CN1962192A - 五轴联动并串联数控抛光机床 - Google Patents

五轴联动并串联数控抛光机床 Download PDF

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Abstract

五轴联动并串联数控抛光机床，它涉及一种抛光机床。针对汽轮机大中型叶片采用手工抛光，效率低、不易操作、对操作者健康带来危害的问题。本发明的固定平台(3)位于运动平台(4)的上方，运动平台(4)与固定平台(3)之间通过四个伸缩连杆(8)连接，四个伸缩连杆(8)的上端分别与第一伺服电机(2)传动连接，砂轮(5)装在运动平台(4)上且与运动平台(4)转动连接，砂轮(5)的正下方设有固定工作台(1)，固定工作台(1)上装有通过第二伺服电机(7)驱动的数控转台(6)。本发明的运动平台可实现空间的三维移动和一维转动，装在数控转台上的汽轮机叶片实现一维转动，因此本发明可以实现对汽轮机叶片及其他空间复杂曲面零件的抛光作业。

Description

五轴联动并串联数控抛光机床
技术领域
本发明涉及一种抛光机床。
背景技术
近十几年来，并联机床是国内外数控机床研究领域非常关注的热点课题。并联机床又称虚拟轴机床，是知识密集、智力密集、技术密集的机电一体化高技术产品，是并联机器人、数控机械、计算机控制、精密测量、数控加工等多学科应用技术的交叉，国内的学者对其投入了大量的研究工作。
从国内外并联机床产品与技术发展的概况来看，前些年大多集中在六自由度并联机构的研究上。近些年来，少自由度并联机构得到了人们越来越多的重视，但大多集中在三自由度并联机构的研究上，而对于四、五自由度并联机构的研究则较少，致使可用作并联机床的四、五自由度并联机构的构形很少。目前国内外的并联机床产品大多采用一般的Stewart六自由度并联机器人机构来实现五轴运动，但这些机构的结构均较复杂，并且因浪费了一个轴的驱动与传动装置而增加了成本。
目前国内外的数控抛光机床大多数都是串联机器人机构，这种机构的刚度和精度都较差。现阶段国内汽轮机叶片的抛光绝大多数还是采用手工抛光，这种方式不仅效率低，而且抛光环境恶劣对工人的人身健康有很大的危害，另外对大中型叶片的抛光，人工操作起来也很不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种五轴联动并串联数控抛光机床，它可解决目前对汽轮机大中型叶片采用手工抛光，效率低、不易操作、对操作者健康带来危害的问题。
本发明包括固定工作台、第一伺服电机、固定平台和运动平台；本发明还包括砂轮、数控转台、第二伺服电机和四个伸缩连杆；所述固定平台位于运动平台4的上方，运动平台与固定平台之间通过四个伸缩连杆连接，所述四个伸缩连杆的上端分别与第一伺服电机传动连接，所述砂轮装在运动平台下端的支壁上且与运动平台转动连接，砂轮的正下方设有固定工作台，所述固定工作台上装有通过第二伺服电机驱动的数控转台。
本发明具有以下有益效果：一、本发明的运动平台可实现空间的三维移动和一维转动，通过数控转台又给工件提供了一个转动运动，这就使得运动平台上的执行部件(砂轮)相对于固定在数控转台上的汽轮机叶片(或具有空间复杂曲面零件)具有空间三维移动和两维转动运动。因此该并串联数控抛光机床完全可以实现对汽轮机叶片及其他一些具有空间复杂曲面零件的抛光作业，并且作业效率高，可最大限度地避免抛光作业对操作者身体带来的健康危害。二、本发明与传统的串联式多轴抛光机床相比，具有较高的运动精度和较好的动态性能，且结构简单、成本低、加工制造容易。三、本发明与现有的六自由度并联机床相比，具有机构简单、工作空间大、容易控制、成本低的优点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式由固定工作台1、第一伺服电机2、固定平台3、运动平台4、砂轮5、数控转台6、第二伺服电机7和四个伸缩连杆8组成；所述固定平台3位于运动平台4的上方，运动平台4与固定平台3之间通过四个伸缩连杆8连接，所述四个伸缩连杆8的上端分别与第一伺服电机2传动连接，所述砂轮5装在运动平台4下端的支壁上且与运动平台4转动连接，砂轮5的正下方设有固定工作台1，所述固定工作台1上装有通过第二伺服电机7驱动的数控转台6。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的四个伸缩连杆8由第一伸缩连杆9、第二伸缩连杆10、第三伸缩连杆11和第四伸缩连杆12组成；所述第一伸缩连杆9的上端和第二伸缩连杆10的上端分别通过第一虎克铰13与所述固定平台3连接，所述第一伸缩连杆9的下端和第二伸缩连杆10的下端分别通过球铰14与所述运动平台4连接，所述第三伸缩连杆11的上端和第四伸缩连杆12的上端分别通过第二虎克铰15与固定平台3连接，所述两个第二虎克铰15的一级转动副轴线16与Y轴重合(坐标系的建立是：Y轴沿两个第二虎克铰15的一级转动副轴线方向，X轴在固定平台3的平面内，Z轴分别与X轴和Y轴垂直)；所述第三伸缩连杆11的下端和第四伸缩连杆12的下端分别通过转动副17与运动平台4连接，所述两个转动副17的轴线及两个第二虎克铰15的二级转动副轴线18分别与X轴平行；所述数控转台6的转动轴线与两个第二虎克铰15的二级转动副轴线18垂直且与两个第二虎克铰15的二级转动副轴线18所在平面平行。如此设置，可实现运动平台4沿X轴、Y轴和Z轴的移动和绕X轴的转动。
机床工作时,先将汽轮机叶片19(或具有空间复杂曲面的零件)固定装夹在数控转台6上，通过第一伺服电机2驱动四个伸缩连杆8作伸缩运动来实现运动平台4的三维移动和一维转动(砂轮5转动)，同时第二伺服电机7驱动数控转台6转动，这样砂轮5相对于装夹在数控转台6上的汽轮机叶片19可实现空间三维移动和两维转动运动，从而实现砂轮5对汽轮机叶片19的抛光，这样该机床就具备了空间三维移动和二维转动的五自由度的加工能力，可实现对空间复杂曲面零件的抛光。

Claims (3)

1、一种五轴联动并串联数控抛光机床，其组成包括固定工作台(1)、第一伺服电机(2)、固定平台(3)和运动平台(4)；其特征在于它还包括砂轮(5)、数控转台(6)、第二伺服电机(7)和四个伸缩连杆(8)；所述固定平台(3)位于运动平台(4)的上方，运动平台(4)与固定平台(3)之间通过四个伸缩连杆(8)连接，所述四个伸缩连杆(8)的上端分别与第一伺服电机(2)传动连接，所述砂轮(5)装在运动平台(4)下端的支壁上且与运动平台(4)转动连接，砂轮(5)的正下方设有固定工作台(1)，所述固定工作台(1)上装有通过第二伺服电机(7)驱动的数控转台(6)。
2、根据权利要求1所述的五轴联动并串联数控抛光机床，其特征在于所述四个伸缩连杆(8)由第一伸缩连杆(9)、第二伸缩连杆(10)、第三伸缩连杆(11)和第四伸缩连杆(12)组成；所述第一伸缩连杆(9)的上端和第二伸缩连杆(10)的上端分别通过第一虎克铰(13)与所述固定平台(3)连接，所述第一伸缩连杆(9)的下端和第二伸缩连杆(10)的下端分别通过球铰(14)与所述运动平台(4)连接，所述第三伸缩连杆(11)的上端和第四伸缩连杆(12)的上端分别通过第二虎克铰(15)与固定平台(3)连接，所述两个第二虎克铰(15)的一级转动副轴线(16)与Y轴重合；所述第三伸缩连杆(11)的下端和第四伸缩连杆(12)的下端分别通过转动副(17)与运动平台(4)连接，所述两个转动副(17)的轴线及两个第二虎克铰(15)的二级转动副轴线(18)分别与X轴平行。
3、根据权利要求2所述的五轴联动并串联数控抛光机床，其特征在于所述数控转台(6)的转动轴线与两个第二虎克铰(15)的二级转动副轴线(18)垂直且与两个第二虎克铰(15)的二级转动副轴线(18)所在平面平行。
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