[发明专利]一种用于加工筒状零部件五轴混联机床

说明书

本发明涉及一种用于加工筒状零部件五轴混联机床，包括单自由度旋转头、旋转底座、机架、运动平台、转轴架、第一支链、第二支链、第三支链以及第四支链；转轴架设置机架内，所述运动平台经第二支链、第四支链与转轴架连接在一起，所述转轴架通过转动副与机架相连接，所述运动平台经第一支链、第三支链与机架连接在一起；自机架到运动平台，第一支链、第三支链相继分布有转动副、移动副、与运动平台连接的球副；第二支链、第四支链相继分布有虎克铰、移动副、与运动平台连接的球副。所述单自由度转头与运动平台固定连接以增大加工角度，机架固定安装在旋转底座上，使加工范围拓展为整个圆柱体，该发明具有高精度、高刚度、加工范围广等优点。

技术领域

本发明涉及一种用于加工筒状零部件五轴混联机床。

背景技术

并联机构和串联机构相比具有承载能力大（比刚度高）、响应速度快及运动精度高等优点，因此受到学术界和产业界的关注，对它的理论研究和应用开发研究非常重视，简单的并联机构很早就已经有了应用例如桁架构件中的平面二杆或三杆并联机构，作为机械装备产品并联机构首先在机器人上进行了应用。虽然并联机构具有上述诱人的优点但它又同时有运动范围（工作空间）小的缺点，特别是回程运动范围有限。混联式数控机床可以将并联机构和传统机床的串联机构的优点集于一身、适用价值好，是一类很有前途的数控机床型式。

大量的五自由度混联机器人采用了这类机构串接两自由度x-y移运动平台的设计方案，其中具有代表性的有：专利CN101269463A提出的多轴联动混联机床、专利CN103240614A所提的冗余驱动五轴联动混联机床、专利CN101269463A提出的多轴联动混联机床等。

在这些五轴混联机床中多只能加工平面型工件或小范围内曲面型工件，对于加工圆柱面型的机床设计却较少。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于加工筒状零部件五轴混联机床，不仅结构简单，而且便捷高效。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于加工筒状零部件五轴混联机床，包括单自由度旋转头、旋转底座、机架、运动平台、转轴架、第一支链、第二支链、第三支链以及第四支链；转轴架设置机架内，所述运动平台经第二支链、第四支链与转轴架连接在一起，所述转轴架通过轴架转动副与机架相连接，所述运动平台经第一支链、第三支链与机架连接在一起；所述单自由度转头与运动平台固定连接，机架固定安装在旋转底座上；所述第一支链为RPS型运动支链，所述第二支链为UPR型运动支链，所述第三支链为RPS型运动支链，所述第四支链为UPR型运动支链；自机架到运动平台，第一支链、第三支链相继分布有与机架连接的转动副、与转动副连接的移动副、与运动平台连接的球副；第二支链、第四支链相继分布有与转轴架相连接的虎克铰、与虎克铰相连接移动副、与运动平台连接的球副。

进一步的，所述第一支链包含第一转动副、第一移动副以及第一球副，所述第一转动副与机架相连接，所述第一移动副作为机构的主动运动副，所述第一球副与运动平台相连接，组成RPS型运动支链；

所述第二支链包含第二转动副、第二移动副以及第三转动副，所述第二转动副与转轴架相连接，构成第一虎克铰，所述第二移动副作为机构的主动运动副，所述第三转动副与运动平台相连接，组成UPR型运动支链；

所述第三支链包含第四转动副、第三移动副以及第二球副，所述第四转动副与机架相连接，所述第三移动副作为机构的主动运动副，所述第二球副与运动平台相连接，组成RPS型运动支链；

所述第四支链包含第五转动副、第四移动副以及第六转动副，所述第五转动副与转轴架相连接，构成第二虎克铰,所述第四移动副作为机构的主动运动副，所述第六转动副与运动平台相连接，组成UPR型运动支链。

进一步的，所述第一移动副、第二移动副、第三移动副以及第四移动副均采用丝杠滑台；