CN209021436U - 用于雕铣的多轴联动加工设备 - Google Patents

Abstract

一种用于雕铣的多轴联动加工设备，包括基座、架体、第一移动机构、第二移动机构和第三移动机构。架体设置于基座上，第一移动机构设置于基座上，沿X向移动。第二移动机构受第一移动机构驱动沿X向移动，第三移动机构设置于架体上沿Z向移动。第一回转机构受第二移动机构驱动沿Y向移动，第二回转机构受第三移动机构驱动沿Z向移动。工件夹具沿X向移动，并与第一回转机构配合对工件的两端实施夹持。激光装置受第二回转机构驱动沿B轴转动。本实用新型的设备，激光装置沿B轴作旋转运动，并且沿Z轴移动，实现对工件实施平面和复杂曲面的切割加工。

Description

用于雕铣的多轴联动加工设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于对工件进行机加工的设备，尤其涉及一种实施雕铣加工的设备，采用多轴联动的方式实现工件的雕铣加工。

背景技术

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件的控制单元，数控机床的操作和监控全部在数控单元中完成。

数控机床一般由主机、数控制装置、驱动装置、辅助装置和其它附属设备等几个部分组成。主机是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。它是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置是数控机床的核心，包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。它在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置系数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如：冷却、排屑、润滑、照明和监测等。编程及其他附属设备可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴等几种数控机床。对于刀具的制造，其某些形状的加工动作涉及五轴联动功能，必须使用五轴联动机床。

现有激光加工主要用于三轴加工，激光头竖直朝下，这类激光无法进行五轴联动加工。国外虽有少数五轴联动激光加工机床，主要采用摇篮结构，回转和摇摆轴都设置于工件之上，此种结构在短工件上可以获得良好加工精度，但在长工件上，尤其是轴类工件上，由于工件长度显著超出了摇摆半径，而导致回转误差加剧，进而导致产品加工精度下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于雕铣的多轴联动加工设备，实现对工件实施平面和复杂曲面的切割加工。

本实用新型提供一种用于雕铣的多轴联动加工设备，包括：

基座，

架体，设置于基座上；

第一移动机构，其设置于基座上，沿XYZ坐标系的X向移动；

第二移动机构，其受第一移动机构驱动沿X向移动；

第三移动机构，其设置于架体上，沿XYZ坐标系的Z向移动；

第一回转机构，其受第二移动机构驱动沿XYZ坐标系的Y向移动；

第二回转机构，其受第三移动机构驱动沿XYZ坐标系的Z向移动；

工件夹具，其沿X向移动，并与第一回转机构配合对工件的两端实施夹持；

激光装置，其设置于第二回转机构上，且相对于第二回转机构的回转轴偏置，并受第二回转机构驱动绕Y轴转动，其聚焦镜头朝向第二回转机构的回转轴线。

本实用新型用于雕铣的多轴联动加工设备，设置聚焦镜头的焦距，使得激光焦点靠近第二回转机构的回转轴线。

本实用新型用于雕铣的多轴联动加工设备，激光焦点位于以第二回转机构的回转轴线为中心，10mm为半径的回转圆面范围内。

本实用新型用于雕铣的多轴联动加工设备，其工件夹具还包括第三回转轴，用于与第一回转机构配合对夹持的工件实施回转运动。

本实用新型用于雕铣的多轴联动加工设备，在第二回转机构上设置探测器，用于探测工件。

本实用新型用于雕铣的多轴联动加工设备，激光装置沿B轴作旋转运动，并且沿 Z轴移动，实现对工件实施平面和采用回转轴实施加工的曲面的切割加工。

本实用新型技术方案实现的有益效果：

本实用新型提供的用于雕铣的多轴联动加工设备，是依据激光加工焦距基本是定值的情况，而将摇摆轴转移至激光装置处。无论如何旋转，无论工具规格，摇摆加工时激光斑点必定位于相对精度最高的B轴回转中心上。此时，由于回转半径极小，十分有利于缩小回转半径造成的误差，实现更高精度产品的加工。另外，由于解耦的回转与摇摆轴，A轴可以获得独立的基准台面，设置各种装夹方的辅助工装。

现有的五轴激光加工设备对工件实施平面和复杂曲面的切割加工分别可以获得轮廓公差±1μm及±3μm的精密程度。本实用新型提供的多轴激光加工设备，系一种五轴激光加工设备，采用回转轴对工件实施曲面的切割加工获得的轮廓精密程度显著提高，如：公差范围±0.5μm，达到亚微米级别的轮廓精度。

附图说明

图1为本实用新型用于雕铣的多轴联动加工设备一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的用于雕铣的多轴联动加工设备另一角度的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。本实用新型实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

图1为本实用新型用于雕铣的多轴联动加工设备一实施例的结构示意图，图2为图1所示的用于雕铣的多轴联动加工设备另一角度的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例的用于雕铣的多轴联动加工设备，包括基座60和架体70，架体70设置于基座60上。

第一移动机构10设置于基座60上，沿沿XYZ坐标系的X向移动。第二移动机构20受第一移动机构10驱动沿X向移动。第三移动机构30设置于架体70上，沿沿 XYZ坐标系的Z向移动。

第一回转机构40系A轴，绕X向旋转运动，其受第二移动机构20驱动沿Y向移动。第二回转机构50系B轴，绕Y向旋转运动，其受第三移动机构30驱动沿Z向移动。在第二回转机构上设置于探测器92，用于探测工件。激光装置80其受第二回转机构50驱动沿B轴转动。激光装置80设置于第二回转机构上，且相对于第二回转机构的回转轴偏置，并受第二回转机构驱动绕Y轴作旋转运动，其聚焦镜头朝向第二回转机构的回转轴线。设置聚焦镜头的焦距，比如：焦距小于第二回转机构的最大径向长度，使得激光焦点靠近所述第二回转机构的回转轴线，实现对工件实施平面和采用回转轴实施加工的曲面的切割加工。本实施例的加工设备对工件实施复杂曲面的切割加工获得的轮廓精密程度显著提高，即公差范围±0.5μm，达到亚微米级别的轮廓精度。当激光焦点位于以第二回转机构的回转轴线为中心，10mm为半径的回转圆面范围内，则对工件的加工精度进一步提高。

本实施例的加工设备还包括工件夹具91沿X轴移动，并与第一回转机构配合对工件的两端实施夹持。本实施例中，工件夹具还包括第三回转轴，用于与第一回转机构配合对夹持的工件实施回转运动。

Claims (6)

1.一种用于雕铣的多轴联动加工设备，其特征在于包括：

基座，

架体，设置于所述的基座上；

第一移动机构，其设置于所述的基座上，沿XYZ坐标系的X向移动；

第二移动机构，其受所述的第一移动机构驱动沿所述的X向移动；

第三移动机构，其设置于所述的架体上，沿XYZ坐标系的Z向移动；

第一回转机构，其受所述的第二移动机构驱动沿XYZ坐标系的Y向移动；

第二回转机构，其受所述的第三移动机构驱动沿XYZ坐标系的Z向移动；

工件夹具，其沿X向移动，并与第一回转机构配合对工件的两端实施夹持；

激光装置，其设置于所述的第二回转机构上，且相对于所述的第二回转机构的回转轴偏置，并受所述的第二回转机构驱动绕Y轴转动，其聚焦镜头朝向所述的第二回转机构的回转轴线。

2.根据权利要求1所述的用于雕铣的多轴联动加工设备，其特征在于所述的工件夹具还包括第三回转轴，用于与所述的第一回转机构配合对夹持的工件实施回转运动。

3.根据权利要求1所述的用于雕铣的多轴联动加工设备，其特征在于在所述第二回转机构上设置探测器，用于探测工件。

4.根据权利要求1所述的用于雕铣的多轴联动加工设备，其特征在于所述的激光装置沿B轴作旋转运动，并且沿Z轴移动，实现对工件实施平面和复杂曲面的切割加工。

5.根据权利要求1所述的用于雕铣的多轴联动加工设备，其特征在于设置所述的聚焦镜头的焦距，使得激光焦点靠近所述第二回转机构的回转轴线。

6.根据权利要求5所述的用于雕铣的多轴联动加工设备，其特征在于所述的激光焦点位于以所述第二回转机构的回转轴线为中心，10mm为半径的回转圆面范围内。