龙门型并联式五轴工具机制造技术

一种龙门型并联式五轴工具机，其特征在于，至少包括： 一基板，该基板的一面，至少设置有两平行的线性滑轨； 一工作承台，该工作承台朝向基板的一面，至少设有两滑槽； 一机架，是由至少一个机台与两机柱所组成，该两机柱的一端部，平行固设于基板的两侧，两机柱的另一端部的端面，则各设有一线性滑轨，另外，该机台的两侧各设置有一滑槽； 一并联式空间连杆机构，是由复数个直线进给模组以并联的方式连结一基座所构成，其中每一个直线进给模组均以一可枢转的方式与该基座结合，且该复数个直线进给模组结合于基座的位置，并不在同一点上； 一加工模组，设置于基座朝向工件承台的一侧面上； 一进给轴机构；以及 一控制器。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于一种龙门型并联式五轴工具机，特别是指一种由并联式空间连杆机构与龙门型机架配合构成一至少具有五维运动方向而能进行高效率加工的工具机的技术。串联式机构的主要缺点，是悬臂较长，造成结构负荷流线长(longloading path)、刚性不足、结构易受弯矩负荷变形及结构为热不对称设计(thermally non-symmetric structure)等问题，这些问题也往往造成系统的动态频宽受到限制，不利于高速化，而目前常见的解决方式，多加以粗加工其结构来解决，这种方式，不但造成必须以较大的驱动源来推动进给机构，也提高了制造成本高，并造成大量的能源消耗；另一方面，虽然现代的电脑数值控制(Computer Numerical Control，CNC)已经能够藉助电脑技术，以误差补偿方式(error compensation)来降低机器的几何误差和热变形，虽然此种利用软件来补偿机器误差的方式，可以让串联构造工具机，以较低成本的软件技术来提高机器精度，但误差补偿技术的成功前提，在于机器必须具有足够的重复性(repeatability)，亦即机器必须具有足够的刚性及低热变形等，而这些特点在目前串联构造工具机上都很难达到。又，在传统架构中的龙门型五轴工具机刚性最低而且成本最高的组件，就是具有两个旋转轴的主轴头，以致以串联式进给机构应用在龙门型五轴工具机的设计与制造上，常遇到的问题多是在五轴头的刚性不足及难以高速化，而且其制造组装所需要的技术层次相当高，所以使得龙门型五轴工具机的售价居高不下，而如果能提高龙门型五轴工具机主轴头的刚性与降低成本，将会使得国内的龙门型五轴工具机更具有竞争力。由此可见，上述习用物品仍有设计不足之处，实非一完善的设计者，而亟符加以改良。本创作人鉴于上述现有的龙门型五轴工具机所衍生的各项缺点，乃亟思加以改良创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成本件龙门型并联式五轴工具机。本技术的内容木技术的目的即在于提供一种龙门型并联式五轴工具机，是由将并联式空间连杆机构结合于各式类型的龙门型架构工具机，而改善传统龙门型多轴串联式工具机的较长悬臂所造成的负荷流线长、刚性不足、结构易受弯矩负荷变形及热不对称等问题，更可由本技术的龙门型并联式五轴工具机高刚性、低惯量、结构间单且易于组装及特别适用于高速化的进给机构的特性，并提高加工时的动频宽及精密度。本技术主要是将本申请人所提出的“混合机构式多轴工具机”(中国台湾技术专利公告第363480号案，美国技术专利US6,048,143)内的“并联式空间连杆机构”技术，配合运用到各式龙门型机架结构的一项技术，由并联式空间连杆机构的高刚性及低惯量的特性，更有利应用于龙门型工具的高速化进给机构；可达成本技术目的的龙门型并联式五轴工具机，至少包括有一基板，该基板的一面，至少设置有两平行的线性滑轨；一工作承台，该工作承台朝向基板的一面，至少设有两滑槽；一机架，是由至少一个机台与两机柱所组成，该两机柱的一端部，平行固设于基板的两侧，两机柱的另一端部的端面，则各设有一线性滑轨，另外，该机台的两侧各设置有一滑槽；一并联式空间连杆机构，是由复数个直线进给模组以并联的方式连结一基座所构成，其中每一个直线进给模组均以一可枢转的方式与该基座结合，且该复数个直线进给模组结合于基座的位置，并不在同一点上；一加工模组，设置于基座朝向工件承台的一侧面上；一进给轴机构；以及一控制器。其中每一组直线进给模组至少包括有一线性滑轨，一滑座及一连杆，该连杆的一端，是枢接于该滑座上，该连杆的另一端亦以可枢转的方式连结于基座上。其中该并联式空间连杆机构的复数个直线进给模组的各线性滑轨，是固设于一导引护罩壳体内，该导引护罩的一端，是固设于朝向机台的一侧，导引护罩的另一端则向基板延伸。其中该并联式空间连杆机构的复数个直线进给模组的各线性滑轨，是固设于一导引护罩壳体内，该导引护罩的一端，是固设于朝向机台的一侧，导引护罩的另一端则向基板延伸。其中该连杆与滑座枢接的方式，是由在连杆与滑座连接的一端设置有一轴，并于滑座上设有一个可与该轴对应配合的轴承。其中该连杆与基座的连结方式，是在连杆与基座连结处设置有一万向轴节，该万向轴节是由两组轴心相交的轴与轴承所组成。其中该连杆与基座的连结方式，是在连杆与基座连结处设置有一球形关节。其中该并联式空间连杆机构的复数个直线进给模组的数量，是为三组，该三组的直线进给模组的线性滑轨，是相互等距并平设置于导引护罩壳体内，并且，该并联式空间连杆机构的三组连杆，是结合于基座的周缘的不同点上，并相互等距分开。其中该加工模组是为一切削主轴，其一端设有刀具。其中该基板、工作承台、机架及导引护罩的组立方式，可由另一组立方式，与并联式空间连杆机构组合，即，该工作承台是固设于基板的一面，该两机柱的一端部，平行固设于基板的两侧，两机柱的另一端部的端面，则各设有一线性滑轨，该两线性滑轨可各别配合两设于机台的滑槽，而该机台于设有滑槽的另一面，则设有另两线性滑轨，该两线性滑轨与设于机柱的两线性滑轨，在XY轴投影平面上相互垂直，该设于机台的两线性滑轨，配合于两设于导引护罩的滑槽。其中该机架的机台与机柱成型为一体的冂型机架，并另于该基板朝向冂型机架的一面，设有两线性滑轨，该两线性滑轨与设于机台的两线性滑轨，在XY轴投影平面上相互垂直，该两线性滑轨配合于两设于工作承台底部的滑槽。具体实施方式请同时参阅图2、图3及图4，图2为本技术的龙门型并联式五轴工具机的立体视图(此亦为本技术的较佳实施例视图)，图3为该龙门型并联式五轴工具机的立体分解视图，图4为该龙门型并联式五轴工具机的并联式空间连杆机构立体视图；本技术主要是由一基板1(该基板1亦可视为供本技术的其它结构装置基准的一固定地面)、一工作承台2、一机架3、一导引护罩4、一并联式空间连杆机构5、一加工模组6、一进给轴机构7及一控制器8所组成，该基板1的一面，至少设置有两平行的线性滑轨11，该工作承台2朝向基板1的一面，则至少设有两滑槽21，由该两滑槽21配合于基板1所设的两线性滑轨11，进而可使该工作承台2可相对于基板1做一线性运动，该机架3是由一机台31及两机柱32及33所组成，该两机柱32及33的一端部321及331，是相互平行固设于基板1的两侧，而该两机柱32及33另一端部322及332的端面323及333，则各设有一线性滑轨324及334，另外，该机台31的两侧，各设置有一滑槽311及312，由该两滑槽311及312则可分别配合于两机柱32及33所设的两线性滑轨324及334，再由进给轴机构7驱动机台31，使得该机台31可由滑槽311及312的导引，相对于机柱32及33做一Y轴方向的线性运动，该导引护罩4是为一壳体，其一端固设于机台31朝向基板1的一侧，该导引护罩4的另一端，则向基板1方向延伸，而该并联式空间连杆机构5，是设置于导引护罩4内，该并联式空间连杆机构5，是由三个直线进给模组51以并联的方式连结一基座54所构成，其中每一个直线进给模组51均以一可枢转的方式与该基座54结合，且该三个直线进给模组51，结合于基座1的位置并不在同一点上，而由此三个直线进给模组51，可驱动各基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张灿辉，陈冠文，康兆安，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：