带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床制造技术

本发明专利技术公开了一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床，涉及数控机床领域，立卧转换摆头机构包括摇摆头箱体、摇摆头主轴箱、自锁式刹车机构以及电主轴，摇摆头箱体包括一旋转中心轴，旋转中心轴的轴线与水平面的夹角为45度；摇摆头箱体包括伺服电机、小同步带轮、同步带、第一大同步带轮、第二大同步带轮、第一减速机、第二减速机、第一小齿轮以及第二小齿轮；摇摆头主轴箱利用第一小齿轮和第二小齿轮传递至大齿轮的动力带动电主轴绕旋转中心轴转动，在转动过程中电主轴的轴线与旋转中心轴的夹角保持45度。本发明专利技术实现了加工中心主轴立卧加工状态的快速转换，提高加工效率及加工精度。及加工精度。及加工精度。

【技术实现步骤摘要】
带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床


[0001]本专利技术涉及数控机床领域，特别涉及一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床。

技术介绍

[0002]近20年来国内机床行业取得了长足的发展，行业总体现状是体量巨大，但在高精尖核心技术方面和国外先进技术还有一定差距。
[0003]近几年来国内机床行业取得了长足的发展，在加工领域内，对于大批量的零件加工，行业内已有成熟的加工解决方案。
[0004]对于一些单件小批量的需要多次装夹，需要五面甚至六面加工的复杂零件的加工，目前常见的加工方式是多台机床、多工位、多次装夹交替加工。
[0005]这种加工方式需要多台加工中心（需要较多的场地面积），多台机床交替编程加工，多次装夹，加工效率偏低且会降低加工精度。
[0006]国外的一些立卧两用加工中心/或车铣复合加工中心可实现单件小量的复杂零件的加工，但是国外机床售价是国内普通加工中心的数倍甚至数十倍，不具备性价比。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中单件小批量的加工效率及加工精度低，立卧式加工中心的售价昂贵的缺陷，提供一种能够实现加工中心主轴立卧加工状态快速转换，提高加工效率及加工精度的带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构及数控机床。
[0008]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构，用于数控机床，所述立卧转换摆头机构包括一摇摆头箱体、一摇摆头主轴箱、一自锁式刹车机构以及一电主轴，所述摇摆头箱体包括一旋转中心轴，所述旋转中心轴的轴线与水平面的夹角为45度，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述旋转中心轴垂直；所述摇摆头主轴箱与所述电主轴固定，所述电主轴用于安装刀具；所述摇摆头箱体包括一伺服电机、一小同步带轮、一同步带、第一大同步带轮、第二大同步带轮、第一减速机、第二减速机、第一小齿轮以及第二小齿轮，所述小同步带轮的直径小于大同步带轮；所述伺服电机与所述小同步带轮连接，小同步带轮通过所述同步带与第一大同步带轮和第二大同步带轮连接，所述第一大同步带轮通过第一减速机带动所述第一小齿轮转动，所述第二大同步带轮通过第二减速机带动所述第二小齿轮转动；所述摇摆头主轴箱通过一轴承与所述摇摆头箱体固定，所述摇摆头主轴箱的顶部固定一大齿轮，所述第一小齿轮和第二小齿轮均与所述大齿轮啮合，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述大齿轮的端面平行；
所述摇摆头主轴箱利用第一小齿轮和第二小齿轮传递至大齿轮的动力带动所述电主轴绕所述旋转中心轴转动，在转动过程中所述电主轴的轴线与所述旋转中心轴的夹角保持45度，所述自锁式刹车机构与所述摇摆头主轴箱固定，所述摇摆头主轴箱固定一刹车片，所述自锁式刹车机构用于夹持所述刹车片以使所述摇摆头主轴箱停止转动。
[0009]较佳地，小同步带轮通过所述同步带将动力传递至第一大同步带轮与第二大同步带轮为第一级减速，所述第一大同步带轮将动力传递至第一减速机及所述第二大同步带轮将动力传递至第二减速机均为第二级减速，所述第一小齿轮将动力传递至所述大齿轮及所述第二小齿轮将动力传递至所述大齿轮均为第三级减速。
[0010]较佳地，当所述伺服电机带动第一小齿轮逆时针旋转时带动所述大齿轮顺时针旋转，此时第二小齿轮为从动齿轮；当所述伺服电机带动第二小齿轮顺时针旋转时带动所述大齿轮逆时针旋转，此时第一小齿轮为从动齿轮；所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线与所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线之间的夹角大于15度且小于160度。
[0011]较佳地，所述大齿轮通过第一螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的内圈通过第二螺钉固定在所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的外圈通过第三螺钉固定在所述摇摆头箱体上，所述内圈与所述外圈之间设有三个滚动体，每一滚动体上均布滚动体滚针。
[0012]较佳地，所述立卧转换摆头机构包括一编码器，所述编码器包括读数头以及刻度盘，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈固定于摇摆头主轴箱上，所述读数头与固定于所述摇摆头箱体上且用于读取所述刻度盘以获取摇摆头主轴箱的转动角度。
[0013]较佳地，所述大齿轮与所述刻度盘之间设有一轴承封盖，所述轴承封盖的外侧面设有一容纳槽，所述容纳槽内设有一密封圈，所述轴承密封盖通过第四螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上。
[0014]较佳地，所述摇摆头主轴箱包括依次成阶梯状的第一台面、第二台面以及第三台面，所述大齿轮通过第一螺钉固定于第一台面上，所述轴承封盖通过第四螺钉固定于所述第二台面上，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈后安装于所述第三台面上。
[0015]较佳地，所述大齿轮与所述轴承封盖之间设有所述刹车片，所述第四螺钉依次穿过所述刹车片以及所述轴承封盖后固定于所述摇摆头主轴箱上，所述自锁式刹车机构包括圆环形的刹车压盖、刹车缸体以及刹车活塞，所述刹车缸体的外端面与所述刹车压盖固定，所述刹车缸体的内端面用于与摇摆头箱体固定，所述刹车缸体与所述刹车压盖之间夹设一固定片，所述固定片的一侧设有容纳刹车片的间隙，所述固定片的另一侧为所述刹车缸体以及设于所述刹车缸体内的刹车活塞，所述刹车缸体的内表面包括一缸体凸起；所述刹车活塞包括活塞盖、活塞主体以及设于活塞主体外表面的活塞凸沿，所述活塞盖固定于所述活塞主体的一端，所述活塞凸沿设于所述活塞主体的另一端，所述活塞凸沿的外端面与所述固定片相邻，所述活塞凸沿的内侧设有若干中心导销以及套设于所述中心导销上的弹性件，所述缸体凸起的外端面上设有与中心导销数量相同的容纳沉孔，所述刹车活塞通过中心导销与所述刹车缸体定位；所述缸体凸起的外端面与所述活塞凸沿的内端面形成一第一液压腔，所述缸体凸
起的内端面与所述活塞盖形成第二液压腔，所述刹车缸体的外表面设有连接第一液压腔的第一注油孔以及连接第二液压腔的第二注油孔；在无液压状态下，所述弹性件对所述刹车活塞施加一个向外的推力以使得刹车压盖内端面、刹车片、固定片以及活塞凸沿外端面相互挤压；在第一注油孔注油后，第一液压腔的压力对所述刹车活塞施加一个向外的推力；在第二注油孔注油后，第二液压腔的压力对所述刹车活塞施加一个向内的推力以使得刹车压盖内端面、刹车片以及固定片相互分离。
[0016]较佳地，所述数控机床包括一处理终端以及一激光雷达，所述激光雷达上设有惯性测量模块，所述激光雷达的扫描方向对准刀具，所述激光雷达用于在摇摆头主轴箱旋转时扫描所述刀具以及所述摇摆头主轴箱以获取刀具点云数据以及主轴箱点云数据；所述处理终端用于通过所述编码器读取的转动角度判断所述摇摆头主轴箱是否旋转一周，若是则停止摇摆头主轴箱转动并获取摇摆头主轴箱旋转一周的刀具点云数据以及主轴箱点云数据；所述处理终端用于根据惯性测量模块、所述刀具点云数据以及刀具的实际长度获取电主轴位于水平位置时以及电主轴位于竖直位置时的刀具点云数据；所述处理模块用于根据水平位置时刀具点云数据获取水平位置时的编码器读取的数值以及根据竖直位置时的刀具点云数据获取竖直位置时的编码器读取的数值，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有自锁式刹车机构的立卧转换摆头机构，用于数控机床，其特征在于，所述立卧转换摆头机构包括一摇摆头箱体、一摇摆头主轴箱、一自锁式刹车机构以及一电主轴，所述摇摆头箱体包括一旋转中心轴，所述旋转中心轴的轴线与水平面的夹角为45度，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述旋转中心轴垂直；所述摇摆头主轴箱与所述电主轴固定，所述电主轴用于安装刀具；所述摇摆头箱体包括一伺服电机、一小同步带轮、一同步带、第一大同步带轮、第二大同步带轮、第一减速机、第二减速机、第一小齿轮以及第二小齿轮，所述小同步带轮的直径小于大同步带轮；所述伺服电机与所述小同步带轮连接，小同步带轮通过所述同步带与第一大同步带轮和第二大同步带轮连接，所述第一大同步带轮通过第一减速机带动所述第一小齿轮转动，所述第二大同步带轮通过第二减速机带动所述第二小齿轮转动；所述摇摆头主轴箱通过一轴承与所述摇摆头箱体固定，所述摇摆头主轴箱的顶部固定一大齿轮，所述第一小齿轮和第二小齿轮均与所述大齿轮啮合，摇摆头箱体和摇摆头主轴箱的对接面与所述大齿轮的端面平行；所述摇摆头主轴箱利用第一小齿轮和第二小齿轮传递至大齿轮的动力带动所述电主轴绕所述旋转中心轴转动，在转动过程中所述电主轴的轴线与所述旋转中心轴的夹角保持45度，所述自锁式刹车机构与所述摇摆头主轴箱固定，所述摇摆头主轴箱固定一刹车片，所述自锁式刹车机构用于夹持所述刹车片以使所述摇摆头主轴箱停止转动。2.如权利要求1所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，小同步带轮通过所述同步带将动力传递至第一大同步带轮与第二大同步带轮为第一级减速，所述第一大同步带轮将动力传递至第一减速机及所述第二大同步带轮将动力传递至第二减速机均为第二级减速，所述第一小齿轮将动力传递至所述大齿轮及所述第二小齿轮将动力传递至所述大齿轮均为第三级减速。3.如权利要求2所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，当所述伺服电机带动第一小齿轮逆时针旋转时带动所述大齿轮顺时针旋转，此时第二小齿轮为从动齿轮；当所述伺服电机带动第二小齿轮顺时针旋转时带动所述大齿轮逆时针旋转，此时第一小齿轮为从动齿轮；所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线与所述第一小齿轮圆心到大齿轮圆心连线之间的夹角大于15度且小于160度。4.如权利要求3所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述大齿轮通过第一螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的内圈通过第二螺钉固定在所述摇摆头主轴箱上，所述轴承的外圈通过第三螺钉固定在所述摇摆头箱体上，所述内圈与所述外圈之间设有三个滚动体，每一滚动体上均布滚动体滚针。5.如权利要求4所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述立卧转换摆头机构包括一编码器，所述编码器包括读数头以及刻度盘，所述第二螺钉依次穿过所述刻度盘、所述轴承的内圈固定于摇摆头主轴箱上，所述读数头与固定于所述摇摆头箱体上且用于读取所述刻度盘以获取摇摆头主轴箱的转动角度。6.如权利要求5所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述大齿轮与所述刻度盘之间设有一轴承封盖，所述轴承封盖的外侧面设有一容纳槽，所述容纳槽内设有一密封圈，所述
轴承密封盖通过第四螺钉固定于所述摇摆头主轴箱上。7.如权利要求6所述的立卧转换摆头机构，其特征在于，所述摇摆头主轴箱包括依次成阶梯状的第一台面、第二台面以及第三台面，所述大齿轮通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：于延，杨迪，孙海秋，孙庆，吴晓亮，陆柏年，王锦秀，
申请(专利权)人：上海航天壹亘智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：