CN206343747U - 二维旋转机构的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种二维旋转机构的驱动装置，包括可与二维旋转机构连接的安装底座，安装底座上方安装有中空减速机，安装底座的下方设有与中空减速机相连的连接臂，连接臂的另一端连接有直角减速机，直角减速机上设置有可提供动力输入的第一电机，直角减速机的输出端安装有滑台安装座，滑台安装座上安装有可沿滑台安装座直线运动的滑台，滑台外连加工头。本实用新型可实现电弧增材制造装备加工头的多轴联动，保证工件成型的内部和表面质量，具有结构简单，成本低廉等特点。

Description

二维旋转机构的驱动装置

技术领域

本实用新型属于增材制造领域，尤其涉及一种二维旋转机构的驱动装置。

背景技术

在切削加工领域常见的多轴联动机床，一般具有X、Y、Z三个方向直线运动轴和两个旋转轴，通常将分别绕X、Y、Z旋转的轴称为A、B、C轴。根据设备实现的功能和加工范围，其旋转轴以两轴居多，其一是刀具加工回转轴，也就是常说的摆动头；其二是工件安装用的单轴回旋工作台，这样就组成了一个五轴联动加工中心，其摆动头也属于高端装备的关键件。

在增材制造(俗称3d打印)领域，由于采取的是切片原理，逐层加工堆积成所需的零件，其加工制造中一般采用X、Y、Z三方向直线轴，即一个轴做间歇直线运动，加工头在另两个坐标轴决定的平面内做平面运动，这种机床也常称之为两轴半机床，其加工头为固定非摆动方式。

在电弧增材制造中，由于直接沉积增材制造常用于特种材料的大型复杂构件的生产，原有的三维增材制造的固定式加工头无法满足现在加工工艺精度的要求，而切削机床摆动头采用单轴回转，且制造或采购成本高，无形中降低了设备的市场竞争力。

实用新型内容

为克服上述技术问题，本实用新型提出了一种二维旋转机构的驱动装置，可实现电弧增材制造装备加工头的多轴联动，保证工件成型的内部和表面质量，具有结构简单，成本低廉等特点。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种二维旋转机构的驱动装置，包括可与二维旋转机构连接的安装底座，安装底座上方安装有中空减速机，安装底座的下方设有与中空减速机相连的连接臂，连接臂的另一端连接有直角减速机，直角减速机上设置有可提供动力输入的第一电机，直角减速机的输出端安装有滑台安装座，滑台安装座上安装有可沿滑台安装座直线运动的滑台，滑台外连加工头。

作为优选，中空减速机上设置有可提供动力输入的第二电机。

作为优选，第一电机和第二电机上均配有可检测二维旋转机构角度旋转位置的位置编码器。

作为优选，第一电机和第二电机为伺服电机或者步进电机。

作为优选，滑台外连有可驱动滑台做直线运动的直线电机，直线电机上设置有光栅。

作为优选，滑台的底部连接有可带动滑台做直线运动的直线导轨丝杠，直线导轨丝杠的底部设置有可驱动直线导轨丝杠旋转的旋转电机，旋转电机的动力输出端与直线导轨丝杠相啮合。

作为优选，中空减速机采用蜗杆涡轮减速机或针轮减速机。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

本实用新型提供的二维旋转机构的驱动装置参照五轴联动加工中心的摆动头和六轴机器人回转臂的特点，以一个机械人小臂的回转机构的简化版为依托，实现了电弧增材制造装备加工头的多轴联动，保证工件成型的内部和表面质量。与普通的五轴数控加工***中的旋转机构及其控制***相比，本装置结构简单，成本低廉。此外，采用空心减速器或空心电机，还可便于线缆管路的安装。

附图说明

图1为本实用新型二维旋转结构的示意图；

图1中：1、直角减速机；2、第一电机；3、安装底座；4、中空减速机；5、第二电机；6、连接臂；7、滑台安装座；8、滑台。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，空调室内机的长度方向为安装后的横向；术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实用新型提供了一种二维旋转机构的驱动装置，包括可与二维旋转机构连接的安装底座3，安装底座3上方安装有中空减速机4，安装底座3的下方设有与中空减速机4相连的连接臂6，连接臂6的另一端连接有直角减速机1，直角减速机1上设置有可提供动力输入的第一电机2，直角减速机1的输出端安装有滑台安装座7，滑台安装座7上安装有可沿滑台安装座7直线运动的滑台8，滑台8外连加工头。

在上述装置中，安装底座是机床上的一对外机械连接构件，通过安装底座上的安装孔可以方便的将二维旋转机构与机床上的终端执行器连接在一起，为此，安装底座可以采用金属材质，尤其是通过焊接或铸造而成。

为了能够满足不同工件的加工工艺要求，中空减速机4上设置有可提供动力输入的第二电机5。同时，为了能够实现二维旋转机构回转时的快速定位以及转角的精确定位，第一电机2和第二电机5上均可配有可检测二维旋转机构角度旋转位置的位置编码器。这样在驱动二维旋转机构时，可采用不同的输出方式，例如可采用联合调整输出的方式，即第二电机5驱动中空减速机4，中空减速机4带动连接臂6回转，第二电机5通过安装其上的位置编码器检测其当前位置并回馈给机床上的终端执行器来实现其回转的快速定位，终端执行器再在安装在连接臂6上的直角减速机1和第一电机2的驱动下，并在第一电机2上的位置检测编码器的共同作用下完成滑台安装座7的回转或位置、位姿调整；或者可采用独立输出的方式，即通过第一电机2和第二电机5分别输出得到需要的位姿，来满足不同的工件加工工艺要求。

可以理解的是，在上述方案中，中空减速机4与第二电极5的搭配组合并不是必须的，还可以仅使用中空减速机4代替。中空减速机4可采用蜗杆涡轮减速机或针轮减速机。

需说明的是，在上述装置中，在对于二维旋转机构角度旋转位置的控制要求很高的情况下，第一电机2和第二电机5可采用伺服电机，但如果对于控制要求不是很高的情况下，第一电机2和第二电机5也可以为步进电机。

进一步在上述装置中，滑台8的运动实现方式可有多种，例如外连有可驱动滑台8做直线运动的直线电机，直线电机上设置有光栅；或者，滑台8的底部连接有可带动滑台做直线运动的直线导轨丝杠，直线导轨丝杠的底部设置有可驱动直线导轨丝杠旋转的旋转电机，旋转电机的动力输出端与直线导轨丝杠相啮合。在这种设置方式下，在增材制造过程中，通过滑台的直线运动可实现与滑台外连的加工头与工件间距离的动态稳定，从而确保工件的精确加工。

Claims (7)

1.一种二维旋转机构的驱动装置，其特征在于：包括可与二维旋转机构连接的安装底座(3)，安装底座(3)上方安装有中空减速机(4)，安装底座(3)的下方设有与中空减速机(4)相连的连接臂(6)，连接臂(6)的另一端连接有直角减速机(1)，直角减速机(1)上设置有可提供动力输入的第一电机(2)，直角减速机(1)的输出端安装有滑台安装座(7)，滑台安装座(7)上安装有可沿滑台安装座直线运动的滑台(8)，滑台(8)外连加工头。

2.根据权利要求1所述的二维旋转机构的驱动装置，其特征在于：中空减速机(4)上设置有可提供动力输入的第二电机(5)。

3.根据权利要求2所述的二维旋转机构的驱动装置，其特征在于：第一电机(2)和第二电机(5)上均配有可检测二维旋转机构角度旋转位置的位置编码器。

4.根据权利要求2所述的二维旋转机构的驱动装置，其特征在于：第一电机(2)和第二电机(5)为伺服电机或者步进电机。

5.根据权利要求1所述的二维旋转机构的驱动装置，其特征在于：滑台(8)外连有可驱动滑台做直线运动的直线电机，直线电机上设置有光栅。

6.根据权利要求1所述的二维旋转机构的驱动装置，其特征在于：滑台(8)的底部连接有可带动滑台做直线运动的直线导轨丝杠，直线导轨丝杠的底部设置有可驱动直线导轨丝杠旋转的旋转电机，旋转电机的动力输出端与直线导轨丝杠相啮合。

7.根据权利要求1所述的二维旋转机构的驱动装置，其特征在于：中空减速机(4)采用蜗杆蜗轮减速机或针轮减速机。