CN219684584U - 一种卧式五轴加工机构及卧式五轴加工中心 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种卧式五轴加工机构及卧式五轴加工中心，卧式五轴加工机构包括机台，机台上设有Y轴/Z轴直线运动模组，Z轴直线运动模组上设有X轴直线运动模组；Y轴直线运动模组上设有AC轴旋转台，X轴直线运动模组上设有支撑结构，支撑结构上设有旋转轴线与Z轴平行的电主轴模组；Z轴直线运动模组的端部与Y轴直线运动模组之间预留有避让间距；AC轴旋转台包括A轴旋转驱动件、设于A轴旋转驱动件的旋转A轴上的C轴旋转驱动件及设于C轴旋转驱动件的旋转C轴上的定位台；旋转A轴与Y轴平行与旋转C轴垂直。本实用新型结构简单，无需多次装夹产品就能对产品的轮廓进行加工，更便于串接在流水线中与其它设备衔接实现灵活的上下料。
Description
技术领域
本实用新型属于加工技术领域，尤其涉及一种卧式五轴加工机构及卧式五轴加工中心。
背景技术
在机械行业领域，数控技术得到了广泛的应用；目前被广泛应用的一些普通立式加工中心、普通卧式加工中心、龙门加工中心机等很难对一些非金属产品(比如注塑产品等)的复杂轮廓的进行加工，即使能进行加工，也需要多次装夹产品，加工比较麻烦。为了对一些复杂轮廓的进行加工时能够减少装夹次数，也有极少数的多轴加工中心设置了产品角度调整结构，但是结构复杂，而且由于产品角度调整结构设置在移动方向与电主轴平行的Z轴运动机构上，空间、布局的限制致使产品角度调整结构无法移动到机台的边缘，因此不便于串接在流水线中与其它设备衔接实现灵活的上下料。
实用新型内容
旨在克服上述现有技术中存在的至少之一处不足，本实用新型提供了一种卧式五轴加工机构及卧式五轴加工中心；结构简单，无需多次装夹产品就能对产品的复杂轮廓的进行加工，更便于串接在流水线中与其它设备衔接实现灵活的上下料。
为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了一种卧式五轴加工机构，包括机台，所述机台上设有Y轴直线运动模组和Z轴直线运动模组，所述Z轴直线运动模组的运动部上设有X轴直线运动模组；所述Y轴直线运动模组的运动部上设有AC轴旋转台，所述X轴直线运动模组的运动部上设有支撑结构，所述支撑结构上设有旋转轴线与Z轴平行的电主轴模组；所述Z轴直线运动模组的端部与所述Y轴直线运动模组之间预留有用于避让所述AC轴旋转台的避让间距；
所述AC轴旋转台包括A轴旋转驱动件、设置于所述A轴旋转驱动件的旋转A轴上的C轴旋转驱动件及设置于所述C轴旋转驱动件的旋转C轴上并用于对产品装夹治具进行定位的定位台；所述旋转A轴与Y轴平行，所述旋转C轴与所述旋转A轴垂直。
进一步，所述支撑结构与所述X轴直线运动模组的固定部之间设有恒力磁弹簧结构，所述恒力磁弹簧结构可用于为所述支撑结构提供向上平衡其重力的恒力。
进一步，所述恒力磁弹簧结构包括固定在所述X轴直线运动模组的定子轴和套设在所述定子轴外且滑动配合的动子套，所述动子套与所述支撑结构固定连接；所述动子套与所述定子轴相互配合输出向上的恒定磁力。
进一步，所述支撑结构上设有用于夹持固定所述动子套的夹持固定座。
进一步，所述X轴直线运动模组包括固定架，设置于所述固定架上的直线驱动结构，所述直线驱动结构沿所述Z轴方向的两侧分别布设有一个所述恒力磁弹簧结构。
进一步，所述支撑结构上设有视觉系统，所述视觉系统与所述电主轴模组沿X轴方向间隔排布。
进一步，所述支撑结构上设有安装座，所述电主轴模组固定在所述安装座上，所述安装座的一端安装有用于吸取产品加工过程中产生的杂物的杂物吸取罩。
进一步，所述杂物吸取罩包括依次连接的本体部、过渡部和管路连接部；所述本体部包括套设在所述电主轴模组外且与所述安装座的一端固定的环形固定板，所述环形固定板的内边缘设有内筒体、外边缘设有外筒体，所述内筒体与所述外筒体之间形成有环形通道，所述过渡部的内腔与所述管路连接部和所述环形通道均连通。
进一步，所述Z轴直线运动模组、所述X轴直线运动模组及所述Y轴直线运动模组均包括柔性无尘电缆拖链。
本实用新型实施例还提供了一种卧式五轴加工中心，包括上述的卧式五轴加工机构。
由于采用了上述技术方案，取得的有益效果如下：
本实用新型中的卧式五轴加工机构，包括机台，机台上设有Y轴直线运动模组和Z轴直线运动模组，Z轴直线运动模组的运动部上设有X轴直线运动模组；Y轴直线运动模组的的运动部上设有AC轴旋转台，X轴直线运动模组的运动部上设有支撑结构，支撑结构上设有旋转轴线与Z轴平行的电主轴模组；Z轴直线运动模组的端部与Y轴直线运动模组之间预留有用于避让AC轴旋转台的避让间距；AC轴旋转台包括A轴旋转驱动件、设置于A轴旋转驱动件的旋转A轴上的C轴旋转驱动件及设置于C轴旋转驱动件的旋转C轴上并用于对产品装夹治具进行定位的定位台；旋转A轴与Y轴平行，旋转C轴与旋转A轴垂直。
利用X轴/Y轴/Z轴直线运动模组以及AC轴旋转台可实现五个自由度的动作，结构简单且无需多次装夹产品就可满足一些产品复杂轮廓的加工；再者AC轴旋转台设置于Y轴直线运动模组，且Z轴直线运动模组的端部与Y轴直线运动模组具有避让间距，因此可以沿Y轴方向移动到机台的边缘，便于串接在流水线中与其它设备衔接实现灵活的上下料。
综上所述，本实用新型结构简单，无需多次装夹产品就能对产品的复杂轮廓的进行加工，更便于串接在流水线中与其它设备衔接实现灵活的上下料。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本实用新型卧式五轴加工机构的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中AC轴旋转台的结构示意图；
图4是图1中A处结构的放大图；
图5是图4中杂物吸取罩的结构示意图；
图中：1-机台，2-Y轴直线运动模组，3-Z轴直线运动模组，4-X轴直线运动模组，41-固定架，42-直线驱动结构，43-柔性无尘电缆拖链，5-AC轴旋转台，51-A轴旋转驱动件，52-C轴旋转驱动件，53-定位台，6-支撑结构，61-电主轴模组，62-夹持固定座，63-安装座，7-恒力磁弹簧结构，71-定子轴，72-动子套，8-视觉系统，9-杂物吸取罩，91-环形固定板，92-内筒体，93-外筒体，94-过渡部，95-管路连接部，H-避让间距。
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仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，卧式加工中心中，通常将与电主轴轴线平行的方向定义为Z轴方向；因此，本实施例基于正常使用下XYZ坐标的定义对三个平移的直线运动模组进行命名。
由图1至图5共同所示，本实用新型展现主体构思的基础实施例公开了一种卧式五轴加工机构，包括机台1，机台1上设有Y轴直线运动模组2和Z轴直线运动模组3，Z轴直线运动模组3的运动部上设有X轴直线运动模组4；Y轴直线运动模组2的的运动部上设有AC轴旋转台5，X轴直线运动模组4的运动部上设有支撑结构6，支撑结构6上设有旋转轴线与Z轴平行的电主轴模组61(用于安装加工刀具)；Z轴直线运动模组3的端部与Y轴直线运动模组2之间预留有用于避让AC轴旋转台5的避让间距H；AC轴旋转台5包括A轴旋转驱动件51、设置于A轴旋转驱动件51的旋转A轴上的C轴旋转驱动件52及设置于C轴旋转驱动件52的旋转C轴上并用于对产品装夹治具进行定位的定位台53；旋转A轴与Y轴平行，旋转C轴与旋转A轴垂直。
利用X轴/Y轴/Z轴直线运动模组以及AC轴旋转台5可实现五个自由度的动作，结构简单且无需多次装夹产品就可满足一些产品复杂轮廓的加工；再者，AC轴旋转台5设置于Y轴直线运动模组2，且Z轴直线运动模组3的端部与Y轴直线运动模组2具有避让间距H，因此可以沿Y轴方向移动到机台1的边缘，便于串接在流水线中与其它设备(比如上下料机械手)衔接实现灵活的上下料。
优选地，AC轴旋转台5处于零位时，旋转C轴与Z轴平行；如此设置，更便于卧式五轴加工机构顺利回零，进行正常精准的加工工作。
一些实施例中，支撑结构6与X轴直线运动模组4的固定部之间设有恒力磁弹簧结构7，恒力磁弹簧结构7可用于为支撑结构6提供向上平衡其重力的恒力。如此设置，相比传统通过直接选择推力余量大的直线电机或者增加普通弹簧(包括气压弹簧、液压弹簧等)来补偿由于重力引起的附加载荷的技术方案而言，本实施例借助恒力磁弹簧结构7产生的磁场实现重力的补偿和抵消的技术方案，结构简单、成本低；且可使X轴直线运动模组4在支撑结构6及其上部件上升和下降过程中的实际输出力波动较小，运动更加平稳，不会对加工轨迹产生影响确保了加工精度；另外，还可以在X轴直线运动模组4失效时，防止支撑结构6坠落。
一具体实施例中，X轴直线运动模组4包括固定架41和设置于固定架41上的直线驱动结构42；直线驱动结构42沿Z轴方向的两侧分别布设有一个恒力磁弹簧结构7。直线驱动结构42可以是直线电机、齿轮齿条传动机构、电缸、丝杠螺母运动模组等任何能实现直线运动的部件，图中所示为直线电机。
其中，恒力磁弹簧结构7包括固定在X轴直线运动模组4中固定架41的定子轴71和套设在定子轴71外且滑动配合的动子套72，动子套72与支撑结构6固定连接；动子套72与定子轴71相互配合输出向上的恒定磁力。其中，一些实施例中，定子轴71包括镜面对称的S极磁体和N极磁体，动子套72包括被对称充磁的S极磁环部和N极磁环部，S极磁环部和N极磁环部为同心等长的圆弧形状。恒力磁弹簧结构7的种类很多，只要能在运动行程内，产生平衡重力的恒力的任何结构形式均可，在此不一一理解。
另一具体实施例中，支撑结构6上设有用于夹持固定动子套72的夹持固定座62。
一些实施例中，支撑结构6上设有视觉系统8，视觉系统8与电主轴模组61沿X轴方向间隔排布；用于识别产品装夹治具上产品的Mark点，给控制系统坐标数据，便于精确加工。
还有一些实施例中，支撑结构6上设有安装座63，电主轴模组61固定在安装座63上，安装座63朝向Y轴直线运动模组2的一端固定有用于吸取加工工程中产生的杂物的杂物吸取罩9。一具体实施例中，杂物吸取罩9包括依次连接的本体部、过渡部94和管路连接部95；本体部包括套设在电主轴模组61的圆柱形固定部外且与安装座63的一端借助螺钉固定的环形固定板91，所述环形固定板91的内边缘设有内筒体92、外边缘设有外筒体93，内筒体92与外筒体93之间形成有环形通道，过渡部94的内腔与管路连接部95和环形通道均连通。管路连接部95用于外接抽气结构，加工过程中产生的杂物在抽气结构产生的负压作用下依次通过环形通道、过渡部94的内腔和管路连接部95排出。如此设置，可满足卧式五轴机构在无尘车间的使用。
优选地，X轴直线运动模组4中的拖链为柔性无尘电缆拖链43；具体为包括柔性本体、柔性本体上设有若干呈阵列排布的管腔，若干管腔之间互相隔离；官腔用于线缆的走线。如此设置，可以更好的满足无尘车间的需求。
Z轴直线运动模组3、Y轴直线运动模组2与X轴直线运动模组4的结构基本相同，不同之处在于增加了防护罩，不仅能对内部部件进行防护还可进一步满足无尘车间的需求。
除此之外，本实施例还公开了一种卧式五轴加工中心，包括上述任一实施例所公开的卧式五轴加工机构。
下面基于上述结构对其工作原理进行简要阐述：
首选，AC轴旋转台5动作，定位台53旋转到定位面朝上，然后Y轴直线运动模组2将AC轴旋转台5搬运到机台边缘，将装夹有产品的产品装夹治具放置到定位台53；然后AC轴旋转台5和Y轴直线运动模组2运动到设定位置，视觉系统8识别产品Mark点，给控制系统坐标数据，随后控制系统控制Y轴直线运动模组2、Z轴直线运动模组3、X轴直线运动模组4、AC轴旋转台5以及电主轴模组61相互协作对产品进行轮廓加工。
本说明书中各个实施例采用递进或并列的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
综上所述，本实用新型结构简单，无需多次装夹产品就能对产品的复杂轮廓的进行加工，更便于串接在流水线中与其它设备衔接实现灵活的上下料。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种卧式五轴加工机构，其特征在于，包括机台，所述机台上设有Y轴直线运动模组和Z轴直线运动模组，所述Z轴直线运动模组的运动部上设有X轴直线运动模组；所述Y轴直线运动模组的运动部上设有AC轴旋转台，所述X轴直线运动模组的运动部上设有支撑结构，所述支撑结构上设有旋转轴线与Z轴平行的电主轴模组；所述Z轴直线运动模组的端部与所述Y轴直线运动模组之间预留有用于避让所述AC轴旋转台的避让间距；
所述AC轴旋转台包括A轴旋转驱动件、设置于所述A轴旋转驱动件的旋转A轴上的C轴旋转驱动件及设置于所述C轴旋转驱动件的旋转C轴上并用于对产品装夹治具进行定位的定位台；所述旋转A轴与Y轴平行，所述旋转C轴与所述旋转A轴垂直。
2.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机构，其特征在于，所述支撑结构与所述X轴直线运动模组的固定部之间设有恒力磁弹簧结构，所述恒力磁弹簧结构可用于为所述支撑结构提供向上平衡其重力的恒力。
3.根据权利要求2所述的卧式五轴加工机构，其特征在于，所述恒力磁弹簧结构包括固定在所述轴直线运动模组的定子轴和套设在所述定子轴外且滑动配合的动子套，所述动子套与所述支撑结构固定连接；所述动子套与所述定子轴相互配合输出向上的恒定磁力。
4.根据权利要求3所述的卧式五轴加工机构，其特征在于，所述支撑结构上设有用于夹持固定所述动子套的夹持固定座。
5.根据权利要求2所述的卧式五轴加工机构，其特征在于，所述X轴直线运动模组包括固定架，设置于所述固定架上的直线驱动结构，所述直线驱动结构沿所述Z轴方向的两侧分别布设有一个所述恒力磁弹簧结构。
6.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机构，其特征在于，所述支撑结构上设有视觉系统，所述视觉系统与所述电主轴模组沿X轴方向间隔排布。
7.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机构，其特征在于，所述支撑结构上设有安装座，所述电主轴模组固定在所述安装座上，所述安装座的一端安装有用于吸取产品加工过程中产生的杂物的杂物吸取罩。
8.根据权利要求7所述的卧式五轴加工机构，其特征在于，所述杂物吸取罩包括依次连接的本体部、过渡部和管路连接部；所述本体部包括套设在所述电主轴模组外且与所述安装座的一端固定的环形固定板，所述环形固定板的内边缘设有内筒体、外边缘设有外筒体，所述内筒体与所述外筒体之间形成有环形通道，所述过渡部的内腔与所述管路连接部和所述环形通道均连通。
9.根据权利要求1所述的卧式五轴加工机构，其特征在于，所述Z轴直线运动模组、所述X轴直线运动模组及所述Y轴直线运动模组均包括柔性无尘电缆拖链。
10.一种卧式五轴加工中心，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的卧式五轴加工机构。
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| CN202320632613.1U CN219684584U (zh) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | 一种卧式五轴加工机构及卧式五轴加工中心 |
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Cited By (1)
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2023
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Cited By (2)
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| CN117206548A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-12 | 上海诺倬力机电科技有限公司 | 卧式五轴加工机床 |
| CN117206548B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-02-02 | 上海诺倬力机电科技有限公司 | 卧式五轴加工机床 |
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