CN206296715U - 一种新型四轴联动微型加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型四轴联动微型加工装置，包括主机、箱体，主机设置在箱体内，主机包括工作台、底座和立柱；底座前后各设置有一块挡板，立柱位于底座的左右两侧；底座的中间设置有Y轴向滚珠丝杠，两侧设置有Y轴向导轨，Y轴向溜板压装于Y轴向导轨上；Y轴向溜板上设置有基座，基座的右侧板中心设置有与旋转主轴伺服电机连接的谐波减速器；工作台装夹在基座的中间位置；立柱的上侧设置有X轴向滚珠丝杠和X轴向导轨；X轴向滑块支撑于Z轴向滚珠丝杠和Z轴向导轨；Z轴向伺服电机通过同步带与Z轴向滚珠丝杠连接，Z轴向滑块上固定有切削刀具。本实用新型严格控制了刀具和工件的运动精度，具有成本低、运行可靠、体积小、结构简单等优势。

Description

一种新型四轴联动微型加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种加工装置，尤其涉及一种新型四轴联动微型加工装置。

背景技术

随着时代的进步和生活水平的改善，人们对于齿科和骨科的健康要求越来越高。传统的义齿和假骨的加工手段主要以手工打磨为主。但是牙齿表面的曲面复杂，传统的加工手段很难达到要求的光度、精度，同时加工过程中很难控制裂纹、气孔和缩坑等等缺陷的产生，不仅加工难度大，而且大大降低了生产效率。数控机床的应用，可以有效避免这些问题，并且提高生产效率。数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对零件进行加工。零件的加工工艺路线、工艺参数、在加工前已经预设，加工信息按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。数控加工在大部分机械精加工领域均有良好的适应性。

当前市面上也存在一些五轴联动甚至五轴以上联动的加工设备，五轴联动可以实现刀具位置的准确定位，但是从加工设备自身的成本考虑，成本非常高昂，且对联动控制系统的要求也很高。但对于齿科和骨科医疗用品，四轴联动足够满足加工需求，鉴于此，四轴联动的加工方式应运而生。

张凯、刘春时等在HMS125p型四轴联动精密卧式加工中心的研制中介绍了一种一款大型四轴联动精密卧式加工中心机床。该机床前方设有双交换工作台，实现两个工作台的自动交换，以缩短加工辅助时间，提高工作效率。该设备以砂轮作为主轴，精度低，只能应用于一般的零部件加工，对于医疗设备尤其是齿科或骨科模具，其稳定性和精度难以满足其加工需求。

专利号CN201610488893.8介绍了能够自动加工工件的数控磨床，但其整体结构角度，体型过大，外形不够精细，不适宜放在厂房以外的地方进行加工。

专利号CN201320027899.7公开了一种四轴结构，其主轴的摆动结构，通过滚珠丝杆及曲柄来实现，由于采用滚珠丝杆及曲柄结构，其摆动的分割精度不高，导致该结构仅能加工精度要求不高的产品，且该结构采用一头活动一头悬空的方式，不能完全保证其机构整体运动时的稳定度和精确度。

实用新型内容

为了解决上述问题中的不足之处，本实用新型提供了一种新型四轴联动微型加工装置。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种新型四轴联动微型加工装置，包括主机、箱体，主机设置在箱体内，主机包括工作台、底座和立柱；底座前后各设置有一块挡板，立柱位于底座的左右两侧；底座的中间设置有Y轴向滚珠丝杠，Y轴向滚珠丝杠的两侧置有Y轴向导轨，Y轴向溜板压装于Y轴向导轨上；

Y轴向溜板上设置有基座，基座包括与Y轴向溜板相连接的水平板和位于水平板左、右两侧的左侧板和右侧板，右侧板中心设置有与旋转主轴伺服电机连接的谐波减速器；工作台装夹在基座的中间位置，Y轴向滚珠丝杠的后侧连接Y轴向伺服电机；

立柱的上侧设置有X轴向滚珠丝杠和X轴向导轨；X轴向滚珠丝杠的右侧连接X轴向伺服电机,X轴向滑块安装在X轴向导轨上；X轴向滑块支撑于Z轴向滚珠丝杠和Z轴向导轨；Z轴向伺服电机通过同步带与Z轴向滚珠丝杠连接，Z轴向导轨上安装有Z轴向滑块；Z轴向滑块上固定有切削刀具；

箱体包括框架和承载平板，箱体被承载平板分为两层，主机设置在上部左侧箱体内，右侧箱体内设置有电子控制设备和一体机输出显示设备。

上部左侧箱体的前部开口处设置有上拉门，上拉门和上部左侧箱体的左侧面均设置有观察窗。观察窗采用钢化玻璃。

上拉门与上部左侧箱体间通过四杆机构连接。

承载平板的下方为下层箱体，下层箱体内设置有冷却液箱和切削液箱。箱体的后侧背板上设置有通风口和空气过滤器安装孔。

本实用新型在切削刀具上配有自动对刀装置，便于工件加工定位，X、Y、Z三轴的直线运动移动采用伺服电机与滚珠丝杠相结合的方式，旋转则利用了伺服电机与谐波减速器，严格的控制了刀具和工件的运动精度，具有成本低、运行可靠、体积小、结构简单等优势。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型主机的结构示意图。

图3是图2的侧面视图。

图中：1、箱体；2、主机；3、上部左侧箱体；4、电子控制设备；5、一体机输出显示设备；6、框架；7、冷却液箱；8、切削液箱；9、车轮；10、箱门；11、上拉门；12、观察窗；13、Y轴向溜板；14、Y轴向导轨；15、Y轴向滚珠丝杠；16、挡板；17、切削刀具；18、底座；19、立柱；20、X轴向伺服电机；21、X轴向滚珠丝杠；22、Z轴向导轨；23、Z轴向滚珠丝杠；24、同步带；25、Z轴向伺服电机；26、Y轴向伺服电机；27、X轴向滑块；28、Z轴向滑块；29、X轴向导轨；30、旋转主轴伺服电机；31、工作台；32、谐波减速器；33、机座。

具体实施方式

如图1～图3所示，本实用新型包括主机2、箱体1，主机2设置在箱体1内，主机包括工作台31、底座18和立柱19；底座18前后各设置有一块挡板16，立柱19位于底座18的左右两侧；底座18的中间设置有Y轴向滚珠丝杠15，Y轴向滚珠丝杠15的两侧置有Y轴向导轨14，Y轴向溜板13压装于Y轴向导轨14上；

Y轴向溜板13上设置有基座33，基座33包括与Y轴向溜板13相连接的水平板和位于水平板左、右两侧的左侧板和右侧板，右侧板中心设置有与旋转主轴伺服电机30连接的谐波减速器32；工作台31装夹在基座33的中间位置，Y轴向滚珠丝杠15的后侧连接Y轴向伺服电机26；立柱19的上侧设置有X轴向滚珠丝杠21和X轴向导轨29；X轴向滚珠丝杠15的右侧连接X轴向伺服电机20,X轴向滑块27安装在X轴向导轨29上；X轴向滑块27支撑于Z轴向滚珠丝杠23和Z轴向导轨22；Z轴向伺服电机25通过同步带24与Z轴向滚珠丝杠23连接，Z轴向导轨22上安装有Z轴向滑块28；Z轴向滑块28上固定有切削刀具17。

箱体1包括框架6和承载平板，箱体1被承载平板分为两层，框架6通过焊接与箱体连接，主机设置在上部左侧箱体3内，上部左侧箱体3与箱体1之间通过螺栓连接；安装主机2时可将上部左侧箱体体3卸下，便于安装拆卸。右侧箱体内设置有电子控制设备4(例如变频器)和一体机输出显示设备5。

上部左侧箱体3的前部开口处设置有上拉门11，上拉门11和上部左侧箱体3的左侧面均设置有观察窗12，上拉门11与上部左侧箱体3间通过四杆机构连接，能够实现上下移动时与竖直面平行。观察窗12采用钢化玻璃，能够透过玻璃观察加工过程并能防止加工过程中的切削屑飞出。

承载平板的下方为下层箱体，下层箱体内设置有冷却液箱7、切削液箱8及其他加工成品或相关零部件，相对应的箱体1前方开有两扇箱门10。箱体1的前面板的上半部分布有一体机窗口、两个USB插口、四个接线圆孔、一个旋钮及一个急停按钮；箱体1的后侧背板上设置有通风口和空气过滤器安装孔。

本实用新型的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、在工作台上装夹基料，安装切削刀具；

步骤二、根据图形文件及参数确定工件的加工深度；

步骤三、调整冷却液出口位置和切削液出口位置；

步骤四、为提高加工精度，待工件和切削刀具装夹完毕后进行对刀，识别工件的位置，确定工作原点；

步骤五、根据图形文件及参数确定本实用新型的运动轨迹线；

步骤六、关闭上拉门，主机进行切削作业。

本实用新型结构尺寸设计从人体工程学角度出发，机床和箱体一体机窗口的布局位置让具有一般人体高度的使用者能够轻松舒适的观察和操作。还具有以下优点：

机床主体体积小，结构简单，便于拆卸安装。

四轴联动机构的组件为精密加工而成，控制电机均为伺服电机，可使控制速度，将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，位置精度非常准确。

旋转主轴的运动由谐波减速器进行传动控制，其具有减速比高、齿隙小、转矩容量高、效率高、噪音小等诸多优点，可以有效的提高旋转运动精度并尽可能的减小了机床所占空间。

主机下方配有用于主轴冷却的冷却液系统和用于冷却和润滑刀具和加工件的切削液系统，提高加工效率和质量，使得设备内部保持干净整洁。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型四轴联动微型加工装置，包括主机(2)、箱体(1)，其特征在于：所述主机(2)设置在箱体(1)内，主机包括工作台(31)、底座(18)和立柱(19)；所述底座(18)前后各设置有一块挡板(16)，立柱(19)位于底座(18)的左右两侧；所述底座(18)的中间设置有Y轴向滚珠丝杠(15)，Y轴向滚珠丝杠(15)的两侧置有Y轴向导轨(14)，Y轴向溜板(13)压装于所述Y轴向导轨(14)上；

所述Y轴向溜板(13)上设置有基座(33)，基座(33)包括与Y轴向溜板(13)相连接的水平板和位于水平板左、右两侧的左侧板和右侧板，右侧板中心设置有与旋转主轴伺服电机(30)连接的谐波减速器(32)；所述工作台(31)装夹在基座(33)的中间位置，所述Y轴向滚珠丝杠(15)的后侧连接Y轴向伺服电机(26)；

所述立柱的上侧设置有X轴向滚珠丝杠(21)和X轴向导轨(29)；所述X轴向滚珠丝杠(15)的右侧连接X轴向伺服电机(20),X轴向滑块(27)安装在X轴向导轨(29)上；所述X轴向滑块(27)支撑于Z轴向滚珠丝杠(23)和Z轴向导轨(22)；所述Z轴向伺服电机(25)通过同步带(24)与Z轴向滚珠丝杠(23)连接，Z轴向导轨(22)上安装有Z轴向滑块(28)；所述Z轴向滑块(28)上固定有切削刀具(17)。

2.根据权利要求1所述的新型四轴联动微型加工装置，其特征在于：所述箱体(1)包括框架(6)和承载平板，箱体(1)被承载平板分为两层，主机设置在上部左侧箱体(3)内，右侧箱体内设置有电子控制设备(4)和一体机输出显示设备(5)。

3.根据权利要求2所述的新型四轴联动微型加工装置，其特征在于：所述上部左侧箱体(3)的前部开口处设置有上拉门(11)，上拉门(11)和上部左侧箱体(3)的左侧面均设置有观察窗(12)。

4.根据权利要求3所述的新型四轴联动微型加工装置，其特征在于：上拉门(11)与上部左侧箱体(3)间通过四杆机构连接。

5.根据权利要求3所述的新型四轴联动微型加工装置，其特征在于：所述观察窗(12)采用钢化玻璃。

6.根据权利要求2所述的新型四轴联动微型加工装置，其特征在于：所述承载平板的下方为下层箱体，下层箱体内设置有冷却液箱(7)和切削液箱(8)。

7.根据权利要求2所述的新型四轴联动微型加工装置，其特征在于：所述箱体(1)的后侧背板上设置有通风口和空气过滤器安装孔。