[实用新型]直线电机驱动的四轴联动数控机床

摘要

本实用新型一种直线电机驱动的四轴联动数控机床提供一种完全由直线电机驱动，结构简单紧凑，刚性较好，能满足高速精密加工的四轴联动数控机床。它由床身立柱、床身底座、工作台安装座、XY工作台模块和非对称式并联主轴模块组成；该实用新型基于模块化设计思想，将机床分为并联主轴进给模块和XY工作台两大功能模块；其优点是：整个机床结构简单紧凑，设计灵活，同时也具有较好的结构刚性和一定的动刚度。XY工作台功能模块具有进给速度快，精度高和承载能力强等优点；Z-A两自由度并联主轴功能模块既有并联机构进给速度快、刚度高、承载能力强的优点，同时A轴偏转范围大，最大可达90°，能实现主轴的立卧转换加工。

主权项

1、一种直线电机驱动的四轴联动数控机床，其特征在于：它是由床身立柱(1)、床身底座(2)、工作台安装座(3)、XY工作台模块(4)和非对称式并联主轴模块(5)组成；该床身立柱(1)是一个整体式铸件，在其下端面有安装孔，用螺栓同床身底座(2)固定连接；在侧面有安装孔，用于安装并联主轴头模块(5)；该床身底座(2)也是一个整体式铸件，其上有凸台和安装孔，用于安装固定床身立柱(1)和工作台安装座(3)；该工作台安装座(3)是一个长方体形中间连接部件，主要是支承XY工作台模块(4)与床身底座2间的连接；该XY工作台模块(4)，由Y轴底座(6)、Y轴直线导轨(7)、Y轴导轨滑块(8)、Y轴直线电机定子(9)、Y轴直线电机动子(10)、Y轴侧挡板(11)、X轴与Y轴连接座(12)、X轴直线导轨(13)、X轴导轨滑块(14)、X轴直线电机定子(15)、X轴直线电机动子(16)、X轴底座(17)和T型槽工作台(18)组成；各部件间的结构连接关系是：一组Y轴直线导轨(7)对称平行安装在Y轴底座(6)上，Y轴直线电机定子(9)安装在两Y轴导轨(7)中间，一组Y轴导轨滑块(8)对称固定安装在连接座(12)的下表面上，同时Y轴直线电机动子(10)也固定安装在连接座(12)下表面的中心，Y轴侧挡板(11)固定安装在Y轴底座(6)的两侧，从而构成工作台的Y轴向移动组件；一组X轴直线导轨(13)对称平行安装在X轴底座(17)上，X轴直线电机定子(15)安装在两X轴导轨(13)中间，一组(四个)X轴导轨滑块(14)对称固定安装在连接座(12)的上表面上，同时X轴直线电机动子(16)也固定安装在连接座(12)上表面的中心，从而构成工作台的X轴向移动组件；通过连接座(12)的过渡连接作用，将X轴向移动组件和Y轴向移动组件垂直叠加在一起，从而构成串联运动的XY工作台；Y轴侧挡板(11)固定安装在Y轴底座(6)的两侧，T型槽工作台(18)通过螺钉与X轴座固定连接；该非对称式并联主轴模块(5)，是由基座(19)、直线导轨(20)、导轨滑块(21)、自锁滑块(22)、直线电机定子(23)、直线电机动子(24)、动子座(25)、直线光栅尺(26)、安装座(27)、旋转副组件A(28)、连杆(29)、旋转副组件B(30)、摆动平台(31)、旋转副组件C(32)、U型座(33)和电主轴(34)组成；各部件间的结构连接关系是：一组直线导轨(20)平行固定安装在基座(19)上，直线电机定子(23)安装在两直线导轨(20)之间，并与基座(19)固定连接；一组导轨滑块(21)对称固定安装在动子座(25)上，同时一组自锁滑块(22)对称安装在导轨滑块(21)之间并与动子座(25)固定连接，直线电机动子(24)固定安装在动子座(25)的几何中心位置，直线光栅尺(26)与导轨平行并固定安装在基座(19)的左右侧面，固定安装在两个动子座(25)上的两组导轨滑块(21)和两组自锁滑块(22)与直线导轨(20)相配合，从而构成Z轴两个直线运动模块(或称为移动副组件)；安装座(27)与上面一个动子座(25)用螺钉固定连接，一组旋转副组件A(28)与安装座(27)固定连接，旋转副组件B(30)固定安装在摆动平台(31)上侧面，连杆(29)两端分别与旋转副组件A(28)和旋转副组件B(30)过盈配合，两个旋转副组件C(32)分别与摆动平台(31)和U型座(33)内侧相配合，U型座(33)固定安装在下面一个动子座(25)上，从而构成非对称式P3RP型(P-移动副，R-旋转副)并联运动机构；电主轴(34)通过螺钉固定安装在摆动平台(31)上；该基座(19)是一个整体式U型槽状型构件，底面两侧有安装孔用于同床身立柱(1)的固定连接；其中，基座(19)是一个整体式U型槽状中空铸件；该旋转副组件A(28)、旋转副组件B(30)和旋转副组件C(32)分别是一对回转部件，能绕其自身轴线进行360°旋转；旋转副组件结构相同，区别就是各自回转半径大小不同；该连杆(29)是一个整体镂空的长方体部件，其两端过盈配合安装有与旋转副组件A(28)和旋转副组件B(30)相配合的回转轴；该U型座(33)是一个整体式构件，其上部有对称的定位孔，用于配合连接旋转副组件C(32)；底部有安装孔，通过螺钉与动子座(25)固定连接；该摆动平台(31)是一个方形的型腔结构，其底部有安装定位孔，用于安装固定电主轴(34)。