一种高精度五轴联动加工中心的装置、方法及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于五轴联动加工技术领域，具体是一种高精度五轴联动加工中心的装置、方法及存储介质，包括底座，所述底座的顶部设有支架，所述支架的一侧设有控制器，所述支架的一侧设有Z轴驱动装置，所述Z轴驱动装置的输出端设有伺服主轴，所述伺服主轴的输出端设有刀具；所述底座的顶部设有Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置的输出端设有移动台，所述移动台的顶部设有X轴驱动装置，所述X轴驱动装置的输出端设有滑动架，所述滑动架的一侧设有第一转动电机，所述第一转动电机的输出端设有转动台；本发明专利技术不仅可以实现对工件五轴联动加工，同时还能提高对工件的装夹精度和装夹效果，保证工件在翻转时不会发生脱离掉落，保证加工效果，提高加工精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度五轴联动加工中心的装置、方法及存储介质


[0001]本专利技术属于五轴联动加工
，具体是一种高精度五轴联动加工中心的装置、方法及存储介质。

技术介绍

[0002]五轴联动是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工，五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。
[0003]中国专利技术专利CN200910028286.3公开了一种五轴联动数控加工中心，包括床身(10)、龙门架(30)，龙门架(30)包含有左右两个龙门立柱(32)，以及固定龙门横梁(35)，龙门立柱(32)的前部安装有可使工作台(26)同时绕A、C轴转动的直驱式双轴精密转台(20)；龙门架(30)上设置有可Y向运动的横梁(40)，横梁(40)前部设置有可X向运动的溜板(50)，溜板(50)前部设置有可Z向运动的主轴箱(60)，主轴箱(60)上设有用以安装主轴(70)的主轴安装孔(66)；床身(10)和龙门架(30)之间的空腔内设置有刀库(80)，该装置无法对工件进行精准定位，加工精度低，加工难度大。
[0004]中国专利技术专利CN201710226560.2涉及一种数控加工机床，尤其涉及一种小型双转台五轴数控铣床。该小型双转台五轴数控铣床包括铣床底座、立柱、X轴移动模块、Y轴移动模块、Z轴移动模块、主轴模块、A轴转动模块、C轴转动模块、可伸缩性防尘罩以及主轴水冷系统；所述立柱通过螺纹连接固定安装在所述铣床底座上；所述X轴移动模块滑动安装在所述Y轴移动模块上；所述Y轴移动模块固定安装在所述铣床底座上；所述Z轴移动模块固定安装在所述立柱前侧面上；所述A轴转动模块包括两个转台基座、A轴伺服电机、减速机、凸缘联轴器、U型转台；所述A轴转动模块固定在所述X轴移动模块上；所述C轴转动模块包括C轴伺服电机、C轴电机座和回转台，该装置无法对不规则形状的工件进行装夹，从而降低装置的适应性，提高加工难度。
[0005]现有的五轴联动加工中心的转台在发生偏转时，转台顶部的工件会随之发生倾斜，则工件重量过大时会发生倾斜滑动，从而降低加工精度；同时转台自身发生转动时，工件的倾斜位置会发生变化，因此工件所需固定方向同步发生变化。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对以上问题，提供了一种高精度五轴联动加工中心的装置、方法及存储介质，该装置可以有效地提高转台顶部的定位精度，可以对不规则形状的工件进行装夹，并且在转台发生偏转以及转动时可以提高对顶部工件的适应性，保证工件始终处于最佳的加工位置以及加工状态。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高精度五轴联动加工中心的装置，包括底座，所述底座的顶部设有支架，所述支架的一侧设有控制器，所述支架的一侧设
有Z轴驱动装置，所述Z轴驱动装置的输出端设有伺服主轴，所述伺服主轴的输出端设有刀具；
[0008]所述底座的顶部设有Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置的输出端设有移动台，所述移动台的顶部设有X轴驱动装置，所述X轴驱动装置的输出端设有滑动架，所述滑动架的一侧设有第一转动电机，所述第一转动电机的输出端设有转动台，所述转动台的顶部设有第二转动电机，所述第二转动电机的顶部设有固定台；
[0009]所述固定台包括多组气泵，所述气泵均匀阵列设于第二转动电机顶部，所述气泵的顶部设有第一通气口，所述第一通气口的顶部设有波纹管，所述第一通气口的内部通过多组连接杆设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的顶部穿过波纹管并设有弹性垫，所述弹性垫的底部与波纹管的顶部固定连接，所述弹性垫顶部设有压力传感器用以检测其顶部的压力值，所述弹性垫的内部均匀阵列设有多组第二通气口，所述第二通气口内部设有单向阀，所述单向阀的方向为由第二通气口至第一通气口，所述第二通气口的底部与波纹管相连通，所述第二通气口内部设有气压传感器用以检测其内部的气压值；
[0010]所述弹性垫四周侧壁均设有通孔，所述通孔内部设有气囊，所述气囊远离电动伸缩杆一端设有挡板，所述挡板位于靠近挡块的一侧设有位移传感器用以检测挡板的位移值；
[0011]当对工件进行定位时，所述控制器控制电动伸缩杆伸长，所述气泵向气囊内充气，所述气囊体积增大并带动挡板向远离挡块一侧移动；当对工件进行加工，所述压力传感器检测到的压力值减小时，所述控制器控制对应的气泵增大抽气，工件底部受到的吸力增大；
[0012]一种高精度五轴联动加工中心的方法，包括以下步骤：
[0013]S1、将工件放置到所述固定台顶部，所述控制器控制一侧电动伸缩杆伸长，所述电动伸缩杆带动弹性垫向上移动；
[0014]S2、所述控制器控制伸长的电动伸缩杆底部的气泵向气囊内充气，所述气囊体积增大，所述气囊带动挡板向外侧移动，所述位移传感器检测挡板向外侧移动的距离；
[0015]S3、所述第一转动电机启动带动转动台绕X轴发生偏转，工件在自身重力的作用下向挡板移动并进行支撑定位，所述第二转动电机启动带动工件绕Z轴转动改变定位位置，通过多位置支撑定位实现对工件的精准定位；
[0016]S4、当所述压力传感器检测到压力值增大时，所述控制器控制对应位置的气泵启动抽气，工件底部在吸力作用下固定在所述固定台顶部，当所述压力传感器增大至所设阈值时，所述气压传感器检测到的气压值增大至所设阈值，所述气泵吸力不再增加；
[0017]S5、当工件底部不平整时，部分所述压力传感检测到的压力值存在但小于所设阈值，所述控制器控制对应位置的电动伸缩杆伸长，所述控制器控制气泵抽气，所述气压传感器检测到的气压阈值不变，当所述压力传感器检测到的压力值达到所设的阈值时，所述电动伸缩杆停止伸长，所述弹性垫顶部与工件底部紧密接触完成装夹；
[0018]S6、所述控制器控制Z轴驱动装置启动带动刀具在Z轴上移动，所述Y轴驱动装置带动移动台在Y轴上移动，所述X轴驱动装置带动滑动架在X轴方向上移动，所述第一转动电机带动转动台绕X轴转动，所述第二转动电机带动固定台绕Z轴转动，从而实现对工件的五轴联动加工；
[0019]S7、当第一转动电机带动工件绕X轴发生偏转时，所述压力传感器检测到的压力值
减小，所述控制器控制对应的气泵的吸力增大，所述气压传感器检测到的气压值增大，当所述压力传感器检测到的压力值恢复时，所述控制器控制对应的气泵吸力不再增大；
[0020]S8、当第一转动电机带动工件绕X轴发生偏转角度过大时，多组所述压力传感器检测到的压力值均低于所设的压力阈值，此时所述控制器控制位于工件底侧的电动伸缩杆伸长且气泵向气囊内充气，所述气囊体积增大并带动挡板伸出对工件底侧进行临时支撑；
[0021]S9、待加工完成后，所述控制器控制气泵停止抽气，将工件从所述固定台取出；
[0022]一种计算机设备，所述计算机设备包括一个或多个控制器和一个或多个存储器，所述一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度五轴联动加工中心的装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶部设有支架(2)，所述支架(2)的一侧设有控制器(24)，所述支架(2)的一侧设有Z轴驱动装置(3)，所述Z轴驱动装置(3)的输出端设有伺服主轴(6)，所述伺服主轴(6)的输出端设有刀具(7)；所述底座(1)的顶部设有Y轴驱动装置(4)，所述Y轴驱动装置(4)的输出端设有移动台(23)，所述移动台(23)的顶部设有X轴驱动装置(5)，所述X轴驱动装置(5)的输出端设有滑动架(9)，所述滑动架(9)的一侧设有第一转动电机(10)，所述第一转动电机(10)的输出端设有转动台(11)，所述转动台(11)的顶部设有第二转动电机(12)，所述第二转动电机(12)的顶部设有固定台(13)；所述固定台(13)包括多组气泵(14)，所述气泵(14)均匀阵列设于第二转动电机(12)顶部，所述气泵(14)的顶部设有第一通气口(15)，所述第一通气口(15)的顶部设有波纹管(17)，所述第一通气口(15)的内部通过多组连接杆设有电动伸缩杆(16)，所述电动伸缩杆(16)的顶部穿过波纹管(17)并设有弹性垫(19)，所述弹性垫(19)的底部与波纹管(17)的顶部固定连接，所述弹性垫(19)顶部设有压力传感器用以检测其顶部的压力值，所述弹性垫(19)的内部均匀阵列设有多组第二通气口(18)，所述第二通气口(18)内部设有单向阀，所述单向阀的方向为由第二通气口(18)至第一通气口(15)，所述第二通气口(18)的底部与波纹管(17)相连通，所述第二通气口(18)内部设有气压传感器用以检测其内部的气压值；所述弹性垫(19)四周侧壁均设有通孔(25)，所述通孔(25)内部设有气囊(21)，所述气囊(21)远离电动伸缩杆(16)一端设有挡板(22)，所述挡板(22)位于靠近挡块(20)的一侧设有位移传感器用以检测挡板(22)的位移值；当对工件进行定位时，所述控制器(24)控制电动伸缩杆(16)伸长，所述气泵(14)向气囊内充气，所述气囊(21)体积增大并带动挡板(22)向远离挡块(20)一侧移动；当对工件进行加工，所述压力传感器检测到的压力值减小时，所述控制器(24)控制对应的气泵(14)增大抽气，工件底部受到的吸力增大。2.基于权利要求1所述的一种高精度五轴联动加工中心的装置，其特征在于：所述Z轴驱动装置(3)包括第一驱动电机(301)，所述第一驱动电机(301)的一侧与支架(2)的一侧固定连接，所述第一驱动电机(301)的输出端设有第一丝杆(302)，所述伺服主轴(6)通过第一螺母套与第一丝杆(302)滑动连接，所述支架(2)的一侧设有第一滑轨(303)，所述第一滑轨(303)的内部滑动连接有第一滑块(304)，所述第一滑块(304)与伺服主轴(6)的一侧固定连接。3.基于权利要求1所述的一种高精度五轴联动加工中心的装置，其特征在于：所述Y轴驱动装置(4)包括第二驱动电机(401)，所述第二驱动电机(401)的底部与底座(1)的顶部固定连接，所述第二驱动电机(401)的输出端设有第二丝杆(402)，所述移动台(23)通过第二螺母套与第二丝杆(402)滑动连接，所述底座(1)的顶部设有第二滑轨(403)，所述第二滑轨(403)的顶部滑动连接有第二滑块(404)，所述第二滑块(404)与移动台(23)的底部固定连接。4.基于权利要求1所述的一种高精度五轴联动加工中心的装置，其特征在于：所述X轴驱动装置(5)包括第三驱动电机(501)，所述第三驱动电机(501)的底部与移动台(23)的顶部固定连接，所述第三驱动电机(501)的输出端设有第三丝杆(502)，所述滑动架(9)通过第
三螺母套与第三丝杆(502)滑动连接，所述移动台(23)的顶部设有第三滑轨(503)，所述第三滑轨(503)的顶部滑动连接有第三滑块(504)，所述第三滑块(504)与滑动架(9)的底部固定连接。5.基于权利要求1所述的一种高精度五轴联...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚琪，董展昭，宋淼，徐浩宇，冯怡菲，王发胜，
申请(专利权)人：天津祝融精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：