CN209774184U - 一种五轴五联动数控工具磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了五轴五联动数控工具磨床，属于磨床技术领域，包括基础件机床床身底座和床身平台，床身平台上设置有X轴拖板、Y轴拖板和Z轴立柱，以上为一个完整的三轴结构件，在Z轴面板上装有主轴，主轴前端输出端可装入磨削砂轮。在上述三个直线运动轴其中在X轴上安装二个叠加的分度旋转轴，就实现了五轴机床结构件，在X轴面板的一端安装有C轴分度旋转台，C轴分度旋转台输出端连接有与A轴分度旋转台联接的面板，在Ｃ轴联接面板上安装A轴分度头，A轴分度头输出端安装有夹持工件用的气缸筒夹座，在筒夹座内装入工件即可实现工件的五个轴向面的加工生产。整个机床采用全封闭钣金设计，在加工过程中切削油的高压喷射工况下不漏油。

Description

一种五轴五联动数控工具磨床

技术领域

本发明涉及磨床技术领域，尤其涉及一种五轴五联动数控工具磨床。

背景技术

数控工具磨床在机械制造加工中应用越来越广泛，可以对包括各类铣刀、钻头刀具在内的切削工具进行磨削加工，例如，球头立铣刀、端铣刀、阶梯铣刀、铰刀、直柄钻、锥柄钻、阶梯钻等,由于数控工具磨床所要加工的工件一般都是形状比较复杂的刀具，其材料硬度大，精度要求很高，因此对于机床各轴系的自动化提出了很高的要求。然而，目前国内市场生产的五轴联动数控工具磨床，机床结构件加工精度不高，五个轴配合不合理，导致自身能耗太大，装配精度不高。生产过程中到处漏油而污染环境的弊病，电器线管路漏进油污被油腐蚀线路接头护套的弊病，有火灾及触电事故发生的隐患。

发明内容

本发明提出的一种五轴五联动数控工具磨床，解决了现有技术中加工精度不高、机床体积大，自身重量笨重影响快速运动的性能，提高每个运动部件的刚性，又能实现轻量化，高速高精度运动的技术问题，解决了生产过程中到处漏油而污染环境的弊病，解决了电器线管路漏进油污被油腐蚀线路接头护套的弊病，有效防止火灾及触电事故的发生。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种五轴五联动数控工具磨床，包括主床身，所述主床身底部设有底脚，其避空位置方便叉车叉入，主床身基础件为整体铸造，所述床身平台外边缘设有高于平台的围边，其中前端为圆弧形，床身平台一侧设有油污排泄口，所述床身平台上部设置可自由安装机械手用的平台，所述床身平台上一侧设置有Y轴拖板，所述Y轴拖板上安装Y轴丝杆、Y轴轴承座、Y轴丝杆螺母及Y轴螺母套、Y轴直线导轨和Y轴滑块，Y轴丝杆两端头安装在Y轴轴承座轴承内，Y轴丝杆通过Y轴轴承座两端固定，以Y轴丝杆为传动中心在两边各设置一条Y轴直线导轨，Y轴滑块安装在Y轴直线导轨上，所述的Y轴导轨滑块上安装Y轴面板；Y轴面板与丝杆螺母套用螺丝联接，在丝杆旋转时驱动Y轴面板在导轨上进行运动；

所述Y轴面板上设置有Z轴立柱，所述Z轴立柱上安装Z轴丝杆、Z轴轴承座、Z轴丝杆螺母及Z轴螺母套、Z轴直线导轨、Z轴滑块，Z轴丝杆两端头安装在Z轴轴承座轴承内，Z轴丝杆通过Z轴轴承座两端固定，以Z轴丝杆为传动中心在两边各设置一条Z轴直线导轨，Z轴滑块安装在Z轴直线导轨上，所述的Z轴导轨滑块上安装Z轴面板；Z轴面板与丝杆螺母套用螺丝联接，在丝杆旋转时驱动Y轴面板在导轨上进行运动。所述Z轴面板上装有主轴，主轴前端装有磨削砂轮，主轴侧面装有三维在线测量探测头；

所述床身平台上另一侧设置有X轴拖板，所述X轴拖板上安装X轴丝杆、X轴轴承座、X轴丝杆螺母及X轴螺母套、X轴直线导轨和X轴滑块，X轴丝杆两端头安装在X轴轴承座轴承内，X轴丝杆通过X轴轴承座两端固定，以X轴丝杆为传动中心在两边各设置一条X轴直线导轨，X轴滑块安装在X轴直线导轨上，所述的X轴导轨滑块上安装X轴面板；X轴面板与丝杆螺母套用螺丝联接，在丝杆旋转时驱动X轴面板在导轨上进行运动。在X轴面板上安装有C轴分度旋转台，C轴分度旋转台输出端连接有与A轴分度旋转台联接的面板，在Ｃ轴联接面板上安装A轴分度头，A轴分度头输出端安装有夹持工件用的气缸筒夹座，在筒夹座内装入弹簧筒夹。A轴分度头输出法兰可跟据生产需要更换其他工装或夹具，更换方便，只要在输出盘面上锁上螺丝即可更换不同的夹具。

优选的，所述的床身平台周边有高于围边，为方便钣金安装，并提高钣金的牢固度，床身平台一侧有排泄口低于床身平台，有利于排清污屑；X轴拖板和Y轴拖板的安装面高于床身围边，此设计主要有利于高精龙门磨床加工此床身时，砂轮不会干涉到需要精加工的面，主床身平台采用龙门平面磨加工时，平面平行精度达到0.003mm以内，所述床身平台上部设置可自由安装机械手用的平台，预留置机械手的平台面为精磨加工。

优选的，所述X轴拖板与床身平台为整体铸造，所述X轴拖板上装有X轴直线导轨，X轴直线导轨选择的精度等级等于或高于P级，X轴滑块采用重预压零间隙，X轴丝杆为滚珠丝杆，滚珠丝杆精度等级等于或高于C5级，滚珠丝杆两端装有X轴轴承座，X轴轴承座内部支持的轴承为7系列推力配对轴承，精度要求等级等于或高于C5级，床身平台与导轨面、X轴轴承座安装面的安装精度达到0.003mm；X轴轴承座安装方法为轴承座与拖板分离式，用螺丝锁紧安装，X轴丝杆与伺服电机联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机采用绝对值高精度电机；

所述Y轴拖板为独立铸造，Ｙ轴拖板上装有Ｙ轴直线导轨，Ｙ轴直线导轨采用的精度等级等于或高于P级，Ｙ轴滑块采用重预压零间隙；Ｙ轴丝杆精度等级等于或高于C5级，Ｙ轴丝杆两端装有Ｙ轴轴承座，Ｙ轴轴承座内部支持的轴承为7系列推力配对轴承精度要求等级等于或高于P4级，导轨面、Ｙ轴轴承座安装面精度达到0.003mm；Ｙ轴丝杆与伺服电机联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机采用绝对值高精度电机；

所述Ｚ轴立柱为独立铸造，Ｚ轴立柱安装在Y轴面板上，Z轴立柱上装有Ｚ轴直线导轨，Ｚ轴直线导轨的精度等级等于或高于P级，Ｚ轴滑块采用重预压零间隙，Ｚ轴丝杆为滚珠丝杆，滚珠丝杆精度等级等于或高于C5级，Ｚ轴丝杆两端装有Ｚ轴轴承座，Ｚ轴轴承座内部支持的轴承为7系列推力配对轴承精度要求等级等于或高于P４级，导轨面、Ｚ轴轴承座安装面精度达到0.003mm；Ｚ轴丝杆与伺服电机联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机采用绝对值高精度电机带有电子刹车，在Z轴滑块上装有Z轴输出面板。

优选的，所述Z轴面板上装有伺服主轴，所述主轴的壳体与安装法兰一体化，主轴的主壳体后部设有伺服电机板，伺服电机板上安装高速伺服电机，伺服电机与主轴输入轴的轴心通过专用联轴器联接，主轴轴心的输出接口为BBT系列，锥度为７：24，BBT刀柄与轴心联接采用螺栓锁紧，刀柄输出杆装入一片或多片砂轮，即可磨削加工。

优选的，所述X轴面板的一端安装有C轴分度旋转台，C轴分度旋转台内部减速器为谐波减速器，谐波减速器的三构件与输出轴承为独立安装在C轴分度头主壳体内，精度支持为壳体内部安装基准面是研精磨面，输出盘面轴承为高精度P5级以上的交叉滚子轴或转盘轴承，输出轴心为研磨加工，输入伺服电机与谐波发生器为直联式结构或高精度皮带同步轮联接；

所述Ｃ轴面板上安装有A轴分度头，所述A轴分度头内部减速器为谐波减速器，谐波减速器的三构件与输出轴承为独立安装在C轴分度头主壳体内，精度支持为壳体内部安装基准面是研精磨面，输出盘面轴承为高精度P4级以上的交叉滚子轴或转盘轴承，输出轴心为研磨加工，输入伺服电机与谐波发生器为直联式结构或高精度皮带同步轮联接。

优选的，所述A轴分度头输出法兰侧面设有轴向同轴度调节螺丝，可以把装入的各种筒夹座轴向同心进行微调；所述A轴分度头可以装入各种筒夹座，筒夹座为气缸拉紧式，筒夹为弹性筒夹；筒夹座可以根据加工的工件的种类不同进行快速更换，筒夹座可以装入前置式气缸一体化，也可装其它被动锁紧式，筒夹座设置有调节平面度的调节螺丝，可以调节输出面的跳动精度。

优选的，所述X轴、Y轴和Z轴三个直线运动轴面板的外围设置风琴式防护罩，防护罩为风琴式可伸缩，防护罩与导轨滑槽联接处设有迷宫结构，可以有效防止各种粉尘水油雾的进入，在能面板快速运动的工况下达到IP65级的防护效果；

所述X轴拖板、Y轴拖板和Z轴立柱的移动面板侧面设置有防尘式迷宫防护钣金件，可以有效的与风琴防护罩联接，并能加入密封胶在能快速运动的工况下达到IP65级的防护效果。

优选的，所述X轴拖板、Y轴拖板、Z轴立柱、A轴分度头和C轴分度旋转台五个轴的电机罩全部采用高密封防护设置，电机罩安装面全部设有密封胶可加入在避空位，上述五个轴的电机罩的出线口设有套管密封接头，密封等级IP65级；

上述五个轴的伺服电机，全部采用精度更高的绝对值电机，其分辨率更高，精度更高，防护等级全部IP65级；

上述五个轴伺服电机的编码线、动力线全部设有套管防护，所有线用耐油耐弯折的PVC或PUR护套，可以保证长时间泡油中不老化，所有的线缆及气油管路全部外套波纹护套管，采用的波纹护套管为阻燃耐老化材料；

上述五个轴伺服电机驱动器采用总线输出，不需要接近行程开关，输出信号更稳定。

优选的，所述主轴侧面设有工件在线测量的三维触发式探测头，可以在线测量工件的长度，直径、螺旋、前端各种角度；

本工具磨床的数控系统采用10轴五联动系统，可加入上料机械手，在主机运行工况下实现五轴五联动，其它5个轴预留加装用于机械手。

优选的，所述床身平台的外围设置钣金壳体，钣金壳体设置为全防护，移动门设置为圆弧门，缩小机床整体安装空间，提高移动门强度，移动门与主壳关合处设双重折边，可有效防止高压喷射的磨削油外泄，钣金内部设有防水防污阻燃工作灯，有利于加工生产照明；

X轴拖板、Y轴拖板、Z轴立柱、A轴分度头和C轴分度旋转台五个轴的伺服电机线进入钣金壳体通过护套管密封进入电器柜；

所述钣金壳体顶部设有油雾排出口，并用风管联接油雾收集器，做到环保安全生产；

所述钣金壳体外挂有数控系统操作箱，数控系统操作箱上下设有转动轴，可以方便操作时旋转方向，使不同工况操作更方便。

采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

本发明的五轴五联动数控工具磨床结构紧凑、五轴搭配合理，组装方便，维修简单，自身能耗降低，精度得到有效提高，生产成本大幅降低，使更多工具生产企业受益。

本发明技术最有益之处，床身及三个轴向运动拖板采用了高强度合金铸铁，有效降低了所有配件的自身重量，但又提高了所有配件的自身刚性。因自身轴向运动部件的重量减轻而获得优势是，所有驱动的伺服电机及电器的功率容量全部可以减小到一半，从而实现自身能耗的减小，实现真正的节能。本发明采用的二个旋转轴分度头，采用高精度谐波减速器内构件，其特点是高刚性，轻量化，高精度。在谐波减速器的各类发明中得到的技术参数公知为，同样的重量，同样体积，谐波的刚性可以胜过其他减速机的5倍以上。本发明采用谐波后获得优势是同样刚性，重量和体积缩小到五分一左右。从而实现所有运动部件，电器部件的自身能耗成倍减小。

主轴采用一体化设计，把安装支座与轴壳体整合成一体化，有效减小体积，减轻了主轴抱箍的重量，因整合成一体化装配精度得到了提高，伺服电机采用永磁转锭子，在同样的体积内，使功率和输出扭矩成倍增加。

本发明通过各个配件的合理应用，达到了高精度，高刚性，又节能的最佳效果。

本发明的最大优势是机床组装、维修变得非常简单，把真正的五轴五联动拆解为三个直线轴加二个旋转轴，把二个旋转轴拆下，就是一台三轴的CNC卧式加工机，而且二个旋转台，都是可独立拆装，在装配和维修过程中不影响三个直线轴的精度。在日常维修中不用叉车或吊机等各种大型起重设备。因机床一般在工厂生产车间安装调试好后，有些起重设备也无法进场。本发明解决机床维修困难的技术问题，实现了一名技术人员就可以更换所有配件的技术环境。

附图说明

下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

图1为本数控工具磨床的结构示意图；

图2为本数控工具磨床Y轴驱动机构的结构示意图；

图3为本数控工具磨床Z轴驱动机构的结构示意图一；

图3-1为本数控工具磨床Z轴驱动机构的结构示意图二；

图4为本数控工具磨床X轴驱动机构的结构示意图一；

图4-1为本数控工具磨床X轴驱动机构的结构示意图二；

图4-2为本数控工具磨床X轴驱动机构的结构示意图三；

图5为本数控工具磨床主轴的结构示意图一；

图5-1为本数控工具磨床主轴的结构示意图二；

图6为整机外壳的装配结构示意图一；

图6-1为整机外壳的装配结构示意图二；

图6-2为整机外壳的装配结构示意图三；

上述图中的标记均为：1、底座；11、床身平台；12、围边；13、排泄口；

14、Y轴安装平台；15、机械手安装平台；2、X轴拖板；21、X轴丝杆；22、X轴轴承座；221、 X轴后轴承座；23、X轴直线导轨；24、X轴滑块；25、X轴丝杆螺母套；26、X轴面板；3、Y轴拖板；31、Y轴丝杆；32、Y轴轴承座；321、 Y轴后轴承座；33、Y轴直线导轨；34、Y轴滑块；35、Y轴丝杆螺母套；36 、Y轴面板；4、Z轴拖板；41、Z轴丝杆；42、Z轴轴承座；421、Z轴后轴承座；43、Z轴直线导轨；44、Z轴滑块；45、Z轴立柱；46、Z轴面板；47、Z轴螺母套；5、主轴；51、主轴电机；52、主轴电机罩；53、喷油管支架；54、砂轮挡油板；55、砂轮组刀柄；56、触发式三维测量头；6、C轴分度旋转台；61、Ｃ轴转台面板；62、A轴分度头；63、A轴分度头联接法兰盘；64、气缸夹头座；65、夹头；7、风琴式防护罩；8、伺服电机；81、伺服电机罩一；811、轴向面板防护钣金；812、伺服电机罩二；813、面板防护钣金；814、分度头电机罩；9、钣金壳体；91、分度头电机罩与钣金电箱接入口；92、圆弧形移动门；93、警报灯接入口；94、油雾收集口；95、油雾收集器；96、阻燃波纹软管一；961、阻燃波纹软管二；97、油雾收集器支架；98、线路通道；99、钣金安装吊装孔；901、数控系统操作箱；902、系统转轴；903、转轴支架。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及联接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

如图1-6所示，本五轴五联动数控工具磨床包括底座1和床身平台11，主床身基础件为整体铸造，选用稳定好抗震性优的合金铸铁，底座1的底部设置有底脚，其避空位置方便叉车叉入，床身平台11外边缘设有高于平台的围边12，床身平台11一侧设有油污排泄口，油污排泄口低于平台面，床身平台11上部设置可自由安装机械手用的平台和安装Y轴为共用平台，床身平台11上部设置有X轴拖板2，X轴拖板2经过优化与床身平台11为整体铸造，X轴拖板2上安装X轴丝杆21、X轴轴承座22和后轴承座221、X轴丝杆21两端的端头装入X轴后轴承座221内的轴承内孔，再用丝杆柄帽锁紧X轴丝杆21的端头，把X轴丝杆21装入两端轴承座后，再把两个轴承座用螺栓锁在拖板中间预留位置。X轴直线导轨23安装在拖板预留的导轨槽内，导轨槽其中有一边设有导轨压块，在导轨平行度调整好之后锁紧压块，使其在高速运动时，受到冲击时不会被移位，提高精度的保持性。X轴滑块24安装在X轴直线导轨23上，X轴滑块24上安装X轴面板26，X轴面板在调整好精度后再与丝杆螺母套25联接。

床身平台11上另一侧设置有Y轴拖板3，Y轴拖板3上安装Y轴丝杆31、Y轴轴承座32和Y轴后轴承座321、Y轴丝杆31两端的端头装入Y轴后轴承座321内的轴承内孔，再用丝杆柄帽锁紧Y轴丝杆31的端头，把Y轴丝杆31装入两端轴承座后，再把两个轴承座用螺栓锁在拖板中间预留位置。Y轴直线导轨33安装在拖板预留的导轨槽内，导轨槽其中有一边设有导轨压块，在导轨平行度调整好之后锁紧压块，使其在高速运动时，受到冲击时不会被移位，提高精度的保持性。Y轴滑块34安装在Y轴直线导轨33上，Y轴滑块34上安装Y轴面板36，Y轴面板在调整好后再与Y轴螺母套35联接。

Y轴面板36上设置有Z轴立柱45，Z轴立柱45上安装Z轴丝杆41、Z轴轴承座42、Z轴后轴承座421、Z轴丝杆螺母套46、Z轴直线导轨43、Z轴滑块44，把Z轴丝杆41两端的端头装入Z轴后轴承座421内的轴承内孔，再用丝杆柄帽锁紧丝杆端头，把Z轴丝杆41装入两端轴承座后，再把两个轴承座用螺栓锁在拖板中间预留位置。Z轴直线导轨43安装在拖板预留的导轨槽内，导轨槽其中有一边设有导轨压块，在导轨平行度调整好之后锁紧压块，使其在高速运动时，受到冲击时不会被移位，提高精度的保持性。Y轴滑块44安装在Z轴直线导轨43上，Z轴滑块44上安装Z面板46，Z轴面板在调整好后再与Z轴螺母套47联接。

Z轴面板46上装有主轴5，主轴5前端装有磨削砂轮55，主轴驱动的伺服电机51与主轴轴心用联轴器联接，主轴电机装有防护罩52，主轴上面装有喷油管支架53，支架前端装有砂轮挡油板54。主轴5侧面装有触发式三维在线测量探测头56。

在X轴面板26的一端安装有C轴分度旋转台6，C轴分度旋转台6输出端连接有与A轴分度旋转台联接的面板61，在Ｃ轴面板61上安装A轴分度头62，A轴分度头62输出端安装有联接夹头座法兰盘63，法兰盘上装有夹持工件用的气缸夹头座64，气缸夹头座64内装入弹簧筒

床身平台11周边有高于平台的围边12，为方便钣金安装，并提高钣金的牢固度，有效防止油污的渗漏，床身平台11一侧有排泄口低于床身平台，有利于排清污屑，床身平台11与导轨面、轴承座安装面的安装精度达到0.003mm。

X轴拖板2与床身平台11为整体铸造，X轴拖板2上装有X轴直线导轨23，X轴直线导轨23精度等级等于或高于P级，X轴滑块24采用重预压零间隙，X轴丝杆21为滚珠丝杆，滚珠丝杆精度等级等于或高于C5级，滚珠丝杆两端装有X轴轴承座22，X轴后轴承座221，X轴轴承座内部支持的轴承为7系列推力配对轴承精度要求等级等于或高于C5级，床身平台11与导轨面、X轴轴承座安装面的安装精度达到0.003mm；X轴丝杆21与伺服电机8联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机8采用绝对值高精度电机。

Y轴拖板3为独立铸造，Ｙ轴拖板3上装有Ｙ轴直线导轨33，Ｙ轴直线导轨33的精度等级等于或高于P级，Ｙ轴滑块34采用重预压零间隙；Ｙ轴丝杆31精度等级等于或高于C5级，Ｙ轴丝杆31两端装有Ｙ轴轴承座32，Ｙ轴轴承座32内部支持的轴承为7系列推力配对轴承精度要求等级等于或高于C5级，导轨面、Ｙ轴轴承座32安装面精度达到0.003mm；Ｙ轴丝杆31与伺服电机8联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机8采用绝对值高精度电机。在Y轴装配完成后，再安装到床身14上，这种技术方法可以提高Y轴与X轴90度直角角度的调整。X轴是整体铸造，精磨加工后，以X轴为最终基准面，来调整安装Y轴的90度直角，技术要点在于Y轴为独立装配，可以通过螺丝安装来调整角度。

Ｚ轴立柱45为独立铸造，Ｚ轴立柱45安装在Y轴面板36上，Z轴立柱45上装有Ｚ轴直线导轨43，Ｚ轴直线导轨43的精度等级等于或高于P级，Ｚ轴滑块44采用重预压零间隙，Ｚ轴丝杆41为滚珠丝杆，滚珠丝杆精度等级等于或高于C5级，Ｚ轴丝杆41两端装有Ｚ轴轴承座42，Ｚ轴轴承座42，421内部支持的轴承为7系列推力配对轴承精度要求等级等于或高于C5级，导轨面、Ｚ轴轴承座42，421安装面精度达到0.003mm；Ｚ轴丝杆41与伺服电机8联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机8采用绝对值高精度电机Z轴带有电子刹车，在Z轴滑块44上装有Z轴面板46。

Z轴面板46上装有伺服主轴5，主轴5的壳体与安装法兰一体化，主轴5的主壳体后部设有伺服电机板，伺服电机板上安装高速伺服电机51，伺服电机51与主轴5输出轴的轴心通过专用联轴器联接，主轴轴心的输出接口为BBT系列，锥度为７：24，BT刀柄与轴心联接采用螺丝锁紧，刀柄输出杆装入一片或多片砂轮，即可磨削加工。

X轴面板26的一端安装有C轴分度旋转台6，C轴分度旋转台6内部减速器为谐波减速器，输出盘面轴承为高精度P5级以上的交叉滚子轴或转盘轴承，输出轴心为研磨加工，输入伺服电机8与谐波发生器为直联式结构或用高精度同步带轮联接。

Ｃ轴面板61上安装有A轴分度头62，A轴分度头62内部减速器为谐波减速器，输出盘面轴承为高精度P5级以上的交叉滚子轴或转盘轴承，输出轴心为研磨加工，输入伺服电机8与谐波发生器为直联式结构。

A轴分度头62输出法兰63侧面设有轴向同轴度调节螺丝，可以把装入的各种筒夹座64的轴向同心进行微调；A轴分度头62可以装入各种筒夹座，筒夹座为气缸拉紧式，筒夹65为弹性筒夹；筒夹座可以根据加工的工件的种类不同进行快速更换，筒夹座可以装入前置式气缸一体化，也可装其它被动锁紧式，筒夹座设置有调节平面度的调节螺丝。

X轴拖板2、Y轴拖板3和Z轴45的运动部件外围设置风琴式防护罩7，防护罩设迷宫结构，可以有效防止各种粉尘水油雾的进入，在能运动Z轴面板的工况下达到IP65级的防护效果。

X轴拖板2、Y轴拖板3和Z轴立柱45的移动面板侧面设置有防尘式迷宫防护钣金件811，812，813，可以有效的与风琴防护罩7联接，并能加入密封胶在能移动位置的工况下达到IP65级的防护效果。

X轴拖板2、Y轴拖板3、Z轴立柱45、A轴分度头62和C轴分度旋转台6五个轴的电机罩全部采用高密封防护设置，电机罩钣金分别为、轴向面板防护钣金811、伺服电机罩二812、面板防护钣金813和分度头电机罩814，电机罩安装面全部设有密封胶可加入避空位，上述五个轴的电机罩的出线口设有套管密封接头，密封等级IP65级。

上述五个轴的伺服电机8，全部采用精度更高的绝对值电机，其分辨率更高，精度更高，防护等级全部IP65级。

上述五个轴伺服电机的编码线、动力线全部设有阴燃套管防护，所有线用耐油耐弯折的PVC或PUR护套，可以保证长时间泡油中不老化。所有的套管接全部采用密封接头，防护等级可以达到IP67级.

上述五个轴伺服电机驱动器采用总线输出，不需要接近行程开关，输出信号更稳定。

主轴5侧面设有工件在线测量的触发式三维在线测量探头，三维在线测量探测头的主要功能就是测量完之后数控系统进行自动补偿，自动计算，可以在线测量工件的长度，直径、螺旋、前端各种角度；

本工具磨床的数控系统采用10 轴五联动系统，可加入上料机械手。

床身平台11的外围设置钣金壳体9，钣金壳体设置为全防护，整体焊接，装配时用吊装孔99进行起安装，整体焊接的目的是防止渗漏，移动门设置为圆弧门92，缩小机床整体安装空间，提高移动门强度，移动门与主壳关合处设折边，可有效防止高压喷射的磨削油外泄，做到在生产加工过程中，环保清洁。

X轴拖板2、Y轴拖板3、Z轴立柱45、A轴分度头62和C轴分度旋转台6五个轴的伺服电机8线进入钣金壳体91密封接头，阻燃波纹软管一96和阻燃波纹软管二961的护套管通过密封进入电器柜。

钣金壳体9顶部设有油雾排出口94，并用风管联接油雾收集器95，油雾收集器95安装在油雾收集器支架97上，做到环保安全生产。

钣金壳体外挂有数控系统操作箱901，数控系统操作箱上下设有系统转轴902，系统转轴902安装在转轴支架903上，可以方便操作时旋转方向，使不同工况操作更方便。

本五轴五联动数控工具磨床结构紧凑、操作方便快捷，实现了对各种工具的五轴五联动加工生产，适合不同长度以及直径大小不同的的工具的加工生产，尤其是实现了对工具的球面圆弧的加工，曲面圆弧的加工需要五轴五联动，五个同时进行差补运动才能实现，因五轴同时进行差补运动，对机床的累积误差的消除，需要更高装配精度，合理的设计方案才能实现，本发明实现了五轴五联动技术，并在公知的技术上提高了精度。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种五轴五联动数控工具磨床，包括主床身，所述主床身底部设有底脚，其避空位置方便叉车叉入，主床身基础件为整体铸造，其特征在于：所述床身平台外边缘设有高于平台的围边，其中前端为圆弧形，床身平台一侧设有油污排泄口，所述床身平台上部设置可自由安装机械手用的平台，所述床身平台上一侧设置有Y轴拖板，所述Y轴拖板上安装Y轴丝杆、Y轴轴承座、Y轴丝杆螺母及Y轴螺母套、Y轴直线导轨和Y轴滑块，Y轴丝杆两端头安装在Y轴轴承座轴承内，Y轴丝杆通过Y轴轴承座两端固定，以Y轴丝杆为传动中心在两边各设置一条Y轴直线导轨，Y轴滑块安装在Y轴直线导轨上，所述的Y轴导轨滑块上安装Y轴面板；Y轴面板与丝杆螺母套用螺丝联接，在丝杆旋转时驱动Y轴面板在导轨上进行运动；

所述Y轴面板上设置有Z轴立柱，所述Z轴立柱上安装Z轴丝杆、Z轴轴承座、Z轴丝杆螺母及Z轴螺母套、Z轴直线导轨、Z轴滑块，Z轴丝杆两端头安装在Z轴轴承座轴承内，Z轴丝杆通过Z轴轴承座两端固定，以Z轴丝杆为传动中心在两边各设置一条Z轴直线导轨，Z轴滑块安装在Z轴直线导轨上，所述的Z轴导轨滑块上安装Z轴面板；Z轴面板与丝杆螺母套用螺丝联接，在丝杆旋转时驱动Z轴面板在导轨上进行运动；所述Z轴面板上装有主轴，主轴前端装有磨削砂轮，主轴侧面装有三维在线测量探测头；

所述床身平台上另一侧设置有X轴拖板，所述X轴拖板上安装X轴丝杆、X轴轴承座、X轴丝杆螺母及X轴螺母套、X轴直线导轨和X轴滑块，X轴丝杆两端头安装在X轴轴承座轴承内，X轴丝杆通过X轴轴承座两端固定，以X轴丝杆为传动中心在两边各设置一条X轴直线导轨，X轴滑块安装在X轴直线导轨上，所述的X轴导轨滑块上安装X轴面板；X轴面板与丝杆螺母套用螺丝联接，在丝杆旋转时驱动X轴面板在导轨上进行运动；在X轴面板上安装有C轴分度旋转台，C轴分度旋转台输出端连接有与A轴分度旋转台联接的面板，在Ｃ轴联接面板上安装A轴分度头，A轴分度头输出端安装有夹持工件用的气缸筒夹座，在筒夹座内装入弹簧筒夹；A轴分度头输出法兰可跟据生产需要更换其他工装或夹具，更换方便，只要在输出盘面上锁上螺丝即可更换不同的夹具。

2.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述的床身平台周边有高于围边，为方便钣金安装，并提高钣金的牢固度，床身平台一侧有排泄口低于床身平台，有利于排清污屑；X轴拖板和Y轴拖板的安装面高于床身围边，所述床身平台上部设置可自由安装机械手用的平台，预留置机械手的平台面为精磨加工。

3.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述X轴拖板与床身平台为整体铸造，所述X轴拖板上装有X轴直线导轨，X轴直线导轨选择的精度等级等于或高于P级，X轴滑块采用重预压零间隙，X轴丝杆为滚珠丝杆，滚珠丝杆精度等级等于或高于C5级，滚珠丝杆两端装有X轴轴承座，X轴轴承座内部支持的轴承为7系列推力配对轴承，精度要求等级等于或高于C5级，床身平台与导轨面、X轴轴承座安装面的安装精度达到0.003mm；X轴轴承座安装方法为轴承座与拖板分离式，用螺丝锁紧安装，X轴丝杆与伺服电机联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机采用绝对值高精度电机；

所述Y轴拖板为独立铸造，Ｙ轴拖板上装有Ｙ轴直线导轨，Ｙ轴直线导轨采用的精度等级等于或高于P级，Ｙ轴滑块采用重预压零间隙；Ｙ轴丝杆精度等级等于或高于C5级，Ｙ轴丝杆两端装有Ｙ轴轴承座，Ｙ轴轴承座内部支持的轴承为7系列推力配对轴承精度要求等级等于或高于P4级，导轨面、Ｙ轴轴承座安装面精度达到0.003mm；Ｙ轴丝杆与伺服电机联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机采用绝对值高精度电机；

所述Ｚ轴立柱为独立铸造，Ｚ轴立柱安装在Y轴面板上，Z轴立柱上装有Ｚ轴直线导轨，Ｚ轴直线导轨的精度等级等于或高于P级，Ｚ轴滑块采用重预压零间隙，Ｚ轴丝杆为滚珠丝杆，滚珠丝杆精度等级等于或高于C5级，Ｚ轴丝杆两端装有Ｚ轴轴承座，Ｚ轴轴承座内部支持的轴承为7系列推力配对轴承精度要求等级等于或高于P４级，导轨面、Ｚ轴轴承座安装面精度达到0.003mm；Ｚ轴丝杆与伺服电机联接采用膜片式零间隙联轴器，伺服电机采用绝对值高精度电机带有电子刹车，在Z轴滑块上装有Z轴输出面板。

4.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述Z轴面板上装有伺服主轴，所述主轴的壳体与安装法兰一体化，主轴的主壳体后部设有伺服电机板，伺服电机板上安装高速伺服电机，伺服电机与主轴输入轴的轴心通过专用联轴器联接，主轴轴心的输出接口为BBT系列，锥度为７：24，BBT刀柄与轴心联接采用螺栓锁紧，刀柄输出杆装入一片或多片砂轮，即可磨削加工。

5.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：

所述X轴面板的一端安装有C轴分度旋转台，C轴分度旋转台内部减速器为谐波减速器，谐波减速器的三构件与输出轴承为独立安装在C轴分度头主壳体内，精度支持为壳体内部安装基准面是研磨精磨面，输出端轴承为高精度P5级以上的交叉滚子轴承或转盘轴承，输出轴心为研磨加工，输入伺服电机与谐波发生器为直联式结构或高精度皮带同步轮联接；

所述Ｃ轴输出面板上安装有A轴分度头，所述A轴分度头内部减速器为谐波减速器，谐波减速器的三构件与输出轴承为独立安装在C轴分度头主壳体内，精度支持为壳体内部安装基准面是研磨精磨面，输出端轴承为高精度P4级以上的交叉滚子轴承或转盘轴承，输出轴心为研磨加工，输入伺服电机与谐波发生器为直联式结构或高精度皮带同步轮联接。

6.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述A轴分度头输出法兰侧面设有轴向同轴度调节螺丝，可以把装入的各种筒夹座轴向同心进行微调；所述A轴分度头可以装入各种筒夹座，筒夹座为气缸拉紧式，筒夹为弹性筒夹；筒夹座可以根据加工的工件的种类不同进行快速更换，筒夹座可以装入前置式气缸一体化，也可装其它被动锁紧式，筒夹座设置有调节平面度的调节螺丝，可以调节输出面的跳动精度。

7.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述X轴、Y轴和Z轴三个直线运动轴面板的外围设置风琴式防护罩，防护罩为风琴式可伸缩，防护罩与导轨滑槽联接处设有迷宫结构，可以有效防止各种粉尘水油雾的进入，在三个轴向面板快速运动的工况下达到IP65级的防护效果；

所述X轴拖板、Y轴拖板和Z轴立柱的移动面板侧面设置有防尘式迷宫防护钣金件，可以有效的与风琴防护罩联接，并能加入密封胶在快速运动的工况下达到IP65级的防护效果。

8.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述X轴拖板、Y轴拖板、Z轴立柱、A轴分度头和C轴分度旋转台五个轴的电机罩全部采用高密封防护设置，电机罩安装面全部设有密封胶可加入在避空位，上述五个轴的电机罩的出线口设有套管密封接头，密封等级IP65级；

上述五个轴的伺服电机，全部采用精度更高的绝对值电机，其分辨率更高，精度更高，防护等级全部IP65级；

上述五个轴伺服电机的编码线、动力线全部设有套管防护，所有线用耐油耐弯折的PVC或PUR护套，可以保证长时间泡油中不老化，所有的线缆及气油管路全部外套波纹护套管，采用的波纹护套管为阻燃耐老化材料；

上述五个轴伺服电机驱动器采用总线输出。

9.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述主轴侧面设有工件在线测量的三维触发式探测头，可以在线测量工件的长度，直径、螺旋、前端各种角度；

本工具磨床的数控系统采用10轴五联动系统，可加入上料机械手，在主机运行工况下实现五轴五联动，其它5个轴用于预留加装机械手。

10.根据权利要求1所述的五轴五联动数控工具磨床，其特征在于：所述床身平台的外围设置钣金壳体，钣金壳体设置为全防护，整体焊接，移动门设置为圆弧门，缩小机床整体安装空间，提高移动门强度，移动门与主壳关合处设双重折边，可有效防止高压喷射的磨削油外泄，钣金内部设有防水防污阻燃工作灯；

X轴拖板、Y轴拖板、Z轴立柱、A轴分度头和C轴分度旋转台五个轴的伺服电机线进入钣金壳体通过护套管密封进入电器柜；

所述钣金壳体顶部设有油雾排出口，并用风管联接油雾收集器；

所述钣金壳体外挂有数控系统操作箱，数控系统操作箱上下设有转动轴。