CN202114316U - 机电一体化六自由度教学机床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的机电一体化六自由度教学机床，包括：机床底座、立轴、卧轴，PLC电路控制器，是多功能教学机床，电路、电气针对机床实训安全进行专门设计，并可进行全面PLC机床电气技能实训，PLC维修电工技能实训、PLC电器电路的实训。本实用新型实训效果理想、功能完善是一种安全实用特别适合学生实训的教学机床。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机床及机床电路、电气，尤其是一种安全实用特别适合学生实训的机电一体化六自由度教学机床。
背景技术
目前，学生实训所使用的机床，一则是普通的立铣床、卧铣床，所加工的范围有限；二则是数控机床的立铣床、卧铣床，所加工的范围也有限。三则是如果使用多轴的数控加工中心机床，虽能所加工的范围增加了，但该机床价格昂贵，所用的的电路、电气的方法，都是用机床的模型摆放在机床的电路、电气柜旁边作样子，实训效果不理想、也不安全，实训的功能不够完善。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种机电一体化六自由度教学机床，该机电一体化多功能教学机床电路、电气针对机床实训安全进行专门设计，并可进行全面PLC机床电气技能实训，PLC维修电工技能实训、PLC电器电路的实训。
本实用新型的技术方案为：
机电一体化六自由度教学机床，包括：机床底座、立轴、卧轴，PLC电路控制器，机床底座1上安装有卧铣刀立柱7、升降工作台立柱3、M1步进电机5、M2步进电机2、机床立柱21、卧铣刀垂直刀架19、辅助立柱8，所述卧铣刀立柱7上设有卧式铣刀直行刀架14及卧铣刀36，卧式铣刀直行刀架14上安装有M6步进电机15，在卧式铣刀直行刀架14上，还安装有卧铣刀垂直刀架19、M8步进电机20、M7电动机17及卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统18；卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统18的刀套的内圈是锥形套，可安装带锥柄的钻、锪、铰、铣、镗等刀具，并用拉杆拉紧，刀套的外圈是蜗杆，通过带蜗轮的M7电动机17带动刀套旋转。M7电动机17、旋转刀套都安装在外圆为蜗轮的回转圆盘系统18上，回转圆盘系统18与M8步进电机20连接。
机床立柱21上设有中横梁旋转刀架24、立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统34安装在中横梁旋转刀架24上，立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统34由立式蜗轮蜗杆刀套、M11立铣刀电动机31、M10步进电机25、立铣分度盘30组成，；中横梁旋转刀架和左横梁22、右横梁32相连接。
机床立柱21的顶部还设有顶梁27，顶梁27上设有M13步进电机28、M14步进电机29、以及两根升降螺杆26，M14步进电机29、M13步进电机28分别与两根升降螺杆26一端连接，升降螺杆26另一端与立铣刀左横梁22立铣刀右横梁32连接，并带动立铣刀分度盘30、立铣刀35上下移动。
升降工作台立柱3上设有升降工作台6，升降工作台6上设有M2步进电机2、M3步进电机4、M4步进电机10、M5步进电机12，M2步进电机2与升降工作台6连接，M2步进电机2带动升降工作台立柱3旋转，使工作台沿Z轴上升下降。
本实用新型机电一体化六自由度教学机床的PLC电器柜包括有计算机主机、控制面板、计算机显示器。
本实用新型机电一体化六自由度教学机床工作过程是：
M1步进电机5带动卧铣刀立柱7旋转，使得卧式铣刀直行刀架14，上升或下降；M6步进电机15正转或反转，使得卧式铣刀直行刀架14，前进或后退；M7电动机17带动卧式刀套旋转；M8步进电机20通过蜗轮蜗杆回转系统，使得卧式刀套作回转运动；
通过M9步进电机23的旋转，使得立铣刀分度盘30左右移动，通过M12步进电机33的旋转，使得立铣刀分度盘30 绕X轴旋转，M11立铣刀电动机31旋转，带动力铣刀套旋转，M10步进电机25旋转，使得立铣刀分度盘30旋转。
通过M2步进电机2的旋转，带动升降工作台立柱3旋转，使得升降工作台6上下移动，通过M3步进电机4的旋转，带动横向工作台6左右移动，通过 M4步进电机10的旋转，带动纵向工作台11前后移动，通M5过步进电机12 的旋转，带动旋转工作台13旋转.
M13步进电机28、M14步进电机29的旋转，使得升降螺杆26旋转，使得立铣刀左横梁22、立铣刀中横梁24、立铣刀右横梁32上下移动，即带动立铣刀分度盘30、立铣刀35上下移动。
本实用新型机电一体化六自由度教学机床工作原理如图2所示：
⑴立式刀套由螺杆26和M13、M14步进电机按Z轴方向升；
⑵带蜗轮的M11步进电机带动立式刀套挠Z轴旋转；
⑶中横梁带动立式刀套回转圆盘系统34挠X轴旋转；
⑷M9步进电机带动立式刀套沿X轴作直线运动；
⑸M10步进电机带动立式刀套挠Y轴旋转 ；
⑹M7步进电机带动卧式刀套挠X轴旋转 ；
⑺M6步进电机带动卧式刀套沿X轴作直线运动；
⑻M8步进电机带动卧式刀套挠Y轴旋转 ；
⑼M1步进电机带动卧式刀套沿Z轴作直线运动；
⑽M2步进电机带动立柱使工作台沿Z轴作直线运动；
⑾M3步进电机带动工作台沿X轴作直线运动;
⑿M4步进电机带动工作台沿Y轴作直线运动;
⒀M5步进电机带动工作台挠Z轴旋。
本实用新型的机电一体化六自由度教学机床，是多功能教学机床，电路、电气针对机床实训安全进行专门设计，并可进行全面PLC机床电气技能实训，PLC维修电工技能实训、PLC电器电路的实训。本实用新型实训效果理想、功能完善是一种安全实用特别适合学生实训的机电一体化六自由度教学机床。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型工作原理图。
附图1中： 机床底座1 、M2步进电机2、升降工作台立柱3、M3步进电机4、M1步进电机5、升降工作台6、 卧铣刀立柱7、 辅助立柱8、横向工作台9、 M4步进电机10、纵向工作台11、 M5步进电机12、旋转工作台13、 14.卧式铣刀直行刀架14、M6步进电机15、卧铣分度盘16、M7电动机17、卧式刀套蜗轮蜗杆回转系统18、卧铣刀垂直刀架19、 M8步进电机20、机床立柱21、 立铣刀左横梁22 、M9步进电机23、中横梁旋转刀架24 、M10步进电机25、升降螺杆26、顶梁27、M13步进电机28、M14步进电机29、立铣分度盘30、M11立铣刀电动机31、 立铣刀右横梁32 、M12步进电机33、立铣刀杆34、立铣刀35、卧铣刀36。
具体实施方式
本实用新型的实施例如图1所示：本实用新型机电一体化六自由度教学机床包括：立轴、卧轴，可安装钻头、铰刀、发刀、镗刀、铣刀等刀具。电路、电气由PLC电路控制。
机床底座1上安装有卧铣刀立柱7、升降工作台立柱3、M1步进电机5、M2步进电机2、机床立柱21、卧铣刀垂直刀架19、辅助立柱8，；卧铣刀立柱7上设有卧式铣刀直行刀架14及卧铣刀36，卧式铣刀直行刀架14上安装有M6步进电机15、卧铣刀垂直刀架19、M8步进电机20、M7电动机17及卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统18；卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统18的刀套的内圈是锥形套，可安装带锥柄的钻、锪、铰、铣、镗等刀具，并用拉杆拉紧，刀套的外圈是蜗杆，通过带蜗轮的M7电动机17带动刀套旋转。M7电动机17、旋转刀套都安装在外圆为蜗轮的回转圆盘系统18上，回转圆盘系统18与M8步进电机20连接。
机床立柱21上设有中横梁旋转刀架24、立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统34安装在中横梁旋转刀架24上，立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统34由立式蜗轮蜗杆刀套、M11立铣刀电动机31、M10步进电机25、立铣分度盘30组成，；中横梁旋转刀架和左横梁22、右横梁32相连接。
机床立柱21的顶部还设有顶梁27，顶梁27上设有M13步进电机28、M14步进电机29、以及两根升降螺杆26，M14步进电机29、M13步进电机28分别与两根升降螺杆26一端连接，升降螺杆26另一端与立铣刀左横梁22立铣刀右横梁32连接，并带动立铣刀分度盘30、立铣刀35上下移动。
升降工作台立柱3上设有升降工作台6，升降工作台6上设有M2步进电机2、M3步进电机4、M4步进电机10、M5步进电机12，M2步进电机2与升降工作台6连接，M2步进电机2带动升降工作台立柱3旋转，使工作台沿Z轴上升下降。M3步进电机旋转使工作台沿X方向作直线运动，M4步进电机旋转使工作台沿Y方向作直线运动，M5步进电机旋转使工作台挠Z轴旋。
当M1步进电机5正反旋转时带动卧式铣刀直行刀架14、卧铣刀36做是上下升降运动，卧式铣刀直行刀架14上，安装有M6步进电机15，步进电机M6正反旋转时带动卧式铣刀直行刀架14做纵向进给运动，在卧式铣刀直行刀架14上，还安装有卧铣刀垂直刀架19、M8步进电机20、M7电动机17及卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统18，卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统18的刀套的内圈是锥形套，可安装带锥柄的钻、锪、铰、铣、镗等刀具，并用拉杆拉紧，刀套的外圈是蜗杆，通过带蜗轮的M7电动机17带动刀套旋转。因此，卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统18，可以使刀套在M8步进电机20的控制下，可以在顺时针方向或反时针方向旋转。
立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统34由立式蜗轮蜗杆刀套、M11立铣刀电动机31、带蜗轮的回转圆盘、M10步进电机25等组成；立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统34的工作原理和卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统18工作原理相同。同时立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统34安装在中横梁旋转刀架上24；中横梁旋转刀架又和左横梁22、右横梁32相连接，左横梁22、右横梁32又和升降螺杆26相连接。
Claims (3)
1.机电一体化六自由度教学机床，包括：机床底座、立轴、卧轴，PLC电路控制器，其特征在于：机床底座（1）上安装有卧铣刀立柱（7）、升降工作台立柱（3）、M1步进电机（5）、M2步进电机（2）、机床立柱（21）、卧铣刀垂直刀架（19）、辅助立柱（8）；卧铣刀立柱（7）上设有卧式铣刀直行刀架（14）及卧铣刀（18），卧式铣刀直行刀架（14）上安装有M6步进电机（15）、卧铣刀垂直刀架（19）、M8步进电机（20）、M7电动机（17）及卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统(18)； 机床立柱（21）上设有中横梁旋转刀架（24）、立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统（34）安装在中横梁旋转刀架（24）上，立式蜗轮蜗杆刀套回转圆盘系统（34）由立式蜗轮蜗杆刀套、M11立铣刀电动机（31）、M10步进电机（25）、立铣分度盘（30）组成；中横梁旋转刀架和左横梁（22）、右横梁（32）相连接；机床立柱（21）的顶部还设有顶梁（27），顶梁（27）上设有M13步进电机（28）、M14步进电机（29）、以及两根升降螺杆（26），M14步进电机（29）、M13步进电机（28）分别与两根升降螺杆（26）一端连接，升降螺杆（26）另一端与立铣刀左横梁（22）立铣刀右横梁（32）连接，并带动立铣刀分度盘（30）、立铣刀（35）上下移动；升降工作台立柱（3）上设有升降工作台（6），升降工作台（6）上设有M3步进电机（4）、M4步进电机（10）、M5步进电机（12），M2步进电机（2）与升降工作台（6）连接，M2步进电机（2）带动升降工作台立柱（3）旋转，使升降工作台（6）上升下降。
2.如权利要求1所述的机电一体化六自由度教学机床，其特征在于：所述卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统（18）上设有M7电动机（17）、M8步进电机（20）和旋转刀套，卧式刀套蜗轮蜗杆回转圆盘系统（18）的刀套的内圈是锥形套，可安装带锥柄的钻、锪、铰、铣、镗刀具，并用拉杆拉紧，刀套的外圈是蜗杆，通过带蜗轮的M7电动机（17）带动刀套旋转。
3.如权利要求1所述的机电一体化六自由度教学机床，其特征在于：所述PLC电器柜包括有计算机主机、控制面板、计算机显示器。
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