CN101269463B - 一种多轴联动混联机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多轴联动混联机床，属于数控机床制造领域。该机床主要包括床身、安装主轴的动平台、安装被切削工件的工作台以及设置在床身上的立柱，该三根立柱呈三角形布置，各立柱导轨上均配置有作直线运动的滑鞍，该动平台通过三条支链与三个滑鞍相连形成空间并联闭链机构，该空间并联闭链机构用于实现二维移动和一维转动自由度；该安装被切削工件的工作台用于实现一维移动和一维转动自由度，该工作台与空间并联闭链机构用于实现多达五轴的联动控制。本发明具有结构简单、布局合理、加工灵活、易于控制、工作空间大、加工精度高和可实现立卧两用等优点，综合了串联式和并联式机床的优势，用于对复杂曲面类零件的多轴联动数控加工。

Description

一种多轴联动混联机床
技术领域
本发明属于数控机床制造领域，涉及一种能够满足对复杂曲面类零件进行多轴联动数控加工的多轴联动混联机床。
背景技术
在数控机床制造领域，传统数控机床的机械结构大多采用串联式的连接方式，使得机床容易产生误差积累，整体刚度不高，加工精度较低。上世纪90年代，并联机床的诞生让人们看到了数控机床的希望。并联机床具有结构简单、刚度高、无误差积累、运动部件质量小、易于实现高速运动等优点，在一定程度上弥补了传统数控机床的不足。然而，并联机床也有其天生的缺陷，尤其是6自由度并联机床，运动耦合性强、工作空间小、数控编程复杂等缺点使得并联机床的推广应用受到了较大程度的限制。近年来，少自由度并联机床越来越受到研究者的重视和青睐，而且一些少自由度并联机床得到了成功应用。
为了满足对被加工零件日益复杂和特殊的加工要求，数控机床的加工性能也需要日益提高。混联机床较好地综合了传统机床和并联机床的优点，此类产品在制造领域中更具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多轴联动混联机床，该机床具有结构简单、布局合理、加工灵活、易于控制、工作空间大、加工精度高和可实现立卧两用等优点，综合了串联式和并联式机床的优势，可以满足对复杂曲面类零件的多轴联动数控加工要求。
本发明提出的一种多轴联动混联机床，包括床身、安装主轴的动平台、安装被切削工件的工作台以及设置在床身上的三根立柱，该三根立柱呈三角形布置，各立柱导轨上均配置有作直线运动的滑鞍，该三个滑鞍由安装在各立柱内的电机驱动，该安装主轴的动平台通过三条支链与三个滑鞍连接形成空间并联闭链机构。所述的空间并联闭链机构用于实现二维移动自由度和一维转动自由度，所述的安装被切削工件的工作台用于实现一维移动自由度和一维转动自由度，该工作台与空间并联闭链机构实行多达五轴的联动控制。
本发明的特点及技术效果
本发明的混联机床的空间并联闭链机构用于实现二维移动自由度和一维转动自由度，工作台用于实现一维移动自由度和一维转动自由度，该工作台与空间并联闭链机构实行多达五轴的联动控制。
该机床具有以下优点：(1)结构简单；(2)刚度高；(3)数控编程简便；(4)具有较大的工作空间与机床体积比；(5)并联机构可以提供主轴较大的转动范围，能够实现立卧两用。这些优点使该机构更易于设计和控制，其灵活度更好，加工精度更高，可以满足对复杂曲面类零件的多轴联动数控加工要求。
附图说明
图1是本发明新型多轴联动混联机床第一实施例的结构示意图。
图中1.机床床身，2.伺服电机四，3.绕z向转动平台，4.工件，5.支链一，6.立柱一，7.滑鞍一，8.伺服电机一，9.伺服电机二，10.立柱二，11.滑鞍二，12.支链二，13.立柱三，14.伺服电机三，15.滑鞍三，16.支链三，17.主轴，18.动平台，19.沿y向移动平台，20.伺服电机五。
图2是本发明新型多轴联动混联机床第二实施例的结构示意图。
图中21.机床床身，22.伺服电机四，23.绕y向转动平台，24.工件，25.支链一，26.立柱一，27.滑鞍一，28.伺服电机一，29.伺服电机二，30.立柱二，31.滑鞍二，32.支链二，33.立柱三，34.伺服电机三，35.滑鞍三，36.支链三，37.主轴，38.动平台，39.沿y向移动平台，40.伺服电机五。
具体实施方式
本发明的新型多轴联动混联机床结合附图及实施例详细说明如下：
实施例1
本实施例1的结构，如图1所示，包括床身1、安装主轴17的动平台18、安装被切削工件4的工作台、设置在床身上的三根立柱6、10、13，该三根立柱呈三角形布置，立柱导轨上均配置有作直线运动的滑鞍7、11、15，该三个滑鞍分别由安装在各立柱内的伺服电机8、9、14通过滚珠丝杠来驱动；该机床的特征在于，该动平台18通过三条支链5、12、16分别与该滑鞍7、11、15相连接，形成空间并联闭链机构，该空间并联闭链机构可采用本发明人在申请号为2007100623054.2，名称为“运动解耦的空间三自由度并联机构”专利申请中所公开的各种结构，该空间并联闭链机构实现了沿x、z方向的移动自由度和绕x向的转动自由度；该工作台由绕z向转动的平台3和沿y向移动的平台19构成，该平台3、19分别由伺服电机2、20来驱动。
实施例2
本实施例2的结构，如图2所示，该机床与实施例1的不同之处是，该工作台由绕y向转动的平台23和沿y向移动的平台39构成，该平台23、39分别由伺服电机22、40来驱动。

Claims (1)

1.一种多轴联动混联机床，该机床主要包括床身、安装主轴的动平台、安装被切削工件的工作台以及设置在床身上的三根立柱，该三根立柱呈三角形布置，各立柱导轨上均配置有作直线运动的滑鞍，该三个滑鞍由安装在各立柱内的电机驱动，该安装主轴的动平台通过三条支链与三个滑鞍连接形成空间并联闭链机构；其特征在于，所述的空间并联闭链机构用于实现二维移动自由度和一维转动自由度，所述的安装被切削工件的工作台用于实现一维移动自由度和一维转动自由度，该工作台与空间并联闭链机构实行多达五轴的联动控制。
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