CN212351115U - 五轴数控机床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种五轴数控机床，包括机架，机架上设置有刀库、第一驱动装置、与第一驱动装置相配合的第二驱动装置、位于第一驱动装置上方的电主轴及与电主轴相配合且依次串联连接的第三驱动装置、第四驱动装置和第五驱动装置，第一驱动装置用于安装且驱动待加工的工件回转运动，第二驱动装置能够驱动第一驱动装置绕X轴摆臂运动，第三驱动装置能够驱动电主轴沿Z轴直线运动，第四驱动装置能够驱动第三驱动装置绕Z轴摆臂运动，第五驱动装置能够驱动第四驱动装置沿X轴直线运动。本实用新型结构紧凑，占地面积小，提高了换刀的效率，扩大了设备的应用和发展。
Description
技术领域
本实用新型涉及数控设备，尤其涉及一种五轴数控机床。
背景技术
数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，能够较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种装有程序控制系统的柔性的、高效能的自动化机床。五轴联动机床是指在一台机床上至少有五个坐标轴，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工，是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，在航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业都有着举足轻重的影响力。但是，传统的五轴数控机床通常包括三个直线轴、一个回转轴和一个摆动轴，水平方向的两个直线轴通常设置在十字滑台上，设备体积往往十分庞大，占用较大的空间，自动换刀的效率、刀具的数量等也受到一定的限制，从而影响设备更好地应用和发展。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种五轴数控机床，可以解决上述技术问题中的至少一个，本实用新型的技术方案如下：
五轴数控机床，包括机架，机架上设置有刀库、第一驱动装置、与第一驱动装置相配合的第二驱动装置、位于第一驱动装置上方的电主轴及与电主轴相配合且依次串联连接的第三驱动装置、第四驱动装置和第五驱动装置，第一驱动装置用于安装且驱动待加工的工件回转运动，刀库位于第二驱动装置和第一驱动装置沿X轴方向的后方，第二驱动装置能够驱动第一驱动装置绕X轴摆臂运动，第三驱动装置能够驱动电主轴沿Z轴直线运动，第四驱动装置能够驱动第三驱动装置绕Z轴摆臂运动，第五驱动装置能够驱动第四驱动装置沿X轴直线运动。
在一些实施方式中，机架具有两个侧架，两个侧架的底部分别与底板连接，两个侧架之间形成沿X轴方向的工作区间，刀库、第一驱动装置、第二驱动装置、电主轴、第三驱动装置、第四驱动装置和第五驱动装置位于工作区间中。
在一些实施方式中，第五驱动装置为直线电机，机架的顶部设置有安装直线电机的顶板，直线电机的运动块与第四驱动装置连接。
在一些实施方式中，第四驱动装置为沿Z轴方向设置的直接驱动马达，第四驱动装置的转子通过连接座与直线电机的运动块连接，第三驱动装置与第四驱动装置的外壳连接。
在一些实施方式中，第三驱动装置包括沿Z轴方向设置的丝杆机构及驱动丝杆机构的第一电机，丝杆机构的丝杆上螺纹连接有安装电主轴的抱紧座。
在一些实施方式中，第一驱动装置和第二驱动装置均为直接驱动马达，第二驱动装置安装在安装座上，待加工的工件能够安置在第一驱动装置的转子上，第二驱动装置的转子通过连接板第一驱动装置的外壳连接。
在一些实施方式中，刀库包括固定座，固定座上设置有刀盘及驱动刀盘旋转的第六驱动装置，刀盘的圆周方向均布有多个安装有刀具的刀柄。
在一些实施方式中，第一驱动装置、第二驱动装置、第四驱动装置、第五驱动装置和第六驱动装置均具有绝对值型编码器。
本实用新型的有益效果是：待加工的工件安装在第一驱动装置上，刀具安装在电主轴上，第五驱动装置驱动第四驱动装置沿X轴直线运动，第三驱动装置驱动电主轴沿Z轴直线运动，第四驱动装置驱动第三驱动装置绕Z轴摆臂运动，第一驱动装置驱动加工回转，第二驱动装置驱动第一驱动装置绕X轴摆臂运动，从而实现对工件的五轴联动加工，结构紧凑，占用较小的空间，占地面积小，而且电主轴能够沿X轴方向从第一驱动装置的上方移动到刀库的上方从而能够更好自动更换电主轴上的刀具，提高了换刀的效率，也便于在刀库上设置更多的刀具，进而扩大了设备的应用和发展。
另外，在本实用新型技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的一种实施方式的五轴数控机床的立体图。
图2为本实用新型的一种实施方式的五轴数控机床的主视图。
图3为本实用新型的一种实施方式的五轴数控机床的剖视图。
图4为本实用新型的一种实施方式的五轴数控机床的侧视图。
附图中标号说明，机架1，侧架11，底板12，顶板13，第一驱动装置2，第二驱动装置3，安装座31，连接板32，电主轴4，第三驱动装置5，丝杆机构51，第一电机52，抱紧座53，第四驱动装置6，第五驱动装置7，直线电机71，连接座72，刀库8，固定座81，刀盘82，第六驱动装置83，刀柄84。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“两端”、“两侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“上级”、“下级”、“主要”、“次级”等仅用于描述目的，可以简单地用于更清楚地区分不同的组件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
图1为本实用新型的一种实施方式的五轴数控机床的立体图，图2为本实用新型的一种实施方式的五轴数控机床的主视图，图3为本实用新型的一种实施方式的五轴数控机床的剖视图，图4为本实用新型的一种实施方式的五轴数控机床的侧视图。
在本实用新型中，给出了X轴方向和Z轴方向，Z轴方向即竖直方向，X轴方向即水平方向，文中的“上”、“下”等都是以Z轴方向作为基准来说的。
实施例：
如图1～4所示，五轴数控机床，包括机架1，机架1上设置有刀库8、第一驱动装置2、与第一驱动装置2相配合的第二驱动装置3、位于第一驱动装置2上方的电主轴4及与电主轴4相配合且依次串联连接的第三驱动装置5、第四驱动装置6和第五驱动装置7，待加工的工件安装在第一驱动装置2的转动部分上，用于加工工件的刀具安装在电主轴4上，第一驱动装置2驱动待加工的工件进行回转运动，第二驱动装置3能够驱动第一驱动装置2和待加工的工件整体绕X轴摆臂运动，第三驱动装置5能够驱动电主轴4沿Z轴直线运动，第四驱动装置6能够驱动第三驱动装置5和电主轴4整体绕Z轴摆臂运动，第五驱动装置7能够驱动第四驱动装置6、第三驱动装置5和电主轴4整体沿X轴直线运动，从而实现五轴联动插补运动以对工件进行加工。
刀库8位于第二驱动装置3和第一驱动装置2沿X轴方向的后方，第五驱动装置7驱动第四驱动装置6、第三驱动装置5和电主轴4整体沿X轴直线运动，从而使电主轴4分别与刀库8和第一驱动装置2上的工件相对应配合，从而便于自动换刀和对工件进行加工，结构更加紧凑。
电主轴4是主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，具有高转速、高精度、低噪音等优点，能够实现电动机与机床主轴的一体化。
机架1具有两个侧架11，两个侧架11的底部分别与底板12连接，两个侧架11之间形成沿X轴方向的工作区间，刀库8、第一驱动装置2、第二驱动装置3、电主轴4、第三驱动装置5、第四驱动装置6和第五驱动装置7位于工作区间中，第五驱动装置7能够驱动第四驱动装置6、第三驱动装置5和电主轴4整体在工作区间中沿X轴直线运动，结构更加紧凑性、刚性更高，比如机架1可以半C口、窄龙门的结构形式。
第五驱动装置7为直线电机71，机架1的顶部设置有安装直线电机71的顶板13，直线电机71的运动块与第四驱动装置6连接，直线电机71能够驱动第四驱动装置6、第三驱动装置5和电主轴4整体沿X轴直线运动。直线电机71也称线性电机、线性马达、直线马达或推杆马达，它是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，具有结构简单、定位精度高、反应速度快、灵敏度高、随动性好、工作安全可靠、寿命长等优点。
刀库8包括固定座81，固定座81安装在机架1的底板12上，固定座81上设置有刀盘82及驱动刀盘82旋转的第六驱动装置83，刀盘82的圆周方向均布有多个安装有刀具的刀柄84。进行换刀时，电主轴4位于刀盘82的上方，第六驱动装置83驱动刀盘82旋转，电主轴4上带刀具的刀柄84与刀盘82上的刀柄84空位对应时，电主轴4释放带刀具的刀柄84以使刀柄84自动置于刀盘82上的刀柄84空位，然后第六驱动再装置驱动刀盘82旋转，合适的带刀具的刀柄84与电主轴4对应时，第三驱动装置5再驱动电主轴4向下运动以抓取相应的刀柄84，从而完成自动换刀。
第一驱动装置2、第二驱动装置3、第四驱动装置6、第五驱动装置7和第六驱动装置83通常采用直接驱动马达，直接驱动马达也称DD直驱电机，包括力矩电机和直线型电机，可以直接与运动装置连接，能够省去了减速器、齿轮箱、皮带轮等连接机构，具有输出力矩大、精度高、安装方便、噪音低等优点。直接驱动马达还可以设置有绝对值型编码器，绝对编码器由机械位置确定编码，它无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置，抗干扰特性、数据的可靠性等更高。
第四驱动装置6为沿Z轴方向设置的直接驱动马达，第四驱动装置6的转子通过连接座72与直线电机71的运动块连接，第三驱动装置5与第四驱动装置6的外壳连接，连接方便，结构更加紧凑、稳定。
第三驱动装置5可以采用直线模组、丝杆升降方式等。第三驱动装置5包括沿Z轴方向设置的丝杆机构51及驱动丝杆机构51的第一电机52，丝杆机构51的丝杆上螺纹连接有安装电主轴4的抱紧座53，抱紧座53能够随丝杆机构51的转动进行上下运动，第一电机52可以直接驱动丝杆机构51的丝杆，也可以通过齿轮机构、皮带机构等驱动丝杆机构51的丝杆。
第一驱动装置2和第二驱动装置3均为直接驱动马达，第一驱动装置2沿Z轴方向设置，第二驱动装置3沿X轴方向设置，第二驱动装置3安装在安装座31上，待加工的工件能够安置在第一驱动装置2的转子上，第二驱动装置3的转子通过连接板32第一驱动装置2的外壳连接，连接方便，结构更加紧凑、稳定。
在使用过程中，待加工的工件安装在第一驱动装置2上，带刀具的刀柄84安装在电主轴4上，第五驱动装置7的直线电机71驱动第四驱动装置6、第三驱动装置5和电主轴4整体沿X轴直线运动，第四驱动装置6驱动第三驱动装置5和电主轴4整体绕Z轴摆臂运动，第三驱动装置5的第一电机52驱动丝杆机构51转动，抱紧座53通过丝杆机构51的丝杆进行上下运动以使电主轴4沿Z轴直线运动，第一驱动装置2驱动加工回转，第二驱动装置3驱动第一驱动装置2绕X轴摆臂运动，即采用两个直线轴和三个旋转轴，从而实现五轴联动插补运动以对第一驱动装置2上的工件进行加工。当根据实际情况需要更换电主轴4上带刀具的刀柄84时，第五驱动装置7的直线电机71驱动第四驱动装置6、第三驱动装置5和电主轴4整体沿X轴直线运动到刀盘82的上方，第六驱动装置83驱动刀盘82旋转，电主轴4上带刀具的刀柄84与刀盘82上的刀柄84空位对应时，电主轴4释放带刀具的刀柄84以使刀柄84自动置于刀盘82上的刀柄84空位，然后第六驱动再装置驱动刀盘82旋转，合适的带刀具的刀柄84与电主轴4对应时，第三驱动装置5再驱动电主轴4向下运动以抓取相应的刀柄84，从而完成自动换刀。
与现有技术相比，本实用新型的优点有：采用两个直线轴和三个旋转轴，从而实现五轴联动插补运动，结构紧凑，占用较小的空间，占地面积小，而且电主轴4能够沿X轴方向从第一驱动装置2上的工件上方移动到刀库8的上方，从而能够更好自动更换电主轴4上的刀具，提高了换刀的效率，也便于在刀库8上设置更多的刀具，进而扩大了设备的应用和发展。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式，仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，应当理解的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以根据上述说明加以改进或替换，而所有这些改进和替换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。在这种情况下，所有细节都可以用等效元素代替，材料、形状和尺寸也可以是任意的。
Claims (8)
1.五轴数控机床，其特征在于，包括机架(1)，所述机架(1)上设置有刀库(8)、第一驱动装置(2)、与所述第一驱动装置(2)相配合的第二驱动装置(3)、位于所述第一驱动装置(2)上方的电主轴(4)及与所述电主轴(4)相配合且依次串联连接的第三驱动装置(5)、第四驱动装置(6)和第五驱动装置(7)，所述第一驱动装置(2)用于安装且驱动待加工的工件回转运动，所述刀库(8)位于所述第二驱动装置(3)和所述第一驱动装置(2)沿X轴方向的后方，所述第二驱动装置(3)能够驱动所述第一驱动装置(2)绕X轴摆臂运动，所述第三驱动装置(5)能够驱动所述电主轴(4)沿Z轴直线运动，所述第四驱动装置(6)能够驱动所述第三驱动装置(5)绕Z轴摆臂运动，所述第五驱动装置(7)能够驱动所述第四驱动装置(6)沿X轴直线运动。
2.根据权利要求1所述的五轴数控机床，其特征在于，所述机架(1)具有两个侧架(11)，两个所述侧架(11)的底部分别与底板(12)连接，两个所述侧架(11)之间形成沿X轴方向的工作区间，所述刀库(8)、所述第一驱动装置(2)、所述第二驱动装置(3)、所述电主轴(4)、所述第三驱动装置(5)、所述第四驱动装置(6)和所述第五驱动装置(7)位于工作区间中。
3.根据权利要求1所述的五轴数控机床，其特征在于，所述第五驱动装置(7)为直线电机(71)，所述机架(1)的顶部设置有安装所述直线电机(71)的顶板(13)，所述直线电机(71)的运动块与所述第四驱动装置(6)连接。
4.根据权利要求3所述的五轴数控机床，其特征在于，所述第四驱动装置(6)为沿Z轴方向设置的直接驱动马达，所述第四驱动装置(6)的转子通过连接座(72)与所述直线电机(71)的运动块连接，所述第三驱动装置(5)与所述第四驱动装置(6)的外壳连接。
5.根据权利要求1所述的五轴数控机床，其特征在于，所述第三驱动装置(5)包括沿Z轴方向设置的丝杆机构(51)及驱动所述丝杆机构(51)的第一电机(52)，所述丝杆机构(51)的丝杆上螺纹连接有安装所述电主轴(4)的抱紧座(53)。
6.根据权利要求1所述的五轴数控机床，其特征在于，所述第一驱动装置(2)和所述第二驱动装置(3)均为直接驱动马达，所述第二驱动装置(3)安装在安装座(31)上，待加工的工件能够安置在所述第一驱动装置(2)的转子上，所述第二驱动装置(3)的转子通过连接板(32)所述第一驱动装置(2)的外壳连接。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的五轴数控机床，其特征在于，所述刀库(8)包括固定座(81)，所述固定座(81)上设置有刀盘(82)及驱动所述刀盘(82)旋转的第六驱动装置(83)，所述刀盘(82)的圆周方向均布有多个安装有刀具的刀柄(84)。
8.根据权利要求7所述的五轴数控机床，其特征在于，所述第一驱动装置(2)、所述第二驱动装置(3)、所述第四驱动装置(6)、所述第五驱动装置(7)和所述第六驱动装置(83)均具有绝对值型编码器。
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| CN202020723057.5U CN212351115U (zh) | 2020-05-06 | 2020-05-06 | 五轴数控机床 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111571246A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-25 | 深圳市领略数控设备有限公司 | 五轴数控机床 |
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2020
- 2020-05-06 CN CN202020723057.5U patent/CN212351115U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111571246A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-25 | 深圳市领略数控设备有限公司 | 五轴数控机床 |
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Legal Events
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Denomination of utility model: Five axis CNC machine tool Effective date of registration: 20231201 Granted publication date: 20210115 Pledgee: Bank of China Limited Shenzhen Buji Sub branch Pledgor: SHENZHEN LLMACHINECO., Ltd. Registration number: Y2023980069018 |
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