CN115555871A - 一种高精度五轴立式数控机床的转台结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，涉及数控机床技术领域。本发明包括五轴加工数控机架，五轴加工数控机架上设置有转台主体，转台主体上设置有转台驱动机构，转台驱动机构的顶部安装有旋转工作台，驱动机构主体固定安装在转台主体上，驱动机构主体的内部设置有安装腔，内顶面、内底面之间转动安装有一对竖直丝杆，第一内侧面、第二内侧面之间转动安装有第一水平转杆。控制器通过驱动电机使旋转工作台升降，控制器通过电动伸缩装置使旋转工作台升降的同时发生旋转，实现了市场上的五轴加工数控机床的高精度运动，进而在满足高精度工件的加工要求的同时提高智能化水平。

Description

一种高精度五轴立式数控机床的转台结构

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，特别是涉及一种高精度五轴立式数控机床的转台结构。

背景技术

高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展。五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成复杂曲面的加工。五轴联动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。

摆动转台的精度直接影响五轴联动加工中心的加工质量。通常，摆动工作台采用伺服电动机驱动，动力传递经过机械系统的传动结构(带轮、涡轮、蜗杆等)来驱动工作台旋转，工作台用于固定加工零件，工作台在旋转的同时不能升降，不能满足特定零件加工的需求。

现有公开的专利CN202111479571.4公开了一种具有减震结构的五轴机床转台，涉及数控机床技术领域。包括转台主体，转台主体上设置有旋转工作台，旋转工作台上部中心设置有凹陷部，凹陷部周围均匀开设有多条T形槽；旋转工作台中心连接有转轴；转轴通过轴承与转台主体连接；所述转轴为空心结构，一端连接有分流盘，另一端连接有连接管；分流盘位于凹陷部，分流盘侧壁上设置有多个分流孔；分流孔轴线与T形槽轴线一一对应；转台主体外壳上设置有油封和水管接头；油封设置于水管接头内侧；连接管末端从油封内穿出并置于水管接头内。

但是，上述公开的技术中的五轴机床转台在旋转的同时不能升降，不能满足特定零件加工的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，通过在五轴加工数控机架上设置有转台主体，转台主体上设置有转台驱动机构，转台驱动机构的顶部安装有旋转工作台，以解决上述提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，包括五轴加工数控机架；所述五轴加工数控机架上设置有转台主体；所述转台主体上设置有转台驱动机构；所述转台驱动机构的顶部安装有旋转工作台。

作为本发明的一种优选技术方案，所述转台驱动机构包括驱动机构主体、水平升降板、竖直升降杆、竖直齿条、控制器；所述驱动机构主体固定安装在转台主体上；所述驱动机构主体的内部设置有安装腔；所述安装腔包括内顶面、内底面、第一内侧面、第二内侧面、后内侧面；

所述控制器固定安装在第二内侧面上；所述内顶面、内底面之间转动安装有一对竖直丝杆；所述第一内侧面、第二内侧面之间转动安装有第一水平转杆。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一水平转杆的两端的环侧均固定连接有主动锥形齿轮；每个所述竖直丝杆的下部的环侧均固定连接有从动锥形齿轮；所述主动锥形齿轮与从动锥形齿轮啮合连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内底面上固定安装有电机；所述控制器与电机电连接；所述电机的输出轴的环侧固定连接有主动齿轮；所述第一水平转杆的中部的环侧固定连接有从动齿轮；所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水平升降板上开设有一对丝杠螺孔；所述竖直丝杆与水平升降板上的丝杠螺孔啮合连接；所述水平升降板的上表面的中部与竖直升降杆的底部固定连接；所述旋转工作台的下表面与竖直升降杆的顶部固定安装；所述内顶面上开设有供竖直升降杆活动穿过的贯通槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述水平升降板的上表面设置有一对L形安装板；一对所述L形安装板之间转动安装有第二水平转杆；所述第二水平转杆的环侧固定连接有第一锥形齿轮、齿轮；所述竖直升降杆的下部的环侧固定连接有第二锥形齿轮；所述第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合连接；所述竖直齿条与齿轮相配合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述内顶面上设置有一安装板；所述安装板上固定安装有电动伸缩装置；所述控制器与电动伸缩装置电连接；所述电动伸缩装置的输出端设置有电动伸缩杆；所述后内侧面上固定连接有水平伸缩杆；所述竖直齿条的一侧面的上部与电动伸缩杆的一端固定连接；所述竖直齿条的一侧面的下部与水平伸缩杆的一端固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一内侧面、第二内侧面上均设置有竖直定位杆；所述水平升降板的两端均设置有限位滑块；所述竖直定位杆上开设有限位滑槽；所述限位滑块滑动安装在限位滑槽内且沿着限位滑槽上下滑动。

作为本发明的一种优选技术方案，其中一个所述限位滑块的上表面安装有第一红外线传感器且下表面安装有第二红外线传感器；所述第一红外线传感器与限位滑槽的内顶面相配合；所述第二红外线传感器与限位滑槽的内底面相配合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一红外线传感器、第二红外线传感器均与控制器电连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在五轴加工数控机架上设置有转台主体，转台主体上设置有转台驱动机构，转台驱动机构的顶部安装有旋转工作台，控制器通过驱动电机使旋转工作台升降，控制器通过电动伸缩装置使旋转工作台升降的同时发生旋转，实现了市场上的五轴加工数控机床的高精度运动，进而在满足高精度工件的加工要求的同时提高智能化水平。

2、本发明通过在后内侧面上固定连接有水平伸缩杆，竖直齿条的一侧面的下部与水平伸缩杆的一端固定连接，使竖直齿条更加牢固地处于竖直状态，在齿轮通过由于竖直齿条啮合作用时，竖直齿条不会发生晃动。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构的结构示意图；

图2为转台驱动机构与旋转工作台连接的正视结构示意图；

图3为转台驱动机构的结构示意图；

图4为图3中的A处局部放大的结构示意图；

图5为转台驱动机构的侧视结构示意图；

图6为图5中D-D的剖视图；

图7为转台驱动机构的正视结构示意图；

图8为图7中C-C的剖视图；

图9为转台驱动机构的剖视图；

图10为图9中的B处局部放大的结构示意图；

图11为水平升降板、限位滑块、第一红外线传感器、第二红外线传感器四者连接的正视结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-五轴加工数控机架，2-转台主体，3-转台驱动机构，4-旋转工作台，301-驱动机构主体，302-安装腔，303-内顶面，304-内底面，305-第一内侧面，306-第二内侧面，307-后内侧面，308-竖直丝杆，309-第一水平转杆，310-主动锥形齿轮，311-从动锥形齿轮，312-电机，313-主动齿轮，314-从动齿轮，315-水平升降板，316-竖直升降杆，317-L形安装板，318-第二水平转杆，319-第一锥形齿轮，320-齿轮，321-第二锥形齿轮，322-竖直齿条，323-安装板，324-电动伸缩装置，325-电动伸缩杆，326-水平伸缩杆，327-竖直定位杆，328-限位滑块，329-限位滑槽，330-第一红外线传感器，331-第二红外线传感器，332-控制器，333-贯通槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本发明为一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，包括五轴加工数控机架1，五轴加工数控机架1上设置有转台主体2，转台主体2上设置有转台驱动机构3，转台驱动机构3的顶部安装有旋转工作台4。

实施例二

基于上述实施例一所述的技术方案。请参阅图2-11所示，转台驱动机构3包括驱动机构主体301、安装腔302、竖直丝杆308、第一水平转杆309、主动锥形齿轮310、从动锥形齿轮311、电机312、主动齿轮313、从动齿轮314、水平升降板315、竖直升降杆316、L形安装板317、第二水平转杆318、第一锥形齿轮319、齿轮320、第二锥形齿轮321、竖直齿条322、安装板323、电动伸缩装置324、电动伸缩杆325、竖直定位杆327、限位滑块328、限位滑槽329、第一红外线传感器330、第二红外线传感器331、控制器332、贯通槽333。

驱动机构主体301固定安装在转台主体2上，驱动机构主体301的内部设置有安装腔302。安装腔302包括内顶面303、内底面304、第一内侧面305、第二内侧面306、后内侧面307。控制器332固定安装在第二内侧面306上。内顶面303、内底面304之间转动安装有一对竖直丝杆308，第一内侧面305、第二内侧面306之间转动安装有第一水平转杆309。

第一水平转杆309的两端的环侧均固定连接有主动锥形齿轮310，每个竖直丝杆308的下部的环侧均固定连接有从动锥形齿轮311，主动锥形齿轮310与从动锥形齿轮311啮合连接，第一水平转杆309转动能够带动两个竖直丝杆308转动。

内底面304上固定安装有电机312，控制器332与电机312电连接。电机312的输出轴的环侧固定连接有主动齿轮313，第一水平转杆309的中部的环侧固定连接有从动齿轮314，主动齿轮313与从动齿轮314啮合连接，控制器332驱动电机312正转能够使第一水平转杆309正转，进而使两个竖直丝杆308正转；控制器332驱动电机312反转能够使第一水平转杆309反转，进而使两个竖直丝杆308反转。

水平升降板315上开设有一对丝杠螺孔，竖直丝杆308与水平升降板315上的丝杠螺孔啮合连接，水平升降板315的上表面的中部与竖直升降杆316的底部固定连接，实现了竖直丝杆308正转时水平升降板315上升，竖直丝杆308反转时水平升降板315下降。

旋转工作台4的下表面与竖直升降杆316的顶部固定安装，内顶面303上开设有供竖直升降杆316活动穿过的贯通槽333，水平升降板315上升时竖直升降杆316沿着贯通槽333上升，进而使旋转工作台4上升；水平升降板315下降时竖直升降杆316沿着贯通槽333下降，进而使旋转工作台4下降。

水平升降板315的上表面设置有一对L形安装板317，一对L形安装板317之间转动安装有第二水平转杆318，第二水平转杆318的环侧固定连接有第一锥形齿轮319、齿轮320。竖直升降杆316的下部的环侧固定连接有第二锥形齿轮321，第一锥形齿轮319与第二锥形齿轮321啮合连接，竖直齿条322与齿轮320相配合。

内顶面303上设置有一安装板323，安装板323上固定安装有电动伸缩装置324，控制器332与电动伸缩装置324电连接，电动伸缩装置324的输出端设置有电动伸缩杆325，竖直齿条322的一侧面的上部与电动伸缩杆325的一端固定连接。控制器332驱动电动伸缩装置324使电动伸缩杆325伸长，进而使竖直齿条322与齿轮320啮合，水平升降板315上下移动时能够带动齿轮320上下移动，由于竖直齿条322与齿轮320啮合作用使齿轮320上下移动的同时发生转动，进而使第二锥形齿轮321转动，进而使竖直升降杆316转动，进而使旋转工作台4旋转。

第一内侧面305、第二内侧面306上均设置有竖直定位杆327，水平升降板315的两端均设置有限位滑块328，竖直定位杆327上开设有限位滑槽329，限位滑块328滑动安装在限位滑槽329内且沿着限位滑槽329上下滑动。其中一个限位滑块328的上表面安装有第一红外线传感器330且下表面安装有第二红外线传感器331，第一红外线传感器330与限位滑槽329的内顶面相配合，第二红外线传感器331与限位滑槽329的内底面相配合。第一红外线传感器330、第二红外线传感器331均与控制器332电连接。当水平升降板315向上移动时，第一红外线传感器330靠近限位滑槽329的内顶面时第一红外线传感器330将信号反馈给控制器332，控制器332驱动电机312反转使水平升降板315向下移动；当水平升降板315向下移动时，第一红外线传感器330靠近限位滑槽329的内底面时第二红外线传感器331将信号反馈给控制器332，控制器332驱动电机312正转使水平升降板315向上移动。

本实施例中：控制器332通过驱动电机312使旋转工作台4升降，控制器332通过电动伸缩装置324使旋转工作台4升降的同时发生旋转，实现了市场上的五轴加工数控机床的高精度运动，进而在满足高精度工件的加工要求的同时提高智能化水平。

实施例三

基于上述实施例二所述的技术方案。请参阅图9-10所示，转台驱动机构3还包括水平伸缩杆326。后内侧面307上固定连接有水平伸缩杆326，竖直齿条322的一侧面的下部与水平伸缩杆326的一端固定连接，使竖直齿条322更加牢固地处于竖直状态，在齿轮320通过由于竖直齿条322啮合作用时，竖直齿条322不会发生晃动。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，包括五轴加工数控机架(1)；其特征在于：

所述五轴加工数控机架(1)上设置有转台主体(2)；所述转台主体(2)上设置有转台驱动机构(3)；所述转台驱动机构(3)的顶部安装有旋转工作台(4)。

2.根据权利要求1所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：所述转台驱动机构(3)包括驱动机构主体(301)、水平升降板(315)、竖直升降杆(316)、竖直齿条(322)、控制器(332)；

所述驱动机构主体(301)固定安装在转台主体(2)上；所述驱动机构主体(301)的内部设置有安装腔(302)；所述安装腔(302)包括内顶面(303)、内底面(304)、第一内侧面(305)、第二内侧面(306)、后内侧面(307)；

所述控制器(332)固定安装在第二内侧面(306)上；所述内顶面(303)、内底面(304)之间转动安装有一对竖直丝杆(308)；所述第一内侧面(305)、第二内侧面(306)之间转动安装有第一水平转杆(309)。

3.根据权利要求2所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：所述第一水平转杆(309)的两端的环侧均固定连接有主动锥形齿轮(310)；每个所述竖直丝杆(308)的下部的环侧均固定连接有从动锥形齿轮(311)；所述主动锥形齿轮(310)与从动锥形齿轮(311)啮合连接。

4.根据权利要求2所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：所述内底面(304)上固定安装有电机(312)；所述控制器(332)与电机(312)电连接；所述电机(312)的输出轴的环侧固定连接有主动齿轮(313)；所述第一水平转杆(309)的中部的环侧固定连接有从动齿轮(314)；所述主动齿轮(313)与从动齿轮(314)啮合连接。

5.根据权利要求3所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：所述水平升降板(315)上开设有一对丝杠螺孔；所述竖直丝杆(308)与水平升降板(315)上的丝杠螺孔啮合连接；所述水平升降板(315)的上表面的中部与竖直升降杆(316)的底部固定连接；

所述旋转工作台(4)的下表面与竖直升降杆(316)的顶部固定安装；所述内顶面(303)上开设有供竖直升降杆(316)活动穿过的贯通槽(333)。

6.根据权利要求5所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：所述水平升降板(315)的上表面设置有一对L形安装板(317)；一对所述L形安装板(317)之间转动安装有第二水平转杆(318)；所述第二水平转杆(318)的环侧固定连接有第一锥形齿轮(319)、齿轮(320)；

所述竖直升降杆(316)的下部的环侧固定连接有第二锥形齿轮(321)；所述第一锥形齿轮(319)与第二锥形齿轮(321)啮合连接；所述竖直齿条(322)与齿轮(320)相配合。

7.根据权利要求6所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：所述内顶面(303)上设置有一安装板(323)；所述安装板(323)上固定安装有电动伸缩装置(324)；所述控制器(332)与电动伸缩装置(324)电连接；

所述电动伸缩装置(324)的输出端设置有电动伸缩杆(325)；所述后内侧面(307)上固定连接有水平伸缩杆(326)；

所述竖直齿条(322)的一侧面的上部与电动伸缩杆(325)的一端固定连接；所述竖直齿条(322)的一侧面的下部与水平伸缩杆(326)的一端固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：所述第一内侧面(305)、第二内侧面(306)上均设置有竖直定位杆(327)；所述水平升降板(315)的两端均设置有限位滑块(328)；所述竖直定位杆(327)上开设有限位滑槽(329)；所述限位滑块(328)滑动安装在限位滑槽(329)内且沿着限位滑槽(329)上下滑动。

9.根据权利要求8所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：其中一个所述限位滑块(328)的上表面安装有第一红外线传感器(330)且下表面安装有第二红外线传感器(331)；所述第一红外线传感器(330)与限位滑槽(329)的内顶面相配合；所述第二红外线传感器(331)与限位滑槽(329)的内底面相配合。

10.根据权利要求9所述的一种高精度五轴立式数控机床的转台结构，其特征在于：所述第一红外线传感器(330)、第二红外线传感器(331)均与控制器(332)电连接。

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