CN205289752U - 一种五轴头结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于高端数控加工中心技术领域，具体地说是一种五轴头结构。包括C轴转台机构、主壳体、C轴固定法兰、A轴转台机构及电主轴，其中C轴转台机构安装在C轴固定法兰上，所述C轴转台机构的输出端与主壳体与连接，所述主壳体通过所述C轴转台机构的带动实现绕C轴水平旋转；所述A轴转台机构设置于所述主壳体上、并输出端与电主轴连接，所述电主轴通过所述A轴转台机构的带动实现绕A轴竖直旋转。本实用新型结构简单，加工工艺难度小，保证生产出来的产品的高精度要求。
Description
技术领域
本实用新型属于高端数控加工中心技术领域，具体地说是一种五轴头结构。
背景技术
五轴头是高端数控加工中心设备中的核心部件。五轴数控加工中心在加工过程中由上位机发出指令，传动部件和五轴头配合执行机床的运动和空间差补功能对工件进行加工。五轴头在加工过程中需要C轴和A轴的插补运动对工件进行定位，电主轴夹持刀具旋转对工件进行切削加工。工件的加工精度主要依靠传动机构和五轴头的配合进行的插补运动决定的，所以五轴头在高精度加工中起着至关重要的作用。
为了解决高端数控加工中复杂工件的高精度加工要求，多数国内的生产厂家都采用了五轴加工中心这种加工手段对工件进行加工。国内的机床生产厂家对高精度的五轴头的需求越来越大，而国内生产五轴头的厂家很少且生产出来的五轴头在精度上很难达到高精度加工的要求，主要原因是五轴头的配件选择和结构设计不是很合理，加工工艺难度大，难以保证生产出来的产品的高精度要求。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种五轴头结构。该本五轴头结构结构简单，加工工艺难度小，保证生产出来的产品的高精度要求。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种五轴头结构，包括C轴转台机构、主壳体、C轴固定法兰、A轴转台机构及电主轴，其中C轴转台机构安装在C轴固定法兰上，所述C轴转台机构的输出端与主壳体与连接，所述主壳体通过所述C轴转台机构的带动实现绕C轴水平旋转；所述A轴转台机构设置于所述主壳体上、并输出端与电主轴连接，所述电主轴通过所述A轴转台机构的带动实现绕A轴竖直旋转。
所述C轴转台机构包括C轴伺服电机、C轴传动装置及C轴谐波减速机，其中C轴伺服电机安装在C轴固定法兰上、并输出轴通过所述C轴传动装置与C轴谐波减速机的输入轴连接，所述C轴谐波减速机安装在C轴固定法兰上、并输出端与所述主壳体固定连接。
所述C轴传动装置包括C轴主动同步带轮、C轴同步带及C轴从动同步带轮，其中C轴主动同步带轮设置于所述C轴伺服电机的输出轴上，所述C轴从动同步带轮设置于所述C轴谐波减速机的输入轴上，所述通C轴主动同步带轮和C轴从动同步带轮通过C轴同步带传动连接。
所述A轴转台机构包括A轴伺服电机、A轴传动装置及A轴谐波减速机，其中A轴伺服电机安装在所述主壳体内、并输出轴通过所述A轴传动装置与A轴谐波减速机的输入轴连接，所述A轴谐波减速机的输出端与电主轴连接。
所述A轴传动装置包括A轴主动同步带轮、A轴从动同步带轮及A轴同步带，其中A轴主动同步带轮设置于所述A轴伺服电机的输出轴上，所述A轴从动同步带轮设置于所述A轴谐波减速机的输入轴上，所述A轴主动同步带轮与A轴从动同步带轮通过A轴同步带传动连接。
所述A轴谐波减速机的输出端通过连接法兰与所述电主轴连接。
所述主壳体的后侧设有后壳体，所述主壳体与后壳体围合成用于容置所述A轴转台机构的腔体。
所述C轴与所述A轴垂直。
本实用新型的优点及有益效果是：
1.本实用新型采用国际先进的生产工艺生产的高品质7075-T6航空专用铝材，具有高硬度，高强度，高刚性，加工变形量非常微小的机械特性。
2.本实用新型加工设备采用高精度的数控五轴加工中心进行整体加工，一次装卡一次成型，充分保证了产品的加工精度。
3.本实用新型内部设计为腔式结构，侧向立板为高强度方墙结构充分加强保证了整体的刚性和变形量。
4.本实用新型传动部分采用高精度的谐波减速机和进口的伺服电机共同组成。谐波减速机的具有非常大的输出扭矩和制动力矩，传动过程中由于谐波减速机的结构特性使传动达到无间隙传动，输出端精度达到了10弧秒也就是360分之一度。伺服电机采用进口品牌定位宽度达到0---1073741824个指令单位。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1中A-A剖视图。
其中，1为C轴伺服电机，2为C轴主动同步带轮，3为C轴同步带，4为C轴从动同步带轮，5为C轴谐波减速机，6为A轴从动同步带轮，7为连接法兰，8为电主轴，9为主壳体，10为后壳体，11为C轴固定法兰，12为A轴伺服电机，13为A轴同步带，14为A轴谐波减速机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1-2所示，本实用新型提供的一种五轴头结构，包括C轴转台机构、主壳体9、C轴固定法兰11、A轴转台机构及电主轴8，其中C轴转台机构安装在C轴固定法兰11上，所述C轴转台机构的输出端与主壳体9与连接，所述主壳体9通过所述C轴转台机构的带动实现绕C轴水平旋转；所述A轴转台机构设置于所述主壳体9上、并输出端与电主轴8连接，所述电主轴8通过所述A轴转台机构的带动实现绕A轴竖直旋转。所述C轴与所述A轴垂直。
如图3所示，所述C轴转台机构包括C轴伺服电机1、C轴传动装置及轴谐波减速机5，其中C轴伺服电机1安装在C轴固定法兰11上、并输出轴通过所述C轴传动装置与C轴谐波减速机5的输入轴连接，所述C轴谐波减速机5安装在C轴固定法兰11上、并输出端与所述主壳体9固定连接。
所述C轴传动装置包括C轴主动同步带轮2、C轴同步带3及C轴从动同步带轮4，其中C轴主动同步带轮2设置于所述C轴伺服电机1的输出轴上，所述C轴从动同步带轮4设置于所述C轴谐波减速机5的输入轴上，所述通C轴主动同步带轮2和C轴从动同步带轮4通过C轴同步带3传动连接。
所述A轴转台机构包括A轴伺服电机12、A轴传动装置及A轴谐波减速机14，其中A轴伺服电机12安装在所述主壳体9上、并输出轴通过所述A轴传动装置与A轴谐波减速机14的输入轴连接，所述A轴谐波减速机14的输出端通过连接法兰7与电主轴8连接。
所述A轴传动装置包括A轴主动同步带轮、A轴从动同步带轮6及A轴同步带13，其中A轴主动同步带轮设置于所述A轴伺服电机12的输出轴上，所述A轴从动同步带轮6设置于所述A轴谐波减速机14的输入轴上，所述A轴主动同步带轮与A轴从动同步带轮6通过A轴同步带13传动连接。
本实用新型传动部分采用高精度的谐波减速机和进口的伺服电机共同组成。谐波减速机的具有非常大的输出扭矩和制动力矩，传动过程中由于谐波减速机的结构特性使传动达到无间隙传动，输出端精度达到了10弧秒，也就是360分之一度。伺服电机采用定位宽度达到0---1073741824个指令单位。
所述主壳体9的后侧设有后壳体10，所述主壳体9与后壳体10围合成用于容置所述A轴转台机构的腔体。本实用新型内部设计为腔式结构，侧向立板为高强度方墙结构充分加强保证了整体的刚性和变形量。
所述C轴转台机构与A轴转台机构安装在XYZ三轴移动平台上、并与XYZ三轴移动平台协同作用实现所述五轴头结构的五个自由度，在加工几何形状比较复杂的零件时，使设置于电主轴8上的加工刀具能够在五个自由度上进行定位和连接。
本实用新型的工作原理是：
有上位机发出指令给C轴伺服电机1，C轴伺服电机带动C轴主动同步带轮2旋转，C轴主同步带轮2带动C轴同步带3传动，C轴同步带3带动C轴从动同步带轮4旋转，C轴从动同步带轮4带动C轴谐波减速机5旋转，C轴谐波减速机带动主壳体9旋转，实现C轴的水平旋转定位。
有上位机发出指令给A轴伺服电机12，A轴伺服电机12带动A轴主动同步带轮旋转，A轴主同步带轮带动A轴同步带13传动，A轴同步带13带动A轴从动同步带轮6旋转，A轴从动同步带轮6带动A轴谐波减速机14旋转，A轴谐波减速机14带动电主轴8旋转，实现A轴的竖直旋转定位。
C轴和A轴的联动运动实现空间差补功能，电主轴8夹持刀具旋转实现对工件的加工。
本实用新型的零部件采用国际先进的生产工艺生产的高品质7075-T6航空专用铝材，具有高硬度，高强度，高刚性，加工变形量非常微小的机械特性。加工设备采用高精度的数控五轴加工中心进行整体加工，一次装卡一次成型，充分保证了产品的加工精度。
Claims (8)
1.一种五轴头结构，其特征在于，包括C轴转台机构、主壳体(9)、C轴固定法兰(11)、A轴转台机构及电主轴(8)，其中C轴转台机构安装在C轴固定法兰(11)上，所述C轴转台机构的输出端与主壳体(9)与连接，所述主壳体(9)通过所述C轴转台机构的带动实现绕C轴水平旋转；所述A轴转台机构设置于所述主壳体(9)上、并输出端与电主轴(8)连接，所述电主轴(8)通过所述A轴转台机构的带动实现绕A轴竖直旋转。
2.根据权利要求1所述的五轴头结构，其特征在于，所述C轴转台机构包括C轴伺服电机(1)、C轴传动装置及C轴谐波减速机(5)，其中C轴伺服电机(1)安装在C轴固定法兰(11)上、并输出轴通过所述C轴传动装置与C轴谐波减速机(5)的输入轴连接，所述C轴谐波减速机(5)安装在C轴固定法兰(11)上、并输出端与所述主壳体(9)固定连接。
3.根据权利要求2所述的五轴头结构，其特征在于，所述C轴传动装置包括C轴主动同步带轮(2)、C轴同步带(3)及C轴从动同步带轮(4)，其中C轴主动同步带轮(2)设置于所述C轴伺服电机(1)的输出轴上，所述C轴从动同步带轮(4)设置于所述C轴谐波减速机(5)的输入轴上，所述C轴主动同步带轮(2)和C轴从动同步带轮(4)通过C轴同步带(3)传动连接。
4.根据权利要求1所述的五轴头结构，其特征在于，所述A轴转台机构包括A轴伺服电机(12)、A轴传动装置及A轴谐波减速机(14)，其中A轴伺服电机(12)安装在所述主壳体(9)内、并输出轴通过所述A轴传动装置与A轴谐波减速机(14)的输入轴连接，所述A轴谐波减速机(14)的输出端与电主轴(8)连接。
5.根据权利要求4所述的五轴头结构，其特征在于，所述A轴传动装置包括A轴主动同步带轮、A轴从动同步带轮(6)及A轴同步带(13)，其中A轴主动同步带轮设置于所述A轴伺服电机(12)的输出轴上，所述A轴从动同步带轮(6)设置于所述A轴谐波减速机(14)的输入轴上，所述A轴主动同步带轮与A轴从动同步带轮(6)通过A轴同步带(13)传动连接。
6.根据权利要求4所述的五轴头结构，其特征在于，所述A轴谐波减速机(14)的输出端通过连接法兰(7)与所述电主轴(8)连接。
7.根据权利要求4所述的五轴头结构，其特征在于，所述主壳体(9)的后侧设有后壳体(10)，所述主壳体(9)与后壳体(10)围合成用于容置所述A轴转台机构的腔体。
8.根据权利要求1-7任一项所述的五轴头结构，其特征在于，所述C轴与所述A轴垂直。
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| CN201521008394.1U CN205289752U (zh) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | 一种五轴头结构 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108188455A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-06-22 | 台州市晨好自动化设备有限公司 | 一种高速ac五轴联动双摆头 |
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2015
- 2015-12-08 CN CN201521008394.1U patent/CN205289752U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN108188455A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-06-22 | 台州市晨好自动化设备有限公司 | 一种高速ac五轴联动双摆头 |
| CN108188455B (zh) * | 2018-03-01 | 2024-07-30 | 浙江晨好智能科技有限公司 | 一种高速ac五轴联动双摆头 |
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