一种五轴联动的混联机床结构制造技术

本实用新型专利技术公开刚度较高的五轴联动的混联机床结构，工作架的三根立柱均与三角形的定位顶部和床身垂直，顶、底端分别在定位顶部的一个角处与定位顶部和床身连接；三条支链顺序布置于工作架内且均可沿自身的长度方向伸缩改变长短，支链Ⅰ和支链Ⅲ的顶、底端分别与转动副Ⅰ和转动副Ⅲ，转动件Ⅰ和转动件Ⅲ的一端连接，前述两转动副的另一端分别与对应的两根立柱的顶部可转动地连接，前述两转动件的另一端分别与三角形的动平台所对应的两个角至少两自由度可转动地连接；支链Ⅱ的顶、底端分别与转动件Ⅳ和转动件Ⅱ的一端至少两自由度可转动地连接，前述两转动件的另一端分别与对应的立柱的顶部和在与动平台所对应的一个角处至少两自由度可转动地连接。少两自由度可转动地连接。少两自由度可转动地连接。

【技术实现步骤摘要】
一种五轴联动的混联机床结构


[0001]本技术涉及智能制造装备中的多轴联动机床，特别涉及一种五轴联动的混联机床结构。

技术介绍

[0002]五轴联动机床是近年来国际上智能制造研究领域非常关注的一种数控机床，它能够有效加工大型高精度复杂曲面的零件，实现多坐标联动数控加工、装配和测量等多种功能。然而在现有的五轴联动机床中，有一种五轴串联机床，其运动部件通过串联方式连接，所存在的技术问题是；只有一条支链，刚度较低；仅一条支链支撑动平台，运动部件尺寸必须设计得较大，运动部件质量较大；仅一条支链约束动平台，运动精度较低；仅一条支链作用于动平台，驱动力较小，产生的加速度较小，响应速度较慢。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术所存在的技术问题，本技术提供一种五轴联动的混联机床结构，具有五轴能够三维移动两维转动的空间五自由度联动的功能，刚度较高、运动部件质量较轻、运动精度较高、驱动力较大，产生的加速度较大且响应速度较快。
[0004]为解决上述技术问题，本技术的五轴联动的混联机床结构，其特征在于，包括包含三根立柱和一个三角形的定位顶部的工作架、支链Ⅰ、支链Ⅱ、支链Ⅲ，转动件Ⅰ、转动件Ⅱ、转动件Ⅲ、转动副Ⅰ、转动件Ⅳ和转动副Ⅲ、尺寸小于工作架的定位顶部且形状同样为三角形的动平台，以及工作台、床身和刀具；
[0005]所述工作架的三根立柱均与其定位顶部和床身垂直，它们的顶端分别在三角形的定位顶部的一个角处与定位顶部连接，底端分别与床身连接；
[0006]所述支链Ⅰ、支链Ⅱ和支链Ⅲ按顺序布置于工作架内且均可沿自身的长度方向伸缩改变长短，其中，所述支链Ⅰ和支链Ⅲ的顶端分别与转动副Ⅰ和转动副Ⅲ的一端连接，底端分别与转动件Ⅰ和转动件Ⅲ的一端连接，所述转动副Ⅰ和转动副Ⅲ的另一端分别与对应的两根立柱的顶部可转动地连接，所述转动件Ⅰ和转动件Ⅲ的另一端分别与三角形的动平台所对应的两个角至少两自由度可转动地连接，即所述转动件Ⅰ和转动件Ⅲ的另一端既可围绕它们之间的轴心连线转动又可相对于床身的水平面的前后水平线转动地分别在三角形的动平台的两个角与三角形的动平台可转动地连接；
[0007]所述支链Ⅱ的顶端与转动件Ⅳ的一端至少两自由度可转动地连接，底端与转动件Ⅱ的一端至少两自由度可转动地连接，所述转动件Ⅳ的另一端与对应的立柱的顶部至少两自由度可转动地连接，所述转动件Ⅱ的另一端在与三角形的动平台所对应的一个角处至少两自由度可转动地连接；
[0008]所述动平台位于工作台的上方；
[0009]所述工作台可在床身上前后水平移动；
[0010]所述刀具连接于动平台的底面并向外伸出。
[0011]优选地，所述支链Ⅰ、支链Ⅱ和支链Ⅲ分别包括连接杆Ⅰ、连接杆Ⅱ和连接杆Ⅲ，以及对应的伸缩杆Ⅰ、伸缩杆Ⅱ和伸缩杆Ⅲ；
[0012]所述支链Ⅰ和支链Ⅲ的连接杆Ⅰ和连接杆Ⅲ的顶端分别通过转动副Ⅰ和转动副Ⅲ与对应的两根立柱的顶部至少两自由度可转动地连接，所述支链Ⅰ和支链Ⅲ的伸缩杆Ⅰ和伸缩杆Ⅲ的顶端分别与连接杆Ⅰ和连接杆Ⅲ的底部可伸缩地连接，底端分别通过转动件Ⅰ和转动件Ⅲ分别与三角形的动平台所对应的两个角至少两自由度可转动地连接；
[0013]所述支链Ⅱ的连接杆Ⅱ的顶端通过转动件Ⅳ与对应的一根立柱的顶部至少两自由度可转动地连接，其伸缩杆Ⅱ的顶端与连接杆Ⅱ的底端可伸缩地连接，其底端通过转动件Ⅱ与三角形的动平台所对应的一个角可两自由度转动地连接。
[0014]优选地，所述转动件Ⅳ为三自由度的球铰，所述转动件Ⅱ为两自由度的虎克铰；所述转动件Ⅰ和转动件Ⅲ均为三自由度的球铰。
[0015]优选地，所述转动件Ⅳ为两自由度的虎克铰，所述转动件Ⅱ为三自由度的球铰；所述转动件Ⅰ和转动件Ⅲ均为三自由度的球铰。
[0016]优选地，所述转动件Ⅳ为三自由度的球铰，所述转动件Ⅱ为两自由度的虎克铰；所述转动件Ⅰ和转动件Ⅲ均为两自由度的虎克铰。
[0017]优选地，所述转动件Ⅳ为两自由度的虎克铰，所述转动件Ⅱ为三自由度的球铰；所述转动件Ⅰ和转动件Ⅲ均为两自由度的虎克铰。
[0018]优选地，所述工作架的定位顶部为每个角尖被削平的等腰三角形，对应地，所述动平台也为尺寸较小的每个角尖被削平的等腰三角形。
[0019]与只有一个支链的五轴串联机床相比，本技术包含如下有益效果；
[0020]1、本技术采用三条支链来共同支撑动平台，使得机床结构刚度较高。
[0021]2、本技术由三条支链共同承受重量和载荷，每条支链的尺寸可以设计得较小，且驱动部件可以设置得远离动平台端，能够减轻运动部件质量。
[0022]3、本技术中的动平台的移动需要三条支链共同参与，每条支链的运动均被另外两条支链相互制约，使得每一步的运动精度都较高。
[0023]4、本技术中的运动部件质量质量较轻，且动平台同时来自三条支链的受力，使得动平台产生的合力加大，能够产生较大的运动加速度，运动的响应速度快。
附图说明
[0024]图1是本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本技术的优选实施方式做详细说明。
[0026]参见图1所示，本技术的五轴联动的混联机床结构，包括包含三根立柱11和一个三角形的定位顶部12的工作架10、支链Ⅰ20、支链Ⅱ21、支链Ⅲ22、转动件Ⅰ30、转动件Ⅱ31、转动件Ⅲ32、转动副Ⅰ40、转动件Ⅳ41和转动副Ⅲ42、尺寸小于工作架10的定位顶部12且形状同样为三角形的动平台50，以及工作台60、床身70和刀具80；所述工作架10的三根立柱11均与其定位顶部12和床身70垂直，它们的顶端分别在三角形的定位顶部12的一个角处与定位顶部12连接，底端分别与床身70连接；所述支链Ⅰ20、支链Ⅱ21和支链Ⅲ22按顺序布置
20和支链Ⅲ22的连接杆Ⅰ200和连接杆Ⅲ220的顶端分别通过转动副Ⅰ40和转动副Ⅲ42与对应的两根立柱11的顶部至少两自由度可转动地连接，所述支链Ⅰ20和支链Ⅲ22的伸缩杆Ⅰ201和伸缩杆Ⅲ221的顶端分别与连接杆Ⅰ200和连接杆Ⅲ220的底部可伸缩地连接，底端分别通过转动件Ⅰ30和转动件Ⅲ32分别与三角形的动平台50所对应的两个角至少两自由度可转动地连接；所述支链Ⅱ21的连接杆Ⅱ210的顶端通过转动件Ⅳ41与对应的一根立柱11的顶部至少两自由度可转动地连接，其伸缩杆Ⅱ211的顶端与连接杆Ⅱ210的底端可伸缩地连接，其底端通过转动件Ⅱ31与三角形的动平台50所对应的一个角可两自由度转动地连接。其中，所述支链Ⅰ20、支链Ⅱ21和支链Ⅲ22包括的连接杆Ⅰ200、连接杆Ⅱ210和连接杆Ⅲ220，以及对应的伸缩杆Ⅰ201、伸缩杆Ⅱ211和伸缩杆Ⅲ221的之间连接结构,可采用如雨伞、旅行箱的伸缩杆和连接杆的连接结构，以及可伸缩拖把伸缩杆和连接杆的连接结构。这使得支链Ⅰ20、支链Ⅱ21和支链Ⅲ22的结构比较简单且能够较好地实现其变化长短的伸缩功能。
[0032]所述转动件Ⅳ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种五轴联动的混联机床结构，其特征在于，包括包含三根立柱和一个三角形的定位顶部的工作架、支链Ⅰ、支链Ⅱ、支链Ⅲ，转动件Ⅰ、转动件Ⅱ、转动件Ⅲ、转动副Ⅰ、转动件Ⅳ和转动副Ⅲ、尺寸小于工作架的定位顶部且形状同样为三角形的动平台，以及工作台、床身和刀具；所述工作架的三根立柱均与其定位顶部和床身垂直，它们的顶端分别在三角形的定位顶部的一个角处与定位顶部连接，底端分别与床身连接；所述支链Ⅰ、支链Ⅱ和支链Ⅲ按顺序布置于工作架内且均可沿自身的长度方向伸缩改变长短，其中，所述支链Ⅰ和支链Ⅲ的顶端分别与转动副Ⅰ和转动副Ⅲ的一端连接，底端分别与转动件Ⅰ和转动件Ⅲ的一端连接，所述转动副Ⅰ和转动副Ⅲ的另一端分别与对应的两根立柱的顶部可转动地连接，所述转动件Ⅰ和转动件Ⅲ的另一端分别与三角形的动平台所对应的两个角至少两自由度可转动地连接，即所述转动件Ⅰ和转动件Ⅲ的另一端既可围绕它们之间的轴心连线转动又可相对于床身的水平面的前后水平线转动地分别在三角形的动平台的两个角与三角形的动平台可转动地连接；所述支链Ⅱ的顶端与转动件Ⅳ的一端至少两自由度可转动地连接，底端与转动件Ⅱ的一端至少两自由度可转动地连接，所述转动件Ⅳ的另一端与对应的立柱的顶部至少两自由度可转动地连接，所述转动件Ⅱ的另一端在与三角形的动平台所对应的一个角处至少两自由度可转动地连接；所述动平台位于工作台的上方；所述工作台可在床身上前后水平移动；所述刀具连接于动平台的底面并向外伸出。2.如权利要求1所述的五轴联动的混联机床结构，其特征在于，所述支链Ⅰ、支链Ⅱ和支链Ⅲ分别包括连接杆Ⅰ、连接杆Ⅱ和连接杆Ⅲ，以及对应的伸缩杆Ⅰ、伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛江，潘银松，朱小飞，张玉林，李立成，陶翠微，
申请(专利权)人：重庆城市科技学院，
类型：新型
国别省市：