CN217573278U - 一种五自由度转头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种五自由度转头装置，包括Z向挂板，Z向挂板沿竖直方向升降，Z向挂板底部设置有旋转机构A，旋转机构A底部设置有旋转架，旋转架设置在Z向挂板的底部外侧，旋转架内设置有旋转机构C，旋转机构C上设置有主轴，主轴上有刀柄可自动换刀，主轴设置在旋转架外侧。本实用新型提高了加工效率，减少了加工工序，避免了多道工序加工产生的累积精度误差，可以360°无死角旋转，加工各种异形曲面的产品零件。

Description

一种五自由度转头装置

技术领域

本实用新型涉及五轴加工中心技术领域，尤其涉及一种五自由度转头装置。

背景技术

现有技术中，古典硬木家具都是手工制作，手动制作需要多年的老师傅才能完成较好的成品，新从业人员经验少，产品精度和质量往往不能保证，并且人工手工制作，生产效率低下。

为了解决手动制作古典硬木家具的弊端，市场上出现了XYZ三轴设备来加工古典硬木家具，采用XYZ三轴设备来代替手动制作，虽然提高了生产效率，但是XYZ三轴设备仅能加工简单的直线以及曲线平面图形，复杂的立体曲面很难完成。

实用新型内容

本实用新型提供一种五自由度转手装置，以解决传统XYZ三轴设备无法完成复杂立体曲面加工的技术问题。

本实用新型是通过如下措施实现的：

一种五自由度转头装置，包括Z向挂板，所述Z向挂板沿竖直方向升降，所述Z向挂板底部设置有旋转机构A，所述旋转机构A底部设置有旋转架，所述旋转架设置在所述Z向挂板的底部外侧，所述旋转架内设置有旋转机构C，所述旋转机构C上设置有主轴，所述主轴上设置有刀柄，所述主轴设置在所述旋转架外侧。

优选的，所述Z向挂板的底部内侧设置有圆台，所述圆台上设置所述旋转机构A。

优选的，所述旋转机构A包括电机A，所述圆台上设置有电机架，所述电机A的输出轴贯穿所述电机架，所述电机A的输出轴上设置有主动轴，所述主动轴上设置有同步带轮A，所述圆台上贯穿设置有从动轴，所述从动轴上端设置有同步带轮B，所述同步带轮B与所述同步带轮A之间设置有同步带，所述从动轴底部设置所述旋转架。

优选的，所述旋转机构C包括电机减速机，所述电机减速机的输出轴上设置所述主轴，所述主轴上设置有刀柄安装座，所述刀柄安装座上设置所述刀柄。

优选的，所述Z向挂板设置在Z向靠板上，所述Z向靠板设置在横向移动机构上，所述Z向靠板上设置有丝杆，所述丝杆上设置有移动块，所述移动块上设置所述Z向挂板，所述丝杆两侧对称设置有两个气缸，所述气缸的气缸座与所述Z向靠板固定连接，所述Z向挂板两侧对称设置有吊耳，所述气缸的活塞杆与所述吊耳固定连接。

优选的，两个所述气缸之间设置有导轨，所述导轨上设置有滑动座，所述Z向挂板背侧与所述滑动座固定连接。

优选的，所述Z向靠板上设置有电机B，所述电机B的输出轴与所述丝杆连接。

本实用新型的有益效果：

1.五轴加工中心在产品产出方面有很大优势，可一次装夹完成对工件的大部分或全部切削加工，保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减少了加工工序，避免了多道工序加工产生的累积精度误差。可以360°无死角旋转，加工各种异形曲面的产品零件。

2.本实用新型中的Z向靠板具有承重的作用，丝杆旋转带动Z向挂板升降，其中气缸具有承重的作用，防止旋转机构A和旋转机构C由于自重脱离丝杆的束缚而掉落，造成设备的损坏。

附图说明

图1为本实用新型静止时的结构示意图。

图2为图1的A处的局部放大图。

图3为本实用新型去掉Z向挂板、旋转机构A和旋转机构C后的结构示意图。

图4为图3的B处的局部放大图。

图5为在球体上钻孔的结构示意图。

图6为旋转机构A和旋转机构C配合的结构示意图。

图7为图6去掉电机A后的结构示意图。

图8为旋转架以及旋转机构C配合的结构示意图。

其中，附图标记为：1.Z向挂板；11.圆台；12.电机架；13.吊耳；2.旋转机构A；21.电机A；22.主动轴；23.同步带轮A；24.从动轴；25.同步带轮B；26.同步带；3.旋转架；4.旋转机构C；41.电机减速机；5.主轴；51.刀柄座；6.刀柄；7.Z向靠板；71.丝杆；72.移动块；73.气缸；74.导轨；75.滑动座；76.电机B。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1和图5，一种五自由度转头装置，包括Z向挂板1，Z向挂板1沿竖直方向升降，Z向挂板1底部设置有旋转机构A2，旋转机构A2底部设置有旋转架3，旋转架3设置在Z向挂板1的底部外侧，其中旋转机构A随着Z向挂架在竖直方向上的升降而升降，进而保证主轴能远离或者靠近工作台面。旋转架3内设置有旋转机构C4，旋转机构C4上设置有主轴5，主轴5上设置有刀柄6，主轴5设置在旋转架3外侧。

参见图2，Z向挂板1的底部内侧设置有圆台11，圆台为旋转机构A提供安装位置，圆台11上设置旋转机构A2。

参见图6和图7，旋转机构A2包括电机A21，圆台11上设置有电机架12，电机A21的输出轴贯穿电机架12，电机A21的输出轴上设置有主动轴22，主动轴22上设置有同步带轮A23，圆台11上贯穿设置有从动轴24，从动轴24上端设置有同步带轮B25，同步带轮B25与同步带轮A23之间设置有同步带26，从动轴24底部设置旋转架3。

旋转机构A的工作原理是：启动电机A，电机A输出轴旋转带动主动轴进行旋转，进而带动主动轴上的同步带轮A旋转，通过同步带，因此从动轴上的同步带轮B旋转，进而带从动轴旋转，从动轴旋转带动旋转架旋转。

参见图8，旋转机构C4包括电机减速机41，电机减速机41的输出轴上设置主轴5，主轴5上设置有刀柄安装座51，刀柄安装座51上设置刀柄6。

旋转机构C的工作原理：启动电机减速机，电机减速机输出轴旋转带动主轴旋转。

参见图3，Z向挂板1设置在Z向靠板7上，Z向靠板7设置在横向移动机构上，Z向靠板7上设置有丝杆71，丝杆71上设置有移动块72，移动块72上设置Z向挂板1，丝杆71两侧对称设置有两个气缸73，气缸73的气缸座与Z向靠板7固定连接，Z向挂板1两侧对称设置有吊耳13，气缸73的活塞杆与吊耳13固定连接。

参见图4，两个气缸73之间设置有导轨74，导轨74上设置有滑动座75，Z向挂板1背侧与滑动座75固定连接。

Z向靠板7上设置有电机B76，电机B76的输出轴与丝杆71连接。

Z向靠板上设置旋转机构A和旋转机构C，旋转机构A和旋转机构C具有很大重量。

因此在Z向靠板上设置导轨，导轨具有导向和限位的作用，能防止Z向挂板随着丝杆的旋转而旋转，Z向挂板随着丝杆的旋转而进行直线升降，进而带动旋转机构A和旋转机构C两者均上升和下降。

旋转机构A和旋转机构C在竖直方向上升降，是由丝杆传动带动的，由于旋转机构A和旋转机构C具有很大的重量，因此设置气缸，气缸对旋转机构A和旋转机构C的重量具有承重的作用，防止Z向挂件、旋转机构A和旋转机构C由于重量而坠落。

启动电机C，在导轨的限制作用下，Z向挂板带动旋转机构A和旋转机构C靠近或者远离工作台。

以在球面上钻孔为例来解释本实用新型的工作原理：球体固定在工作台上，对球体侧面进行钻孔，当钻刀接近到球体的表面时，启动电机A，电机A输出轴旋转带动主动轴旋转，进而带动主动轴上的同步带轮A旋转，通过同步带动作，带动同步带轮B旋转，进而带动从动轴旋转，最终带动旋转架旋转。

启动旋转机构C，旋转机构C中的电机输出轴转动，减速机内部齿轮做旋转啮合，从而减速机输出轴旋转，因为要对球体的侧面进行钻孔，因此主动轴的轴线与主轴的轴线之间形成夹角，主轴的刀具抵在孔底，主轴不带有刀具的一端围绕着孔底做旋转运动，当主轴旋转到一定的角度时，此时主轴是倾斜设置的。因为主轴不带刀具的一端始终是做圆周运动的，因此旋转架跟随主轴的旋转运动而改变旋转角度。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种五自由度转头装置，包括Z向挂板(1)，其特征在于，所述Z向挂板(1)沿竖直方向升降，所述Z向挂板(1)底部设置有旋转机构A(2)，所述旋转机构A(2)底部设置有旋转架(3)，所述旋转架(3)设置在所述Z向挂板(1)的底部外侧，所述旋转架(3)内设置有旋转机构C(4)，所述旋转机构C(4)上设置有主轴(5)，所述主轴(5)上设置有刀柄(6)，所述主轴(5)设置在所述旋转架(3)外侧。

2.根据权利要求1所述的五自由度转头装置，其特征在于，所述Z向挂板(1)的底部内侧设置有圆台(11)，所述圆台(11)上设置所述旋转机构A(2)。

3.根据权利要求2所述的五自由度转头装置，其特征在于，所述旋转机构A(2)包括电机A(21)，所述圆台(11)上设置有电机架(12)，所述电机A(21)的输出轴贯穿所述电机架(12)，所述电机A(21)的输出轴上设置有主动轴(22)，所述主动轴(22)上设置有同步带轮A(23)，所述圆台(11)上贯穿设置有从动轴(24)，所述从动轴(24)上端设置有同步带轮B(25)，所述同步带轮B(25)与所述同步带轮A(23)之间设置有同步带(26)，所述从动轴(24)底部设置所述旋转架(3)。

4.根据权利要求1所述的五自由度转头装置，其特征在于，所述旋转机构C(4)包括电机减速机(41)，所述电机减速机(41)的输出轴上设置所述主轴(5)，所述主轴(5)上设置有刀柄安装座(51)，所述刀柄安装座(51)上设置所述刀柄(6)。

5.根据权利要求1所述的五自由度转头装置，其特征在于，所述Z向挂板(1)设置在Z向靠板(7)上，所述Z向靠板(7)设置在横向移动机构上，所述Z向靠板(7)上设置有丝杆(71)，所述丝杆(71)上设置有移动块(72)，所述移动块(72)上设置所述Z向挂板(1)，所述丝杆(71)两侧对称设置有两个气缸(73)，所述气缸(73)的气缸座与所述Z向靠板(7)固定连接，所述Z向挂板(1)两侧对称设置有吊耳(13)，所述气缸(73)的活塞杆与所述吊耳(13)固定连接。

6.根据权利要求5所述的五自由度转头装置，其特征在于，两个所述气缸(73)之间设置有导轨(74)，所述导轨(74)上设置有滑动座(75)，所述Z向挂板(1)背侧与所述滑动座(75)固定连接。

7.根据权利要求6所述的五自由度转头装置，其特征在于，所述Z向靠板(7)上设置有电机B(76)，所述电机B(76)的输出轴与所述丝杆(71)连接。

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