微型多轴联动机床及其应用方法技术

本发明专利技术公开了一种微型多轴联动机床，包括固定罩、电主轴及用于带动电主轴运动的多组运动组件，各组运动组件均分别包括支撑部件、滑动部件和驱动电机，所述各组运动组件依次连接，第一组运动组件的支撑部件和驱动电机固定于固定罩，最后一组运动组件的滑动部件安装所述电主轴，相邻两组运动组件中的前面一组运动组件的支撑部件和驱动电机安装于后面一组运动组件的滑动部件，各组运动组件均安装在固定罩内部。将所有部件整成零件的形式，便于安装使用，将各部件最有效化的利用，节约安装空间。将此微型多轴联动机床应用于加工工件时，可有效利用该机床运动的灵活性、小惯量，使得运动平稳不震颤，加工精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数控加工领域，具体涉及一种微型多轴联动机床，还涉及该微型多轴联动机床的应用方法。
技术介绍
现有的用于焊接、雕刻、喷涂、搬运的加工设备，若需要在待加工的工件上进行精细处理时，如雕刻异型孔时，需要整个设备共同协作动作，整个设备动作时，惯量大，会引起机身产生很大的震动，造成加工不精确，甚至加工失败。目前，加工工件上的精细部分时，一般采用的方法是，用加工设备加工到该工件需要进行精细加工的地方时，将加工设备停机，使用其他的小型设备或人工进行精细加工，操作繁琐，效率低。 专利CN201310253859.9公开了一种六轴自由度机械手，包括依次连接的第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构、第四传动机构、第五传动机构、第六传动机构，第六传动机构传动连接有机械手掌部分。该工业机器人灵活度高、控制精确，但是由于本身重，运动惯量大，很难产生流畅的运动轨迹。若用该工业机器人进行精细加工时，整个设备都需要通过数控系统的控制进行联动，如此产生的惯量很大，而且该工业机器人若用于雕刻，也只能雕刻圆形孔，无法完成异型孔的雕刻。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种可安装在加工设备的运动末端的微型多轴联动机床，还提出一种实现高精度加工的该微型多轴联动机床的应用方法。 本专利技术为了实现上述目的，采用的技术解决方案是: 一种微型多轴联动机床，包括固定罩、电主轴及用于带动电主轴运动的多组运动组件，各组运动组件均分别包括支撑部件、滑动部件和驱动电机，所述各组运动组件依次连接，第一组运动组件的支撑部件和驱动电机固定于固定罩，最后一组运动组件的滑动部件安装所述电主轴，相邻两组运动组件中的前面一组运动组件的支撑部件和驱动电机安装于后面一组运动组件的滑动部件。各运动组件提供各方向运动的同时还起到对其他运动组件或电主轴的支承固定作用，将各运动组件最有效化的利用。 优选的，所述运动组件为三组，三组运动组件分别用于实现电主轴X轴、Y轴、Z轴方向的运动。选择该三组运动组件实现了电主轴在三维空间内的运动，且结构简单。也可根据实际加工的需要增加或减少运动组件的数量。 如上所述的微型多轴联动机床，所述固定罩上设有通孔，所述电主轴的一端安装于所述最后一组运动组件，另一端从该通孔伸出。各组运动组件实现均安装于固定罩内部，将电主轴及带动电主轴在X、Y、Z方向运动的运动组件整合到一起，安装到一个固定罩内，伸出固定罩的主轴对工件进行加工。整个设计简单紧凑，将空间最大化的利用，将工件的体积减少到了最小。 为了防止加工产生的废屑和灰尘等进入固定罩内的零件上，所述固定罩外表面与电主轴之间设有用于遮住所述通孔的防尘罩。 所述固定罩设有一个与X轴、Y轴、Z轴中任意两个轴所构成的平面平行的校准面。此校准面可以为固定罩的顶面，可以为其侧面。由此，小机床外型的校准面与X、Y、Z中一个方向垂直，从而该校准面也和自身的X、Y、Z平行或者垂直，使用时，若把机床的校准面X方向用百分表打平，这时候机床行程的X行走方向和这个打平的方向是平行的，Y、z同样如此。这样，在某些领域使用这个小机床，优良的安装后，x、Y、z坐标体系也就确定下来了。 本专利技术还公开了一种微型多轴联动机床的应用方法，该方法包括以下步骤: (I)将所述微型多轴联动机床安装到加工设备上； (2)所述加工设备带动微型多轴联动机床运动到一定的姿态和位置； (3)在步骤(2)所述的姿态和位置下，所述微型多轴联动机床由数控系统控制实现对其行程覆盖区域内的工件的加工。 该应用方法实现了小惯量体系附加到大惯量体系中，使得加工设备不仅在原有的基础上增加了 3个自由度，而且在使用时，可先大体定位加工之后，用微型多轴联动机床进行细微的加工，相比较原来的用加工设备整机加工，惯量减少，震动也大大减轻，加工精度更高，且无须更换设备或人工加工，效率大大提高。 具体地，所述加工设备为工业机器人或挖掘机或脚手架或数控机床。工业机器人、数控机床等是常用的进行工件加工的设备，安装有微型多轴联动机床的工业机器人、数控机床的功能将更加强大、加工效果将更加精细，若用于雕刻，也可轻松实现异形孔的雕刻。挖掘机上也可设置该微型多轴联动机床，将该微型多轴联动机床与挖掘机之类的工程机械配合，利用挖掘机类的工程机械的自身可连续移动且运动到相应位置后可长时间保持此位置，附加有微型多轴联动机床的挖掘机可实现对工件的加工。而脚手架上安装微型多轴联动机床，该微型多轴联动机床可为一个或多个，使得实现更大工作空间和方便更多微型多轴联动机床同时协同合作变为可能。 所述步骤(I)中，优选的，将所述微型多轴联动机床安装到工业机器人的运动末端的其中一种方式为通过将微型多轴联动机床的X、Y、Z坐标系分别与工业机器人运动末端的X、Y、Z坐标系相对应进行安装。另一种方式为采用现有技术中的标定方法进行安装。采用上述方法将微型多轴联动机床安装到工业机器人上后，微型多轴联动机床和工业机器人的坐标系结合为一体，通过数控系统的控制，可以实现联动。 优选的，所述加工设备为挖掘机或脚手架时，为了实现对微型多轴联动机床的数控控制，所述步骤(2)和(3)之间还包括在工件和微型多轴联动机床上贴上若干标志点并用照相式测量系统确定工件坐标系的步骤，可根据该确定的工件坐标系进行数控编码，实现自动化加工。同时若由加工设备带动微型多轴联动机床改变姿态和位置对工件进行加工时，需要在工件被加工完的区域上贴上新的若干标志点，并将该新的标志点纳入工件坐标系，以便于保持初始的工件坐标系不变。 本专利技术能够产生的有益效果:本专利技术提供的微型多轴联动机床结构简单，设计成零部件的结构形式，各运动组件提供各方向运动的同时还起到对其他运动组件或电主轴的支承固定作用，将各部件最有效化的利用，同时也将固定罩内空间最大化的利用，有效减少了体积；将此微型多轴联动机床应用到加工设备，在加工工件时，可实现加工设备中只有微型多轴联动机床动，惯性小，运动平稳不震颤，提高加工的精度，且无须频繁更换零部件或频繁更换加工设备。 【附图说明】 附图1为微型多轴联动机床的结构示意图。 附图2为微型多轴联动机床的结构示意图。 附图3为微型多轴联动机床的结构示意图。 附图4为工业机器人的结构示意图。 附图5为挖掘机的结构示意图。 附图6为脚手架的结构示意图。 其中:1、固定罩；2、电主轴；3、X轴运动组件；31、X轴支撑部件；32、X轴滑动部件；33,X轴驱动电机；4、Y轴运动组件；41、Υ轴支撑部件；42、Υ轴滑动部件；43、Υ轴驱动电机；5、Z轴运动组件；51、Z轴支撑部件；52、Z轴滑动部件；53、Z轴驱动电机；6、防尘罩；7、微型多轴联动机床；8、工件；9、工业机器人；10、外部转台；11、挖掘机；12、铲斗；13、脚手架；14、通孔；15、校准面。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细的说明。 实施例1 如图1?3所示的微型多轴联动机床，包括固定罩1、电主轴2及用于带动电主轴2运动的多组运动组件，各组运动组件均分别包括支撑部件、滑动部件和驱动电机。所述各组运动组件由上至下依次连接(参照图1所示的上下方向)，位于最上方的运动组件的支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型多轴联动机床，包括固定罩、电主轴及用于带动电主轴运动的多组运动组件，各组运动组件均分别包括支撑部件、滑动部件和驱动电机，其特征在于：所述各组运动组件依次连接，第一组运动组件的支撑部件和驱动电机固定于固定罩，最后一组运动组件的滑动部件安装所述电主轴，相邻两组运动组件中的前面一组运动组件的支撑部件和驱动电机安装于后面一组运动组件的滑动部件。

【技术特征摘要】
1.一种微型多轴联动机床，包括固定罩、电主轴及用于带动电主轴运动的多组运动组件，各组运动组件均分别包括支撑部件、滑动部件和驱动电机，其特征在于:所述各组运动组件依次连接，第一组运动组件的支撑部件和驱动电机固定于固定罩，最后一组运动组件的滑动部件安装所述电主轴，相邻两组运动组件中的前面一组运动组件的支撑部件和驱动电机安装于后面一组运动组件的滑动部件。2.根据权利要求1所述微型多轴联动机床，其特征在于:所述运动组件为三组，三组运动组件分别用于实现电主轴X轴、Y轴、Z轴方向的运动。3.根据权利要求1或2所述微型多轴联动机床，其特征在于:所述固定罩上设有通孔，所述电主轴的一端安装于所述最后一组运动组件，另一端从该通孔伸出。4.根据权利要求3所述微型多轴联动机床,其特征在于:所述固定罩外表面与电主轴之间设有用于遮住所述通孔的防尘罩。5.根据权利要求2所述微型多轴联动机床，其特征在于:所述固定罩设有一个与X轴、Y轴、Z轴中任意两个轴所构成的平面平行的校准面。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李远强，于浩源，
申请(专利权)人：青岛科捷自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37