CN115555872A - 一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，涉及数控机床技术领域。本发明包括五轴加工数控机架和设置在五轴加工数控机架上的加工机头，五轴加工数控机架上设置有部件存放板，加工机头与部件存放板之间设置有定位机构，加工机头上连接有定位机构相配合的驱动机构，第二水平连接杆的另一端固定安装有电动伸缩装置，电动伸缩装置的输出端设置有电动伸缩杆，电动伸缩杆的末端与竖直驱动杆的上部固定连接。通过前后方向的定位板和左右方向的定位板完成对加工部件的定位操作，方便使用；通过调整第一竖直齿条和第二竖直齿条是竖直高度，能够实现对不同尺寸的加工部件进行高精度定位操作，方便使用，适应性高。

Description

一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，特别是涉及一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床。

背景技术

高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展。五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成复杂曲面的加工。五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，其对航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。

五轴加工数控机床是具有五个传动轴，并能够分别在水平面的横向、纵向和竖直面上的竖直方向带动对应部件移动的数控加工设备，目前，市场上的五轴加工数控机床均具有高精度运动的特点，但是其上缺少对应的高精度定位机构，不能实现高精度定位操作，容易由于定位出现误差造成加工出现一定的误差，给使用者带来不便。

现有公开的专利CN201910936814.9公开了一种五轴联动数控机床，包括床身和通过主轴箱驱动的两个主轴，床身具有第一倾斜面和第二倾斜面；在所述第一倾斜面上通过X轴导轨滑动地安装有X轴滑座；在该X轴滑座的顶部平面通过Y轴导轨滑动地安装有Z轴滑座；在该Z轴滑座的安装面上通过Z轴导轨滑动地安装有Z轴滑板；通过所述主轴箱驱动的两个主轴固定安装在所述Z轴滑板上，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面相互平行，所述第一倾斜面低于所述第二倾斜面，床身表面双斜面设计，增大了滑座在X向两导轨之间的跨距，刚性更好，而且重量相对减轻，在所述第一倾斜面和第二倾斜面之间设置有过渡面，所述过渡面的一边与所述第一倾斜面衔接，所述过渡面的另一边与所述第二倾斜面衔接；在所述第二倾斜面的一端固定安装有A轴左箱体，在所述第二倾斜面的另一端安装有A轴右箱体；在A轴左箱体与A轴右箱体之间的第二倾斜面上设置有下料口。

但是，上述公开的技术中的五轴联动数控机床存在对加工部件定位不准的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，通过在五轴加工数控机架上设置加工机头，五轴加工数控机架上设置有部件存放板，加工机头与部件存放板之间设置有定位机构，加工机头上连接有定位机构相配合的驱动机构，以解决上述提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，包括五轴加工数控机架和设置在五轴加工数控机架上的加工机头；所述五轴加工数控机架上设置有部件存放板；所述加工机头与部件存放板之间设置有定位机构；所述加工机头上连接有定位机构相配合的驱动机构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定位机构包括第一水平导板、第一水平丝杆、第一定位板、第二水平导板、第二水平丝杆、第二定位板；所述第一定位板设置有两个，且沿着部件存放板的左右方向相互正对设置；所述第一定位板的一端设置有第一滑板；所述第一定位板的另一端设置有第二滑板；所述第一滑板滑动安装在第一水平导板上。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述第二滑板上均开设有第一丝杠螺孔；所述第一水平丝杆上设置有两段不同旋向的螺纹，分别为第一螺纹和第二螺纹；所述第一水平丝杆上的第一螺纹与其中一个第二滑板上的第一丝杠螺孔啮合连接；所述第一水平丝杆上的第二螺纹与另一个第二滑板上的第一丝杠螺孔啮合连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二定位板设置有两个，且沿着部件存放板的前后方向相互正对设置；所述第二定位板的一端设置有第三滑板；所述第一定位板的另一端设置有第四滑板；所述第三滑板滑动安装在第二水平导板上。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述第四滑板上均开设有第二丝杠螺孔；所述第二水平丝杆上设置有两段不同旋向的螺纹，分别为第三螺纹和第四螺纹；所述第二水平丝杆上的第三螺纹与其中一个第四滑板上的第二丝杠螺孔啮合连接；所述第二水平丝杆上的第四螺纹与另一个第四滑板上的第二丝杠螺孔啮合连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动机构包括固定座、电机、竖直丝杆、滑块、第一水平连接杆、第二水平连接杆、竖直驱动杆；所述固定座固定安装在加工机头的一侧面；所述固定座上开设有条形安装槽；所述电机固定安装在条形安装槽的内顶面；所述电机的输出轴末端与竖直丝杆的一端固定连接；所述竖直丝杆的另一端转动安装在条形安装槽的内底面上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滑块开设有第三丝杠螺孔；所述竖直丝杆与第三丝杠螺孔啮合连接；所述滑块的两侧均设置有定位块；所述条形安装槽的一组相对内侧面均开设有条形导向槽；所述定位块位于条形导向槽内并与条形导向槽之间滑动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一水平连接杆的一端与滑块固定连接；所述第一水平连接杆的另一端与第二水平连接杆固定连接；所述五轴加工数控机架上开设有条形支撑滑槽；所述第二水平连接杆的一端滑动安装在条形支撑滑槽内；所述第二水平连接杆的另一端固定安装有电动伸缩装置；所述电动伸缩装置的输出端设置有电动伸缩杆。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电动伸缩杆的末端与竖直驱动杆的上部固定连接；所述竖直驱动杆的一侧面设置有第一竖直齿条；所述竖直驱动杆的另一侧面设置有第二竖直齿条；所述部件存放板上开设有供竖直驱动杆、第一竖直齿条、第二竖直齿条穿过的贯通槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一水平丝杆的一端的环侧设置有第一齿轮；所述第二水平丝杆的一端的环侧设置有第二齿轮；所述第一竖直齿条与第一齿轮啮合连接；所述第二竖直齿条与第二齿轮啮合连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在五轴加工数控机架上设置加工机头，五轴加工数控机架上设置有部件存放板，加工机头与部件存放板之间设置有定位机构，加工机头上连接有定位机构相配合的驱动机构，通过前后方向的定位板和左右方向的定位板完成对加工部件的定位操作，方便使用。

2、本发明通过在第二水平连接杆的另一端固定安装有电动伸缩装置，电动伸缩装置的输出端设置有电动伸缩杆，电动伸缩杆的末端与竖直驱动杆的上部固定连接，通过调整第一竖直齿条和第二竖直齿条是竖直高度，能够实现对不同尺寸的加工部件进行高精度定位操作，方便使用，适应性高。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床的结构示意图；

图2为部件存放板、定位机构、驱动机构三者连接的结构示意图；

图3为图2中的A处局部放大的结构示意图；

图4为部件存放板、定位机构、驱动机构三者连接的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-五轴加工数控机架，2-加工机头，3-部件存放板，4-定位机构，5-驱动机构，101-条形支撑滑槽，301-贯通槽，401-第一水平导板，402-第一水平丝杆，403-第一定位板，404-第一滑板，405-第二滑板，406-第一螺纹，407-第二螺纹，408-第二水平导板，409-第二水平丝杆，410-第二定位板，411-第三滑板，412-第四滑板，413-第三螺纹，414-第四螺纹，415-第一齿轮，416-第二齿轮，417-第一竖直安装板，418-第二竖直安装板，501-固定座，502-条形安装槽，503-电机，504-竖直丝杆，505-滑块，506-定位块，507-条形导向槽，508-第一水平连接杆，509-第二水平连接杆，510-电动伸缩装置，511-电动伸缩杆，512-竖直驱动杆，513-第一竖直齿条，514-第二竖直齿条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本发明为一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，包括五轴加工数控机架1和设置在五轴加工数控机架1上的加工机头2，五轴加工数控机架1上设置有部件存放板3，加工机头2与部件存放板3之间设置有定位机构4，加工机头2上连接有定位机构4相配合的驱动机构5。

实施例二

基于上述实施例一所述的技术方案。请参阅图1-4所示，定位机构4包括第一水平导板401、第一水平丝杆402、第一定位板403、第一滑板404、第二滑板405、第一螺纹406、第二螺纹407、第二水平导板408、第二水平丝杆409、第二定位板410、第三滑板411、第四滑板412、第三螺纹413、第四螺纹414、第一齿轮415、第二齿轮416、第一竖直安装板417、第二竖直安装板418。

部件存放板3的上表面的四个边角处均设置有第一竖直安装板417，第一水平导板401固定安装在其中两个第一竖直安装板417之间，第一水平丝杆402转动安装在另两个第一竖直安装板417之间。

部件存放板3的上表面的四个边角处均设置有第二竖直安装板418，第二水平导板408固定安装在其中两个第二竖直安装板418之间，第二水平丝杆409转动安装在另两个第二竖直安装板418之间。

第一定位板403设置有两个，且沿着部件存放板3的左右方向相互正对设置，第一定位板403的一端设置有第一滑板404，第一定位板403的另一端设置有第二滑板405，第一滑板404滑动安装在第一水平导板401上。第二定位板410设置有两个，且沿着部件存放板3的前后方向相互正对设置，第二定位板410的一端设置有第三滑板411，第一定位板403的另一端设置有第四滑板412，第三滑板411滑动安装在第二水平导板408上。第一定位板403位于第二定位板410的上方。

两个第二滑板405上均开设有第一丝杠螺孔，第一水平丝杆402上设置有两段不同旋向的螺纹，分别为第一螺纹406和第二螺纹407，第一螺纹406的螺纹走向与第二螺纹407的螺纹走向相反。第一水平丝杆402上的第一螺纹406与其中一个第二滑板405上的第一丝杠螺孔啮合连接，第一水平丝杆402上的第二螺纹407与另一个第二滑板405上的第一丝杠螺孔啮合连接。转动第一水平丝杆402能够使两个第二滑板405相向滑动或相背滑动，进而使两个第一定位板403相向移动或相背移动，两个第一定位板403的移动方向相反。

两个第四滑板412上均开设有第二丝杠螺孔，第二水平丝杆409上设置有两段不同旋向的螺纹，分别为第三螺纹413和第四螺纹414，第三螺纹413的螺纹走向与第四螺纹414的螺纹走向相反。第二水平丝杆409上的第三螺纹413与其中一个第四滑板412上的第二丝杠螺孔啮合连接，第二水平丝杆409上的第四螺纹414与另一个第四滑板412上的第二丝杠螺孔啮合连接。转动第二水平丝杆409能够使两个第四滑板412相向滑动或相背滑动，进而使两个第二定位板410相向移动或相背移动，两个第二定位板410的移动方向相反。

驱动机构5包括固定座501、条形安装槽502、电机503、竖直丝杆504、滑块505、定位块506、条形导向槽507、第一水平连接杆508、第二水平连接杆509、电动伸缩装置510、电动伸缩杆511、竖直驱动杆512、第一竖直齿条513、第二竖直齿条514。固定座501固定安装在加工机头2的一侧面，固定座501上开设有条形安装槽502，电机503固定安装在条形安装槽502的内顶面，电机503的输出轴末端与竖直丝杆504的一端固定连接，竖直丝杆504的另一端转动安装在条形安装槽502的内底面上。

滑块505开设有第三丝杠螺孔，竖直丝杆504与第三丝杠螺孔啮合连接，滑块505的两侧均设置有定位块506，条形安装槽502的一组相对内侧面均开设有条形导向槽507，定位块506位于条形导向槽507内并与条形导向槽507之间滑动连接。

第一水平连接杆508的一端与滑块505固定连接，第一水平连接杆508的另一端与第二水平连接杆509固定连接，第一水平连接杆508位于滑块505的右侧。五轴加工数控机架1上开设有条形支撑滑槽101，第二水平连接杆509的一端滑动安装在条形支撑滑槽101内，第二水平连接杆509的另一端固定安装有电动伸缩装置510，电动伸缩装置510的输出端设置有电动伸缩杆511。

电动伸缩杆511的末端与竖直驱动杆512的上部固定连接，竖直驱动杆512的一侧面设置有第一竖直齿条513，竖直驱动杆512的另一侧面设置有第二竖直齿条514。部件存放板3上开设有供竖直驱动杆512、第一竖直齿条513、第二竖直齿条514穿过的贯通槽301，贯通槽301位于部件存放板3的前部的右侧。

第一水平丝杆402的一端的环侧设置有第一齿轮415，第二水平丝杆409的一端的环侧设置有第二齿轮416，第一竖直齿条513与第一齿轮415啮合连接，第二竖直齿条514与第二齿轮416啮合连接。

本发明的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床在使用时，将加工部件放置在部件存放板3的上表面的中部，随着加工机头2的向下运动，会带动固定座501一并向下运动，进而带动竖直驱动杆512一并向下运动，带动竖直驱动杆512会带动第一竖直齿条513和第二竖直齿条514一并向下运动，第一竖直齿条513向下运动时会使第一齿轮415正转，进而使第一水平丝杆402正转，进而使两个第一定位板403相向移动，进而对加工的部件沿着左右方向进行定位夹持；第二竖直齿条514向下运动时会使第二齿轮416正转，进而使第二水平丝杆409正转，进而使两个第二定位板410相向移动，进而对加工的部件沿着前后方向进行定位夹持；前后方向的定位板和左右方向的定位板完成对加工部件的定位操作，方便使用。

本发明中不同的加工部件尺寸会不同，可以首先驱动电动伸缩装置510使电动伸缩杆511缩短，进而使第一竖直齿条513与第一齿轮415不能啮合连接，进而使第二竖直齿条514与第二齿轮416不能啮合连接。然后驱动电机503使竖直丝杆504转动，进而带动滑块505上下移动，进而带动第一竖直齿条513和第二竖直齿条514上下移动。因此驱动电机503能够调整第一竖直齿条513的顶部与部件存放板3的上表面之间的竖直距离，当距离调整完成后再驱动电动伸缩装置510使电动伸缩杆511伸长，进而使第一竖直齿条513与第一齿轮415啮合连接，此时第一竖直齿条513向下运动时带动第一水平丝杆402正转的圈数不同，进而使两个第一定位板403相向移动的距离不同，实现对不同尺寸的加工部件的左右方向进行定位夹持；因此驱动电机503能够调整第二竖直齿条514的顶部与部件存放板3的上表面之间的竖直距离，当距离调整完成后再驱动电动伸缩装置510使电动伸缩杆511伸长，进而使第二竖直齿条514与第二齿轮416啮合连接，此时第二竖直齿条514向下运动时带动第二水平丝杆409正转的圈数不同，进而使两个第二定位板410相向移动的距离不同，实现对不同尺寸的加工部件的前后方向进行定位夹持；故而，本发明的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床在使用时，实现对不同尺寸的加工部件进行高精度定位操作，方便使用，适应性高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，包括五轴加工数控机架(1)和设置在五轴加工数控机架(1)上的加工机头(2)；其特征在于：

所述五轴加工数控机架(1)上设置有部件存放板(3)；所述加工机头(2)与部件存放板(3)之间设置有定位机构(4)；所述加工机头(2)上连接有定位机构(4)相配合的驱动机构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：所述定位机构(4)包括第一水平导板(401)、第一水平丝杆(402)、第一定位板(403)、第二水平导板(408)、第二水平丝杆(409)、第二定位板(410)；

所述第一定位板(403)设置有两个，且沿着部件存放板(3)的左右方向相互正对设置；所述第一定位板(403)的一端设置有第一滑板(404)；所述第一定位板(403)的另一端设置有第二滑板(405)；所述第一滑板(404)滑动安装在第一水平导板(401)上。

3.根据权利要求2所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：两个所述第二滑板(405)上均开设有第一丝杠螺孔；所述第一水平丝杆(402)上设置有两段不同旋向的螺纹，分别为第一螺纹(406)和第二螺纹(407)；所述第一水平丝杆(402)上的第一螺纹(406)与其中一个第二滑板(405)上的第一丝杠螺孔啮合连接；所述第一水平丝杆(402)上的第二螺纹(407)与另一个第二滑板(405)上的第一丝杠螺孔啮合连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：所述第二定位板(410)设置有两个，且沿着部件存放板(3)的前后方向相互正对设置；所述第二定位板(410)的一端设置有第三滑板(411)；所述第一定位板(403)的另一端设置有第四滑板(412)；所述第三滑板(411)滑动安装在第二水平导板(408)上。

5.根据权利要求4所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：两个所述第四滑板(412)上均开设有第二丝杠螺孔；所述第二水平丝杆(409)上设置有两段不同旋向的螺纹，分别为第三螺纹(413)和第四螺纹(414)；所述第二水平丝杆(409)上的第三螺纹(413)与其中一个第四滑板(412)上的第二丝杠螺孔啮合连接；所述第二水平丝杆(409)上的第四螺纹(414)与另一个第四滑板(412)上的第二丝杠螺孔啮合连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：所述驱动机构(5)包括固定座(501)、电机(503)、竖直丝杆(504)、滑块(505)、第一水平连接杆(508)、第二水平连接杆(509)、竖直驱动杆(512)；所述固定座(501)固定安装在加工机头(2)的一侧面；所述固定座(501)上开设有条形安装槽(502)；所述电机(503)固定安装在条形安装槽(502)的内顶面；所述电机(503)的输出轴末端与竖直丝杆(504)的一端固定连接；所述竖直丝杆(504)的另一端转动安装在条形安装槽(502)的内底面上。

7.根据权利要求6所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：所述滑块(505)开设有第三丝杠螺孔；所述竖直丝杆(504)与第三丝杠螺孔啮合连接；所述滑块(505)的两侧均设置有定位块(506)；所述条形安装槽(502)的一组相对内侧面均开设有条形导向槽(507)；所述定位块(506)位于条形导向槽(507)内并与条形导向槽(507)之间滑动连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：所述第一水平连接杆(508)的一端与滑块(505)固定连接；所述第一水平连接杆(508)的另一端与第二水平连接杆(509)固定连接；所述五轴加工数控机架(1)上开设有条形支撑滑槽(101)；所述第二水平连接杆(509)的一端滑动安装在条形支撑滑槽(101)内；所述第二水平连接杆(509)的另一端固定安装有电动伸缩装置(510)；所述电动伸缩装置(510)的输出端设置有电动伸缩杆(511)。

9.根据权利要求8所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：所述电动伸缩杆(511)的末端与竖直驱动杆(512)的上部固定连接；所述竖直驱动杆(512)的一侧面设置有第一竖直齿条(513)；所述竖直驱动杆(512)的另一侧面设置有第二竖直齿条(514)；所述部件存放板(3)上开设有供竖直驱动杆(512)、第一竖直齿条(513)、第二竖直齿条(514)穿过的贯通槽(301)。

10.根据权利要求9所述的一种基于高精度定位组件的五轴加工数控机床，其特征在于：所述第一水平丝杆(402)的一端的环侧设置有第一齿轮(415)；所述第二水平丝杆(409)的一端的环侧设置有第二齿轮(416)；所述第一竖直齿条(513)与第一齿轮(415)啮合连接；所述第二竖直齿条(514)与第二齿轮(416)啮合连接。

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