CN115870812A - 一种五轴数控机床 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种五轴数控机床，包括机架、主轴机构、工作台以及下料机构；机架沿Y轴方向依次设置有上料区、加工区和下料区；主轴机构安装于加工区，主轴机构带动刀具进行四轴运动；下料机构安装于下料区；工作台安装于机架，工作台将吊装至上料区的坯料输送至加工区，并通过与主轴机构的配合对坯料进行五轴加工；当坯料加工成工件后，工作台适于将工件输送至下料区，通过下料机构将工件抬出至机架的外侧。本申请的有益效果：将四轴加工集成于主轴机构，以实现将工作台当作坯料的输送机构，以方便大型坯料的上料。通过设置下料机构，可以将加工得到的工件直接输送至机架的外侧，从而可以避免机架对吊装工作的干涉，以方便进行工件的下料。

Description

一种五轴数控机床

技术领域

本申请涉及数控机床技术领域，尤其是涉及一种五轴数控机床。

背景技术

五轴数控机床是一种精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床。五轴数控机床的五轴分别为沿X、Y和Z轴的直线运动以及绕其中任意两个轴的转动。现有的五轴数控机床在进行零件的加工时，主要存在以下问题：

(1)对于大型的五轴数控机床，受制于零件的尺寸，导致主轴机构的安装精度以及结构稳定性较差，进而影响零件的加工精度。

(2)受制于机架结构，大型零件的吊装上料以及完成加工后的下料都比较困难。

发明内容

本申请的其中一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术中至少一个问题的五轴数控机床。

为达到上述的目的，本申请采用的技术方案为：一种五轴数控机床，包括机架、主轴机构、工作台以及下料机构；所述机架沿Y轴方向依次设置有上料区、加工区和下料区；所述主轴机构安装于所述加工区，所述主轴机构适于带动刀具进行四轴运动；所述下料机构安装于所述下料区；所述工作台安装于所述机架，所述工作台适于将吊装至所述上料区的坯料输送至所述加工区，并通过与所述主轴机构的配合以实现对坯料的五轴加工；当坯料加工成工件后，所述工作台适于将工件输送至所述下料区，进而通过所述下料机构将工件抬出至所述机架的外侧以进行吊装下料。

优选的，所述机架于所述上料区的一侧安装有安全门，所述安全门包括固定门和多块尺寸依次增大的活动门；所述固定门固定安装于所述机架对应侧的一端，所述活动门依次滑动安装于所述机架的对应侧；当需要进行上料时，所述活动门适于向所述固定门的方向进行滑动并依次相叠，进而可以方便对坯料的吊装上料。

优选的，所述活动门呈L形，所述活动门的一端与对应侧的所述机架底部进行滑动配合，所述活动门的另一端与所述机架的另一侧顶端进行滑动配合；进而当所述活动门相叠于所述固定门的位置时，所述上料区对应的所述机架的一侧以及顶部均实现打开，进而可以方便进行坯料的吊装。

优选的，所述主轴机构和所述机架之间通过平衡结构进行滑动连接，所述机架于所述加工区还安装有第一位移装置，所述第一位移装置和所述主轴机构进行连接，以使得所述主轴机构在所述第一位移装置的驱动下通过所述平衡结构进行沿X轴方向的移动。

优选的，所述平衡结构包括至少三个第一滑轨和三个第一导向座；其中至少有两个所述第一滑轨间隔固定于所述机架垂直于Y轴的第一平面，至少有一个所述第一滑轨固定于所述机架垂直于Z轴的第二平面，且位于第二平面的所述第一滑轨在Z轴方向上高于位于第一平面的所述第一滑轨；所述第一导向座固定于所述主轴机构且与对应的所述第一滑轨进行滑动连接；或，其中至少有两个所述第一导向座间隔固定于所述机架垂直于Y轴的第一平面，至少有一个所述第一导向座固定于所述机架垂直于Z轴的第二平面，且位于第二平面的所述第一导向座在Z轴方向上高于位于第一平面的所述第一导向座；所述第一滑轨固定于所述主轴机构且与对应的所述第一导向座进行滑动连接。

优选的，所述主轴机构包括支撑座、第一连接座和安装部；所述主轴机构适于通过所述支撑座与所述机架以及所述第一位移装置进行连接，所述支撑座上还安装有第二位移装置；所述第一连接座沿Z轴方向滑动安装于所述支撑座并与所述第二位移装置进行连接，以使得所述第一连接座在所述第二位移装置的驱使下沿Z轴进行移动；所述安装部用于安装刀具并与所述第一连接座的底部进行连接，所述安装部适于带动刀具进行空间任意角度的转动。

优选的，所述安装部包括第二连接座和安装座；所述第二连接座和所述第一连接座的底部之间通过第一旋转装置进行转动连接；刀具安装于所述安装座，且所述安装座和所述第二连接座之间通过第二旋转装置进行转动连接；其中，所述第一旋转装置和所述第二旋转装置的旋转轴线相互垂直，且所述第一旋转装置的旋转轴线平行于Z轴。

优选的，所述支撑座沿Z轴方向的截面呈“凵”字形，以使得所述支撑座包括有相对设置的第一侧以及单独的第二侧；所述支撑座的第一侧和第二侧均设置有至少一个平行于Z轴的第二导向座，则所述第一连接座的对应侧通过设置第二滑轨与所述第二导向座进行滑动连接；或，所述支撑座的第一侧和第二侧均设置有至少一个平行于Z轴的第二滑轨，则所述第一连接座的对应侧通过设置第二导向座与所述第二滑轨进行滑动连接。

优选的，所述支撑座中第一侧的相对距离大于所述第一连接座中对应两侧的间距；所述支撑座其中一个第一侧通过调整结构与对应的所述第二导向座或所述第二滑轨进行连接，以使得在所述第一连接座安装于所述支撑座的过程中，通过所述调整结构对所述第一连接座和所述支撑座的安装间隙进行调整。

优选的，所述调整结构包括多对沿Z轴方向均布的调节块；每对的两块所述调节块之间进行楔形配合，进而通过调整每对的两块所述调节块的配合长度以调节对应的所述第二导向座或所述第二滑轨的安装位置。

优选的，所述工作台的上端面设置有沿Y轴延伸的放置槽；所述下料机构部分位于所述放置槽内，所述下料机构包括沿Z轴方向依次设置的拉板、抬升板和驱动板；所述拉板和所述抬升板之间滑动配合，所述抬升板和所述驱动板之间通过顶起结构进行配合，所述驱动板和所述机架进行弹性滑动配合；当所述工作台于所述上料区和所述加工区进行移动时，位于最上方的所述拉板的上端面平齐或低于所述工作台的上端面；当所述工作台将工件输送至所述下料区时，所述驱动板适于在所述工作台的挤压下通过所述顶起结构将所述抬升板以及所述拉板进行Z轴方向的抬起，直至所述拉板高出所述工作台的上端面，以使得所述拉板将工件进行顶起至脱离所述工作台，进而通过拉动所述拉板沿所述抬升板的滑动将工件输送至所述机架的外侧以进行吊装下料。

优选的，所述放置槽有多条，且沿X轴方向间隔设置于所述工作台；所述拉板的一侧设置有多块顶板，所述抬升板的一侧设置有多块滑动板，所述驱动板的一侧设置有多块支板；所述顶板、所述滑动板和所述支板均与对应的所述放置槽进行配合；当进行下料时，所述驱动板通过所述支板将所述滑动板以及所述顶板连同工件进行抬起。

优选的，所述机架于所述下料机构远离所述工作台的一侧固定有固定板；所述固定板包括沿Y轴延伸的支撑板和沿Z轴延伸的导向板，所述驱动板和所述支撑板进行滑动配合，所述拉板和所述抬升板的一侧与所述导向板进行限位配合；所述滑动板和所述支板之间沿Y轴方向间隔设置有多个安装腔；所述顶起结构包括多个铰接板，所述铰接板对应安装于所述安装腔，所述铰接板的两端分别与所述滑动板以及所述支板进行铰接；当所述工作台于所述上料区和所述加工区进行移动时，所述铰接板处于倾斜状态，以使得所述滑动板贴合于所述支板的上端面；当所述工作台带动工件移动至所述下料区时，所述驱动板在所述工作台的挤压下带动所述支板进行移动；此过程中，所述抬升板沿Z轴方向的自由度被所述导向板进行限制，进而所述铰接板通过偏转至平行于Z轴以驱使所述滑动板以及所述顶板连同工件进行沿Z轴的抬起，此时所述铰接板背离所述固定板的一侧相抵于所述安装腔的侧壁。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)通过将传统五轴数控机床中的四轴加工集成于主轴机构上，从而可以将工作台改造成坯料的输送机构，以方便进行大型零部件的上料。

(2)通过设置下料机构，可以将加工得到的工件直接输送至机架的外侧，从而可以避免机架对吊装工作的干涉，以方便进行工件的下料。

附图说明

图1为本发明整体结构的轴侧示意图。

图2为本发明俯视方向的结构示意图。

图3为本发明中安全门的结构示意图。

图4为本发明中安全门打开时的整体结构的轴侧示意图。

图5为本发明中主轴机构的结构示意图。

图6为本发明中安装座与第二连接座的连接结构示意图。

图7为本发明图5中A-A方向的剖视结构示意图。

图8为本发明图7中局部B处的放大示意图。

图9为本发明中支撑座与机架进行连接的局部结构示意图。

图10为本发明中工作台以及下料机构的安装结构示意图。

图11为本发明中工作台的结构示意图。

图12为本发明中下料机构的分解状态示意图。

图13为本发明中下料机构与工作台进行配合下料的工作状态示意图。

图14为本发明中下料机构进行下料时局部结构的状态示意图。

图15为本发明中下料机构进行下料时局部结构的状态剖视示意图。

图中：机架100、上料区101、加工区102、下料区103、第一滑轨110、主轴机构2、支撑座21、第一导向座211、第二导向座212、第一连接座22、第二滑轨221、第二连接座23、安装座24、调节块25、工作台3、放置槽300、第一位移装置400、安全门5、固定门51、活动门52、下料机构6、拉板61、顶板611、抬升板62、滑动板621、安装腔623、驱动板63、支板631、抵板632、固定板64、支撑板641、导向板642、铰接板65、第二位移装置700、第三位移装置800、工件900。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的其中一个优选实施例，如图1和图15所示，一种五轴数控机床，包括机架100、主轴机构2、工作台3以及下料机构6。机架100沿Y轴方向依次设置有上料区101、加工区102和下料区103。主轴机构2安装于加工区102，主轴机构2可以带动刀具进行四轴运动。工作台3安装于机架100的底部并可以沿Y轴方向进行移动，从而工作台3可以将吊装至上料区101的坯料输送至加工区102，并通过与主轴机构2的配合以实现对坯料的五轴加工。下料机构6安装于下料区103；当坯料加工成工件900后，工作台3可以将工件900输送至下料区103，进而通过下料机构6可以将工件900抬出至机架100的外侧以进行吊装下料。

应当知道的是，在进行大型零部件的加工时，一般都是采用吊装的方式进行上下料。并且在工艺设计时，坯料的上料位置和完成加工后工件的下料位置是不同的，从而可以避免上料和下料工序的干涉，以提高大型零部件的加工效率。

而传统的五轴数控机床中，主轴机构2一般都只能够带动刀具进行X、Y和Z轴方向移动。对于转动加工，一般都集成于工作台3上的旋转台。即在进行工件的加工时，将坯料固定于旋转台上，从而通过旋转台的转动以及主轴机构2的移动来实现对坯料的五轴加工；这样在进行大型零部件的加工时，由于工作台3的不可动，使得坯料上料至旋转台的过程比较困难，同时旋转台也会干涉到后续工件的下料过程。

而在本实施例中，通过将传统五轴数控机床中的四轴加工功能集成于主轴机构2上，从而可以将工作台3改造成坯料以及工件900的输送机构，进而在方便进行坯料上料的同时，还可以避免对工件900下料的干涉。并且，通过设置下料机构6，可以将工件900从工作台3上抬起并移动至机架100的外侧，从而可以避免机架100对吊装设备的干涉，以方便进行工件900的下料。

本实施例中，如图10所示，机架100的底部安装有横跨上料区101、加工区102和下料区103的第三位移装置800。工作台3安装于机架100的底部并与第三位移装置800进行连接，从而工作台3可以在第三位移装置800的驱动下可以分别移动至上料区101、加工区102和下料区103。

本申请的其中一个实施例，如图1至图4所示，机架100于上料区101的一侧安装有安全门5，安全门5包括固定门51和多块尺寸依次增大的活动门52。固定门51固定安装于机架100对应侧的一端，活动门52依次滑动安装于机架100的对应侧。当需要进行上料时，活动门52可以向固定门51的方向进行滑动并依次相叠，进而可以方便对坯料的吊装上料。

可以理解的是，对于大型零部件的加工，由于坯料的尺寸较大，故而在进行上料时，对安全门5的打开范围要求也越大。通过将传统的单开式或对开式安全门改进为包括一块固定门51和多块尺寸不同的活动门52，从而可以将多块活动门52相叠于固定门51的位置以实现对安全门5最大范围的打开。活动门52的具体数量可以根据实际需要进行选择，例如图3所示，活动门52的数量为三块；则本实施例中安全门5的最大打开范围可以为上料区101的75％；而传统的单开式以及对开式安全门的打开范围一般为上料区101的50％。

本实施例中，如图1至图4所示，活动门52呈L形，活动门52的一端与对应侧的机架100底部进行滑动配合，活动门52的另一端与机架100的另一侧顶端进行滑动配合；进而当活动门52相叠于固定门51的位置时，上料区101对应的机架100的一侧以及顶部均实现打开，进而可以方便进行坯料的吊装。

可以理解的是，由大型零部件的加工工艺可知，坯料需要进行吊装上料，从而为了方便将坯料之间吊装至工作台3的正中位置，需要将吊装设备移动至上料区101的正上方。而在传统的五轴数控机床中，上料区101顶部的机架结构会对吊装设备的线缆发生干涉。而在本实施例中，通过L形的活动门52的打开，可以将上料区101顶部完全打开，从而吊装设备可以将吊起的坯料沿打开的安全门5的位置直接放置于移动至上料区101的工作台3上。

本申请的其中一个实施例，如图1、图2、图4和图5所示，机架100于加工区102安装有第一位移装置400，第一位移装置400的驱动方向平行于X轴。主轴机构2包括支撑座21、第一连接座22和安装部。主轴机构2可以通过支撑座21与机架100通过平衡结构进行连接，同时支撑座21还可以和第一位移装置400进行连接，从而支撑座21可以在第一位移装置400的驱动下通过平衡结构带动主轴机构2进行沿X轴方向的移动。支撑座21上还安装有第二位移装置700，第二位移装置700的驱动方向平行于Z轴；第一连接座22沿Z轴方向滑动安装于支撑座21并与第二位移装置700进行连接，以使得第一连接座22在第二位移装置700的驱使下沿Z轴进行移动。安装部用于安装刀具并与第一连接座22的底部进行连接，安装部可以带动刀具进行空间任意角度的转动。

具体的，当需要对坯料进行沿Y轴方向的加工时，主轴机构2保持静止，工作台3可以带动坯料进行相对于主轴机构2的Y轴移动，进而主轴机构2可以通过安装的刀具对坯料进行Y轴方向的加工。当需要对坯料进行沿X轴方向的加工时，工作台3保持静止，第一位移装置400可以驱动支撑座21带动整个主轴机构2进行沿X轴方向的移动，进而主轴机构2可以通过安装的刀具对坯料进行X轴方向的加工。当需要对坯料进行沿Z轴方向的加工时，工作台3保持静止，第二位移装置400可以驱动第一连接座22沿支撑座21进行Z轴方向的移动，进而第一连接座22可以通过安装部上安装的刀具对坯料进行Z轴方向的加工。

本实施例中，如图5和图6所示，安装部包括第二连接座23和安装座24。第二连接座23和第一连接座22的底部之间通过第一旋转装置进行转动连接；刀具安装于安装座24，且安装座24和第二连接座23之间通过第二旋转装置进行转动连接。其中，第一旋转装置和第二旋转装置的旋转轴线相互垂直，且第一旋转装置的旋转轴线平行于Z轴。

可以理解的是，由于第一旋转装置的旋转轴线平行于Z轴，则通过第一旋转装置的旋转可以带动第二连接座23位于圆周方向的任意位置，从而安装座24通过第二旋转装置可以实现绕X轴、Y轴以及X轴和Y轴之间任意角度轴线的旋转，进而可以带动刀具位于空间任意位置。

具体的，当需要对坯料进行绕Z轴的旋转加工时，工作台3保持静止，第一旋转装置可以驱使第二连接座23带动这个安装部进行绕Z轴的转动，进而安装部可以通过安装的刀具对坯料进行绕Z轴的旋转加工。当需要对坯料进行绕X轴的旋转加工时，工作台3保持静止，第一旋转装置可以驱使第二连接座23带动整个安装部进行绕Z轴的转动，直至第二旋转装置的旋转轴线平行于X轴，随后第二旋转装置可以驱使安装座24进行绕X轴的转动，进而安装座24可以通过安装的刀具对坯料进行绕X轴的旋转加工。当需要对坯料进行绕Y轴的旋转加工时，工作台3保持静止，第一旋转装置可以驱使第二连接座23带动整个安装部进行绕Z轴的转动，直至第二旋转装置的旋转轴线平行于Y轴，随后第二旋转装置可以驱使安装座24进行绕Y轴的转动，进而安装座24可以通过安装的刀具对坯料进行绕Y轴的旋转加工。当需要对坯料进行绕X轴和Y轴平面内任意轴线W的旋转加工时，工作台3保持静止，第一旋转装置可以驱使第二连接座23带动整个安装部进行绕Z轴的转动，直至第二旋转装置的旋转轴线平行于轴线W，随后第二旋转装置可以驱使安装座24进行绕轴线W的转动，进而安装座24可以通过安装的刀具对坯料进行绕轴线W的旋转加工。

本申请中，第一位移装置400、第二位移装置700和第三位移装置800均为本领域技术人员的常规技术，常见的有直线电机、直线气缸和直线液压缸等。第一旋转装置和第二旋转装置也均为本领域技术人员的常规技术，常见的有电机、旋转气缸和旋转液压缸等。

本实施例中，如图5和图9所示，平衡结构包括至少三个第一滑轨110和三个第一导向座211。对于平衡结构的具体设置方式包括但不限于下述的两种。

设置方式一：如图9所示，至少有两个第一滑轨110间隔固定于机架100垂直于Y轴的第一平面，至少有一个第一滑轨110固定于机架100垂直于Z轴的第二平面，且位于第二平面的第一滑轨110在Z轴方向上高于位于第一平面的第一滑轨110。第一导向座211固定于主轴机构2且与对应的第一滑轨110进行滑动连接。

设置方式二：至少有两个第一导向座211间隔固定于机架100垂直于Y轴的第一平面，至少有一个第一导向座211固定于机架100垂直于Z轴的第二平面，且位于第二平面的第一导向座211在Z轴方向上高于位于第一平面的第一导向座211。第一滑轨110固定于主轴机构2且与对应的第一导向座211进行滑动连接。

可以理解的是，平衡结构所包括的第一滑轨110和第一导向座211的具体数量可以根据实际需要进行选择，至少为三个，例如图9所示，本实施例中第一滑轨111和第一导向座211的数量优选为三个。

为了方便描述，可以将每对相互配合的第一滑轨110和第一导向座211定义为平衡分结构；则本实施例中，沿Y轴由低到高可以依次定义为第一平衡分结构、第二平衡分结构和第三平衡分结构。

在传统的主轴机构2的安装结构中，一般都只包括第一平衡分结构和第二平衡分结构；第一平衡分结构和第二平衡分结构的安装面均垂直于Y轴方向。而对于进行大型零部件加工的大型五轴数控机床而言，其主轴机构2的重量是比较重的。由于平衡分结构设置于支撑座21的侧部，导致主轴机构2通过自身的重力可以产生偏心力矩，以图9为例，偏心力矩的方向为逆时针方向，这就导致第一平衡分结构和第二平衡分结构的分力是不均的。一般来说，在主轴机构2不进行工作时，第一平衡分结构的受力较大，第二平衡分结构的受力较小；即主轴机构2存在以第一平衡分结构为支点向逆时针方向转动的趋势。而在主轴机构2进行切屑加工时，第一平衡分结构的受力较小，第二平衡分结构的受力较大；即主轴机构2存在以第二平衡分结构为支点向顺时针方向转动的趋势。

而在本实施例中，通过添加第三平衡分结构，第三平衡分结构的安装位置高于第一平衡分结构和第二平衡分结构的安装位置，且第三平衡分结构的安装面垂直于第一平衡分结构和第二平衡分结构的安装面。进而在主轴机构2不进行工作时，第三平衡分结构可以产生平行于Y轴的拉力，该拉力可以形成以第一平衡分结构为支点的沿顺时针的拉力矩，拉力矩可以和主轴机构2自身的重力矩进行平衡，以保证主轴机构2的安装精度。当主轴机构2进行切屑工作时，第三平衡分结构还可以产生平行于Y轴的支撑力，该支撑力可以形成以第二平衡分结构为支点的沿逆时针的支撑力矩，支撑力矩可以和主轴机构2的切屑阻力矩进行平衡。

可以理解的是，在大型五轴数控机床中，由于主轴机构2的重力矩远大于主轴机构2工作时的阻力矩，故而第三平衡分结构可以相对于第一平衡分结构的距离较远，第三平衡分结构相对于第二平衡分结构的距离较近。

本实施例中，如图5和图7所示，支撑座21沿Z轴方向的截面呈“凵”字形，以使得支撑座21包括有相对设置的第一侧以及单独的第二侧。则支撑座21和第一连接座22的配合连接方式有包括但不限于下述的两种。

连接方式一：如图7所示，支撑座21的第一侧和第二侧均设置有至少一个平行于Z轴的第二导向座212，则第一连接座22的对应侧通过设置第二滑轨221与第二导向座212进行滑动连接。

连接方式二：支撑座21的第一侧和第二侧均设置有至少一个平行于Z轴的第二滑轨221，则第一连接座22的对应侧通过设置第二导向座212与第二滑轨221进行滑动连接。

应当知道的是，一般来说，在进行主轴机构2的安装时，主轴机构2的尺寸需要和支撑座21对应安装位置的尺寸满足特定的装配公差需求即可。而在大型的五轴数控机床中，由于主轴机构2的整体尺寸以及重量很大，一般都是通过吊装来进行组装的，进而导致主轴机构2根据特定的装配公差进行安装是比较困难的。为了方便后续内容的描述，后续内容以上述的连接方式一为例。

所以，为了方便进行大型五轴数控机床的主轴机构2的安装。本实施例中，如图7和图8所示，将支撑座21中第一侧的相对距离设计的大于第一连接座22中对应两侧的间距。支撑座21其中一个第一侧通过调整结构与对应的第二导向座212进行连接，以使得在第一连接座22安装于支撑座21的过程中，通过调整结构对第一连接座22和支撑座21的安装间隙进行调整。

可以理解的是，当进行主轴机构2的安装时，由于支撑座21只有一个第二侧，使得第一连接座22在和支撑座21的第二侧进行连接时具有足够的安装自由度。故而主轴机构2的安装困难点主要集中第一连接座22和支撑座21的第一侧的连接。所以，需要将支撑座21的第一侧的间距设计的较大，从而可以保证第一连接座22在支撑座21的第一侧和第二侧方向均能够实现较大自由的安装。并且在完成第一连接座22的粗安装后，可以通过调整结构及时的对第一连接座22和支撑座21的间隙进行调整，进而在方便进行主轴机构2安装的同时，还可以有效的保证主轴机构2的安装精度。

本实施例中，如图8所示，调整结构包括多对沿Z轴方向均布的调节块25。每对的两块调节块25之间进行楔形配合，进而通过调整每对的两块调节块25的配合长度以调节对应的第二导向座212的安装位置。

具体的，如图8所示，设调节块25的楔面夹角为α，调节块25的长度为L；则每对的两块调节块25的间隙调整范围为0-Ltanα。一般的，夹角α的取值为5-10°，调节板25的长度为120-200mm。

可以理解的是，主轴机构2中第一连接座22的具体安装过程如下：初始时，将支撑座21其中一个第一侧和第二侧上安装第二导向座212，另一个第一侧上不安装第二导向座212。从而将第一连接座22吊装至支撑座21的正上方时，只需将第一连接座22其中两侧的第二滑轨221分别与支撑座21上对应安装的第二导向座212进行对齐，随后通过向下释放第一连接座22至特定的安装位置时，将第一连接座22保持静止。随后，将未安装的第二导向座212与第一连接座22上对应侧的第二滑轨221进行对应安装至特定的位置；随后，在该第二导向座212和支撑座21对应的第一侧之间放置多对均布的调节块25，并调整每对的两块调节块25的位置，以保证每对的两块调节块25分别紧密的相抵于该第二导向座212以及支撑座21对应的第一侧，最后通过螺栓穿过调节块25将该第二导向座212与支撑座21对应的第一侧进行固定。

本申请的其中一个实施例，如图10至图15所示，工作台3的上端面设置有沿Y轴延伸的放置槽300。下料机构6部分位于放置槽300内，下料机构6包括沿Z轴方向依次设置的拉板61、抬升板62和驱动板63。拉板61和抬升板62之间滑动配合，抬升板62和驱动板63之间通过顶起结构进行配合，驱动板63和机架100进行弹性滑动配合。当工作台3于上料区101和加工区102进行移动时，拉板61、抬升板62和驱动板63均可以沿放置槽300进行滑动，且位于最上方的拉板61的上端面平齐或低于工作台3的上端面，以避免工作台3在移动的过程中拉板61与坯料或工件900发生干涉。当工作台3将工件900输送至下料区103时，驱动板63可以在工作台3的挤压下通过顶起结构将抬升板62以及拉板61进行沿Z轴方向的抬起，直至拉板61高出工作台3的上端面，以使得拉板61将工件900进行顶起至脱离工作台3，随后通过拉动拉板61沿抬升板62的滑动将工件900输送至机架100的外侧以进行吊装下料。

可以理解的是，为了保证拉板61、抬升板62和驱动板63能够保持结构的稳定性，可以将拉板61、抬升板62和驱动板63的两端分别与机架100和工作台3进行支撑滑动配合。

本实施例中，如图11至图15所示，放置槽300有多条，且沿X轴方向间隔设置于工作台3。拉板61的一侧设置有多块顶板611，抬升板62的一侧设置有多块滑动板621，驱动板63的一侧设置有多块支板631；顶板611、滑动板621和支板631均与对应的放置槽300进行配合；当进行下料时，驱动板63通过支板631将滑动板621以及顶板611连同工件900进行抬起。

应当知道的是，工作台3上为了固定坯料，需要设置多个用于连接螺栓的连接槽。故而工作台3上无法设置交宽尺寸的放置槽300，同时为了保证下料机构6具有足够的支撑强度；可以在工作台3上设置多个宽度较窄的放置槽300，同时在拉板61、抬升板62和驱动板63的一侧分别设置多块顶板611、滑动板621和支板631与对应的放置槽300进行配合。例如图11和图12所示，放置槽300的数量为四个，则顶板611、滑动板621和支板631的数量也为对应的四块。从而在顶板611带动工件900向机架100的外侧进行移动时，四块顶板611可以将工件900的重力进行四等分，同时每块顶板611的下方依次通过对应的滑动板621和支板631进行支撑，以保证下料机构6具有足够的支撑强度来支撑工件900。

本实施例中，如图12至图15所示，机架100于下料机构6远离工作台3的一侧固定有固定板64。固定板64包括沿Y轴延伸的支撑板641和沿Z轴延伸的导向板642，驱动板63可以和支撑板641进行滑动配合，拉板61和抬升板62的一侧可以和导向板642进行限位配合。滑动板621和支板631之间沿Y轴方向间隔设置有多个安装腔623；顶起结构包括多个铰接板65，铰接板65对应安装于安装腔623，铰接板65的两端分别与滑动板621以及支板631进行铰接。

当工作台3于上料区101和加工区102进行移动时，铰接板65处于倾斜状态，以使得滑动板621贴合于支板631的上端面。当工作台3带动工件900移动至下料区103时，驱动板63在工作台3的挤压下带动支板631进行移动。此过程中，抬升板62沿Z轴方向的自由度被导向板642进行限制，进而铰接板65通过偏转至平行于Z轴以驱使滑动板621以及顶板611连同工件900进行沿Z轴的抬起，此时铰接板65背离固定板64的一侧相抵于安装腔623的侧壁。

可以理解的是，驱动板63可以通过背部设置的抵板632与工作台3的端部进行挤压配合。由于铰接板65只连接滑动板621和支板631，所以导向板642只需将抬升板62的Y轴自由度进行限制即可，但为了避免拉板61在抬起工件900的过程以及工作台3进行移动的过程中发生自由移动而撞击机架100；可以在工作台3移动的过程中，通过导向板642也将拉板61的Y轴自由度进行限制。从而在抬起工件900的过程中，拉板61只能够随抬升板62进行沿Z轴的上升至极限位置，此时导向板642可以解除对拉板61沿Y轴自由度的限制，进而可以方便拉板61将工件900拉至机架100的外侧。

还可以理解的是，为了保证顶起结构对工件900具有足够的支撑强度，可以驱使铰接板65偏转至平行Z轴时才能够进行拉板61的拉动。此时在工件900的重力方向即Z轴方向上，铰接板65正好处于死点位置。并且在拉板61拉动工件900的工作中，以图15为例，铰接板65沿逆时针方向的转动自由度被安装腔623的侧壁所限制，铰接板65沿顺时针方向的转动自由度被导向板642所限制，以使得顶起结构具有足够的结构稳定性和支撑强度来顶起工件900。

本实施例中，可以将驱动板63和固定板64或机架100之间通过弹簧进行弹性连接；同时将部分或全部的铰接板65和对应的支板63之间也通过弹簧进行连接。从而在下料机构6完成工件900的下料后，驱动板63可以在弹簧的弹力下自动复位，进而可以保证铰接板65在弹簧的弹力下也进行复位，以避免拉板61抬起影响后续的下一工件900的加工过程。

为了方便进行理解，下面可以对下料机构6的具体工作过程进行描述。

(1)当工作台3在进行坯料上料以及坯料加工的过程中，下料机构6保持静止。此时，拉板61和抬升板62均相抵于导向板642，驱动板63和导向板642之间存在一定的间距，并且驱动板63和抬升板62之间相互贴合。

(2)如图13中(1)、图14中(1)和图15中(1)所示，当坯料被加工成工件900后，工作台3在第三位移装置800的驱动下可以带动工件900向下料区103进行移动，直至工作台3的端部靠近或正好接触驱动板63背部的抵板632。此过程中，铰接板65始终保持倾斜的状态。随后，可以通过人工或机械的方式将固定工件900的夹具进行拆除。

(3)如图13中(2)、图14中(2)和图15中(2)所示，工作台3继续向下料区103的方向进行移动，进而可以带动驱动板63共同进行移动设定的距离并压缩对应的弹簧。此过程中，由于抬升板62在Y轴方向的移动自由度被限制，使得铰接板65在支板631的驱使下只能够进行逆时针的偏转至平行于Z轴并拉伸对应的弹簧，进而可以带动滑动板621以及顶板611沿导向板642上升T距离。此时，顶板611的上端面和工作台3的上端面的间距为H，0＜H≤T；从而工件900可以被顶板611顶起H高度，以保证工件900和工作台3进行脱离。图15中(2)中的虚线箭头所指方向为对应部件的运动方向。

(4)如图13中(3)所示，可以通过人工或机械的方式拉动拉板61，以使得顶板611沿滑动板621的滑动，将工件900从下料区103输送至机架100的外侧，进而可以通过吊装设备将加工完成的工件900进行下料。

(5)当工件完成下料后，将拉板61反向推至初始位置。随后，通过第三位移装置800向上料区101的方向移动工作台3。从而驱动板63可以在对应的弹簧的弹力下进行复位；在驱动板63复位的过程中，铰接板65也可以在对应的弹簧的弹力下进行复位，直至抬升板62贴合于驱动板63的上端面。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种五轴数控机床，其特征在于，包括：

机架，所述机架沿Y轴方向依次设置有上料区、加工区和下料区；

主轴机构，所述主轴机构安装于所述加工区，所述主轴机构适于带动刀具进行四轴运动的；

工作台，所述工作台安装于所述机架，所述工作台适于将吊装至所述上料区的坯料输送至所述加工区，并通过与所述主轴机构的配合以实现对坯料的五轴加工；当坯料加工成工件后，所述工作台适于将工件输送至所述下料区；以及

下料机构，所述下料机构安装于所述下料区；所述下料机构适于将输送至所述下料区的工件从所述工作台上抬出至所述机架的外侧以进行吊装下料。

2.如权利要求1所述的五轴数控机床，其特征在于：所述机架于所述上料区的一侧安装有安全门，所述安全门包括固定门和多块尺寸依次增大的活动门；所述固定门固定安装于所述机架对应侧的一端，所述活动门依次滑动安装于所述机架的对应侧；当需要进行上料时，所述活动门适于向所述固定门的方向进行滑动并依次相叠。

3.如权利要求1所述的五轴数控机床，其特征在于：所述机架于所述加工区安装有第一位移装置；所述主轴机构包括支撑座、第一连接座和安装部；所述支撑座与所述机架之间通过平衡结构进行滑动连接，所述支撑座还与所述第一位移装置进行连接，以使得所述主轴机构在所述第一位移装置的驱动下通过所述平衡结构进行沿X轴方向的移动；所述支撑座上还安装有第二位移装置；所述第一连接座沿Z轴方向滑动安装于所述支撑座并与所述第二位移装置进行连接，以使得所述第一连接座在所述第二位移装置的驱使下沿Z轴进行移动；所述安装部用于安装刀具并与所述第一连接座的底部进行连接，所述安装部适于带动刀具进行空间任意角度的转动。

4.如权利要求3所述的五轴数控机床，其特征在于：所述安装部包括第二连接座和安装座；所述第二连接座和所述第一连接座的底部之间通过第一旋转装置进行转动连接；刀具安装于所述安装座，且所述安装座和所述第二连接座之间通过第二旋转装置进行转动连接；其中，所述第一旋转装置和所述第二旋转装置的旋转轴线相互垂直，且所述第一旋转装置的旋转轴线平行于Z轴。

5.如权利要求3所述的五轴数控机床，其特征在于：所述平衡结构包括至少三个第一滑轨和三个第一导向座；其中，至少有两个所述第一滑轨间隔固定于所述机架垂直于Y轴的第一平面，至少有一个所述第一滑轨固定于所述机架垂直于Z轴的第二平面，且位于第二平面的所述第一滑轨在Z轴方向上高于位于第一平面的所述第一滑轨；所述第一导向座固定于所述主轴机构且与对应的所述第一滑轨进行滑动连接。

6.如权利要求3所述的五轴数控机床，其特征在于：所述支撑座沿Z轴方向的截面呈“凵”字形，以使得所述支撑座包括有相对设置的第一侧以及单独的第二侧；所述支撑座的第一侧和第二侧均设置有至少一个平行于Z轴的第二导向座，则所述第一连接座的对应侧通过设置第二滑轨与所述第二导向座进行滑动连接；

其中，所述支撑座中第一侧的相对距离大于所述第一连接座中对应两侧的间距；所述支撑座其中一个第一侧通过调整结构与对应的所述第二导向座进行连接，以使得在所述第一连接座安装于所述支撑座的过程中，通过所述调整结构对所述第一连接座和所述支撑座的安装间隙进行调整。

7.如权利要求6所述的五轴数控机床，其特征在于：所述调整结构包括多对沿Z轴方向均布的调节块；每对的两块所述调节块之间进行楔形配合，进而通过调整每对的两块所述调节块的配合长度以调节对应的所述第二导向座的安装位置。

8.如权利要求1-7任一项所述的五轴数控机床，其特征在于：所述工作台的上端面设置有沿Y轴延伸的放置槽；所述下料机构部分位于所述放置槽内，所述下料机构包括沿Z轴方向依次设置的拉板、抬升板和驱动板；所述拉板和所述抬升板之间滑动配合，所述抬升板和所述驱动板之间通过顶起结构进行配合，所述驱动板和所述机架进行弹性滑动配合；当所述工作台于所述上料区和所述加工区进行移动时，位于最上方的所述拉板的上端面平齐或低于所述工作台的上端面；当所述工作台将工件输送至所述下料区时，所述驱动板适于在所述工作台的挤压下通过所述顶起结构将所述抬升板以及所述拉板进行Z轴方向的抬起，直至所述拉板高出所述工作台的上端面，以使得所述拉板将工件进行顶起至脱离所述工作台，进而通过拉动所述拉板沿所述抬升板的滑动将工件输送至所述机架的外侧以进行吊装下料。

9.如权利要求8所述的五轴数控机床，其特征在于：所述放置槽有多条，且沿X轴方向间隔设置于所述工作台；所述拉板的一侧设置有多块顶板，所述抬升板的一侧设置有多块滑动板，所述驱动板的一侧设置有多块支板；所述顶板、所述滑动板和所述支板均与对应的所述放置槽进行配合；当进行下料时，所述驱动板通过所述支板将所述滑动板以及所述顶板连同工件进行抬起。

10.如权利要求9所述的五轴数控机床，其特征在于：所述机架于所述下料机构远离所述工作台的一侧固定有固定板；所述固定板包括沿Y轴延伸的支撑板和沿Z轴延伸的导向板，所述驱动板和所述支撑板进行滑动配合，所述拉板和所述抬升板的一侧与所述导向板进行限位配合；所述滑动板和所述支板之间沿Y轴方向间隔设置有多个安装腔；所述顶起结构包括多个铰接板，所述铰接板对应安装于所述安装腔，所述铰接板的两端分别与所述滑动板以及所述支板进行铰接；当所述工作台于所述上料区和所述加工区进行移动时，所述铰接板处于倾斜状态，以使得所述滑动板贴合于所述支板的上端面；当所述工作台带动工件移动至所述下料区时，所述驱动板在所述工作台的挤压下带动所述支板进行移动；此过程中，所述抬升板沿Z轴方向的自由度被所述导向板进行限制，进而所述铰接板通过偏转至平行于Z轴以驱使所述滑动板以及所述顶板连同工件进行沿Z轴的抬起，此时所述铰接板背离所述固定板的一侧相抵于所述安装腔的侧壁。

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