多自由度数控转台制造技术

本发明专利技术公开了一种多自由度数控转台，包括B轴回转组件、C1轴工作台摆动组件、C2轴工作台回转组件和S轴工作台移动组件；所述B轴回转组件包括回转连接盘和B轴动力控制机构；所述C2轴工作台回转组件包括移动底座、工作台和C2轴动力控制机构；所述S轴工作台移动组件包括摆动底座和S轴动力控制机构；所述C1轴工作台摆动组件包括摇臂和C1轴动力控制机构，所述C1轴线与B轴线相交；所述S轴动力控制机构能驱动移动底座在摆动底座上沿S轴线移动，进而使工件的被加工区域靠近C1轴线和B轴线的交点。本发明专利技术增加C1轴和S轴，使得刀尖点参与运动时，直线轴坐标变化更小，直线轴补偿的幅度更小，加工效率更高，表面质量和加工精度受直线轴精度影响更低。

Multi degree of freedom CNC turntable

【技术实现步骤摘要】
多自由度数控转台
本专利技术涉及机床
，具体涉及一种多自由度数控转台。
技术介绍
目前，叶盘类零件是航空航天、轮船、汽车发动机等领域常见的重要零件，它是火箭发动机、飞机发动机等主要组成零件之一，此类零件具有复杂的螺旋曲面，对加工精度、加工效率有很高的要求。加工叶盘类零件通常会选择使用高档五轴加工中心此类机床，此类型高档五轴加工中心常见的回转轴结构双轴摇篮转台。摇篮转台通常为摇篮水平放置，0度时工作台为水平。常见的转台AC轴两轴转台、BC轴两轴转台、单轴转台等，常见叶盘类零件加工设备，轴系的控制点相对位置均为固定不变的，常见叶盘类零件装夹，需要将工件轴心与回转轴心重合，而被加工区域则会与控制回转轴线有很大的距离，如果要加工大直径的叶盘，使用工作台水平的五轴加工中心，会造成刀尖点位置距离控制轴系过远，在进行在执行机床RTCP运动时，增大了直线轴的位置补偿值，因此效率和加工表面质量均有很大的影响。除了在控制上的缺陷之外，在结构上，加工大直径叶盘类零件转台摇臂水平放置，对整个摇臂回转轴的动力提出了更高的要求，会造成结构尺寸偏大，机床机型偏大，转台干涉空间更大，整体产品成本的更高。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研究设计一种多自由度数控转台。本专利技术采用的技术手段如下：一种多自由度数控转台，包括B轴回转组件、C1轴工作台摆动组件、C2轴工作台回转组件和S轴工作台移动组件；所述B轴回转组件包括回转连接盘和用于驱动回转连接盘绕B轴线回转的B轴动力控制机构；所述C2轴工作台回转组件包括移动底座、工作台和用于驱动工作台在移动底座上绕C2轴线回转的C2轴动力控制机构；所述S轴工作台移动组件包括摆动底座和S轴动力控制机构；所述C1轴工作台摆动组件包括摇臂和用于驱动摆动底座在摇臂上绕C1轴线摆动的C1轴动力控制机构，所述摇臂固定于回转连接盘上，所述C1轴线与B轴线相交；所述S轴动力控制机构能驱动移动底座在摆动底座上沿S轴线移动，进而使工件的被加工区域靠近C1轴线和B轴线的交点。进一步地，所述S轴线垂直于C1轴线。进一步地，所述C1轴线与所述B轴线相互垂直，B轴和C1轴以及机床直线轴共同执行五轴RTCP运动。进一步地，S轴工作台移动组件包括设置于摆动底座上的S轴导轨，所述S轴动力控制机构能驱动移动底座在S轴导轨上移动。进一步地，所述B轴回转组件安装于机床的X轴运动底座上，所述B轴垂直于机床的X轴和Z轴，所述摇臂包括摇臂底座和扇形摇臂，所述扇形摇臂和摇臂底座相连呈L形结构，所述摇臂底座固定于回转连接盘上，所述扇形摇臂的扇形面上设有用于辅助支撑所述摆动底座的C1轴圆弧导轨，所述扇形摇臂的扇形面平行于B轴线，所述工作台的台面平行于B轴线。进一步地，所述B轴线为竖直轴线，所述扇形摇臂的扇形面为竖直面，所述C1轴线和C2轴线均为水平轴线，所述工作台的台面为竖直面。进一步地，所述扇形摇臂的弧形部分朝向远离刀具的一侧。进一步地，所述B轴动力控制机构和C2轴动力控制机构为力矩电机直接驱动动力机构，所述C1轴动力控制机构为伺服电机配合双齿轮消隙结构，所述S轴动力控制机构为伺服电机丝杠机构。与现有技术比较，本专利技术所述的多自由度数控转台具有以下优点：1、本专利技术通过改变了传统的五轴加工中心使用的双轴转台的形式，采用四个轴系联合控制，选择C1轴和B轴作为执行RTCP运动的轴系，增加C1轴和S轴，使得旋转加工时刀具的刀尖点可以尽量靠近参与执行RTCP运动的轴线，使得刀尖点位置与五轴控制轴尽量接近或重合，使其参与运动时,直线轴坐标变化更小，直线轴补偿的幅度更小，加工效率更高，表面质量和加工精度受直线轴精度影响更低；2、通过轴系调整零件位置，可在有限的机床空间内，加工更大尺寸的零件，降低了设备成本，同时也能保证大零件尺寸的加工精度，更适合复杂曲面叶盘类零件的特点，满足生产需求；3、竖直转台的结构形式，相比传统水平转台的结构，更适合在叶盘类等带有复杂曲面的零件的加工，配合卧式加工中心，可加工高温合金、不锈钢等各类金属材质的叶盘，可一次装夹完成车、铣、钻、镗、攻丝等方式的加工。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图。图中：1、B轴回转组件，11、回转连接盘12、B轴线，13、B轴动力控制机构；2、C1轴工作台摆动组件，21、摇臂，211、摇臂底座，212、扇形摇臂，213、圆弧导轨，22、C1轴线，23、C1轴动力控制机构；3、C2轴工作台回转组件，31、C2轴线，32、C2轴动力控制机构，33、移动底座；4、S轴工作台移动组件，41、S轴动力控制机构，42、S轴导轨，43、摆动底座；5、工件；6、刀具；7、床身；X、X轴方向；Y、Y轴方向；Z、Z轴方向；B、B轴回转方向；C1、C1轴摆动方向；C2、C2轴回转方向；S、S轴方向。具体实施方式如图1所示，一种多自由度数控转台，包括B轴回转组件1、C1轴工作台摆动组件2、C2轴工作台回转组件3和S轴工作台移动组件4。所述B轴回转组件1包括回转连接盘11和用于回转连接盘11绕B轴线12回转的B轴动力控制机构13；所述C2轴工作台回转组件3包括移动底座33、工作台和用于驱动工作台在移动底座33上绕C2轴线31回转的C2轴动力控制机构32；所述S轴工作台移动组件4包括摆动底座43和用于驱动工作台在摆动底座43上沿S轴线移动的S轴动力控制机构41；所述C1轴工作台摆动组件2包括摇臂21和用于驱动摆动底座43在摇臂21上绕C1轴线22摆动的C1轴动力控制机构23，所述C1轴线22与B轴线12相交；所述S轴动力控制机构41能驱动移动底座33在摆动底座43上沿S轴线移动，进而使工件的被加工区域靠近C1轴线和B轴线的交点，S轴线为S轴方向的轴线。数控机床通过B轴回转组件1与摇臂21相连，被加工工件(本实施例为叶盘5)装夹在移动底座33上的工作台上。具体地，B轴和C1轴以及机床直线轴共同执行五轴RTCP运动；C1轴为工作台摆动回转轴系，B轴为整体垂直部分各组件回转运动控制轴系，C2轴为工作台回转运动轴系，S轴为工作台移动位置调整工作台相对于C1轴线和B轴线的位置，使得刀尖点位置与参与执行RTCP运动的轴线尽量接近或重合，使其参与运动时，直线轴坐标变化更小，直线轴补偿的幅度更小，加工效率更高，表面质量和加工精度受直线轴精度影响更低，通过轴系调整零件位置，可在有限的机床空间内，加工更大尺寸的零件，降低了设备成本，同时也能保证大零件尺寸的加工精度，更适合复杂曲面叶盘类零件的特点，满足生产需求。作为优选方案，所述S轴线垂直于C1轴线22和B轴线12共同所在的平面，所述C1轴线22与所述B轴线12相互垂直。所述摆动底座43上设有S轴导轨42，C2轴工作台回转组件3与摆动底座43通过S轴导轨42相连并与S轴动力控制机构41相连，叶盘5、C2轴工作台回转组件3、S轴导轨42和S轴动力控制机构41均安装在摆动底座43上。C2轴工作台回转组件3带动叶盘5通过C2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度数控转台，其特征在于：包括/nB轴回转组件，所述B轴回转组件包括回转连接盘和用于驱动回转连接盘绕B轴线回转的B轴动力控制机构；/nC2轴工作台回转组件，所述C2轴工作台回转组件包括移动底座、工作台和用于驱动工作台在移动底座上绕C2轴线回转的C2轴动力控制机构；/nS轴工作台移动组件，所述S轴工作台移动组件包括摆动底座和S轴动力控制机构；/nC1轴工作台摆动组件，所述C1轴工作台摆动组件包括摇臂和用于驱动摆动底座在摇臂上绕C1轴线摆动的C1轴动力控制机构，所述摇臂固定于回转连接盘上，所述C1轴线与B轴线相交；/n所述S轴动力控制机构能驱动移动底座在摆动底座上沿S轴线移动，进而使工件的被加工区域靠近C1轴线和B轴线的交点。/n

【技术特征摘要】
1.一种多自由度数控转台，其特征在于：包括
B轴回转组件，所述B轴回转组件包括回转连接盘和用于驱动回转连接盘绕B轴线回转的B轴动力控制机构；
C2轴工作台回转组件，所述C2轴工作台回转组件包括移动底座、工作台和用于驱动工作台在移动底座上绕C2轴线回转的C2轴动力控制机构；
S轴工作台移动组件，所述S轴工作台移动组件包括摆动底座和S轴动力控制机构；
C1轴工作台摆动组件，所述C1轴工作台摆动组件包括摇臂和用于驱动摆动底座在摇臂上绕C1轴线摆动的C1轴动力控制机构，所述摇臂固定于回转连接盘上，所述C1轴线与B轴线相交；
所述S轴动力控制机构能驱动移动底座在摆动底座上沿S轴线移动，进而使工件的被加工区域靠近C1轴线和B轴线的交点。


2.根据权利要求2所述的多自由度数控转台，其特征在于：所述S轴线垂直于C1轴线。


3.根据权利要求1所述的多自由度数控转台，其特征在于：所述C1轴线与所述B轴线相互垂直，B轴和C1轴以及机床直线轴共同执行五轴RTCP运动。


4.根据权利要求1所述的多自由度数控转台，其特征在于：S轴工作台移动组件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈虎，刘立新，孙宏伟，韦志鸿，杜长林，郭翠娟，张国帅，李亚鹏，张海波，邓鑫，孔祥远，郭启栋，徐钢，王军，王峰，李迎华，刘绍毅，鞠兹丹，
申请(专利权)人：科德数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21