[发明专利]一种高精度多轴数控机床

摘要

本发明公布了一种高精度多轴数控机床，其包括机架、安装于机架的控制器、安装于机架一端的双动力机构、安装于机架另一端的运动托架、安装于双动力机构输出端的刀具夹持机构、安装于运动托架的工件夹持机构，双动力机构上还布置有行程控制机构，行程控制机构包括分别位于移位块体两端的两个行程滑块、导向方向与输出轴的轴线方向一致的第六导向机构，行程滑块与第六导向机构的运动件相连接；行程滑块上安装有行程开关。

主权项

一种高精度多轴数控机床，其包括机架、安装于机架的控制器、安装于机架一端的双动力机构、安装于机架另一端的运动托架、安装于双动力机构输出端的刀具夹持机构、安装于运动托架的工件夹持机构，其特征在于：双动力机构，其包括套筒，与套筒固定连接的连接壳体，套接于套筒内的第二主轴、输出轴，连接壳体内设置有一对相互啮合的第三齿轮、第四齿轮，第二主轴为丝杆并且第二主轴外套接有移位块体，第二主轴通过第二传动机构连接于第二驱动装置，第二主轴的驱动端连接于第二传动机构的从动件，移位块体通过丝母与第二主轴连接，移位块体通过第一导向机构与套筒连接，第一导向机构的导向方向与套筒的长度方向相同，移位块体与第一导向机构的运动件连接；移位块体上设置有与其同心布置的圆环形台阶，输出轴套接于第二主轴外部并且输出轴的驱动端设置有端部凹槽，端部凹槽通过轴承与圆环形台阶连接，输出轴上设置有沿其轴线方向延伸的第二导向槽，第四齿轮通过键与第二导向槽匹配套接于输出轴的外部；第三齿轮套接于第一主轴外部；双动力机构上还布置有行程控制机构，行程控制机构包括分别位于移位块体两端的两个行程滑块、导向方向与输出轴的轴线方向一致的第六导向机构，行程滑块与第六导向机构的运动件相连接；行程滑块上安装有行程开关；第一主轴的驱动端连接有锁紧机构，锁紧机构包括套接于第一主轴的第二齿轮、固定套接于第一主轴的移位锁紧盘、套接于第一主轴并与机架固定的固定锁紧盘，第一主轴上设置有沿其轴线方向布置的轴向键槽，第二齿轮通过键与轴向键槽匹配并活动套接于第一主轴外部，移位锁紧盘上设置有锁紧凸起，固定锁紧盘上设置有与锁紧凸起相匹配的锁紧凹槽，移位锁紧盘上设置有与其同心布置的环形拨动凹槽，移位锁紧盘与第二齿轮之间安装有套接于第一主轴的第二弹簧；移位锁紧盘还连接有拨动机构，通过拨动机构施加的作用力，使得移位锁紧盘克服第二弹簧的弹力并沿第一主轴的轴向运动，从而使得移位锁紧盘与固定锁紧盘脱离；第二齿轮与第一驱动装置之间还安装有过载保护机构，所述的过载保护机构包括与第二齿轮相啮合的第一齿轮，与第一齿轮相固定并且同心布置的从动摩擦盘，第一齿轮通过轴承与主动轴活动套接，主动轴上设置有外螺纹并且通过外螺纹与丝母螺纹连接，丝母与挡环固定连接，主动轴上还套接有与从动摩擦盘相匹配的主动摩擦盘，主动轴上设置有沿主动轴轴向布置的摩擦键槽，主动摩擦盘通过键与摩擦键槽匹配使得主动摩擦盘可相对于主动轴发生轴线方向的移位，从动摩擦盘上设置有摩擦凸起/摩擦凹槽，主动摩擦盘上设置有与从动摩擦盘相匹配的摩擦凹槽/摩擦凸起，挡环与主动摩擦盘之间还安装有第一弹簧；上述的主动轴通过第一传动机构与第一驱动装置连接，主动轴连接于第一传动机构的输出端，第一驱动装置连接于第一传动机构的驱动端；运动托架可驱动工件夹持机构沿X、Y、Z轴向运动以及围绕Z轴、Y轴转动，所述的运动托架包括第一滑动板体、第二滑动板体、第三滑动板体，第一滑动板体通过螺母与安装于机架并且沿Z轴轴线方向布置以及可绕自身轴线转动的Z轴向丝杆连接，第一滑动板体还通过第三导向机构与机架连接，第三导向机构的导向方向沿Z轴轴线方向延伸，第一滑动板体与第三导向机构中的运动件固定连接；第一滑动板体与第二滑动板体通过中间转动板体连接，第一滑动板体上设置有圆环型刻度转盘，刻度转盘的中心位置处设置有转向槽，刻度转盘的台面上还设置有转角刻度，中间转动板体的中心位置设置有与转向槽相匹配的转向凸起，通过转向凸起与转向槽的相互匹配并实现中间转动板体绕Y轴的转动，中间转动板体上设置有指向转角刻度的转角指针，中间转动板体上安装有沿X轴轴线方向布置并且可绕自身轴线转动的X轴向丝杆，第二滑动板体通过丝母与X轴向丝杆连接，中间转动板体通过第四导向机构与第二滑动板体连接，第四导向机构的导向方向沿X轴的轴线方向延伸，第二滑动板体与第四导向机构的运动件固定连接，中间转动板体上设置有转动锁紧孔以及与转动锁紧孔相匹配的第二扳手，通过旋转第二扳手将中间转动板体与第一滑动板体锁紧并固定；第二滑动板体上设置有竖直方向布置的立架，立架上安装有沿Y轴轴线方向布置并且可绕自身轴线转动的Y轴向丝杆，第三滑动板体通过丝母与Y轴向丝杆连接，立架通过第五导向机构与第三滑动板体相连接，第五导向机构的导向方向沿Y轴的轴线方向延伸，第三滑动板体与第五导向机构的运动件固定连接；工件夹持机构安装于第三滑动板体；工件夹持机构包括与第三滑动板体活动连接并可绕自身轴线转动的底板、与底板活动连接并且可绕自身轴线转动的大锥齿轮、底板上安装有若干个与大锥齿轮相匹配的小锥齿轮、套接于底板、大锥齿轮外部并与底板相固定的卡盘体、与卡盘体滑动连接的四个相同尺寸的卡爪盘，底板安装于大锥齿轮与第三滑动板体之间，卡爪盘的圆心角为90度并且四个卡爪盘可拼接成一个完整的圆形，第三滑动板体上设置有连接孔槽，大锥齿轮上设置有与其同心布置并且与底板中心相连接的环形台阶，底板中心的另一端面还连接有Z轴向转轴，大锥齿轮的背面设置有平面螺旋槽，卡盘体上设置有沿其径向分布的四个径向滑槽，卡爪盘的背面设置有与径向滑槽相匹配的卡盘导向块，卡盘导向块上设置有与平面螺旋槽相匹配的螺旋凸起，小锥齿轮的驱动端设置有转动孔，卡盘体的壁部设置有与转动孔相匹配的通孔；第三滑动板体上安装有Z轴转动板体，Z轴转动机构包括Z轴向转轴、与第三滑动板体相固定的外壳体，滑动套接于Z轴向转轴并可绕自身轴线转动的定位套环、活动旋转件，活动旋转件通过第三传动机构与步进电机连接，活动旋转件连接于第三传动机构的从动件；活动旋转件上还设置有与其同心布置的环形凸出台阶，环形凸出台阶的内壁上设置有第二内键槽，Z轴向转轴上设置有第一外键槽，Z轴向转轴外部滑动套接有可相对于Z轴向转轴发生轴线方向移动的联动旋转件，联动旋转件的内壁处设置有与第一外键槽相匹配的第一内键槽，联动旋转件的外壁处设置有与第二内键槽相匹配的第二外键槽，联动旋转件上设置有与其同心布置的环形牵引凹槽，联动旋转件通过环形牵引凹槽与牵引套环连接，牵引套环上设置有一对水平摆放的连接块体，连接块体上设置有垂直于Z轴向转轴轴线的导向块，外壳体套接于定位套环、连接块体的外部，外壳体内设置有用于导向连接块体沿着Z轴向转轴轴线方向运动的内导向槽，定位套环上设置有与导向块相匹配并且导向导向块在Z轴向转轴轴线方向移位的弧形导向槽，Z轴向转轴外套接有第三弹簧，第三弹簧一端连接定位套环，另一端连接外壳体的内壁部。