本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)機(jī)床，包括床身、前后兩套并聯(lián)機(jī)構(gòu)、串聯(lián)連桿組、兩自由度工作臺(tái)和末端執(zhí)行器；所述的前后兩套并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有基本相同的結(jié)構(gòu)，均包括對(duì)稱布置的兩根立柱、一動(dòng)平臺(tái)以及連接所述立柱與動(dòng)平臺(tái)之間的兩條支鏈，其中兩條支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)形式，每條支鏈均具有一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)單元；前后兩套并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過兩個(gè)平行的鉸鏈與所述串聯(lián)連桿組連接，組成了一個(gè)空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)；所述空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)通過四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的兩個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；所述兩自由度工作臺(tái)包括一個(gè)直線滑臺(tái)和安裝在滑臺(tái)上的轉(zhuǎn)臺(tái)。本發(fā)明專利技術(shù)能實(shí)現(xiàn)五軸或六軸聯(lián)動(dòng)，具備較好的五軸加工能力。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)機(jī)床，包括床身、前后兩套并聯(lián)機(jī)構(gòu)、串聯(lián)連桿組、兩自由度工作臺(tái)和末端執(zhí)行器；所述的前后兩套并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有基本相同的結(jié)構(gòu)，均包括對(duì)稱布置的兩根立柱、一動(dòng)平臺(tái)以及連接所述立柱與動(dòng)平臺(tái)之間的兩條支鏈，其中兩條支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)形式，每條支鏈均具有一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)單元；前后兩套并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過兩個(gè)平行的鉸鏈與所述串聯(lián)連桿組連接，組成了一個(gè)空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)；所述空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)通過四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的兩個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；所述兩自由度工作臺(tái)包括一個(gè)直線滑臺(tái)和安裝在滑臺(tái)上的轉(zhuǎn)臺(tái)。本專利技術(shù)能實(shí)現(xiàn)五軸或六軸聯(lián)動(dòng)，具備較好的五軸加工能力。【專利說明】一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)機(jī)床
本專利技術(shù)屬于數(shù)控制造裝備領(lǐng)域，特別是一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)機(jī)床，可用于工件的精密加工。
技術(shù)介紹
近十幾年來，并聯(lián)/混聯(lián)數(shù)控機(jī)床是國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床研究領(lǐng)域非常關(guān)注的熱點(diǎn)課題。并聯(lián)/混聯(lián)機(jī)床與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的數(shù)控機(jī)床相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)都是按串聯(lián)形式布置的，因此在五軸加工時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性大，剛度較弱，動(dòng)態(tài)性能較差，末端切削精度較低。而并聯(lián)機(jī)床由幾條簡(jiǎn)單的串聯(lián)支鏈組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度高，精度高，靈活性好，適合做復(fù)雜空間曲面的數(shù)控加工。隨著科技的不斷深入發(fā)展，對(duì)機(jī)械零部件的精度要求越來越高，加工工藝越來越復(fù)雜，并且在設(shè)計(jì)過程中復(fù)雜曲面越來越多，因此對(duì)數(shù)控制造裝備的性能要求越來越高。為了滿足現(xiàn)代化加工需求，多軸聯(lián)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)床逐步受到重視，并有相關(guān)并聯(lián)裝備被研發(fā)出來。例如:Tricept五軸加工中心、Exechon五軸加工中心、Z3動(dòng)力頭和A3動(dòng)力頭等。本專利技術(shù)所提出的數(shù)控裝備為一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)機(jī)床，可用于復(fù)雜零部件的精密加工。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)機(jī)床，可用于復(fù)雜零部件的精密加工。本專利技術(shù)為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)機(jī)床，包括床身、四自由度空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器和工作平臺(tái)；所述四自由度空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)包括前并聯(lián)機(jī)構(gòu)、后并聯(lián)機(jī)構(gòu)和一套串聯(lián)桿組；所述前并聯(lián)機(jī)構(gòu)和所述后并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)均包括左、右布置的兩根立柱和一動(dòng)平臺(tái)，兩根所述立柱固定在所述床身上，所述動(dòng)平臺(tái)設(shè)置在兩根所述立柱之間，兩根所述立柱各通過一支鏈與所述動(dòng)平臺(tái)連接，所述支鏈包括一套直線驅(qū)動(dòng)裝置I和一傳動(dòng)連桿，所述傳動(dòng)連桿設(shè)有動(dòng)力輸入端和平臺(tái)連接端；前并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)的左右兩側(cè)各通過一鉸鏈I與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的平臺(tái)連接端連接；后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的連接有兩種方式:一)后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)的一側(cè)通過鉸鏈VI與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的平臺(tái)連接端連接；后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)的另一側(cè)通過鉸鏈νπ與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的平臺(tái)連接端連接，所述鉸鏈VI和所述鉸鏈νπ均與所述鉸鏈I平行；二)后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過一鉸鏈珊分別與機(jī)構(gòu)內(nèi)兩側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的平臺(tái)連接端連接，所述鉸鏈珊與所述鉸鏈I平行；所述傳動(dòng)連桿的動(dòng)力輸入端與所述直線驅(qū)動(dòng)裝置I通過鉸鏈II連接；所述直線驅(qū)動(dòng)裝置I安裝在所述立柱上，所述直線驅(qū)動(dòng)裝置I驅(qū)動(dòng)與其連接的所述傳動(dòng)連桿的端部沿鉛垂方向運(yùn)動(dòng)，所述鉸鏈II與所述直線驅(qū)動(dòng)裝置I的驅(qū)動(dòng)方向垂直，所述鉸鏈II與所述鉸鏈I平行；所述串聯(lián)連桿組包括前連桿和后連桿，所述前連桿和所述后連桿通過鉸鏈III連接，所述前連桿遠(yuǎn)離后連桿的一端與所述前并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過鉸鏈IV連接，所述鉸鏈IV與所述鉸鏈II垂直，所述后連桿遠(yuǎn)離前連桿的一端與所述后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過鉸鏈V連接，所述鉸鏈II1、所述鉸鏈IV和所述鉸鏈V相互平行；所述末端執(zhí)行器安裝在所述前連桿上；所述工作平臺(tái)安裝在床身上，所述工作平臺(tái)位于所述末端執(zhí)行器的下方，所述工作平臺(tái)設(shè)有一個(gè)前后移動(dòng)的滑臺(tái)，所述滑臺(tái)設(shè)有直線驅(qū)動(dòng)裝置II。所述直線驅(qū)動(dòng)裝置I的動(dòng)力源和所述直線驅(qū)動(dòng)裝置II的動(dòng)力源均為直線電機(jī)、電動(dòng)缸、液壓缸和氣缸中的任意一種。所述滑臺(tái)上安裝有一轉(zhuǎn)臺(tái)，所述轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置；所述轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心線與所述滑臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)中心線垂直或平行。所述直線驅(qū)動(dòng)裝置I包括伺服電機(jī)、絲杠、滑塊、支撐座和直線導(dǎo)軌；所述伺服電機(jī)固定在所述立柱上，所述絲杠鉛垂設(shè)置，所述絲杠上設(shè)有螺母，所述螺母固接在所述滑塊內(nèi)，所述滑塊在所述直線導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，所述直線導(dǎo)軌固定在所述立柱上，所述絲杠由所述支撐座支撐，所述支撐座固定在所述立柱上；所述滑塊與所述傳動(dòng)連桿遠(yuǎn)離動(dòng)平臺(tái)的端部通過所述鉸鏈II與連接。本專利技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:一 )和傳統(tǒng)機(jī)床相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作空間/機(jī)構(gòu)體積比大，剛度高，精度高，靈活性好，既能用于細(xì)長(zhǎng)工件三軸立式加工，也能用于復(fù)雜空間曲面的五軸數(shù)控加工。二)不需要昂貴的高精度兩自由度轉(zhuǎn)臺(tái)或兩自由度擺頭，而采用直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元和單自由度轉(zhuǎn)臺(tái)，成本較低而精度高，降低了機(jī)床成本。三)將兩套并聯(lián)機(jī)構(gòu)和一組平面二連桿進(jìn)行巧妙的串聯(lián)，通過四套直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)了末端執(zhí)行器的兩個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。四)末端執(zhí)行器的俯仰角較大，可為-20°?90°，能夠配合兩自由度工作臺(tái)，方便地實(shí)現(xiàn)五面加工和較大工作空間的五軸數(shù)控加工。五)末端執(zhí)行器具有一定的翻滾角，翻滾角約為-15°?15°，便于軌跡規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)精細(xì)加工。六)具有六個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，為五軸加工提供了一個(gè)冗余自由度，便于更好地進(jìn)行軌跡規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)精細(xì)加工。【專利附圖】【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1去掉右邊立柱及驅(qū)動(dòng)裝置后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例1的前并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例1的后并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例1的連桿及主軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本專利技術(shù)實(shí)施例2的后并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、床身；2、前并聯(lián)機(jī)構(gòu)；21、立柱；22、伺服電機(jī)；23、絲杠；24、滑塊；25、傳動(dòng)連桿；26、前并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)；27、直線導(dǎo)軌；28、支撐座；3、后并聯(lián)機(jī)構(gòu)；31、后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)；4、串聯(lián)連桿組；41、后連桿；42、前連桿；5、末端執(zhí)行器；6、工作平臺(tái)；61、轉(zhuǎn)臺(tái)；62、伺服電機(jī)；63、滑臺(tái)；7、工件；1、I1、II1、IV、V、V1、Vn、VD1、鉸鏈。【具體實(shí)施方式】為能進(jìn)一步了解本專利技術(shù)的
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:實(shí)施例1:請(qǐng)參閱圖1?圖6，本專利技術(shù)提出的一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)數(shù)控機(jī)床，包括床身1、四自由度空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器5和工作平臺(tái)6 ;所述四自由度空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)包括前并聯(lián)機(jī)構(gòu)2、后并聯(lián)機(jī)構(gòu)3和一套串聯(lián)桿組。所述前并聯(lián)機(jī)構(gòu)2和所述后并聯(lián)機(jī)構(gòu)3結(jié)構(gòu)相同，均包括左、右布置的兩根立柱和一動(dòng)平臺(tái)，兩根所述立柱固定在所述床身I上，所述動(dòng)平臺(tái)設(shè)置在兩根所述立柱之間，兩根所述立柱各通過一支鏈與所述動(dòng)平臺(tái)連接，所述支鏈包括一套直線驅(qū)動(dòng)裝置I和一傳動(dòng)連桿25，所述傳動(dòng)連桿25設(shè)有動(dòng)力輸入端和平臺(tái)連接端；前并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)26的左右兩側(cè)各通過一鉸鏈I與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿25的平臺(tái)連接端連接；后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)31的一側(cè)通過鉸鏈VI與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿25的平臺(tái)連接端連接；后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)31的另一側(cè)通過鉸鏈V本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種能實(shí)現(xiàn)五軸加工的并聯(lián)機(jī)床，其特征在于，包括床身、四自由度空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器和工作平臺(tái)；所述四自由度空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)包括前并聯(lián)機(jī)構(gòu)、后并聯(lián)機(jī)構(gòu)和一套串聯(lián)桿組；所述前并聯(lián)機(jī)構(gòu)和所述后并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)均包括左、右布置的兩根立柱和一動(dòng)平臺(tái)，兩根所述立柱固定在所述床身上，所述動(dòng)平臺(tái)設(shè)置在兩根所述立柱之間，兩根所述立柱各通過一支鏈與所述動(dòng)平臺(tái)連接，所述支鏈包括一套直線驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ和一傳動(dòng)連桿，所述傳動(dòng)連桿設(shè)有動(dòng)力輸入端和平臺(tái)連接端；前并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)的左右兩側(cè)各通過一鉸鏈Ⅰ與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的平臺(tái)連接端連接；后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的連接有兩種方式：一)后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)的一側(cè)通過鉸鏈Ⅵ與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的平臺(tái)連接端連接；后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)的另一側(cè)通過鉸鏈Ⅶ與機(jī)構(gòu)內(nèi)同側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的平臺(tái)連接端連接，所述鉸鏈Ⅵ和所述鉸鏈Ⅶ均與所述鉸鏈Ⅰ平行；二)后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過一鉸鏈Ⅷ分別與機(jī)構(gòu)內(nèi)兩側(cè)的所述傳動(dòng)連桿的平臺(tái)連接端連接，所述鉸鏈Ⅷ與所述鉸鏈Ⅰ平行；所述傳動(dòng)連桿的動(dòng)力輸入端與所述直線驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ通過鉸鏈Ⅱ連接；所述直線驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ安裝在所述立柱上，所述直線驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ驅(qū)動(dòng)與其連接的所述傳動(dòng)連桿的端部沿鉛垂方向運(yùn)動(dòng)，所述鉸鏈Ⅱ與所述直線驅(qū)動(dòng)裝置Ⅰ的驅(qū)動(dòng)方向垂直，所述鉸鏈Ⅱ與所述鉸鏈Ⅰ平行；所述串聯(lián)連桿組包括前連桿和后連桿，所述前連桿和所述后連桿通過鉸鏈Ⅲ連接，所述前連桿遠(yuǎn)離后連桿的一端與所述前并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過鉸鏈Ⅳ連接，所述鉸鏈Ⅳ與所述鉸鏈Ⅱ垂直，所述后連桿遠(yuǎn)離前連桿的一端與所述后并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)通過鉸鏈Ⅴ連接，所述鉸鏈Ⅲ、所述鉸鏈Ⅳ和所述鉸鏈Ⅴ相互平行；所述末端執(zhí)行器安裝在所述前連桿上；所述工作平臺(tái)安裝在床身上，所述工作平臺(tái)位于所述末端執(zhí)行器的下方，所述工作平臺(tái)設(shè)有一個(gè)前后移動(dòng)的滑臺(tái)，所述滑臺(tái)設(shè)有直線驅(qū)動(dòng)裝置Ⅱ。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅振軍，田永利，黃田，李博，黃磊，陳落根，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：天津;12
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