CN215509560U - 实现五轴联动两轴旋转机构的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种实现五轴联动两轴旋转机构的装置，包括基座、主轴原点开关、主轴原点开关感应片、主轴驱动组件、主轴限位块、主轴旋转框架、辅轴原点开关、辅轴原点开关感应片、辅轴限位块、辅轴驱动组件、切割工具固定台，主轴原点开关和主轴限位块固定在基座上，主轴原点开关感应片、辅轴原点开关、辅轴限位块固定在主轴旋转框架上，主轴驱动组件连接在上述基座上，主轴旋转框架固定在主轴驱动组件上，辅轴驱动组件连接在主轴旋转框架上。采用了本实用新型的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，可以方便快捷的固定在三轴机床的Z轴滑台上，可以固定不同切割工具包括但不限于水切割头、等离子割炬、激光切割头等。
Description
技术领域
本实用新型涉及工艺与设备技术领域，尤其涉及材料切割领域，具体是指一种实现五轴联动两轴旋转机构的装置。
背景技术
现有的五轴联动是在3个直线坐标运动的基础上，加上2个角度坐标运动，可在计算机数控系统的控制下同时协调运动，实现材料切割设备与需要加工的零件实现五轴相对联动，从而使切割工具部分始终沿着所需加工的切面方向移动，使曲面加工达到理想的切削状态，并实现零件任意角度的加工。
缺陷：传统的五轴联动一般为双转台式、双摆头或者转台摆轴复核型配置。现有需要被切割的零件一般为大平面工件，为此双转台式或者转台摆轴复核型配置的机床无法满足要求。而传统的双摆头式五轴机床的配置则为AC型配置。该配置导致了固定双旋转机构的龙门架高度要求比较高，该目的是为了实现金属、木工材料上的三维曲面加工。而现有的大型平面零件并无在高度方向上有多的要求。简言之，现有AC配置的五轴机床，导致了龙门支架高度过高，存在设计空间浪费的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足安全、定位精度好、工作效率高的实现五轴联动两轴旋转机构的装置。
为了实现上述目的，本实用新型的实现五轴联动两轴旋转机构的装置如下：
该实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其主要特点是，所述的装置包括基座、主轴原点开关、主轴原点开关感应片、主轴驱动组件、主轴限位块、主轴旋转框架、辅轴原点开关、辅轴原点开关感应片、辅轴限位块、辅轴驱动组件、切割工具固定台，所述的主轴原点开关和主轴限位块固定在基座上，所述的主轴原点开关感应片、辅轴原点开关、辅轴限位块固定在主轴旋转框架上，所述的主轴驱动组件连接在上述基座上，所述的主轴旋转框架固定在主轴驱动组件上，所述的辅轴驱动组件连接在主轴旋转框架上，切割工具固定台连接在辅轴驱动组件上，所述的辅轴原点开关感应片固定在切割工具固定台。
较佳地，所述的主旋转轴组件包括主轴驱动组件、主轴固定限位块、主轴原点开关、主轴旋转限位块、主轴原点开关感应片、主旋转轴框架，所述的主轴驱动组件包括主轴电机定子、主轴电机转子、主轴旋转编码器、主轴制动器、主轴减速器；所述的主轴电机定子、主轴减速器、主轴固定限位块、主轴固定限位开关、主轴旋转编码器、主轴制动器固定于基座上；所述的主轴电机转子同轴装于主轴电机定子内，并与主轴减速器输入端连接；所述的主旋转轴框架固定在主轴减速器的输出端，主轴旋转限位块、主轴开关感应片固定在主旋转轴框架上。
较佳地，所述的辅旋转轴组件包括辅轴驱动组件、辅轴固定限位块、辅轴原点开关、辅轴旋转限位块、辅轴原点开关感应片、切割工具固定台，所述的辅轴驱动组件包括辅轴电机、辅轴旋转编码器、辅轴制动器、辅轴减速器；所述的辅轴电机、辅轴减速器、辅轴固定限位块、辅轴固定限位开关固定于主旋转框架上；所述的辅轴旋转编码器、辅轴制动器固定于福州电机上；所述的辅轴电机固定于辅轴减速器输入端连接；所述的切割工具固定台固定在辅轴减速器输出端，辅轴旋转限位块、辅轴开关感应片固定在辅旋转轴框架上。
较佳地，所述的主轴驱动组件轴线平行于机床坐标系XOY平面，且平行于Y轴。
较佳地，所述的主轴旋转框架受主轴驱动组件电机驱动产生旋转，带动主轴原点开关感应片，转转至一定角度时，主轴原点开关感应片遮挡住主轴原点开关的光路，产生触发信号，装置获取主轴驱动组件机械原点位置，当主轴旋转框架旋转超过一定范围时将与主轴限位块发生干涉进而停止。
较佳地，所述的切割工具固定台受辅轴驱动组件电机驱动产生旋转，带动辅轴原点开关感应片，转转至一定角度时，辅轴原点开关感应片遮挡住辅轴原点开关的光路，产生触发信号，装置获取辅轴驱动组件机械原点位置，当切割工具固定台旋转超过一定范围时将与辅轴限位块发生干涉进而停止。
较佳地，所述的电机在给定电流信号后，进行旋转驱动减速器，并带动主旋转轴框架及固定于其上的主轴旋转限位块和主轴开关感应片；当主轴开光感应片在主轴固定限位开关范围内时，主轴固定限位开关将触发电信号，主轴制动器发生动作，对主轴旋转框架进行制动，阻止其继续旋转；当因触发的电信号失效无法继续阻止主轴旋转框架的旋转，则固定于主轴旋转框架上的主轴旋转限位块将与固定于基座上的主轴固定限位块发生干涉碰撞，阻止主轴选装框架的旋转。
较佳地，所述的电机在给定电流信号后，进行旋转驱动减速器，并带动切割工具固定台及固定于其上的辅轴旋转限位块和辅轴开关感应片；当辅轴开光感应片在辅轴固定限位开关范围内时，辅轴固定限位开关将触发电信号，辅轴制动器发生动作，对切割工具固定台进行制动，阻止其继续旋转；当因触发的电信号失效无法继续阻止切割工具固定台的旋转，则固定于切割工具固定台的辅轴旋转限位块将与固定于基座上的辅轴固定限位块发生干涉碰撞，阻止切割工具固定台的旋转。
采用了本实用新型的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，可以方便快捷的固定在三轴机床的Z轴滑台上，可以固定不同切割工具包括但不限于水切割头、等离子割炬、激光切割头等，可在现有的三轴平面加工加床上进行安装，无需调整龙门架高度。
附图说明
图1为本实用新型的实现五轴联动两轴旋转机构的装置的双旋转轴机构组件整体图。
图2为本实用新型的实现五轴联动两轴旋转机构的装置的双旋转轴机构组件分解图。
图3为本实用新型的实现五轴联动两轴旋转机构的装置的切割机床整体配置图。
附图标记：
1 基座
2 主轴原点开关
3 主轴原点开关感应片
4 主轴驱动组件
5 主轴限位块
6 主轴旋转框架
7 辅轴原点开关
8 辅轴原点开关感应片
9 辅轴限位块
10 辅轴驱动组件
11 切割工具固定台
100 待加工工件
20 普通三轴(X\Y\Z)机床
30 Z轴滑动溜板
40 AB双旋转轴机构
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本实用新型的该实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其中包括基座1、主轴原点开关2、主轴原点开关感应片3、主轴驱动组件4、主轴限位块5、主轴旋转框架6、辅轴原点开关7、辅轴原点开关感应片8、辅轴限位块9、辅轴驱动组件10、切割工具固定台11，所述的主轴原点开关2和主轴限位块5固定在基座1上，所述的主轴原点开关感应片3、辅轴原点开关7、辅轴限位块9固定在主轴旋转框架6上，所述的主轴驱动组件4连接在上述基座1上，所述的主轴旋转框架6固定在主轴驱动组件4上，所述的辅轴驱动组件10连接在主轴旋转框架6上，切割工具固定台11连接在辅轴驱动组件10上，所述的辅轴原点开关感应片8固定在切割工具固定台11。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的主旋转轴组件包括主轴驱动组件、主轴固定限位块、主轴原点开关、主轴旋转限位块、主轴原点开关感应片、主旋转轴框架，所述的主轴驱动组件包括主轴电机定子、主轴电机转子、主轴旋转编码器、主轴制动器、主轴减速器；所述的主轴电机定子、主轴减速器、主轴固定限位块、主轴固定限位开关、主轴旋转编码器、主轴制动器固定于基座上；所述的主轴电机转子同轴装于主轴电机定子内，并与主轴减速器输入端连接；所述的主旋转轴框架固定在主轴减速器的输出端，主轴旋转限位块、主轴开关感应片固定在主旋转轴框架上。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的辅旋转轴组件包括辅轴驱动组件、辅轴固定限位块、辅轴原点开关、辅轴旋转限位块、辅轴原点开关感应片、切割工具固定台，所述的辅轴驱动组件包括辅轴电机、辅轴旋转编码器、辅轴制动器、辅轴减速器；所述的辅轴电机、辅轴减速器、辅轴固定限位块、辅轴固定限位开关固定于主旋转框架上；所述的辅轴旋转编码器、辅轴制动器固定于福州电机上；所述的辅轴电机固定于辅轴减速器输入端连接；所述的切割工具固定台固定在辅轴减速器输出端，辅轴旋转限位块、辅轴开关感应片固定在辅旋转轴框架上。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的主轴驱动组件4轴线平行于机床坐标系XOY平面，且平行于Y轴。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的主轴旋转框架6受主轴驱动组件4电机驱动产生旋转，带动主轴原点开关感应片3，转转至一定角度时，主轴原点开关感应片3遮挡住主轴原点开关2的光路，产生触发信号，装置获取主轴驱动组件4机械原点位置，当主轴旋转框架6旋转超过一定范围时将与主轴限位块5发生干涉进而停止。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的切割工具固定台11受辅轴驱动组件10电机驱动产生旋转，带动辅轴原点开关感应片8，转转至一定角度时，辅轴原点开关感应片8遮挡住辅轴原点开关7的光路，产生触发信号，装置获取辅轴驱动组件10机械原点位置，当切割工具固定台11旋转超过一定范围时将与辅轴限位块9发生干涉进而停止。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的电机在给定电流信号后，进行旋转驱动减速器，并带动主旋转轴框架及固定于其上的主轴旋转限位块和主轴开关感应片；当主轴开光感应片在主轴固定限位开关范围内时，主轴固定限位开关将触发电信号，主轴制动器发生动作，对主轴旋转框架进行制动，阻止其继续旋转；当因触发的电信号失效无法继续阻止主轴旋转框架的旋转，则固定于主轴旋转框架上的主轴旋转限位块将与固定于基座上的主轴固定限位块发生干涉碰撞，阻止主轴选装框架的旋转。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的电机在给定电流信号后，进行旋转驱动减速器，并带动切割工具固定台及固定于其上的辅轴旋转限位块和辅轴开关感应片；当辅轴开光感应片在辅轴固定限位开关范围内时，辅轴固定限位开关将触发电信号，辅轴制动器发生动作，对切割工具固定台进行制动，阻止其继续旋转；当因触发的电信号失效无法继续阻止切割工具固定台的旋转，则固定于切割工具固定台的辅轴旋转限位块将与固定于基座上的辅轴固定限位块发生干涉碰撞，阻止切割工具固定台的旋转。
本实用新型的具体实施方式中，提供一种具备AB配置的两轴旋转的装置，以解决技术背景中描述的龙门架高度高的问题。同时保证产品的长寿命、安全、定位精度好和工作效率高的基本需求。
两轴旋转机构包括基座1、主轴原点开关2、主轴原点开关感应片3、主轴驱动组件4、主轴限位块5、主轴旋转框架6、辅轴原点开关7、辅轴原点开关感应片8、辅轴限位块9、辅轴驱动组件10、切割工具固定台11。
主轴驱动组件4轴线平行于机床坐标系XOY平面，且平行于Y轴。
主轴驱动组件4连接在上述基座1上，主轴旋转框架6，固定在主轴驱动组件4上，辅轴驱动组件10连接在主轴旋转框架6上，切割工具固定台11连接在辅轴驱动组件10上。
主轴原点开关2、主轴限位块5固定在基座1上。
主轴原点开关感应片3、辅轴原点开关7、辅轴限位块9固定在主轴旋转框架6上。
主轴旋转框架6受主轴驱动组件4电机驱动产生旋转，带动主轴原点开关感应片3，转转至一定角度时，主轴原点开关感应片3遮挡住主轴原点开关2的光路，产生触发信号，系统由此可知该位置为主轴驱动组件4机械原点位置。当主轴旋转框架6旋转超过一定范围时将与主轴限位块5发生干涉进而停止。
辅轴原点开关感应片8固定在切割工具固定台11。
切割工具固定台11受辅轴驱动组件10电机驱动产生旋转，带动辅轴原点开关感应片8，转转至一定角度时，辅轴原点开关感应片8遮挡住辅轴原点开关7的光路，产生触发信号，系统由此可知该位置为辅轴驱动组件10机械原点位置。当切割工具固定台11旋转超过一定范围时将与辅轴限位块9发生干涉进而停止。
主轴原点开关2及辅轴原点开关7为旋转机构提供了运动的参考点。
主轴限位块5及辅轴限位块9为旋转机构提供限位功能，避免旋转轴因过度旋转而将固定在切割工具固定台11上的切割工具撞坏或伤害到周围操作人员。
主旋转轴组件包括主轴驱动组件、主轴固定限位块、主轴原点开关、主轴旋转限位块、主轴原点开关感应片、主旋转轴框架。
主轴驱动组件包括主轴电机定子、主轴电机转子、主轴旋转编码器、主轴制动器、主轴减速器。
主轴电机定子、主轴减速器、主轴固定限位块、主轴固定限位开关、主轴旋转编码器、主轴制动器固定于基座上；主轴电机转子同轴装于主轴电机定子内，并与主轴减速器输入端连接；主旋转轴框架固定在主轴减速器输出端，主轴旋转限位块、主轴开关感应片固定在主旋转轴框架上。电机在给定电流信号后，进行旋转驱动减速器，并带动主旋转轴框架及固定于其上的主轴旋转限位块和主轴开关感应片。当主轴开光感应片在主轴固定限位开关范围内时，主轴固定限位开关将触发电信号，主轴制动器发生动作，对主轴旋转框架进行制动，阻止其继续旋转；当因触发的电信号失效无法继续阻止主轴旋转框架的旋转，则固定于主轴旋转框架上的主轴旋转限位块将与固定于基座上的主轴固定限位块发生干涉碰撞，阻止主轴选装框架的旋转。上述的阻止旋转是为了避免损坏内部电气线缆以及对外部操作人员造成伤害。主轴旋转编码器可以将电机旋转的角度信息反馈给控制系统。
辅轴A轴线平行于机床坐标系XOY平面，且平行于X轴。
辅旋转轴组件如图所示包括辅轴驱动组件、辅轴固定限位块、辅轴原点开关、辅轴旋转限位块、辅轴原点开关感应片、切割工具固定台。
辅轴驱动组件包括辅轴电机、辅轴旋转编码器、辅轴制动器、辅轴减速器。
辅轴电机、辅轴减速器、辅轴固定限位块、辅轴固定限位开关固定于主旋转框架上；辅轴旋转编码器、辅轴制动器固定于福州电机上；辅轴电机固定于辅轴减速器输入端连接；切割工具固定台固定在辅轴减速器输出端，辅轴旋转限位块、辅轴开关感应片固定在辅旋转轴框架上。电机在给定电流信号后，进行旋转驱动减速器，并带动切割工具固定台及固定于其上的辅轴旋转限位块和辅轴开关感应片。当辅轴开光感应片在辅轴固定限位开关范围内时，辅轴固定限位开关将触发电信号，辅轴制动器发生动作，对切割工具固定台进行制动，阻止其继续旋转；当因触发的电信号失效无法继续阻止切割工具固定台的旋转，则固定于切割工具固定台的辅轴旋转限位块将与固定于基座上的辅轴固定限位块发生干涉碰撞，阻止切割工具固定台的旋转。上述的阻止旋转是为了避免损坏内部电气线缆以及对外部操作人员造成伤害。
切割机床整体配置如图3所示，其包括待切割工件、普通三轴(X\Y\Z)机床、Z轴滑动溜板以及本实用新型的实施例AB双旋转轴机构、激光切割工具。整体分解如图2所示。
采用了本实用新型的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，可以方便快捷的固定在三轴机床的Z轴滑台上，可以固定不同切割工具包括但不限于水切割头、等离子割炬、激光切割头等，可在现有的三轴平面加工加床上进行安装，无需调整龙门架高度。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (8)
1.一种实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其特征在于，所述的装置包括基座(1)、主轴原点开关(2)、主轴原点开关感应片(3)、主轴驱动组件(4)、主轴限位块(5)、主轴旋转框架(6)、辅轴原点开关(7)、辅轴原点开关感应片(8)、辅轴限位块(9)、辅轴驱动组件(10)、切割工具固定台(11)，所述的主轴原点开关(2)和主轴限位块(5)固定在基座(1)上，所述的主轴原点开关感应片(3)、辅轴原点开关(7)、辅轴限位块(9)固定在主轴旋转框架(6)上，所述的主轴驱动组件(4)连接在上述基座(1)上，所述的主轴旋转框架(6)固定在主轴驱动组件(4)上，所述的辅轴驱动组件(10)连接在主轴旋转框架(6)上，切割工具固定台(11)连接在辅轴驱动组件(10)上，所述的辅轴原点开关感应片(8)固定在切割工具固定台(11)。
2.根据权利要求1所述的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其特征在于，所述的装置包括主旋转轴组件，主旋转轴组件包括主轴驱动组件、主轴固定限位块、主轴原点开关、主轴旋转限位块、主轴原点开关感应片、主轴旋转框架，所述的主轴驱动组件包括主轴电机定子、主轴电机转子、主轴旋转编码器、主轴制动器、主轴减速器；所述的主轴电机定子、主轴减速器、主轴固定限位块、主轴固定限位开关、主轴旋转编码器、主轴制动器固定于基座上；所述的主轴电机转子同轴装于主轴电机定子内，并与主轴减速器输入端连接；所述的主轴旋转框架固定在主轴减速器的输出端，主轴旋转限位块、主轴原点开关感应片固定在主轴旋转框架上。
3.根据权利要求1所述的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其特征在于，所述的装置包括辅旋转轴组件，辅旋转轴组件包括辅轴驱动组件、辅轴固定限位块、辅轴原点开关、辅轴旋转限位块、辅轴原点开关感应片、切割工具固定台，所述的辅轴驱动组件包括辅轴电机、辅轴旋转编码器、辅轴制动器、辅轴减速器；所述的辅轴电机、辅轴减速器、辅轴固定限位块、辅轴固定限位开关固定于主轴旋转框架上；所述的辅轴旋转编码器、辅轴制动器固定于辅轴电机上；所述的辅轴电机固定于辅轴减速器输入端连接；所述的切割工具固定台固定在辅轴减速器输出端，辅轴旋转限位块、辅轴原点开关感应片固定在切割工具固定台上。
4.根据权利要求1所述的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其特征在于，所述的主轴驱动组件(4)轴线平行于机床坐标系XOY平面，且平行于Y轴。
5.根据权利要求1所述的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其特征在于，所述的主轴旋转框架(6)受主轴驱动组件(4)电机驱动产生旋转，带动主轴原点开关感应片(3)，旋转至一定角度时，主轴原点开关感应片(3)遮挡住主轴原点开关(2)的光路，产生触发信号，装置获取主轴驱动组件(4)机械原点位置，当主轴旋转框架(6)旋转超过一定范围时将与主轴限位块(5)发生干涉进而停止。
6.根据权利要求1所述的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其特征在于，所述的切割工具固定台(11)受辅轴驱动组件(10)电机驱动产生旋转，带动辅轴原点开关感应片(8)，旋转至一定角度时，辅轴原点开关感应片(8)遮挡住辅轴原点开关(7)的光路，产生触发信号，装置获取辅轴驱动组件(10)机械原点位置，当切割工具固定台(11)旋转超过一定范围时将与辅轴限位块(9)发生干涉进而停止。
7.根据权利要求2所述的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其特征在于，所述的电机在给定电流信号后，进行旋转驱动减速器，并带动主轴旋转框架及固定于其上的主轴旋转限位块和主轴原点开关感应片；当主轴开光感应片在主轴固定限位开关范围内时，主轴固定限位开关将触发电信号，主轴制动器发生动作，对主轴旋转框架进行制动，阻止其继续旋转；当因触发的电信号失效无法继续阻止主轴旋转框架的旋转，则固定于主轴旋转框架上的主轴旋转限位块将与固定于基座上的主轴固定限位块发生干涉碰撞，阻止主轴旋转框架的旋转。
8.根据权利要求3所述的实现五轴联动两轴旋转机构的装置，其特征在于，所述的电机在给定电流信号后，进行旋转驱动减速器，并带动切割工具固定台及固定于其上的辅轴旋转限位块和辅轴原点开关感应片；当辅轴开光感应片在辅轴固定限位开关范围内时，辅轴固定限位开关将触发电信号，辅轴制动器发生动作，对切割工具固定台进行制动，阻止其继续旋转；当因触发的电信号失效无法继续阻止切割工具固定台的旋转，则固定于切割工具固定台的辅轴旋转限位块将与固定于基座上的辅轴固定限位块发生干涉碰撞，阻止切割工具固定台的旋转。
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