CN218576501U - 一种五轴头机构及机头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种五轴头机构及机头装置，包括五轴头和五轴头安装架，所述五轴头设置于五轴头安装架上；所述五轴头安装架包括有五轴头安装座、吸尘罩、吸尘罩固定板、伸缩防护罩以及防护罩伸缩控制气缸，所述吸尘罩固定板安装于五轴头安装座的底部，所述五轴头安装于五轴头安装座内，所述吸尘罩固定板上设置有吸尘口，所述吸尘罩罩设于吸尘口的顶部，所述防护罩伸缩控制气缸安装于吸尘罩固定板上并位于五轴头安装座的外周，所述防护罩伸缩控制气缸连接于伸缩防护罩以控制伸缩防护罩升降。其通过对五轴头安装架的结构进行巧妙设计，结构紧凑，吸尘效果好，结构强度更高，该种五轴头机构更适于布置于机头装置上。

Description

一种五轴头机构及机头装置

技术领域

本实用新型涉及木工数控五轴加工中心领域技术，尤其是指一种五轴头机构及机头装置。

背景技术

随着市场对家具产品的需求日益增大，传统的木工机械产品使用起来需投入较大的劳动力，其生产效率也十分低下；传统的家具生产方式根本无法满足市场的需求，后来出现了诸如木材加工中心之类的高端木工机械产品。但是，现有技术中，木工数控加工中心对木板的加工仍过于简单，无法满足板式家具的复杂的工序加工。

例如：其中ptp系列加工中心主轴只能加工一个平面的孔位和铣型，对于一些厚板侧面的加工无法实现，如果采用C轴加角度头的形式去加工的话，如果操作工操作不当，很容易受伤，容易发生安全事故，角度头在使用时也容易坏，无法进行长久持续的加工，其加工过程中需要停顿、休息，占用了有效加工时间，大大影响加工效率；而且，一个角度头成本也很大，搭配角度头的结构也较为复杂。

目前，五轴头是数控机床的重要功能部件，代表着机床较主要的核心技术之一，它能够扩展传统机床的加工形式和加工自由度，实现机床功能的多样化，能大幅度提升机床的加工范围。因此，本实用新型的申请人对五轴头机构进行精心研究，考虑如何将五轴头的安装架进行改进，使其更好地适用于木工数控加工中心，以解决上述采用C轴加角度头的形式去加工存在的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种五轴头机构及机头装置，其通过对五轴头安装架的结构进行巧妙设计，结构紧凑，吸尘效果好，结构强度更高，该种五轴头机构更适于布置于机头装置上。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种五轴头机构，包括有五轴头和五轴头安装架，所述五轴头设置于五轴头安装架上；所述五轴头安装架包括有五轴头安装座、吸尘罩、吸尘罩固定板、伸缩防护罩以及防护罩伸缩控制气缸，所述吸尘罩固定板安装于五轴头安装座的底部，所述五轴头安装于五轴头安装座内，所述吸尘罩固定板上设置有吸尘口，所述吸尘罩罩设于吸尘口的顶部，所述伸缩防护罩连接于吸尘罩固定板的底部周缘，所述防护罩伸缩控制气缸安装于吸尘罩固定板上并位于五轴头安装座的外周，所述防护罩伸缩控制气缸连接于伸缩防护罩以控制伸缩防护罩升降。

作为一种优选方案，所述吸尘罩固定板上安装有直线轴承，所述伸缩防护罩连接有导杆，所述导杆向上穿过直线轴承。

作为一种优选方案，所述五轴头安装座的顶部具有过线孔，所述五轴头安装座的前、后侧面设置有检修孔，所述检修孔的外侧可拆装式盖设有盖板。

作为一种优选方案，所述五轴头安装座的右侧设置有五轴头滑块，所述五轴头滑块可沿Z轴滑动设置，所述五轴头安装座的右侧还设置有内螺纹连接块，所述内螺纹连接块的内螺纹部用于连接驱动丝杆。

作为一种优选方案，所述五轴头安装座包括有主架体和弯折罩板，所述主架体包括竖向板和连接于竖向板左侧的上侧横板、中间横板及下侧横板，所述过线孔设置于上侧横板，所述中间横板设置有与过线孔相对应的避让孔，所述五轴头安装于下侧横板上，所述弯折罩板具有左侧板和分别连接于左侧板前、后端的前侧板、后侧板，所述检修孔分别设置于前侧板、后侧板上，所述前侧板、后侧板的靠顶部位置设置有贯通右端的装配槽，所述上侧横板自右端嵌入装配槽内，所述中间横板伸入前侧板、后侧板之间，所述弯折罩板位于下侧横板上。

作为一种优选方案，所述上侧横板、中间横板及下侧横板之间还连接有竖向隔板，所述竖向隔板上设置有镂空孔。

作为一种优选方案，所述五轴头安装座的顶部右侧的前、后端均设置有向上延伸的浮动接头，所述浮动接头的顶部与各自对应的平衡气缸的活塞杆下端相适配。

一种机头装置，包括有鞍座和设置于鞍座上的排钻结构部分和五轴头结构部分；所述五轴头结构部分具有如前面任一项所述的一种五轴头机构。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过对五轴头安装架的结构进行巧妙设计，结构紧凑，吸尘效果好，结构强度更高，该种五轴头机构更适于布置于机头装置上。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型之实施例之悬臂式五轴加工中心的整体组装立体示意图；

图2是本实用新型之实施例中悬臂式五轴加工中心的分解示图；

图3是本实用新型之实施例中机头装置的组装立体示意图；

图4是本实用新型之实施例中机头装置的分解示图；

图5是本实用新型之实施例中机头装置的主视图；

图6是本实用新型之实施例中机头装置的鞍座的立体示图；

图7是本实用新型之实施例中五轴头机构（即五轴头工作模块）的组装立体示图；

图8是本实用新型之实施例中五轴头机构（即五轴头工作模块）的分解示图；

图9是本实用新型之实施例中五轴头机构（即五轴头工作模块）的五轴头安装座的分解示图。

附图标识说明：

机头装置1、刀库装置2、立柱横梁装置3、机架装置4、吸盘机构5、靠档装置6、鞍座101、排钻结构部分102、五轴头结构部分103、排钻滑轨104、五轴头滑轨105、排钻Z轴驱动电机设置位106、五轴头Z轴驱动电机设置位107、平衡气缸设置位108、排钻工作模块109、排钻Z轴驱动电机110、排钻滑块111五轴头工作模块112、五轴头Z轴驱动电机113、五轴头滑块114、Y轴驱动电机115、接线箱116、铝板主体117、顶板118、三角板119、排钻吸尘系统120、五轴头吸尘系统121、平衡气缸122、Y轴滑块123、齿轮124、五轴头125、五轴头安装座126、吸尘罩127、吸尘罩固定板128、伸缩防护罩129、防护罩伸缩控制气缸130、浮动接头131、直线轴承132、内螺纹连接块133、过线孔1261、检修孔1262、盖板1263、竖向板1264、上侧横板1265、中间横板1266、下侧横板1267、装配槽1268、前侧板1269、后侧板1270、竖向隔板1271、镂空孔1272。

具体实施方式

请参照图1至图9所示，其显示出了本实用新型之实施例的具体结构。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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装置或元件必须具有特定的方位、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。

一种悬臂式五轴加工中心，包括有机头装置1、刀库装置2、立柱横梁装置3、机架装置4，所述机架装置4上设置有工作台，所述立柱横梁装置3设置于机架装置4上，所述机头装置1设置于立柱横梁装置3上。所述刀库装置2安装在立柱横梁装置3上。

本实施例中，所述悬臂式五轴加工中心采用双工位工作结构 ,其机架装置上设置有左右间距布置的第一工作台和第二工作台，第一工作台和第二工作台上均设置有吸盘机构5，以及，在第一工作台和第二工作台的入料端均设置有靠档装置6。所述立柱横梁装置3包括有横梁和支撑式连接于横梁下的立柱，该立柱可滑动式安装于机架装置上；该机头装置1安装于横梁上，并且机头装置1随立柱的滑移变换地位于第一工作台或第二工作台上方。所述立柱安装于机架装置4的侧面，该机架装置4的侧面设置有滑轨和齿条，该立柱上设置有滑块、电机和由电机驱动的齿轮，该滑块配合于滑轨上，该齿轮啮合于齿条上。所述第一工作台和第二工作台之间至少形成有一可容纳机头装置1的空位。其通过于机架装置4上间距设置第一工作台、第二工作台，以形成两个工位，机头装置1随立柱的滑移变换地位于于第一工作台、第二工作台上方；当机器处于不工作状态时，机头装置1是处于第一工作台、第二工作台之间位置，此时第一工作台、第二工作台均可进行上料；工作时，机头装置1位移至第一工作台加工完毕后，再移至第二工作台进行加工，与此同时第一工作台可正常上、下料，这样交替工位加工，大大提高了加工效率，充分利用了劳动力。相较而言，整机实现了大行程的覆盖，三轴都是各自采用伺服控制，丝杆传动，稳定高效，实现了X/Y/Z三个方向的精准定位，高效换刀，代替了以前使用角度头的繁琐动作，大大提高了工作效率。整机也是双工位加工，有了五轴头机构装置，使整台机器加工更多样化，有利于实现一机高效高产，功能多样化，满足现代化的家具市场的产品需求。

接下来，主要参照图3至图9所示，其显示了一种机头装置，包括有鞍座101和设置于鞍座101上的排钻结构部分102和五轴头结构部分103；

所述鞍座101为铝板座，其左侧设置有排钻滑轨104、五轴头滑轨105，其顶部具有排钻Z轴驱动电机设置位106、五轴头Z轴驱动电机设置位107、平衡气缸设置位108；以及，所述平衡气缸设置位108上设置有平衡气缸122，平衡气缸122是保证五轴头工作模块112在Z轴上升和下降的平衡。所述平衡气缸设置位108设置有两个，排钻Z轴驱动电机设置位106、一平衡气缸设置位108、五轴头Z轴驱动电机设置位107、另一平衡气缸设置位108沿Y轴向依次设置。鞍座是铝板制作，保证了排钻结构部分102和五轴头结构部分103的安装应用强度需求时，同时还比较轻便，使整个机头装置结构紧凑、轻量化，用于悬臂式五轴加工中心时有利于减少晃动现象。通过排钻结构部分102和五轴头结构部分103的结合应用，突破以往需要配备C轴加角度头的机构装置才能满足加工的需求，降低了成本，减少了机器产生故障的风险，该种机头装置，由鞍座带动两套驱动装置，五轴头和排钻的相互配合使得整个机头结构更紧凑，机构稳定，提高了机器的有效使用效率及加工效率，实现了整机的自动化操作，有利于加工更复杂的工件。

具体而言：

所述排钻结构部分103包括有排钻工作模块109和可驱动排钻工作模块109Z轴位移升降的排钻Z轴驱动电机110，所述排钻工作模块109的右侧设置有排钻滑块111，所述排钻滑块111沿排钻滑轨104可Z轴滑动设置，所述排钻Z轴驱动电机110安装于排钻Z轴驱动电机设置位106；

排钻结构部分102和五轴头结构部分103两者都是独立的伺服电机控制并结合相应丝杆驱动，都配备有吸尘系统。鞍座是铝板制作，保证了排钻结构部分102和五轴头结构部分103的安装应用强度需求时，同时还比较轻便，使整个机头装置结构紧凑、轻量化，用于悬臂式五轴加工中心时有利于减少晃动现象。

所述鞍座101的右侧具有Y轴驱动电机设置位、接线箱设置位；所述Y轴驱动电机设置位、接线箱设置位分别设置有Y轴驱动电机115、接线箱116。所述Y轴驱动电机115、接线箱116的底部设置有三角支撑座，利用三角支撑座使得支撑可靠，将三角支撑座的左侧作为安装面与鞍座101的右侧的相应Y轴驱动电机设置位、接线箱设置位形成连接定位。所述横梁上设置有Y轴滑轨，所述鞍座101的右侧设置有Y轴滑块123，所述Y轴滑块123沿Y轴滑轨可滑动设置。通常是在横梁的顶部设置有齿条，利用Y轴驱动电机115带动的齿轮124与齿条啮合，Y轴驱动电机115工作时，齿轮124沿齿条Y轴向位移。此处，所述鞍座101包括有铝板主体117和顶板118，所述铝板主体117呈竖板结构，所述顶板118呈横板结构，所述顶板118安装于铝板主体117的顶部，所述五轴头Z轴驱动电机设置位107、平衡气缸设置位108分别设置于顶板118上。在顶板118的底部设置有三角板119，所述三角板119在铝板主体117的左侧、前侧分别对顶板118形成支撑，由于顶板118的横向面积大于铝板主体117的顶部相应区域面积，从而可以在顶板118上有足够面积用于设计五轴头Z轴驱动电机设置位107、平衡气缸设置位108，而顶板118之超出铝板主体117的周边部位，借助三角板119的支撑，能够形成稳固连接定位，确保五轴头Z轴驱动电机设置位107、平衡气缸设置位108的安装定位精度。

所述排钻结构部分102和五轴头结构部分103两者各自配备有独立的吸尘系统，即排钻吸尘系统120、五轴头吸尘系统121。以及，所述排钻结构部分102和五轴头结构部分103两者各自配备有独立的限位装置。

接下来，详细介绍五轴头结构部分103的结构，该种五轴头结构部分103可以应用于但是不局限于本实施例的机头装置。

如图7至图9所示，所述五轴头结构部分103包括有五轴头工作模块112和可驱动五轴头工作模块112Z轴位移升降的五轴头Z轴驱动电机113，所述五轴头工作模块112的右侧设置有五轴头滑块114，所述五轴头滑块114沿五轴头滑轨105可Z轴滑动设置，所述五轴头Z轴驱动电机安113装于五轴头Z轴驱动电机设置位107；所述五轴头工作模块112，也称为五轴头机构，包括有五轴头125和五轴头安装架，所述五轴头125设置于五轴头安装架上；所述五轴头125是现有技术，其可以外购，其为一整体式模组，例如HITECO电主轴中的五轴头。

所述五轴头安装架包括有五轴头安装座126、吸尘罩127、吸尘罩固定板128、伸缩防护罩129以及防护罩伸缩控制气缸130，所述吸尘罩固定板128安装于五轴头安装座126的底部，所述五轴头125安装于五轴头安装座126内并由五轴头安装座126罩设住顶部，所述吸尘罩固定板128上设置有上下贯通的吸尘口1281，所述吸尘罩127罩设于吸尘口1281的顶部，所述伸缩防护罩129连接于吸尘罩固定板128的底部周缘，所述防护罩伸缩控制气缸130安装于吸尘罩固定板128上并位于五轴头安装座126的外周，所述防护罩伸缩控制气缸130的活塞杆连接于伸缩防护罩129以控制伸缩防护罩129升降。所述防护罩伸缩控制气缸130设置有两个，且在吸尘罩固定板128的对角位置布置。

所述吸尘罩固定板128上安装有直线轴承132，所述伸缩防护罩129连接有导杆，所述导杆向上穿过直线轴承132，使得伸缩防护罩129的升降动作更加顺畅精准。同样地，所述直线轴承132设置有两个，且在吸尘罩固定板128的另一组对角位置布置，所述导杆连接于伸缩防护罩129的对角位置，此处，所述伸缩防护罩129包括有底圈和连接于底圈上的伸缩环，所述导杆的下端连接于底圈上，所述底圈通常为硬质材质制作，所述伸缩环的上端连接于吸尘罩固定板128的底部边缘。

所述五轴头安装座126的顶部具有过线孔1261，所述五轴头安装座126的前、后侧面设置有检修孔1262，所述检修孔1262的外侧可拆装式盖设有盖板1263。

所述五轴头安装座126的右侧设置有五轴头滑块114，所述五轴头滑块114可沿Z轴滑动设置，所述五轴头安装座126的右侧还设置有内螺纹连接块133，所述内螺纹连接块133的内螺纹部用于连接驱动丝杆以带动整个五轴头机构沿Z轴升降动作。

所述五轴头安装座126包括有主架体和弯折罩板，所述主架体包括竖向板1264和连接于竖向板1264左侧的上侧横板1265、中间横板1266及下侧横板1267，所述过线孔1261设置于上侧横板1265，所述中间横板1266设置有与过线孔1261相对应的避让孔，所述五轴头125安装于下侧横板1267上，所述弯折罩板具有左侧板和分别连接于左侧板前、后端的前侧板1269、后侧板1270，所述检修孔1262分别设置于前侧板1269、后侧板1270上，所述前侧板1269、后侧板1270的靠顶部位置设置有贯通右端的装配槽1268，所述上侧横板1265自右端嵌入装配槽1268内，所述中间横板伸入前侧板、后侧板之间，所述弯折罩板位于下侧横板上被下侧横板所支撑。本实施例中将弯折罩板设计为两部分，便于加工制作及组装。所述上侧横板1265、中间横板1266及下侧横板1267之间还连接有竖向隔板1271，所述竖向隔板1271上设置有镂空孔1272便于过线及散热。

所述五轴头安装座126的顶部右侧的前、后端均设置有向上延伸的浮动接头131，所述浮动接头131的顶部与各自对应的平衡气缸122的活塞杆下端相适配。平衡气缸122与浮动接头131的配合，有利于保证五轴头工作模块112在Z轴上升和下降的平衡。

本实用新型的设计重点在于，其主要是通过对五轴头安装架的结构进行巧妙设计，结构紧凑，吸尘效果好，结构强度更高，该种五轴头机构更适于布置于机头装置上。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种五轴头机构，包括有五轴头和五轴头安装架，所述五轴头设置于五轴头安装架上，其特征在于：

所述五轴头安装架包括有五轴头安装座、吸尘罩、吸尘罩固定板、伸缩防护罩以及防护罩伸缩控制气缸，所述吸尘罩固定板安装于五轴头安装座的底部，所述五轴头安装于五轴头安装座内，所述吸尘罩固定板上设置有吸尘口，所述吸尘罩罩设于吸尘口的顶部，所述伸缩防护罩连接于吸尘罩固定板的底部周缘，所述防护罩伸缩控制气缸安装于吸尘罩固定板上并位于五轴头安装座的外周，所述防护罩伸缩控制气缸连接于伸缩防护罩以控制伸缩防护罩升降。

2.根据权利要求1所述的一种五轴头机构，其特征在于：所述吸尘罩固定板上安装有直线轴承，所述伸缩防护罩连接有导杆，所述导杆向上穿过直线轴承。

3.根据权利要求1所述的一种五轴头机构，其特征在于：所述五轴头安装座的顶部具有过线孔，所述五轴头安装座的前、后侧面设置有检修孔，所述检修孔的外侧可拆装式盖设有盖板。

4.根据权利要求1所述的一种五轴头机构，其特征在于：所述五轴头安装座的右侧设置有五轴头滑块，所述五轴头滑块可沿Z轴滑动设置，所述五轴头安装座的右侧还设置有内螺纹连接块，所述内螺纹连接块的内螺纹部用于连接驱动丝杆。

5.根据权利要求3所述的一种五轴头机构，其特征在于：所述五轴头安装座包括有主架体和弯折罩板，所述主架体包括竖向板和连接于竖向板左侧的上侧横板、中间横板及下侧横板，所述过线孔设置于上侧横板，所述中间横板设置有与过线孔相对应的避让孔，所述五轴头安装于下侧横板上，所述弯折罩板具有左侧板和分别连接于左侧板前、后端的前侧板、后侧板，所述检修孔分别设置于前侧板、后侧板上，所述前侧板、后侧板的靠顶部位置设置有贯通右端的装配槽，所述上侧横板自右端嵌入装配槽内，所述中间横板伸入前侧板、后侧板之间，所述弯折罩板位于下侧横板上。

6.根据权利要求5所述的一种五轴头机构，其特征在于：所述上侧横板、中间横板及下侧横板之间还连接有竖向隔板，所述竖向隔板上设置有镂空孔。

7.根据权利要求1所述的一种五轴头机构，其特征在于：所述五轴头安装座的顶部右侧的前、后端均设置有向上延伸的浮动接头，所述浮动接头的顶部与各自对应的平衡气缸的活塞杆下端相适配。

8.一种机头装置，其特征在于：包括有鞍座和设置于鞍座上的排钻结构部分和五轴头结构部分；所述五轴头结构部分具有权利要求1至7中任一项所述的一种五轴头机构。

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