[实用新型]非对称直线驱动的平动加转动进给功能部件

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种用于数控机床的非对称直线驱动的“平动+转动”进给功能部件，属于数控机床技术领域。

【背景技术】

机床是由各种功能部件(主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台、数控伺服系统等)在床身、立柱等基础机架上集装而成的，该功能部件(亦叫功能模块)是数控机床的重要组成部分。数控机床主机厂的主要任务是生产制造床身、立柱等基础构件并把所需的功能部件与之集装成完整的数控机床产品，数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展为相互依赖、共同发展的，所以机床行业的进步，不仅是机床厂本身的研发就可以达到，功能部件的创新也深深地影响数控机床的发展。功能部件是机床行业的上游，而机床行业则是功能部件的下游。由机床设计的创新或环保的需求，可以推动功能部件的新发展；而功能部件的创新，同样也可以为机床行业带来革命性的改变。功能部件的水平决定了整机的水平；功能部件的质量可靠性决定了整机的质量可靠性；功能部件的制造成本决定了整机的制造成本；功能部件的交货期决定了整机的交货期。

本实用新型是一种两轴数控机床功能部件，该功能部件能完成刀具平台的直线进给运动和回转偏摆运动。从现有技术来看，完成这样功能的机床功能部件采用串联设计，即一个电机通过相应机构，如旋转电机加丝杠或直线电机加直线导轨完成刀具平台的直线运动，另一个电机(一般为旋转电机)负责完成刀具平台的旋转运动。这样的设计往往机械总成较大，机械惯量较大，从而影响整机的机械总成，动态性能不高。另外并联式的结构在数控机床上的应用往往采取对称式的结构，即与动平台相连的支链结构完全相同，动平台位于各支链的几何中心，因此动平台每一个方向的运动与各支链的运动相互耦合，为控制系统的设计增加了难度。

【发明内容】

本实用新型的目的在于提供一种用于数控机床的非对称直线驱动的“平动+转动”两自由度功能部件，以非对称的并联结构来克服现有技术中的缺点。

本实用新型一种非对称直线驱动的平动加转动进给功能部件，其包括静平台、动平台、两条支链，即主支链和辅支链，两条支链负责连接静平台和动平台。

所述的静平台为一个底座，主要为支链的安装提供安装基础，其上设有供安装电机及导轨的空间及螺纹孔。

所述的动平台是整个机构的运动输出部件，动平台上安装末端执行器，如刀具、电主轴或带摆角的刀具主轴等，动平台上具有用于与各支链相连的安装接头。其中，所述的安装接头为铰链接头。

所述的主支链是一个PR结构，即一个移动副和一个转动副，移动副通过直线导轨实现，转动副通过圆轴承实现；主支链包括直线驱动系统、滑台、圆轴承支架、直线导轨、圆轴承；直线导轨安装在静平台上，滑台安装在直线导轨之上，圆轴承支架固连在滑台上，圆轴承安装在圆轴承支架上，用于连接安装动平台；直线驱动系统安装在静平台与滑台之间，主要为滑台提供驱动力。其中，所述的直线驱动系统为直线电机驱动或者旋转电机加丝杠实现直线驱动。

所述的辅支链是一个PRR结构，即一个移动副和两个转动副，移动副通过直线导轨实现，转动副通过铰链；辅支链包括辅直线驱动系统、辅滑台、铰链支架、辅直线导轨、连杆；辅直线导轨安装在静平台上，辅滑台安装在辅直线导轨之上，铰链支架固连在辅滑台上；连杆两端有铰链接头，一端连接铰链支架，另一端连接动平台；辅直线驱动系统安装在静平台与辅滑台之间，主要为辅滑台提供驱动力。其中，所述的辅直线驱动系统为直线电机驱动或者旋转电机加丝杠传动实现直线驱动。

所述的主支链的直线驱动系统、直线导轨和辅支链的辅直线驱动系统、辅直线导轨安装在静平台上；主支链的圆轴承支架和动平台通过圆轴承连接，动平台可绕圆轴承轴线旋转，且旋转轴线穿过动平台的几何中心；辅支链连杆与动平台的安装接头相连；在两条支链的直线驱动系统的作用下，动平台就可以实现一个方向的平动和一个方向的旋转运动。

其中，所述的安装接头为铰链接头。

其中，所述的直线驱动系统为直线电机驱动或旋转电机加丝杠来实现直线驱动。

其中，所述的辅直线驱动系统为直线电机驱动或旋转电机加丝杠实现直线驱动。

其中，所述的动平台可绕圆轴承轴线旋转，且旋转轴线穿过动平台的几何中心。

本实用新型一种非对称直线驱动的平动加转动进给功能部件，其优点在于：

1、采用非对称支链PR与PRR结构，动平台的几何中心位于PR支链的旋转副轴线上，这样动平台的位置坐标与PR支链的平动位置坐标相同，而与PRR支链的位置坐标无关，是一种机械解耦设计，非常有利于控制系统的设计。