CN210548143U - 一种摆动式主轴箱机构及其数控加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摆动式主轴箱机构及其数控加工设备。摆动式主轴箱机构用于安装在数控加工设备上，包括安装架、摆动架和主轴箱。摆动架通过摆动轴安装在安装架上。主轴箱固定在摆动架上，使得主轴箱能够随着摆动架围绕摆动轴进行摆动。安装架和摆动架之间安装有驱动机构。驱动机构用于驱动摆动架摆动。驱动机构包括丝杆和驱动架。驱动架上安装有电机和丝套轮，通过第一铰链安装在摆动架上。丝杆穿过丝套轮，并与丝套轮通过螺纹相啮合。丝杆的一端通过第二铰链安装在安装架上。电机连接丝套轮。本实用新型伺服电机所产生的误差被丝杆丝套传动后大大缩小，因此大大降低了伺服电机的精度要求。

Description

一种摆动式主轴箱机构及其数控加工设备

技术领域

本实用新型涉及数控加工设备，特别涉及数控加工设备的主轴箱的摆动机构。

背景技术

主轴箱是数控加工设备中用于安装刀具的机构。刀具在主轴箱的驱动下高速旋转实现对物料的铣镗等加工作业。一般四轴或五轴联动的数控加工设备都是由三个直线轴（XYZ）和一个或二个回转轴（A或B和C）构成，实现四轴或五轴联动功能。

传统四轴或五轴数控加工设备中的回转或摆动轴主要是以：1、电机加减速机驱动回转轴或摆动轴，但机械间隙难消除；2、用力矩电机直接驱动，但成本价格较高。

发明内容

本实用新型所要解决的问题：高精度的数控加工设备中，采用伺服电机直接驱动主轴箱进行摆动或者采用伺服电机通过减速机驱动主轴箱进行摆动要求伺服电机具有很高的精度，而市场上伺服电机的精度无法满足数控加工设备整体精度要求。

为解决上述问题，本实用新型采用的方案如下：

根据本实用新型的一种摆动式主轴箱机构，包括安装架、摆动架和主轴箱；摆动架通过摆动轴安装在安装架上；主轴箱固定在摆动架上，使得主轴箱能够随着摆动架围绕摆动轴进行摆动；安装架和摆动架之间安装有驱动机构；所述驱动机构用于驱动摆动架围绕摆动轴摆动；所述驱动机构包括丝杆和驱动架；驱动架上安装有电机和丝套轮，通过第一铰链安装在摆动架上；丝杆穿过丝套轮，并与丝套轮通过螺纹相啮合；丝杆的一端通过第二铰链安装在安装架上，并能够围绕第二铰链摆动；电机连接丝套轮，并能够驱动丝套轮转动；转动的丝套轮通过与丝杆之间的螺纹啮合作用带动摆动架摆动。

进一步，根据本实用新型的摆动式主轴箱机构，摆动架上设置有U形槽；驱动架通过第一铰链安装在U形槽内。

进一步，根据本实用新型的摆动式主轴箱机构，第一铰链的轴心与丝杆的轴心位于同一平面内。

进一步，根据本实用新型的摆动式主轴箱机构，驱动架上还安装有齿带轮；电机连接齿带轮；齿带轮和丝套轮之间通过同步带相连。

进一步，根据本实用新型的摆动式主轴箱机构，还包括导向面板；导向面板固定在安装架上；摆动架紧贴导向面板，使得摆动架能够沿着导向面板的平面摆动。

根据本实用新型的一种数控加工设备，包括上述的摆动式主轴箱机构；所述的摆动式主轴箱机构通过安装架安装在XYZ三轴联动机构上，使得主轴箱能够在XYZ三轴方向上同步平移的同时，并能够围绕摆动轴摆动，并使得主轴箱位于加工台的上方，实现对加工台上物料的进行加工作业。

本实用新型的技术效果如下：本实用新型的摆动驱动机构的伺服电机通过驱动丝套旋转，旋转的丝套再通过与丝杆之间的螺纹啮合作用带动丝套沿着丝杆移动，进而带动驱动架整体沿着丝杆移动，最终带动整个摆动架和主轴箱围绕摆动轴进行摆动。由此，主轴箱摆动角度的误差范围取决于丝杆丝套螺纹的精度，而伺服电机所产生的误差被丝杆丝套传动后大大缩小。伺服电机一个弧度误差，反映在主轴箱摆动角度的误差不足百分之一弧度。因此大大降低了伺服电机的精度要求。

附图说明

图1是本实用新型摆动式主轴箱机构实施例的立体结构示意图。

图2是图1的正面视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种摆动式主轴箱机构，包括安装架1、摆动架2和主轴箱3。安装架1上固定有导向面板11。摆动架2通过摆动轴21安装在安装架1上，并紧贴导向面板11，使得摆动架2围绕摆动轴21摆动时，能够沿着导向面板11的平面进行摆动。本实施例中，导向面板11为竖直，摆动轴21轴心水平。主轴箱3固定在摆动架2上，使得主轴箱3能够随着摆动架2围绕摆动轴21进行摆动。主轴箱3的下方安装有刀具31。安装架1和摆动架2之间安装有驱动机构。驱动机构用于驱动摆动架2 围绕摆动轴21摆动。

驱动机构包括丝杆4和驱动架5。驱动架5上安装有电机51、齿带轮52和丝套轮53。摆动架2的顶部设置有U形架，U形架上设有U形槽22。驱动架5通过第一铰链23安装在U形槽22内，使得电机51、齿带轮52、丝套轮53以及驱动架5整体能够围绕第一铰链23的轴心旋转。电机51为伺服电机，连接齿带轮52。齿带轮52和丝套轮53之间通过同步带相连。丝杆4穿过丝套轮53，并与丝套轮53通过螺纹相啮合。也就是说，本实施例的丝套轮53是一个内有螺纹的同步带轮，齿带轮52为同步带轮。丝杆4的一端通过第二铰链41安装在安装架1上，并能够围绕第二铰链41摆动。由此，电机51通过齿带轮52和同步带带动丝套轮53旋转，旋转的丝套轮53通过与丝杆4之间的螺纹啮合作用带动，电机51、齿带轮52、丝套轮53以及驱动架5整体沿着丝杆4移动。沿着丝杆4移动的驱动架5带动摆动架2围绕摆动轴21进行摆动。需要指出的是，为使得丝套轮53作用于摆动架2的作用力最大化，丝杆4的轴心穿过第一铰链23的轴心，使得第一铰链23的轴心和丝杆4的轴心位于同一平面内。

本实施例的摆动式主轴箱机构用于安装在数控加工设备上。该数控加工设备至少包括上述的摆动式主轴箱机构、XYZ三轴联动机构以及加工台。其中，摆动式主轴箱机构通过安装架1安装在XYZ三轴联动机构上，使得主轴箱3能够在XYZ三轴方向上同步平移的同时，并能够围绕摆动轴21摆动，并使得主轴箱3位于加工台的上方，实现对加工台上物料的进行加工作业。XYZ三轴联动机构具有多种实施方式，为本领域技术人员所熟悉，本说明书不再赘述。加工台可以是固定的，也可以是旋转的，为本领域技术人员所熟悉，本说明书不再赘述。

Claims (6)

1.一种摆动式主轴箱机构，包括安装架(1)、摆动架(2)和主轴箱(3)；摆动架(2)通过摆动轴(21)安装在安装架(1)上；主轴箱(3)固定在摆动架(2)上，使得主轴箱(3)能够随着摆动架(2)围绕摆动轴(21)进行摆动；安装架(1)和摆动架(2)之间安装有驱动机构；所述驱动机构用于驱动摆动架(2) 围绕摆动轴(21)摆动；其特征在于，所述驱动机构包括丝杆(4)和驱动架(5)；驱动架(5)上安装有电机(51)和丝套轮(53)，通过第一铰链(23)安装在摆动架(2)上；丝杆(4)穿过丝套轮(53)，并与丝套轮(53)通过螺纹相啮合；丝杆(4)的一端通过第二铰链(41)安装在安装架(1)上，并能够围绕第二铰链(41)摆动；电机(51)连接丝套轮(53)，并能够驱动丝套轮(53)转动；转动的丝套轮(53)通过与丝杆(4)之间的螺纹啮合作用带动摆动架(2)摆动。

2.如权利要求1所述的摆动式主轴箱机构，其特征在于，摆动架(2)上设置有U形槽(22)；驱动架(5)通过第一铰链(23)安装在U形槽(22)内。

3.如权利要求1所述的摆动式主轴箱机构，其特征在于，第一铰链(23)的轴心与丝杆(4)的轴心位于同一平面内。

4.如权利要求1所述的摆动式主轴箱机构，其特征在于，驱动架(5)上还安装有齿带轮(52)；电机(51)连接齿带轮(52)；齿带轮(52)和丝套轮(53)之间通过同步带相连。

5.如权利要求1所述的摆动式主轴箱机构，其特征在于，还包括导向面板(11)；导向面板(11)固定在安装架(1)上；摆动架(2)紧贴导向面板(11)，使得摆动架(2)能够沿着导向面板(11)的平面摆动。

6.一种数控加工设备，其特征在于，包括如权利要求1或2或3或4或5所述的摆动式主轴箱机构；所述的摆动式主轴箱机构通过安装架(1)安装在XYZ三轴联动机构上，使得主轴箱(3)能够在XYZ三轴方向上同步平移的同时，并能够围绕摆动轴(21)摆动，并使得主轴箱(3)位于加工台的上方，实现对加工台上物料的进行加工作业。

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