[发明专利]一种五轴数控机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床，特别是涉及一种五轴数控机床。

背景技术

近十几年来，并联/混联数控机床是国内外数控机床研究领域非常关注的热点课题。并联/混联机床与传统结构形式的数控机床相比具有许多优点。传统数控机床都是按串联形式布置的，因此在五轴联动时运动惯性较大，刚度较弱，动态性能较差，一端切削精度较低。而并联机床由几条简单的串联支链组成，混联机床为并联机构和串联定位头组成，结构简单、工作空间与机构体积之比大，刚度高，精度高，灵活性好，适合做复杂空间曲面的数控加工。

由现有专利文献GB2173472（或EP0200369、US4790718）、SE8502327（或US4732525）、CN1524662、CN1709657A和CN1439492A可知，现有一类带定位头的空间混联机器人的结构，采用串联摆动定位头的结构形式，机床主轴的刚性较差，加工精度不高。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种五轴数控机床，该机床具有较高的整机刚度、精度和负载能力，能够有效地提高机械加工效率。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种五轴数控机床，包括床身、摇篮式工作台、第一支链、第二支链、第三支链、立柱、横梁、主轴架和电主轴；所述立柱固定在所述床身上，两根所述立柱上支撑有所述横梁；所述摇篮式工作台包括固定在所述床身上的支撑座、U型摇篮和回转工作台，在所述U型摇篮内的中心处设有与其通过转动副连接的所述回转工作台，所述U型摇篮通过转动副连接在所述支撑座上，所述回转工作台和所述U型摇篮均设有驱动装置；所述第一支链和所述第二支链布置在同一水平面内；所述第一支链包括水平设置的一支链托架、一支链直线驱动装置、第一滑架和第二滑架，所述一支链托架的一端与第三滑架铰接，所述第三滑架通过移动副与所述横梁连接，所述第一滑架通过转动副与所述床身连接，所述第一滑架和所述第二滑架均通过移动副连接在所述一支链托架上，所述一支链直线驱动装置的输出端与所述一支链托架连接；所述第二支链包括水平设置的二支链托架、二支链直线驱动装置和第四滑架，所述二支链托架的一端与所述第二滑架铰接，所述第四滑架通过转动副与所述床身连接，所述二支链直线驱动装置的输出端与所述二支链托架连接；所述第三支链包括铅垂设置的三支链托架、三支链直线驱动装置和第五滑架，所述三支链托架与所述第二滑架固接，所述三支链直线驱动装置的输出端与所述三支链托架连接，所述第五滑架通过移动副连接在所述三支链托架上；所述主轴架固定在所述第五滑架上，所述电主轴安装在所述主轴架上，并位于所述回转工作台的上方。

所述一支链直线驱动装置包括安装在所述一支链托架上的伺服电机、丝杠和螺母，所述丝杠由所述伺服电机驱动，所述丝杠支承在所述一支链托架上，所述螺母通过螺纹连接在所述丝杠上，所述螺母与所述第一滑架固接。

所述二支链直线驱动装置的结构和所述三支链直线驱动装置的结构均与所述一支链直线驱动装置的结构相同。

所述一支链直线驱动装置、所述二支链直线驱动装置和所述三支链直线驱动装置为直线电机、液压缸和气缸中的任意一种。

本发明具有的优点和积极效果是：

一）和传统机床相比，结构简单、工作空间与机构体积之比大，刚度高，精度高，灵活性好，适合做复杂空间曲面的数控加工；

二）由于结构简单、运动构件数量较少，降低了机床成本；

三）相比采用摆动式定位头的机床，机床主轴的刚性好，加工效率高；刀具长度对加工精度不会产生影响；加工不会产生形状误差；同样的行程，机床五轴加工范围会比采用摆动式定位头的机床更大；

四）具有高刚度、高精度和五自由度，可以实现五轴联动数控加工。

附图说明

图1（a）和图1（b）是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的各支链的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：