数值对所述编码器进行校准；或，

所述处理模块用于根据水平位置时刀具点云数据以及激光雷达获取的实时点云数据控制所述伺服电机调节所述电主轴至水平位置并获取电主轴在水平位置时编码器读取的数值，根据竖直位置时刀具点云数据以及激光雷达获取的实时点云数据控制所述伺服电机调节所述电主轴至竖直位置并获取电主轴在竖直位置时编码器读取的数值，根据水平位置时及数值位置时的编码器读取的数值对所述编码器进行校准。

本发明还提供一种数控机床，所述数控机床包括如上所述的带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构。

符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明实现了立卧两用加工中心/或车铣复合加工中心主轴立卧加工状态的快速转换，提升了机床的多样化加工能力（同一台加工中心既可立式加工，也可卧式加工），提高加工效率，减少了零件加工装夹次数，节省装夹时间，提高了加工精度，使机床的加工能力变得柔性多样化，自主研发降低了机床部件成本，提高了机床的竞争优势。

另外，本发明带有自锁式刹车机构，解决了常规刹车部件在断电断油断气等紧急情况下的自锁保护问题，可以使摇摆头在紧急情况下保持自锁不动，保护机床的机械结构不受碰撞，保护主轴和刀具，保护操作者。

该自锁刹车机构的通油压后刹车力更强，增加了转台（或摇摆头）等部件的定位刚性，延长部件的寿命，并极大的降低了刹车部件的成本，提高了机床的价格竞争优势。

附图说明

图1为本发明实施例1的立卧转换摆头机构的立式加工状态的结构示意图。

图2为本发明实施例1的立卧转换摆头机构的卧式加工状态的结构示意图。

图3为本发明实施例1的立卧转换摆头机构的剖面示意图。

图4为本发明实施例1的立卧转换摆头机构的结构示意图。

图5为本发明实施例1的大齿轮的结构示意图。

图6为本发明实施例1的立卧转换摆头机构的另一剖面示意图。

图7为本发明实施例1的自锁式刹车机构的剖面示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

参见图1至图7，本实施例提供一种数控机床。

所述数控机床包括一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构。

所述立卧转换摆头机构包括一摇摆头箱体101、一摇摆头主轴箱103、一自锁式刹车机构以及一电主轴104。

摇摆头箱体101包括箱体上盖板102。

所述摇摆头箱体包括一旋转中心轴，所述旋转中心轴的轴线与水平面的夹角为45度，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述旋转中心轴垂直；

所述摇摆头主轴箱与所述电主轴固定，所述电主轴用于安装刀具105；

所述摇摆头箱体包括一伺服电机201、一小同步带轮202、一同步带203、第一大同步带轮204、第二大同步带轮205、第一减速机206、第二减速机207、第一小齿轮208以及第二小齿轮209，所述小同步带轮的直径小于大同步带轮；

所述伺服电机201与电机固定板213固定，所述伺服电机与所述小同步带轮连接，小同步带轮通过所述同步带与第一大同步带轮和第二大同步带轮连接，所述第一大同步带轮通过第一减速机带动所述第一小齿轮转动，所述第二大同步带轮通过第二减速机带动所述第二小齿轮转动；

所述摇摆头主轴箱通过一轴承与所述摇摆头箱体固定，所述摇摆头主轴箱的顶部固定一大齿轮210，所述第一小齿轮和第二小齿轮均与所述大齿轮啮合，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述大齿轮的端面平行；

所述摇摆头主轴箱利用第一小齿轮和第二小齿轮传递至大齿轮的动力带动所述电主轴绕所述旋转中心轴转动，在转动过程中所述电主轴的轴线与所述旋转中心轴的夹角保持45度。

所述自锁式刹车机构与所述摇摆头主轴箱固定，所述摇摆头主轴箱固定一刹车片，所述自锁式刹车机构用于夹持所述刹车片以使所述摇摆头主轴箱停止转动。

本实施例的双齿传动传动链如下：伺服电机201与小同步带轮202连接，小同步带轮202通过同步带203将动力传递至第一大同步带轮204与第二大同步带轮205（小同步带轮传动大同步带轮，此处为1级减速），第一大同步带轮204将动力传递至第一减速机206（此处为2级减速），第二大同步带轮205将动力传递至第二减速机207（此处为2级减速），第一减速机206将动力传递至第一小齿轮208，第二减速机207将动力传递至第二小齿轮209，第一小齿轮208与第二小齿轮209将动力传递至大齿轮210（小齿轮传动大齿轮，此处为3级减速）。

大齿轮210与轴承212的旋转端（内圈）以及摇摆头主轴箱103连接，轴承212的固定端（外圈）与摇摆头箱体101固定，当伺服电机201旋转时通过整个传动链最终带动大齿轮210（带动摇摆头主轴箱103，电主轴104，刀具105）旋转，从而实现摆头的立卧转换。

其中轴承212为承重部件，角度编码器211可将摇摆头角度位置反馈回控制系统，形成闭环控制，具有较高的定位精度。

小同步带轮通过所述同步带将动力传递至第一大同步带轮与第二大同步带轮为第一级减速，所述第一大同步带轮将动力传递至第一减速机及所述第二大同步带轮将动力传递至第二减速机均为第二级减速，所述第一小齿轮将动力传递至所述大齿轮及所述第二小齿轮将动力传递至所述大齿轮均为第三级减速。

当所述伺服电机带动第一小齿轮逆时针旋转时带动所述大齿轮顺时针旋转，此时第二小齿轮为从动齿轮；当所述伺服电机带动第二小齿轮顺时针旋转时带动所述大齿轮逆时针旋转，此时第一小齿轮为从动齿轮；

所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线与所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线之间的夹角大于15度且小于160度。

本实施例为双齿传动，双齿消隙原理图，当需要摇摆头（大齿轮210）顺时针旋转时，只需控制伺服电机201让第一小齿轮208逆时针旋转即可（此时第二小齿轮209为从动齿轮），当需要摇摆头（大齿轮210）逆时针旋转时，只需控制伺服电机201让第二小齿轮209顺时针旋转即可（此时第一小齿轮208为从动齿轮）。由于大齿轮210顺/逆时针转动时，分别是由第一小齿轮208及第二小齿轮209啮合传动的，因此避免了单齿传动时反向背隙的产生，故而精度高。

本实施例的特点是单电机驱动，双齿传动，双齿消背隙，角度编码器闭环反馈，传动结构成本较低，精度高，可实现自主研发生产，大大降低了立卧两用加工中心/或车铣复合加工中心的部件成本，提高了机床的竞争优势。

所述大齿轮通过第一螺钉216-1固定于所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的内圈通过第二螺钉216-2固定在所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的外圈通过第三螺钉固定在所述摇摆头箱体上，所述内圈与所述外圈之间设有三个滚动体，每一滚动体上均布滚动体滚针。

附图标记212是轴承，是整个摇摆头旋转件和固定件之间的承重以及旋转的支撑部件，其中轴承外圈212-1通过圆周均布的第三螺钉216-3固定在摇摆头箱体101之上，摇摆头箱体101及轴承外圈212-1均为固定件。轴承内圈212-3（212-4）为旋转件，内圈与外圈之间有均布的滚动体滚针212-2，以此来承重及减少摩擦阻力。

所述立卧转换摆头机构包括一编码器，所述编码器包括读数头以及刻度盘，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈固定于摇摆头主轴箱上，所述读数头与固定于所述摇摆头箱体上且用于读取所述刻度盘以获取摇摆头主轴箱的转动角度。

编码器的读数头211-1，固定位置安装，为固定件。附图标记211-2是编码器刻度盘，刻度盘211-2通过第二螺钉216-2与轴承内圈212-3（212-4），以及摇摆头主轴箱103相连接，均为旋转件。当摇摆头旋转时，编码器刻度盘211-2会将摇摆头的角度位置通过编码器读数头211-1反馈回控制系统，以此形成闭环控制。

所述大齿轮与所述刻度盘之间设有一轴承封盖，所述轴承封盖的外侧面设有一容纳槽，所述容纳槽内设有一密封圈，所述轴承密封盖通过第四螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上。

附图标记214为轴承封盖，轴承封盖214通过第四螺钉216-4与摇摆头主轴箱103相连接，轴承封盖214与摇摆头箱体101之间有密封圈215，以此形成密封腔室，对轴承212做防水防尘防铁屑（大齿轮210与小齿轮208，209摩擦产生的细小铁屑）等保护，从而延长轴承寿命，维持轴承（及摇摆头）的精度。

所述摇摆头主轴箱包括依次成阶梯状的第一台面、第二台面以及第三台面，所述大齿轮通过第一螺钉固定于第一台面上，所述轴承封盖通过第四螺钉固定于所述第二台面上，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈后安装于所述第三台面上。

所述自锁式刹车机构包括圆环形的刹车压盖81、刹车缸体91以及刹车活塞31。

所述刹车缸体91的外端面911与所述刹车压盖81固定，所述刹车缸体91的内端面912用于与摇摆头箱体固定。

所述刹车缸体91与所述刹车压盖81之间夹设一固定片41，所述固定片41的一侧设有容纳刹车片51的间隙。

所述固定片41的另一侧为所述刹车缸体91以及设于所述刹车缸体91内的刹车活塞31，所述刹车缸体91的内表面包括一缸体凸起913。

所述刹车活塞31包括活塞盖311、活塞主体312以及设于活塞主体外表面的活塞凸沿313。

所述活塞盖311固定于所述活塞主体312的一端，所述活塞凸沿设于所述活塞主体的另一端。

所述活塞凸沿313的外端面317与所述固定片41相邻，所述活塞凸沿313的内侧设有若干中心导销314以及套设于所述中心导销314上的弹性件315。

所述缸体凸起913的外端面上设有与中心导销314数量相同的容纳沉孔915，所述刹车活塞通过中心导销与所述刹车缸体定位。

所述缸体凸起913的外端面与所述活塞凸沿313的内端面形成一第一液压腔61，所述缸体凸起913的内端面与所述活塞盖311的外端面形成第二液压腔62。

所述刹车缸体91的外表面设有连接第一液压腔的第一注油孔A以及连接第二液压腔的第二注油孔B。

在无液压状态下，所述弹性件对所述刹车活塞施加一个向外的推力以使得刹车压盖内端面811、刹车片51、固定片41以及活塞凸沿外端面317相互挤压。

在第一注油孔注油后，第一液压腔61的压力对所述刹车活塞施加一个向外的推力。

在第二注油孔注油后，第二液压腔62的压力对所述刹车活塞施加一个向内的推力以使得刹车压盖内端面811、刹车片51、固定片41以及活塞凸沿外端面317相互分离。

为了清楚的描述本申请结构，本实施例中的外端面、内端面中的“内”是指刹车压盖到刹车缸体的方向，外端面、内端面中的“外”是指刹车缸体到刹车压盖的方向。

进一步地，所述数控机床包括一处理终端以及一激光雷达，所述激光雷达上设有惯性测量模块，所述激光雷达的扫描方向对准刀具，

所述激光雷达用于在摇摆头主轴箱旋转时扫描所述刀具以及所述摇摆头主轴箱以获取刀具点云数据以及主轴箱点云数据；

所述处理终端用于通过所述编码器读取的转动角度判断所述摇摆头主轴箱是否旋转一周，若是则停止摇摆头主轴箱转动并获取摇摆头主轴箱旋转一周的刀具点云数据以及主轴箱点云数据；

所述处理终端用于根据惯性测量模块、所述刀具点云数据以及刀具的实际长度获取电主轴位于水平位置时以及电主轴位于竖直位置时的刀具点云数据；

所述处理模块用于根据水平位置时刀具点云数据获取水平位置时的编码器读取的数值以及根据竖直位置时的刀具点云数据获取竖直位置时的编码器读取的数值，根据水平位置时及数值位置时的编码器读取的数值对所述编码器进行校准；或，

所述处理模块用于根据水平位置时刀具点云数据以及激光雷达获取的实时点云数据控制所述伺服电机调节所述电主轴至水平位置并获取电主轴在水平位置时编码器读取的数值，根据竖直位置时刀具点云数据以及激光雷达获取的实时点云数据控制所述伺服电机调节所述电主轴至竖直位置并获取电主轴在竖直位置时编码器读取的数值，根据水平位置时及数值位置时的编码器读取的数值对所述编码器进行校准。

上述处理模块对编码器的校准能够使数控机床的加工更加精准。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构，用于数控机床，其特征在于，所述立卧转换摆头机构包括一摇摆头箱体、一摇摆头主轴箱、一自锁式刹车机构以及一电主轴，

所述摇摆头箱体包括一旋转中心轴，所述旋转中心轴的轴线与水平面的夹角为45度，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述旋转中心轴垂直；

所述摇摆头主轴箱与所述电主轴固定，所述电主轴用于安装刀具；

所述摇摆头箱体包括一伺服电机、一小同步带轮、一同步带、第一大同步带轮、第二大同步带轮、第一减速机、第二减速机、第一小齿轮以及第二小齿轮，所述小同步带轮的直径小于大同步带轮；

所述伺服电机与所述小同步带轮连接，小同步带轮通过所述同步带与第一大同步带轮和第二大同步带轮连接，所述第一大同步带轮通过第一减速机带动所述第一小齿轮转动，所述第二大同步带轮通过第二减速机带动所述第二小齿轮转动；

所述摇摆头主轴箱通过一轴承与所述摇摆头箱体固定，所述摇摆头主轴箱的顶部固定一大齿轮，所述第一小齿轮和第二小齿轮均与所述大齿轮啮合，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述大齿轮的端面平行；

所述摇摆头主轴箱利用第一小齿轮和第二小齿轮传递至大齿轮的动力带动所述电主轴绕所述旋转中心轴转动，在转动过程中所述电主轴的轴线与所述旋转中心轴的夹角保持45度，所述自锁式刹车机构与所述摇摆头主轴箱固定，所述摇摆头主轴箱固定一刹车片，所述自锁式刹车机构用于夹持所述刹车片以使所述摇摆头主轴箱停止转动。

2.如权利要求1所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，小同步带轮通过所述同步带将动力传递至第一大同步带轮与第二大同步带轮为第一级减速，所述第一大同步带轮将动力传递至第一减速机及所述第二大同步带轮将动力传递至第二减速机均为第二级减速，所述第一小齿轮将动力传递至所述大齿轮及所述第二小齿轮将动力传递至所述大齿轮均为第三级减速。

3.如权利要求2所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，当所述伺服电机带动第一小齿轮逆时针旋转时带动所述大齿轮顺时针旋转，此时第二小齿轮为从动齿轮；当所述伺服电机带动第二小齿轮顺时针旋转时带动所述大齿轮逆时针旋转，此时第一小齿轮为从动齿轮；

所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线与所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线之间的夹角大于15度且小于160度。

4.如权利要求3所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述大齿轮通过第一螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的内圈通过第二螺钉固定在所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的外圈通过第三螺钉固定在所述摇摆头箱体上，所述内圈与所述外圈之间设有三个滚动体，每一滚动体上均布滚动体滚针。

5.如权利要求4所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述立卧转换摆头机构包括一编码器，所述编码器包括读数头以及刻度盘，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈固定于摇摆头主轴箱上，所述读数头与固定于所述摇摆头箱体上且用于读取所述刻度盘以获取摇摆头主轴箱的转动角度。

6.如权利要求5所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述大齿轮与所述刻度盘之间设有一轴承封盖，所述轴承封盖的外侧面设有一容纳槽，所述容纳槽内设有一密封圈，所述轴承密封盖通过第四螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上。

7.如权利要求6所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述摇摆头主轴箱包括依次成阶梯状的第一台面、第二台面以及第三台面，所述大齿轮通过第一螺钉固定于第一台面上，所述轴承封盖通过第四螺钉固定于所述第二台面上，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈后安装于所述第三台面上。

8.如权利要求6所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述大齿轮与所述轴承封盖之间设有所述刹车片，所述第四螺钉依次穿过所述刹车片以及所述轴承封盖后固定于所述摇摆头主轴箱上，所述自锁式刹车机构包括圆环形的刹车压盖、刹车缸体以及刹车活塞，

所述刹车缸体的外端面与所述刹车压盖固定，所述刹车缸体的内端面用于与摇摆头箱体固定，所述刹车缸体与所述刹车压盖之间夹设一固定片，所述固定片的一侧设有容纳刹车片的间隙，所述固定片的另一侧为所述刹车缸体以及设于所述刹车缸体内的刹车活塞，所述刹车缸体的内表面包括一缸体凸起；

所述刹车活塞包括活塞盖、活塞主体以及设于活塞主体外表面的活塞凸沿，所述活塞盖固定于所述活塞主体的一端，所述活塞凸沿设于所述活塞主体的另一端，所述活塞凸沿的外端面与所述固定片相邻，所述活塞凸沿的内侧设有若干中心导销以及套设于所述中心导销上的弹性件，所述缸体凸起的外端面上设有与中心导销数量相同的容纳沉孔，所述刹车活塞通过中心导销与所述刹车缸体定位；

所述缸体凸起的外端面与所述活塞凸沿的内端面形成一第一液压腔，所述缸体凸起的内端面与所述活塞盖形成第二液压腔，所述刹车缸体的外表面设有连接第一液压腔的第一注油孔以及连接第二液压腔的第二注油孔；

在无液压状态下，所述弹性件对所述刹车活塞施加一个向外的推力以使得刹车压盖内端面、刹车片、固定片以及活塞凸沿外端面相互挤压；

在第一注油孔注油后，第一液压腔的压力对所述刹车活塞施加一个向外的推力；

在第二注油孔注油后，第二液压腔的压力对所述刹车活塞施加一个向内的推力以使得刹车压盖内端面、刹车片以及固定片相互分离。

9.如权利要求6所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述数控机床包括一处理终端以及一激光雷达，所述激光雷达上设有惯性测量模块，所述激光雷达的扫描方向对准刀具，

所述激光雷达用于在摇摆头主轴箱旋转时扫描所述刀具以及所述摇摆头主轴箱以获取刀具点云数据以及主轴箱点云数据；

所述处理终端用于通过所述编码器读取的转动角度判断所述摇摆头主轴箱是否旋转一周，若是则停止摇摆头主轴箱转动并获取摇摆头主轴箱旋转一周的刀具点云数据以及主轴箱点云数据；

所述处理终端用于根据惯性测量模块、所述刀具点云数据以及刀具的实际长度获取电主轴位于水平位置时以及电主轴位于竖直位置时的刀具点云数据；

所述处理模块用于根据水平位置时刀具点云数据获取水平位置时的编码器读取的数值以及根据竖直位置时的刀具点云数据获取竖直位置时的编码器读取的数值，根据水平位置时及数值位置时的编码器读取的数值对所述编码器进行校准；或，

所述处理模块用于根据水平位置时刀具点云数据以及激光雷达获取的实时点云数据控制所述伺服电机调节所述电主轴至水平位置并获取电主轴在水平位置时编码器读取的数值，根据竖直位置时刀具点云数据以及激光雷达获取的实时点云数据控制所述伺服电机调节所述电主轴至竖直位置并获取电主轴在竖直位置时编码器读取的数值，根据水平位置时及数值位置时的编码器读取的数值对所述编码器进行校准。

10.一种数控机床，其特征在于，所述数控机床包括如权利要求1至9中任意一项所述的带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构。

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