並聯轉動五軸聯動工具機的製作方法
2023-07-06 14:18:31 1
專利名稱：並聯轉動五軸聯動工具機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械裝置，特別涉及一種實現並聯轉動五軸聯動工具機。
背景技術：
多軸聯動數控加工是數控技術中難度最大、應用範圍最廣的技術，應用於複雜曲面的高效、精密、自動化加工，是發電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業和軍工部門迫切需要的關鍵加工設備。國際上把多軸聯動數控技術作為一個國家工業化水平的標誌。
在本發明之前，目前的多軸聯動工具機中，轉動部分結構，大多採用工作檯串聯開鏈迴轉結構，或刀架串聯開鏈迴轉結構，有結構剛性弱的缺點；為增強迴轉部件的剛性，也有採用並聯結構，如申請號為CN97116596.3的一種並聯結構數控工具機的並聯機構。但目前的並聯結構數控工具機存在如下不足其轉動角度小、操作空間小、結構佔用空間大，且機構偶合現象嚴重，不利於實時控制。
發明內容
本發明的目的就在於克服上述缺陷，設計、研製一種工作空間大且剛度好，並且控制簡便的並聯轉動五軸聯動工具機。
本發明的技術方案是
並聯轉動五軸聯動工具機，床身2安裝在地基1上，雙向移動工作檯3、立柱13安裝在床身2上，主軸箱15與刀具14旋轉連接，其主要技術特徵在於並聯轉動結構安裝在雙向移動工作檯3上，第一組傳動機構電機4、圓錐齒輪6安裝在雙向移動工作檯3上，第二組傳動機構電機11、系杆8安裝在雙向移動工作檯上，系杆8上安裝行星齒輪7，行星齒輪7與圓錐齒輪6嚙合，行星齒輪7上安裝迴轉工作檯12，行星齒輪7與迴轉工作檯12構成同一個構件。
本發明優點和效果在於工具機轉動角度大、操作空間大、結構佔用空間小，消除了嚴重的機構偶合現象，有利於實時控制。而本發明結構簡單、成本低，提高工具機效率。
圖1——本發明結構原理示意圖。
圖2——本發明運行示意圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，床身2安裝在地基1上，雙向移動工作檯3安裝在床身2上，並可沿X、Y軸方向移動，立柱13安裝在床身2上，主軸箱15可以沿立柱13作Z軸方向的移動，主軸箱15驅動刀具14旋轉；並聯轉動結構安裝在雙向移動工作檯3上，其組成如下第一組傳動機構包括電機4、減速器5、圓錐齒輪6均安裝在雙向移動工作檯3上，電機4通過減速器5驅動圓錐齒輪6旋轉；第二組傳動機構包括電機11、減速器10、圓錐齒輪9和系杆8均安裝在雙向移動工作檯3上，電機11通過減速器10驅動系杆8旋轉，系杆8上安裝行星齒輪7，行星齒輪7和圓錐齒輪6、圓錐齒輪9相嚙合，行星齒輪7上安裝迴轉工作檯12，且行星齒輪7和迴轉工作檯12為同一個構件。增加減速器可在同樣的電機輸出功率下增加力矩。增加圓錐齒輪9可以增加工具機的剛性。
動坐標系O1X1Y1Z1的建立如下以圓錐齒輪6的軸線為Z1軸，圓錐齒輪7的迴轉軸線為X1軸，Z1軸和X1軸的交點為坐標原點O1，原點O1也是共軛球心C，用右手法則確定Y1軸。
並聯轉動機構的運動原理如下當第二組傳動機構的電機11不旋轉時，系杆8靜止，電機4通過減速器5驅動圓錐齒輪6旋轉，圓錐齒輪6驅動圓錐齒輪7繞過共軛球心C的坐標X1軸旋轉；當第一組傳動機構的電機4不旋轉時，電機11通過減速器10驅動系杆8旋轉，系杆8驅動圓錐齒輪7做如下的運動，運動關係如圖2所示，圓錐齒輪6不旋轉，ω7，8為圓錐齒輪7相對於系杆8的運動，方向如圖2所示，這時，圓錐齒輪7的運動ω7由兩個運動合成，即繞過共軛球心C的X1軸的ω7，8和繞過共軛球心C的Z1軸的ω8，方向如圖2所示，其中ω8＝ω7，8tanβ2，所以迴轉工作檯12的轉動為兩個運動合成，即繞過共軛球心C的X1軸的ω7，8和繞過共軛球心C的Z1軸的ω8；當電機4、電機11聯動時，即第一組、第二組傳動機構電機均工作時，迴轉工作檯12的轉動為繞過球心C的X1和Z1軸的空間複合轉動。
當雙向移動工作檯3的X軸、Y軸的移動和主軸箱15的Z軸移動，配合併聯轉動部件X1和Z1軸的轉動，工具機實現五軸聯動。
權利要求
1.並聯轉動五軸聯動工具機，床身2安裝在地基1上，雙向移動工作檯3、立柱13安裝在床身2上，主軸箱15與刀具14旋轉連接，其特徵在於並聯轉動結構安裝在雙向移動工作檯3上，第一組傳動機構電機4、圓錐齒輪6安裝在雙向移動工作檯3上，第二組傳動機構電機11、系杆8安裝在雙向移動工作檯3上，系杆8上安裝行星齒輪7，行星齒輪7與圓錐齒輪6嚙合，行星齒輪7上安裝迴轉工作檯12，行星齒輪7與迴轉工作檯12構成同一個構件。
2.根據權利要求1所述的並聯轉動五軸聯動工具機，其特徵在於第二組傳動機構中設置圓錐齒輪9，圓錐齒輪9與行星齒輪7嚙合。
3.根據權利要求1或2所述的並聯轉動五軸聯動工具機，其特徵在於第一組傳動機構電機4通過減速器5與圓錐齒輪6旋轉連接，第二組傳動機構電機11通過減速器10與系杆8旋轉連接。
全文摘要
本發明涉及一種實現並聯轉動五軸聯動工具機。本發明結構是並聯轉動結構安裝在工作檯上，第一組傳動機構電機、圓錐齒輪安裝在工作檯上，第二組傳動機構電機、系杆安裝在工作檯上，系杆上安裝的行星齒輪與圓錐齒輪嚙合，行星齒輪上安裝迴轉工作檯，行星齒輪與迴轉工作檯構成同一個構件。本發明解決了現有工具機中存在的轉動角度小、操作空間小、結構佔用空間大，且機構偶合現象嚴重，不利於實時控制等缺陷。本發明具有工具機轉動角度大、操作空間大、結構佔用空間小，消除了嚴重的機構偶合現象，有利於實時控制。而本發明結構簡單、成本低，提高工具機效率等優點。
文檔編號B23Q1/48GK1803393SQ200610038028
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月25日 優先權日2006年1月25日
發明者姜銘, 周建華, 李益民, 李鷺揚, 宋愛平, 朱永偉, 張帆 申請人:揚州大學