[发明专利]一种冗余驱动AC式高速加工混联五轴机床

说明书

本发明涉及机床技术领域，尤其是一种冗余驱动AC式高速加工混联五轴机床，包括立柱、机架、第一支链、第二支链、第三支链、动平台、刀具、工作台、X轴滑台、Y轴滑台、以及基座，基座固定于地面上，立柱竖直安装在基座上，机架安装在立柱上并与基座对应设置，第一支链、第二支链和第三支链的上端均通过移动副与机架相连，第一支链、第二支链的下端均通过转动副与动平台相连，第三支链的下端通过虎克副与动平台相连，动平台的中心安装有电主轴，刀具安装在电主轴上，工作台通过转动副与Y轴滑台相连，Y轴滑台通过导轨与X轴滑台相连，X轴滑台通过导轨与基座相连，刀具与工作台对应匹配设置，本发明结构简单、加工速度和精度较高。

技术领域

本发明涉及机床技术领域，具体领域为一种冗余驱动AC式高速加工混联五轴机床。

背景技术

传统的五轴联动机床通常采用串联式结构，这种机床容易产生累积误差，加工速度低，因为主轴头的两个回转运动是串联的，不能完全同时回转，而且串联式结构类似悬臂梁，在刚度上存在先天缺陷，动态特性差，限制了刀具姿态的高速变换。相比而言，并联式机床具有结构紧凑、动态特性好、刚度重量比大的优点，有助于实现高速加工，提升加工效率，但是并联式机床工作空间小，难以进行大尺寸零件的加工。为了克服串联加工和并联加工的缺陷，混联式机床应运而生，能够在较大的工作空间内对复杂零件进行高速加工，是五轴联动数控机床的一个发展方向；

现有机床具有下述缺点：(1)传统串联五轴数控机床加工速度低、刚度小、结构复杂、尺寸大，难以实现零件高速加工，不利于切削加工量较大零件的加工。(2)并联机床工作空间小，难以进行大尺寸零件的加工。本专利针对切削加工量较大的复杂零件的加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冗余驱动AC式高速加工混联五轴机床，以解决现有技术中机构内部铰链数较多，负载能力和刚度降低，结构也比较复杂，影响加工精度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冗余驱动AC式高速加工混联五轴机床，包括立柱、机架、第一支链、第二支链、第三支链、动平台、刀具、工作台、X轴滑台、Y轴滑台、以及基座，基座固定于地面上，立柱竖直安装在基座上，机架安装在立柱上并与基座对应设置，第一支链、第二支链和第三支链的上端均通过移动副与机架相连，第一支链、第二支链的下端均通过转动副与动平台相连，第三支链的下端通过虎克副与动平台相连，动平台的中心安装有电主轴，刀具安装在电主轴上，工作台通过转动副与Y轴滑台相连，Y轴滑台通过导轨与X轴滑台相连，X轴滑台通过导轨与基座相连，刀具与工作台对应匹配设置，所述工作台具有一个绕Z轴方向转动的自由度，旋转角度可达360度，所述动平台具有2个自由度，一个绕X轴方向转动的自由度和一个沿Z方向移动的自由度，所述X轴滑台具有一个沿着X轴方向移动的自由度，所述Y轴滑台具有一个沿着Y轴方向移动的自由度。

优选的，所述第一支链、第二支链和第三支链依序环绕布置在动平台周围，动平台的中心处用于安装电主轴和刀具。

优选的，所述第一支链、第二支链和第三支链的上端与机架连接处的移动副的轴线处在同一高度上，且水平布置。

优选的，所述第一支链、第二支链的下端与动平台连接处的转动副的轴线相互平行，且垂直于第三支链与动平台连接处的虎克副的Y方向的轴线，。

优选的，所述第一支链、第二支链下端与动平台连接处的转动副的中心与第三支链和动平台连接处的虎克副的中心构成一个等腰直角三角形。

优选的，电主轴通过轴套固定于动平台上。

优选的，所述第一支链、第二支链和第三支链均包括移动副、转动副和连杆，第一支链的连杆两端分别设置转动副，且第一支链的移动副安装在第一支链的连杆的上端处的转动副上，第二支链的连杆两端分别设置转动副，且第二支链的移动副安装在第二支链的连杆的上端处的转动副上，第三支链的连杆上端安装转动副，连杆下端设置虎克副，第三支链的移动副与第三支链的转动副安装连接。