CN212886228U - 五轴联动加工机床附件以及五轴联动加工机床 - Google Patents

Abstract

五轴联动加工机床包括第一轴总成、第二轴总成、第三轴总成和五轴联动加工机床附件，该附件包括第四轴总成和与其连接的第五轴总成；第四轴总成包括基座和第四轴外壳等，第四轴外壳盖设在基座上且与其形成一个带一开口的第四轴空间，第四轴空间设有第四减速机总成、第四伺服电机以及与总接头固接的动力线管等；第五轴总成包括第五轴外壳，第五轴外壳内设有第五减速机总成和第五伺服电机等。五轴联动加工机床附件能将待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向，包括该附件的五轴联动加工机床能将待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向被加工，以实现对复杂的曲面零件进行加工，以及对简单的零件，一次性装夹且完成多面加工。

Description

五轴联动加工机床附件以及五轴联动加工机床

技术领域

本申请属于数控机床领域，尤其涉及一种五轴联动加工机床附件以及五轴联动加工机床。

背景技术

目前市场上存在的加工机床为三轴，即三轴加工机床，加工由直线进给轴 X、Y、Z进行插补，其加工特点为：切削刀具方向在沿着整个切削路径运动过程中保持不变。

现有的三轴加工机床只能完成固定的刀轴夹持方向的加工，而不能自动将待加工零件旋转到除夹持面以外任一方向或者旋转到除夹持面以外任一方向被加工，也就是不能对复杂的曲面零件，例如：叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机、汽车零部件、飞机结构件等，进行加工；或者，对简单的零件，不能一次装夹且完成多面加工。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种五轴联动加工机床附件以及五轴联动加工机床，该五轴联动加工机床附件能将待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向，包括该五轴联动加工机床附件的五轴联动加工机床则能够将待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向被加工，实现了对复杂的曲面零件进行加工，以及对简单的零件，一次性装夹且完成多面加工。

第一方面，本申请实施例提供了一种五轴联动加工机床附件，包括第四轴总成和与所述第四轴总成连接的第五轴总成；

所述第四轴总成包括基座、第四轴外壳以及固设在所述第四轴外壳上的总接头，所述第四轴外壳盖设在所述基座上且与其形成一个带一开口的第四轴空间，所述第四轴空间设有第四减速机总成、第四伺服电机、以及与所述总接头固接的动力线管，所述第四减速机总成和所述第四伺服电机连接，所述动力线管与所述第四伺服电机连接；

所述第五轴总成包括第五轴外壳，所述第五轴外壳内设有第五减速机总成、第五伺服电机、贯穿所述第五轴外壳上表面且固设在所述第五减速机总成上端的第五回转盘，所述第五减速机总成与所述第五伺服电机连接；

所述动力线管穿过所述第四减速机总成与所述第五伺服电机连接。

在第一方面的一些可能的实现方式中，所述第四轴空间还设有第四从动端同步轮、第四电机端同步轮、第四同步带以及第四电机板，所述第四减速机总成与所述第四从动端同步轮通过所述第四减速机总成的空心轴杆转动连接，所述第四伺服电机的轴杆通过贯穿所述第四电机板与所述第四电机端同步轮连接，所述第四从动端同步轮与所述第四电机端同步轮通过所述第四同步带传动连接。

在第一方面的一些可能的实现方式中，所述第五轴外壳内还设有第五从动端同步轮、第五电机端同步轮、第五同步带以及第五电机板，所述第五减速机总成与所述第五从动端同步轮通过所述第五减速机总成的空心轴杆转动连接，所述第五伺服电机的轴杆通过贯穿所述第五电机板与所述第五电机端同步轮连接，所述第五从动端同步轮与所述第五电机端同步轮通过所述第五同步带连接。

在第一方面的一些可能的实现方式中，所述第五减速机总成包括贯穿所述第五回转盘中心的线管接头，所述动力线管通过穿过所述第四减速机总成的空心轴杆与所述第五伺服电机连接，所述动力线管通过穿过所述第五减速机总成的空心轴杆与所述线管接头连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种五轴联动加工机床，包括第一轴总成、第二轴总成和第三轴总成，还包括上述第一方面任一项所述的包括第四轴总成和第五轴总成的一种五轴联动加工机床附件。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例的一种五轴联动加工机床附件包括第四轴总成和第五轴总成，该五轴联动加工机床附件能够将该待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向，而现有的加工机床不包括该五轴联动加工机床附件，只有刀轴夹持方向，需要人为更换刀轴所夹持的待加工零部件的方向；一种五轴联动加工机床包括第一轴总成、第二轴总成、第三轴总成和该五轴联动加工机床附件，将待加工零件(例如，叶轮)放置在该五轴联动加工机床附件上，能够将该待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向被加工，不需要人为更换刀轴所夹持的待加工零部件的方向被加工，实现了对复杂的曲面零件进行加工，以及对简单的零件，一次性装夹且完成多面加工，具有操作方便，减少人力成本，提高加工效率等优点。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种五轴联动加工机床附件的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种五轴联动加工机床附件的第四轴总成的立体结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种五轴联动加工机床附件的第五轴总成的立体结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种五轴联动加工机床附件的内部结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种五轴联动加工机床的立体结构示意图。

图中：1、第四轴总成；101、基座；102、第四轴外壳；103、总接头；104、第四减速机总成；105、第四伺服电机；106、动力线管；107、第四从动端同步轮；108、第四电机端同步轮；109、第四同步带；110、第四电机板；2、第五轴总成；201、第五轴外壳；202、第五减速机总成；203、第五伺服电机；204、第五回转盘；205、第五从动端同步轮；206、第五电机端同步轮；207、第五同步带；208、第五电机板。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

如图1至图4所示，一种五轴联动加工机床附件包括第四轴总成1和与第四轴总成1连接的第五轴总成2。

第四轴总成1包括基座101、第四轴外壳102以及固设在第四轴外壳102 上的总接头103，第四轴外壳102盖设在基座101上且与其形成一个带一开口的第四轴空间。

第四轴空间设有第四减速机总成104、第四伺服电机105、以及与总接头 103固接的动力线管106，第四减速机总成104和第四伺服电机105连接，动力线管106与第四伺服电机105连接。

其中，总接头103未固接动力线管106的一端可连接总接头管。

具体的，第四轴空间还设有第四从动端同步轮107、第四电机端同步轮108、第四同步带109以及第四电机板110，第四减速机总成104与第四从动端同步轮107通过第四减速机总成104的空心轴杆转动连接，第四伺服电机105的轴杆通过贯穿第四电机板110与第四电机端同步轮108连接，第四从动端同步轮 107与第四电机端同步轮108通过第四同步带109传动连接。

第五轴总成2包括第五轴外壳201，第五轴外壳201内设有第五减速机总成202、第五伺服电机203、贯穿第五轴外壳201上表面且固设在第五减速机总成202上端的第五回转盘204，第五减速机总成202与第五伺服电机203连接；动力线管106穿过第四减速机总成104与第五伺服电机203连接。

第四轴总成1通过固接一圆环体与第五轴总成2连接，第五轴总成2也与该圆环体固接，进而第四轴总成1与第五轴总成连接。

其中，第五轴外壳201似圆弧的子弹状。

具体的，第五轴外壳201内还设有第五从动端同步轮205、第五电机端同步轮206、第五同步带207以及第五电机板208，第五减速机总成202与第五从动端同步轮205通过第五减速机总成202的空心轴杆转动连接，第五伺服电机 203的轴杆通过贯穿第五电机板208与第五电机端同步轮206连接，第五从动端同步轮205与所述第五电机端同步轮206通过第五同步带207连接。

第五减速机总成202包括贯穿第五回转盘204中心或者中部的线管接头，动力线管106通过穿过第四减速机总成104的空心轴杆与第五伺服电机203连接，动力线管106通过穿过第五减速机总成202的空心轴杆还与线管接头连接。

需要说明的是，动力线管106一端与总接头103固接，另一端与第四伺服电机105固接或者穿过第四减速机总成104的空心轴杆。穿过第四减速机总成 104的空心轴杆前先穿过一个空心板，该空心板设于所述第四轴空间内，动力线管106穿过该空心板，不仅能更好地放置动力线管，也可在其它部件工作时，避免动力线管106被卷入而造成毁损或者工作中断等。

可以理解的是，本申请实施例的动力线管106可为三条，三条动力线管的一端均与总接头103固接，通过总接头103连接市电和/或气压站；其中一条动力线管106的另一端可与第四伺服电机105固接，用于电力驱动第四伺服电机 105；其中一条动力线管106的另一端可穿过第四减速机总成104的空心轴杆，然后与第五伺服电机203固接，用于电力驱动第五伺服电机203；其中一条动力线管106的另一端可穿过第四减速机总成104的空心轴杆，并且穿过第五减速机总成202的空心轴杆，然后与第五减速机总成202上的且贯穿第五回转盘204中心/中部的线管接头固接，以通过线管接头外接作为电力或者作为气源动力给用户备用。

实际使用时，三条动力线管106的一端通过总接头103连接市电和/或气压站，然后其中一条动力线管106的另一端连接第四伺服电机105，以电力驱动第四伺服电机105工作，因第四伺服电机105通过同步带与第四减速机总成104 传动连接，进而驱动第四减速机总成104工作；其中一条动力线管106的另一端连接第五伺服电机203，以电力驱动第五伺服电机203工作，因第五伺服电机203通过同步带与第五减速机总成202转动连接，进而驱动第五减速机总成 202工作；其中一条动力线管的另一端连接线管接头，以通过线管接头外接作为电力或者作为气源动力给用户备用。

在一些可能的实施例中，动力线管106可为但不限于电缆，或者动力线管 106包括电缆和气管。

当动力线管为电缆时，电缆有三条，三条电缆的一端均与总接头固接，通过总接头连接市电；其中一条电缆的另一端可与第四伺服电机固接，用于电力驱动第四伺服电机，这条电缆具体可为绿色电缆；其中一条电缆的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，然后与第五伺服电机固接，用于电力驱动第五伺服电机，这条电缆具体可为红色电缆；其中一条电缆的另一端也可穿过第四减速机总成的空心轴杆，并且穿过第五减速机总成的空心轴杆，然后与第五减速机总成206上的且贯穿第五回转盘中心/中部的线管接头(此时为电缆接头) 固接，以通过电缆接头外接作为电力给用户备用，这条电缆具体可为黑色电缆。

当动力线管包括电缆和气管时，具体可包括两条电缆和一条气管，两条电缆和一条气管的一端均与总接头固接，两条电缆通过总接头连接市电，一条气管通过总接头连接气压站；其中一条电缆的另一端可与第四伺服电机固接，用于电力驱动第四伺服电机；其中一条电缆的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，然后与第五伺服电机固接，用于电力驱动第五伺服电机；而一条气管的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，并且穿过第五减速机总成的空心轴杆，然后与第五减速机总成上的且贯穿第五回转盘中心/中部的线管接头(此时为气管快速接头)固接，以通过气管快速接头外接作为气源动力给用户备用。

其中，上述的市电是指通过伺服驱动器整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动交流伺服电机的电力和信号。

需要说明的是，本申请实施例的一种五轴联动加工机床附件的第五轴总成的第五轴外壳下端为悬空状，其不包括底座等支撑该第五轴外壳。当然，在其它一些实施例中，第五轴总成可包括底座、固设在底座上且与第五轴外壳固接的尾端座、与尾端座固接的空心的尾端轴承、以及穿过空心的尾端轴承的尾端轴等，通过设置这些零件可将悬空状的第五轴总成变成带有底座等支撑的第五轴总成。

一种五轴联动加工机床附件包括第四轴总成和第五轴总成，将待加工零件 (例如，叶轮)放置在该五轴联动加工机床附件上，该五轴联动加工机床附件能够将该待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向，而现有的加工机床不包括该附件，只有刀轴夹持方向，而不能自动将待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向。

如图5所示，一种五轴联动加工机床包括三个轴总成以及一种五轴联动加工机床附件，三个轴总成为第一轴总成(或称X轴总成)、第二轴总成(或称 Y轴总成)和第三轴总成(或称Z轴总成)。

其中，一种五轴联动加工机床附件包括第四轴总成(或称A轴总成或者B 轴总成)和与第四轴总成连接的第五轴总成(或称C轴总成)。

第四轴总成包括基座、第四轴外壳以及固设在第四轴外壳上的总接头，第四轴外壳盖设在基座上且与其形成一个带一开口的第四轴空间。

第四轴空间设有第四减速机总成、第四伺服电机、以及与总接头固接的动力线管，第四减速机总成和第四伺服电机连接，动力线管与第四伺服电机连接。

其中，总接头未固接动力线管的一端可连接总接头管。

具体的，第四轴空间还设有第四从动端同步轮、第四电机端同步轮、第四同步带以及第四电机板，第四减速机总成与第四从动端同步轮通过第四减速机总成的空心轴杆转动连接，第四伺服电机的轴杆通过贯穿第四电机板与第四电机端同步轮连接，第四从动端同步轮与第四电机端同步轮通过第四同步带传动连接。

第五轴总成包括第五轴外壳，第五轴外壳内设有第五减速机总成、第五伺服电机、贯穿第五轴外壳上表面且固设在第五减速机总成上端的第五回转盘，第五减速机总成与第五伺服电机连接；动力线管穿过第四减速机总成与第五伺服电机连接。

第四轴总成通过固接一圆环体与第五轴总成连接，第五轴总成也与该圆环体固接，进而第四轴总成与第五轴总成连接。

其中，第五轴外壳为似上端为圆弧的子弹状。

具体的，第五轴外壳内还设有第五从动端同步轮、第五电机端同步轮、第五同步带以及第五电机板，第五减速机总成与第五从动端同步轮通过第五减速机总成的空心轴杆转动连接，第五伺服电机的轴杆通过贯穿第五电机板与第五电机端同步轮连接，第五从动端同步轮与第五电机端同步轮通过第五同步带连接。

第五减速机总成包括贯穿第五回转盘中心或者中部的线管接头，动力线管通过穿过第四减速机总成的空心轴杆与第五伺服电机连接，动力线管通过穿过第五减速机总成的空心轴杆还与线管接头连接。

需要说明的是，动力线管一端与总接头固接，另一端与第四伺服电机固接或者穿过第四减速机总成的空心轴杆。穿过第四减速机总成的空心轴杆前先穿过一个空心板，该空心板设于所述第四轴空间内，动力线管穿过该空心板，不仅能更好地放置动力线管，也可在其它部件工作时，避免动力线管被卷入而造成毁损或者工作中断等。

可以理解的是，本申请实施例的动力线管可为三条，三条动力线管的一端均与总接头固接，通过总接头连接市电和/或气压站；其中一条动力线管的另一端可与第四伺服电机固接，用于电力驱动第四伺服电机；其中一条动力线管的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，然后与第五伺服电机固接，用于电力驱动第五伺服电机；其中一条动力线管的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，并且穿过第五减速机总成的空心轴杆，然后与第五减速机总成上的且贯穿第五回转盘中心/中部的线管接头固接，以通过线管接头外接作为电力或者作为气源动力给用户备用。

实际使用时，三条动力线管的一端通过总接头连接市电和/或气压站，然后其中一条动力线管的另一端连接第四伺服电机，以电力驱动第四伺服电机工作，因第四伺服电机通过同步带与第四减速机总成传动连接，进而驱动第四减速机总成工作；其中一条动力线管的另一端连接第五伺服电机，以电力驱动第五伺服电机工作，因第五伺服电机通过同步带与第五减速机总成转动连接，进而驱动第五减速机总成工作；其中一条动力线管的另一端连接线管接头，以通过线管接头外接作为电力或者作为气源动力给用户备用。

在一些可能的实施例中，动力线管可为但不限于电缆，或者动力线管包括电缆和气管。

当动力线管为电缆时，电缆有三条，三条电缆的一端均与总接头固接，通过总接头连接市电；其中一条电缆的另一端可与第四伺服电机固接，用于电力驱动第四伺服电机，这条电缆具体可为绿色电缆；其中一条电缆的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，然后与第五伺服电机固接，用于电力驱动第五伺服电机，这条电缆具体可为红色电缆；其中一条电缆的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，并且穿过第五减速机总成的空心轴杆，然后与第五减速机总成上的且贯穿第五回转盘中心/中部的线管接头(此时为电缆接头)固接，以通过电缆接头外接作为电力给用户备用，这条电缆具体可为黑色电缆。

当动力线管包括电缆和气管时，具体包括两条电缆和一条气管，两条电缆和一条气管的一端均与总接头固接，两条电缆通过总接头连接市电，一条气管则通过总接头连接气压站；其中一条电缆的另一端可与第四伺服电机固接，用于电力驱动第四伺服电机；其中一条电缆的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，然后与第五伺服电机固接，用于电力驱动第五伺服电机；而一条气管的另一端可穿过第四减速机总成的空心轴杆，并且穿过第五减速机总成的空心轴杆，然后与第五减速机总成上的且贯穿第五回转盘中心/中部的线管接头(此时为气管快速接头)固接，以通过气管快速接头外接作为气源动力给用户备用。

其中，上述的市电是指通过伺服驱动器整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动交流伺服电机的电力和信号。

需要说明的是，本申请实施例的一种五轴联动加工机床所包括的一种五轴联动加工机床附件的第五轴总成的第五轴外壳下端为悬空状，不包括底座等支撑该第五轴外壳。当然，在其它一些实施例中，第五轴总成可包括底座，固设在底座上且与第五轴外壳固接的尾端座、与尾端座固接的空心的尾端轴承、以及穿过空心的尾端轴承的尾端轴等，通过设置这些零部件可将悬空状的第五轴总成变成带有底座等支撑的第五轴总成。

一种五轴联动加工机床附件包括第四轴总成和第五轴总成，该五轴联动加工机床附件能够将该待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向，而现有的加工机床不包括该附件，只有刀轴夹持方向，需要人为更换刀轴所夹持的待加工零部件的方向；一种五轴联动加工机床包括第一轴总成、第二轴总成、第三轴总成和该五轴联动加工机床附件，将待加工零件(例如，叶轮)放置在该五轴联动加工机床附件上，能够将该待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向被加工，进而实现对复杂的曲面零件进行加工，以及对简单的零件，一次性装夹完成多面加工，而现有的加工机床不包括该五轴联动加工机床附件，只能完成刀轴夹持方向的加工，而不能将待加工零件旋转到除待加工零件夹持面以外的任一方向被加工，需要人为更换刀轴所夹持的待加工零部件的方向，进行加工，存在操作复杂，需要较高的人力成本以及效率低下等问题。

因此，本申请的一种五轴联动加工机床附件以及五轴联动加工机床具有操作方便，减少人力成本，提高加工效率等优点。

上述在各个零件前加上前缀第一、第二、第三、第四和第五，是因为五轴联动加工机床包括五个轴，可能各个轴包括相同或者相似的零件，通过在每个零件名称前加前缀第一、第二、第三、第四或者第五，以区分在哪个轴或者以免被混淆。另外，上述的固设、固接等，具体可通过使用螺钉或者螺丝等固定件去实现。

需说明的是，连接参考(例如，附接、耦合、连接等)应被广泛地解释，并可包括在元件的连接之间的中间构件和在元件之间的相对运动。因此，连接参考并不一定暗示两个元件直接连接/耦合且彼此处于固定关系中。“例如”在整个说明书中的使用应被广泛地解释并用于提供本公开的实施方式的非限制性例子，且本公开不限于这样的例子。意图是包含在上述描述中或在附图中示出的所有事务应被解释为仅仅是例证性的而不是限制性的。可做出在细节或结构上的变化而不偏离本公开。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种五轴联动加工机床附件，其特征在于，包括第四轴总成(1)以及与所述第四轴总成(1)连接的第五轴总成(2)；

所述第四轴总成(1)包括基座(101)、第四轴外壳(102)以及固设在所述第四轴外壳(102)上的总接头(103)，所述第四轴外壳(102)盖设在所述基座(101)上且与其形成一个带一开口的第四轴空间，所述第四轴空间设有第四减速机总成(104)、第四伺服电机(105)、以及与所述总接头(103)固接的动力线管(106)，所述第四减速机总成(104)和所述第四伺服电机(105)连接，所述动力线管(106)与所述第四伺服电机(105)连接；

所述第五轴总成(2)包括第五轴外壳(201)，所述第五轴外壳(201)内设有第五减速机总成(202)、第五伺服电机(203)、贯穿所述第五轴外壳(201)上表面且固设在所述第五减速机总成(202)上端的第五回转盘(204)，所述第五减速机总成(202)与所述第五伺服电机(203)连接；

所述动力线管(106)穿过所述第四减速机总成(104)与所述第五伺服电机(203)连接。

2.如权利要求1所述的五轴联动加工机床附件，其特征在于，所述第四轴空间还设有第四从动端同步轮(107)、第四电机端同步轮(108)、第四同步带(109)以及第四电机板(110)，所述第四减速机总成(104)与所述第四从动端同步轮(107)通过所述第四减速机总成(104)的空心轴杆转动连接，所述第四伺服电机(105)的轴杆通过贯穿所述第四电机板(110)与所述第四电机端同步轮(108)连接，所述第四从动端同步轮(107)与所述第四电机端同步轮(108)通过所述第四同步带(109)传动连接。

3.如权利要求2所述的五轴联动加工机床附件，其特征在于，所述第五轴外壳(201)内还设有第五从动端同步轮(205)、第五电机端同步轮(206)、第五同步带(207)以及第五电机板(208)，所述第五减速机总成(202)与所述第五从动端同步轮(205)通过所述第五减速机总成(202)的空心轴杆转动连接，所述第五伺服电机(203)的轴杆通过贯穿所述第五电机板(208)与所述第五电机端同步轮(206)连接，所述第五从动端同步轮(205)与所述第五电机端同步轮(206)通过所述第五同步带(207)连接。

4.如权利要求3所述的五轴联动加工机床附件，其特征在于，所述第五减速机总成(202)包括贯穿所述第五回转盘(204)中心的线管接头，所述动力线管(106)通过穿过所述第四减速机总成(104)的空心轴杆与所述第五伺服电机(203)连接，所述动力线管(106)通过穿过所述第五减速机总成(202)的空心轴杆与所述线管接头连接。

5.一种五轴联动加工机床，包括第一轴总成、第二轴总成和第三轴总成，其特征在于，还包括如权利要求1至4任一项所述的一种五轴联动加工机床附件。

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