一种具有开放式结构的五自由度移动式加工机床制造技术

本发明专利技术公开了一种具有开放式结构的五自由度移动式加工机床，包括移动底座、调整机身、旋转驱动轴、主驱动臂、副驱动臂、双轴摆头和加工主轴，移动底座可以在水平面沿任意方向移动，用于将机床移动至需要加工的区域后与地面固定在一起，用于保持加工过程的稳定性；调整机身用于调整加工区域的高度和加工区域的方向；旋转驱动轴带动主驱动臂和副驱动臂在水平面内转动，形成加工主轴的侧向移动；主驱动臂形成加工主轴的前后运动；副驱动臂形成加工主轴的竖直运动；旋转驱动轴、主驱动臂、副驱动臂、双轴摆头组成具有5个自由度的加工单元，本发明专利技术可以加工床身范围外的工件，从而便于大型零件在装配现场进行修配加工。零件在装配现场进行修配加工。零件在装配现场进行修配加工。

【技术实现步骤摘要】
一种具有开放式结构的五自由度移动式加工机床


[0001]本专利技术涉及自动化加工
，具体地说，涉及一种具有开放式结构的五自由度移动式加工机床。

技术介绍

[0002]大型和超大型工件的特点是尺寸大，尺寸从几米到几十米不等；重量很重，重量从几吨、几十吨到几百吨，这就要求机床具有足够的刚度和承载能力，要有足够的空间容纳工件，还要有足够的驱动和切削功率，加工刀具也要有相应的切削能力和寿命，所以必须攻克这一整套的装备和技术才能完成这些大型、超大型零件的加工任务。
[0003]路桥建设过程中，一些超大型零件在现场装配时往往需要根据试装情况进行修配加工，采用普通工具加工时劳动强度大、加工效率低、并且难以满足精度要求；如运至加工厂采用数控机床加工，也存在转运过程费工费时、拆装后安装及测量基准发生改变等问题，另外也很难找到适合超大型零件的数控机床，因此研制一种能够针对超大型零件进行现场加工的数控机床是非常必要的。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的是为了解决现有技术中的不足，提供一种具有开放式结构的五自由度移动式加工机床。
[0005]技术方案：一种具有开放式结构的五自由度移动式加工机床，包括移动底座、调整机身、旋转驱动轴、主驱动臂、副驱动臂、双轴摆头和加工主轴，移动底座可以在水平面沿任意方向移动，用于将机床移动至需要加工的区域后与地面固定在一起，用于保持加工过程的稳定性；调整机身具有高度和姿态调整功能，用于调整加工区域的高度和加工区域的方向；旋转驱动轴带动主驱动臂和副驱动臂在水平面内转动，形成加工主轴的侧向移动；主驱动臂形成加工主轴的前后运动；副驱动臂形成加工主轴的竖直运动；双轴摆头形成加工主轴两个方向的空间摆动。
[0006]本专利技术的进一步改进在于，旋转驱动轴、主驱动臂、副驱动臂和双轴摆头组成具有5个自由度的加工单元，用于实现空间任意位置和任意姿态的加工操作，主驱动臂和副驱动臂构成三角形稳固结构，用于提高机床刚度和加工稳定性；同时主驱动臂和副驱动臂将加工主轴伸至床身之外，形成开放式加工结构，实现对位于机床床身之外的零件进行加工。
[0007]本专利技术的进一步改进在于，移动底座包括座体、麦克纳姆轮和调整地脚，通过控制麦克纳姆轮的转速和转向，使得移动底座可沿水平面内任意方向移动及转动，调整地脚用于调整移动底座的水平度。
[0008]本专利技术的进一步改进在于，调整机身包括侧壁、导轨、竖向调整电机、弧形导轨和翻转座，侧壁和翻转座构成门字形框架，用于作为机床的承力结构，导轨沿竖直方向安装在侧壁上，竖向调整电机可以驱动翻转座沿导轨上下移动，用于改变加工区域在竖直方向的位置；翻转座可以沿弧形导轨翻转，用于调整翻转座的姿态和加工区域的方向。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，旋转驱动轴包括U形座、大齿圈、轴承、伺服电机和小齿轮，伺服电机的转动带动主驱动臂和副驱动臂绕轴承在水平面内转动，形成加工主轴的侧向移动。
[0010]本专利技术的进一步改进在于，主驱动臂包括主驱动臂关节、中空伺服电机、滚珠丝杠和臂身，臂身连接主驱动臂端头，中空伺服电机通过滚珠丝杠驱动臂身相对于主驱动臂关节运动，形成加工主轴的前后运动。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，副驱动臂包括副驱动臂关节、中空伺服电机、滚珠丝杠和臂间连接铰链，中空伺服电机通过滚珠丝杠控制臂身的水平倾角，形成加工主轴的竖直运动。
[0012]本专利技术的进一步改进在于，双轴摆头包括第一转轴伺服电机、第一转轴同步带、第二转轴伺服电机、第二转轴同步带、双轴摆头安装架、第一转轴减速器和第二转轴减速器，第一转轴伺服电机通过第一转轴同步带及第一转轴减速器带动双轴摆头的第一轴转动，第二转轴伺服电机通过第二转轴同步带及第二转轴减速器带动双轴摆头的第二轴转动，双轴摆头形成加工主轴两个方向的空间摆动。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，加工主轴包括主轴安装筒、主轴和刀具。
[0014]与现有技术相比，至少实现了如下的有益效果：移动底座可以将机床移动至需加工的区域，调整床身具有高度和姿态调整功能，调整床身可以在区域高度和加工区域的方向进行加工，开放式的结构使加工主轴可以加工床身范围外的工件，利用本设备可以加工尺寸比本设备大很多的工件，解决了大型零件在装配现场修配加工难的问题，能够针对超大型零件进行现场加工，提高了机床刚度和加工稳定性，主驱动臂和副驱动臂将加工主轴伸至床身之外，形成开放式加工结构，实现对位于机床床身之外的零件进行加工。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种具有开放式结构的五自由度移动式加工机床的立体结构图；图2为移动底座结构图；图3为调整机身结构图；图4是旋转驱动轴结构图；图5是主驱动臂和副驱动臂的结构图；图6是两轴摆头的结构图；图7是俯式加工方式图；图8是仰式加工方式图；图9是加工机床与其它机床附件构成加工中心的整体结构图。
[0016]附图标记：1
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移动底座、101
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座体、102
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麦克纳姆轮、103
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调整地脚、2
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调整机身、201
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侧壁、202
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导轨、203
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竖向调整电机、204
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弧形导轨、205
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翻转座、3
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旋转驱动轴、301
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U形座、302
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大齿圈、303
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轴承、304
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伺服电机、305
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小齿轮、4
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主驱动臂、401
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主驱动臂关节、402
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中空伺服电机、403
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滚珠丝杠、404
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臂身、405
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主驱动臂端头、5
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副驱动臂、501
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副驱动臂关节、502
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中空伺服电机、503
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滚珠丝杠、504
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臂间连接铰链、6
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双轴摆头、601
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第一转轴伺服电机、602
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第一转轴同步带、603
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第二转轴伺服电机、604
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第二转轴同步带、605
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双轴
摆头安装架、606
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第一转轴减速器、607
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第二转轴减速器、7
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加工主轴、701
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主轴安装筒、702
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主轴、703
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刀具。
具体实施方式
[0017]现详细描述本专利技术的示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有开放式结构的五自由度移动式加工机床，其特征在于：包括移动底座（1）、调整机身（2）、旋转驱动轴（3）、主驱动臂（4）、副驱动臂（5）、双轴摆头（6）和加工主轴（7），所述移动底座（1）可以在水平面沿任意方向移动，用于将机床移动至需要加工的区域后与地面固定在一起，用于保持加工过程的稳定性；所述调整机身（2）具有高度和姿态调整功能，用于调整加工区域的高度和加工区域的方向；所述旋转驱动轴（3）带动主驱动臂（4）和副驱动臂（5）在水平面内转动，形成加工主轴（7）的侧向移动；所述主驱动臂（4）形成加工主轴（7）的前后运动；所述副驱动臂（5）形成加工主轴（7）的竖直运动；所述双轴摆头（6）形成加工主轴（7）两个方向的空间摆动。2.根据权利要求1所述的具有开放式结构的五自由度移动式加工机床，其特征在于：所述旋转驱动轴（3）、主驱动臂（4）、副驱动臂（5）和双轴摆头（6）组成具有5个自由度的加工单元，用于实现空间任意位置和任意姿态的加工操作，所述主驱动臂（4）和副驱动臂（5）构成三角形稳固结构，用于提高机床刚度和加工稳定性；同时所述主驱动臂（4）和副驱动臂（5）将加工主轴伸至床身之外，形成开放式加工结构，实现对位于机床床身之外的零件进行加工。3.根据权利要求1所述的具有开放式结构的五自由度移动式加工机床，其特征在于：所述移动底座（1）包括座体（101）、麦克纳姆轮（102）和调整地脚（103），通过控制麦克纳姆轮（102）的转速和转向，使得移动底座（1）可沿水平面内任意方向移动及转动，所述调整地脚（103）用于调整移动底座（1）的水平度。4.根据权利要求1所述的具有开放式结构的五自由度移动式加工机床，其特征在于：所述调整机身（2）包括侧壁（201）、导轨（202）、竖向调整电机（203）、弧形导轨（204）和翻转座（205），所述侧壁（201）和翻转座（205）构成门字形框架，用于作为机床的承力结构，所述导轨（202）沿竖直方向安装在侧壁（201）上，所述竖向调整电机（203）可以驱动翻转座（205）沿导轨（202）上下移动，用于改变加工区域在竖直方向的位置；翻转座（205...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文涛，高志强，田云麒，
申请(专利权)人：南通诺迈数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：