CN201023184Y - 七轴混联数控铣床 - Google Patents
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Abstract
七轴混联数控铣床，它涉及一种数控铣床。它是为了克服传统六个自由度TPS并联铣床存在需要二次装卡的问题；本实用新型在工作台(9)上装有夹具(10)、数控转台基座(11)和转台伺服电机(12)；或者在工作台(9)上装有数控圆盘转台(14)、圆盘转台伺服电机(15)；或者在工作台(9)上装有导轨、数控装载平台(17)；本实用新型使工件只需一次性装卡，提高了刀具加工效率；缩短了工时，提高了效率；避免了重新装卡对加工精度的影响。可方便加工具有圆柱形毛坯的工件和大型长型工件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数控铣床。
背景技术
并联铣床是知识密集、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。
具有复杂曲面的工件，如汽轮机叶片、螺旋桨等，需要至少五个自由度的数控铣床。为了满足对多自由度数控铣床的需求，哈尔滨工业大学研发了六个自由度TPS并联铣床(如图1所示)。该铣床具有硬件结构简单、数控软件复杂、产品技术附加值高的特点，能够加工复杂的空间曲面。但该型铣床也存在一定的不足，主要是该铣床在加工大型回转型工件时，需要工件的二次装卡，一方面造成了工时浪费，另一方面也会对工件的加工精度造成影响。在加工具有圆柱形毛坯的工件和大型长型工件时，工件无法方便地装卡，造成加工不便。
实用新型内容
为了克服传统六个自由度TPS并联铣床存在需要二次装卡的问题，及在加工具有圆柱形毛坯的工件和大型长型工件时，工件无法方便地装卡，造成加工不便的问题，本实用新型在传统六个自由度TPS并联铣床的基础上提出了一种七轴混联数控铣床。本实用新型由定平台1、六个驱动轴、动平台3、电主轴6、刀具8、固定工作台9和活动工作台组成；定平台1和动平台3均为六边形平台，在定平台1和动平台3相对应的六对角上分别各装有一个驱动轴，每个驱动轴均由伺服电机4、定平台球铰5、变长驱动杆2、动平台球铰7组成，伺服电机4连接在定平台球铰5上，变长驱动杆2的驱动端2-1连接在定平台球铰5上，变长驱动杆2的另一端2-2连接在动平台球铰7上，并且伺服电机4的纵向轴心线与变长驱动杆2的纵向轴心线相重合；每个驱动轴分别通过各自的定平台球铰5与定平台1的每个角相连接，每个驱动轴分别通过各自的动平台球铰7与动平台3的每个角相连接；动平台3正中心设有一个圆形孔3-1，电主轴6安装在动平台3的圆形孔3-1上方，刀具8安装在动平台3的圆形孔3-1下方，并且刀具8与电主轴6相连接，电主轴6的轴心线、刀具8的轴心线与动平台3的圆形孔3-1的中心线重合；固定工作台9位于动平台3下方；活动工作台设置在固定工作台9上，活动工作台由夹具10、数控转台基座11和转台伺服电机12组成；数控转台基座11为U形并且被固定在工作台9上；在数控转台基座11的第一侧壁11-1-1和第二侧壁11-1-2上分别开有第一通孔11-2-1和第二通孔11-2-2，且第一通孔11-2-1和第二通孔11-2-2的轴心线相重合；转台伺服电机12安装在第一通孔11-2-1的外侧，夹具10的主动部分10-1为圆柱形，主动部分10-1安装在第一通孔11-2-1的内部；夹具10的主动部分10-1固定在转台伺服电机12的转轴12-1上，且主动部分10-1的轴心线与转轴12-1的轴心线相重合；夹具10的从动部分10-2为圆柱形，从动部分10-2安装在第二通孔11-2-2的内部；本实用新型活动工作台的第二种技术方案为：活动工作台由数控圆盘转台14和圆盘转台伺服电机15组成；在固定工作台9台面中心开有通孔9-1，通孔9-1为圆形；圆盘转台伺服电机15固定在通孔9-1的下方，并且圆盘转台伺服电机15的转轴15-1贯穿通孔9-1；数控圆盘转台14为正圆形，数控圆盘转台14固定在圆盘转台伺服电机15的转轴15-1上；通孔9-1、数控圆盘转台14和圆盘转台伺服电机15的转轴15-1的轴心线相重合；本实用新型活动工作台的第三种技术方案为：活动工作台由导轨和数控装载平台17组成；导轨分为两部分分别为第一导轨壁16-1和第二导轨壁16-2，第一导轨壁16-1和第二导轨壁16-2均为长方体，第一导轨壁16-1和第二导轨壁16-2的长边与固定工作台9的第一长边9-2等长且方向相同；第一导轨壁16-1固定在固定工作台9的第一长边9-2上且外边缘对齐，第二导轨壁16-2固定在固定工作台9的第二长边9-3上且外边缘对齐；数控装载平台17为长方体且长边与第一长边9-2等长且方向相同，数控装载平台17安装在导轨的第一导轨壁16-1和第二导轨壁16-2之间。
工作原理：七轴混联数控铣床通过六个驱动轴实现对工件的六个自由度加工。本实用新型的第一种技术方案是将工件13安放于数控转台基座11上，工件13被夹具10的主动部分10-1和夹具10的从动部分10-2夹持；转台伺服电机12带动工件13沿转台伺服电机12的轴心线旋转，实现了第七个自由度旋转。当加工具有圆柱形毛坯的工件时应用本实用新型的第二种技术方案，将工件13安放于数控圆盘转台14上，工件13被数控圆盘转台14的磁力吸引从而固定在数控圆盘转台14上；圆盘转台伺服电机15带动工件13旋转。当加工大型长型工件时应用本实用新型的第三种技术方案，将工件13安放于数控装载平台17上，工件13被数控装载平台17的磁力吸引从而固定在数控装载平台17上，数控装载平台17带动工件13沿导轨运动。
本实用新型克服了工件需要二次装卡的问题，这样改进后形成的七轴混联数控铣床可使工件在加工过程中自由转动，从而可以改变刀具轴线与工件表面法线的夹角，提高了刀具加工效率；使工件只需一次性装卡，即可实现工件的加工，缩短了工时，提高了效率；避免了重新装卡对加工精度的影响。可方便的加工具有圆柱形毛坯的工件和大型长型工件。
附图说明
图1是现有技术中的六自由度并联铣床示意图，图2是具体实施方式一的结构示意图，图3是具体实施方式二的结构示意图，图4是具体实施方式三的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图2说明本实施方式；本实施方式由定平台1、六个驱动轴、动平台3、电主轴6、刀具8、固定工作台9和活动工作台组成；定平台1和动平台3均为六边形平台，在定平台1和动平台3相对应的六对角上分别各装有一个驱动轴，每个驱动轴均由伺服电机4、定平台球铰5、变长驱动杆2、动平台球铰7组成，伺服电机4连接在定平台球铰5上，变长驱动杆2的驱动端2-1连接在定平台球铰5上，变长驱动杆2的另一端2-2连接在动平台球铰7上，并且伺服电机4的纵向轴心线与变长驱动杆2的纵向轴心线相重合；每个驱动轴分别通过各自的定平台球铰5与定平台1的每个角相连接，每个驱动轴分别通过各自的动平台球铰7与动平台3的每个角相连接；动平台3正中心设有一个圆形孔3-1，电主轴6安装在动平台3的圆形孔3-1上方，刀具8安装在动平台3的圆形孔3-1下方，并且刀具8与电主轴6相连接，电主轴6的轴心线、刀具8的轴心线与动平台3的圆形孔3-1的中心线重合；固定工作台9位于动平台3下方；活动工作台设置在固定工作台9上，活动工作台由夹具10、数控转台基座11和转台伺服电机12组成；数控转台基座11为U形并且被固定在工作台9上；在数控转台基座11的第一侧壁11-1-1和第二侧壁11-1-2上分别开有第一通孔11-2-1和第二通孔11-2-2，且第一通孔11-2-1和第二通孔11-2-2的轴心线相重合；转台伺服电机12安装在第一通孔11-2-1的外侧，夹具10的主动部分10-1为圆柱形，主动部分10-1安装在第一通孔11-2-1的内部；夹具10的主动部分10-1固定在转台伺服电机12的转轴12-1上，且主动部分10-1的轴心线与转轴12-1的轴心线相重合；夹具10的从动部分10-2为圆柱形，从动部分10-2安装在第二通孔11-2-2的内部。
具体实施方式二：结合图3说明本实施方式；本实施方式中的活动工作台由数控圆盘转台14和圆盘转台伺服电机15组成；在固定工作台9台面中心开有通孔9-1，通孔9-1为圆形；圆盘转台伺服电机15固定在通孔9-1的下方，并且圆盘转台伺服电机15的转轴15-1贯穿通孔9-1；数控圆盘转台14为正圆形，数控圆盘转台14固定在圆盘转台伺服电机15的转轴15-1上；通孔9-1、数控圆盘转台14和圆盘转台伺服电机15的转轴15-1的轴心线相重合；其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图4说明本实施方式；本实施方式中的活动工作台由导轨和数控装载平台17组成；导轨分为两部分分别为第一导轨壁16-1和第二导轨壁16-2，第一导轨壁16-1和第二导轨壁16-2均为长方体，第一导轨壁16-1和第二导轨壁16-2的长边与固定工作台9的第一长边9-2等长且方向相同；第一导轨壁16-1固定在固定工作台9的第一长边9-2上且外边缘对齐，第二导轨壁16-2固定在固定工作台9的第二长边9-3上且外边缘对齐；数控装载平台17为长方体且长边与第一长边9-2等长且方向相同，数控装载平台17安装在导轨的第一导轨壁16-1和第二导轨壁16-2之间；其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
Claims (4)
1.一种七轴混联数控铣床；其特征在于它由定平台(1)、六个驱动轴、动平台(3)、电主轴(6)、刀具(8)、固定工作台(9)和活动工作台组成；定平台(1)和动平台(3)均为六边形平台，在定平台(1)和动平台(3)相对应的六对角上分别各装有一个驱动轴，每个驱动轴均由伺服电机(4)、定平台球铰(5)、变长驱动杆(2)、动平台球铰(7)组成，伺服电机(4)连接在定平台球铰(5)上，变长驱动杆(2)的驱动端(2-1)连接在定平台球铰(5)上，变长驱动杆(2)的另一端(2-2)连接在动平台球铰(7)上，并且伺服电机(4)的纵向轴心线与变长驱动杆(2)的纵向轴心线相重合；每个驱动轴分别通过各自的定平台球铰(5)与定平台(1)的每个角相连接，每个驱动轴分别通过各自的动平台球铰(7)与动平台(3)的每个角相连接；动平台(3)正中心设有一个圆形孔(3-1)，电主轴(6)安装在动平台(3)的圆形孔(3-1)上方，刀具(8)安装在动平台(3)的圆形孔(3-1)下方，并且刀具(8)与电主轴(6)相连接，电主轴(6)的轴心线、刀具(8)的轴心线与动平台(3)的圆形孔(3-1)的中心线重合；固定工作台(9)位于动平台(3)下方；活动工作台设置在固定工作台(9)上。
2.根据权利要求1所述的七轴混联数控铣床；其特征在于所述的活动工作台由夹具(10)、数控转台基座(11)和转台伺服电机(12)组成；数控转台基座(11)为U形并且被固定在工作台(9)上；在数控转台基座(11)的第一侧壁(11-1-1)和第二侧壁(11-1-2)上分别开有第一通孔(11-2-1)和第二通孔(11-2-2)，且第一通孔(11-2-1)和第二通孔(11-2-2)的轴心线相重合；转台伺服电机(12)安装在第一通孔(11-2-1)的外侧，夹具(10)的主动部分(10-1)为圆柱形，主动部分(10-1)安装在第一通孔(11-2-1)的内部；夹具(10)的主动部分(10-1)固定在转台伺服电机(12)的转轴(12-1)上，且主动部分(10-1)的轴心线与转轴(12-1)的轴心线相重合；夹具(10)的从动部分(10-2)为圆柱形，从动部分(10-2)安装在第二通孔(11-2-2)的内部。
3.根据权利要求1所述的七轴混联数控铣床；其特征在于所述的活动工作台由数控圆盘转台(14)和圆盘转台伺服电机(15)组成；在固定工作台(9)台面中心开有通孔(9-1)，通孔(9-1)为圆形；圆盘转台伺服电机(15)固定在通孔(9-1)的下方，并且圆盘转台伺服电机(15)的转轴(15-1)贯穿通孔(9-1)；数控圆盘转台(14)为正圆形，数控圆盘转台(14)固定在圆盘转台伺服电机(15)的转轴(15-1)上；通孔(9-1)、数控圆盘转台(14)和圆盘转台伺服电机(15)的转轴(15-1)的轴心线相重合。
4.根据权利要求1所述的七轴混联数控铣床；其特征在于所述的活动工作台由导轨和数控装载平台(17)组成；导轨分为两部分分别为第一导轨壁(16-1)和第二导轨壁(16-2)，第一导轨壁(16-1)和第二导轨壁(16-2)均为长方体，第一导轨壁(16-1)和第二导轨壁(16-2)的长边与固定工作台(9)的第一长边(9-2)等长且方向相同；第一导轨壁(16-1)固定在固定工作台(9)的第一长边(9-2)上且外边缘对齐，第二导轨壁(16-2)固定在固定工作台(9)的第二长边(9-3)上且外边缘对齐；数控装载平台(17)为长方体且长边与第一长边(9-2)等长且方向相同，数控装载平台(17)安装在导轨的第一导轨壁(16-1)和第二导轨壁(16-2)之间。
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| CNU2006200221170U CN201023184Y (zh) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | 七轴混联数控铣床 |
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2006
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