一种全直驱电机五轴数控机床的制作方法

本实用新型涉及机床技术领域，具体而言，涉及一种全直驱电机五轴数控机床。

背景技术：

五轴数控机床一般指五轴联动数控机床，五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业有着举足轻重的影响力。五轴联动数控机床是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。目前，这些机床上的三个直线进给轴全采用直线模组即“伺服电机+电机座+联轴节+滚珠丝杠+丝杠螺母+丝杠螺母座+滑块+两端轴承支撑”结构的传动方式。二个回转轴为“伺服电机+蜗杆涡轮减速箱”结构，存在丝杠螺距误差、丝杠螺母间隙、传动轴轴向窜动、运行中产生热变形误差等问题，涡轮蜗杆减速机的体积大占用加工空间，整机电能消耗高、加工精度较低，容易磨损，定期维修而且更换配件成本和技工人工费用高。

为了解决以上问题，现提供一种全直驱电机五轴数控机床，以直线电机代替机床上的三个直线进给轴模组即“伺服电机+电机座+联轴节+滚珠丝杠+丝杠螺母+丝杠螺母座及滑块+两端轴承支撑”结构的传动方式，以直驱电机五轴转台代替蜗杆涡轮五轴转台的传动方式。

技术实现要素：

为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种全直驱电机五轴数控机床，旨在代替现有机床上的三个直线进给轴模组即“伺服电机+电机座+联轴节+滚珠丝杠+丝杠螺母+丝杠螺母座及滑块+两端轴承支撑”结构的传动方式和“蜗杆涡轮五轴转台”结构的传动方式。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种全直驱电机五轴数控机床，包括基座、水平移动机构和垂直移动机构。

所述水平移动机构包括底座、x轴线轨、第一滑板、x轴直线电机、z轴线轨、z轴直线电机、第二滑板、主轴箱和高速电主轴单元，所述底座底面与所述基座顶面固定连接，所述x轴线轨对称固定连接与所述底座顶面两侧，所述x轴直线电机固定连接于所述底座顶面中间，所述第一滑板底面中间与所述x轴直线电机动子固定连接，且所述第一滑板底面两侧与所述x轴线轨滑块固定连接，所述z轴线轨对称固定连接于所述第一滑板顶面两侧，所述z轴直线电机固定连接于所述第一滑板顶面，所述第二滑板底面与所述z轴直线电机动子固定连接，所述第二滑板底面两侧与所述z轴线轨滑块固定连接，所述主轴箱底面与所述第二滑板顶面固定连接，所述高速电主轴单元转动贯穿于所述主轴箱内部。

所述垂直移动机构包括立柱、y轴线轨、y轴直线电机、直驱五轴转台滑板和小直驱五轴转台，所述立柱底面固定连接于所述基座顶面，所述y轴线轨与所述立柱侧面两侧固定连接，所述y轴直线电机固定连接于所述立柱一侧居中，所述直驱五轴转台滑板与所述y轴直线电机动子固定连接，所述五轴转台滑板与所述y轴线轨滑块固定连接，所述小直驱五轴转台与所述五轴转台滑板固定连接。

在本实用新型的一种实施例中，所述基座内部设置有废屑收集盒，所述废屑收集盒周侧与所述基座内部密封卡接固定。

在本实用新型的一种实施例中，所述废屑收集盒内部密封固定连接有过滤网。

在本实用新型的一种实施例中，所述废屑收集盒底部一侧设置有排污管，所述排污管上设置有阀门。

在本实用新型的一种实施例中，所述底座顶面开设有第一凹槽，所述x轴直线电机位于所述第一凹槽内居中。

在本实用新型的一种实施例中，所述第二滑板开设有第一滑槽，所述z轴线轨安装在所述第一滑槽内。

在本实用新型的一种实施例中，所述主轴箱通过螺栓与所述第二滑板顶面固定连接。

在本实用新型的一种实施例中，所述立柱一侧开设有第二凹糟，所述y轴直线电机位于所述第二凹糟内居中。

在本实用新型的一种实施例中，所述五轴转台滑板开设有第二滑槽，所述y轴线轨的滑块固定在第二滑槽内，所述y轴直线电机动子固定于所述直驱五轴转台滑板内侧居中。

在本实用新型的一种实施例中，所述小直驱五轴转台通过直驱五轴转台基座与所述直驱五轴转台滑板一侧卡接固定。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的一种全直驱电机五轴数控机床，使用时，将加工件安装在小直驱五轴转台350上，根据加工要求，分别控制x轴直线电机240、z轴直线电机260、y轴直线电机330和小直驱五轴转台分别或同时运动。x轴直线电机240带动第一滑板230沿着x轴线轨220直线移动，从而带动第二滑板270、主轴箱280和高速电主轴单元290直线运动，z轴直线电机260带动第二滑板270沿着z轴线轨250移动，从而使得主轴箱280和高速电主轴单元290沿着z轴线轨250方向直线移动，y轴直线电机330带动五轴转台滑板340沿着y轴线轨320移动，从而带动小直驱五轴转台350和加工件沿着y轴线轨320直线移动。本实用新型可以代替现有机床上的直线模组即“伺服电机+电机座+联轴节+滚珠丝杠+丝杠螺母+丝杠螺母座及滑块+两端轴承支撑”结构的传动方式和代替二个回转轴即“伺服电机-蜗杆涡轮减速箱”结构的传动方式，消除了丝杠螺距误差、丝杠螺母间隙误差和直线轴轴向窜动，避免了运行产生热变形等问题，外形缩小节约了占地空间，减少电能能量消耗，减少铸铁等材料成本，大大减少了定期维护零配件费用和维修人工工时费用，提高了机床加工精度一个数量级，运行速度更快，提高了设备生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方案中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的一种全直驱电机五轴数控机床第一视角结构示意图；

图2为本实用新型实施方式提供的一种全直驱电机五轴数控机床立体结构示意图；

图3为本实用新型实施方式提供的一种全直驱电机五轴数控机床第二视角结构示意图；

图4为本实用新型实施方式提供的一种全直驱电机五轴数控机床第三视角结构示意图。

图中：100-基座；110-废屑收集盒；111-过滤网；112-排污管；113-阀门；200-水平移动机构；210-底座；211-第一凹槽；220-x轴线轨；230-第一滑板；240-x轴直线电机；250-z轴线轨；260-z轴直线电机；270-第二滑板；271-第一滑槽；280-主轴箱；281-螺栓；290-高速电主轴单元；300-垂直移动机构；310-立柱；311-第二凹糟；320-y轴线轨；330-y轴直线电机；340-五轴转台滑板；341-第二滑槽；350-小直驱五轴转台；351-直驱五轴转台基座。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种全直驱电机五轴数控机床包括基座100、水平移动机构200和垂直移动机构300。

请参阅图1和图2，基座100内部设置有废屑收集盒110，废屑收集盒110周侧与基座100内部密封卡接固定，废屑收集盒110内部密封固定连接有过滤网111，设置过滤网111过滤工件加工后的废屑，废屑收集盒110底部一侧设置有排污管112，排污管112上设置有阀门113，排污管112排走加工的后废液。

请参阅图1和图2，水平移动机构200包括底座210、x轴线轨220、第一滑板230、x轴直线电机240、z轴线轨250、z轴直线电机260、第二滑板270、主轴箱280和高速电主轴单元290，底座210底面与基座100顶面固定连接，底座210顶面开设有第一凹槽211，x轴直线电机240位于第一凹槽211内居中，x轴线轨220对称固定连接与底座210顶面两侧，x轴直线电机240固定连接于底座210顶面中间，第一滑板230底面中间与x轴直线电机240动子固定连接，且第一滑板230底面两侧与x轴线轨220滑块固定连接，x轴线轨220使得第一滑板230滑动稳定精准，z轴线轨250对称固定连接于第一滑板230顶面两侧，z轴直线电机260固定连接于第一滑板230顶面，第二滑板270底面与z轴直线电机260动子固定连接，第二滑板270底面两侧与z轴线轨250滑块固定连接，主轴箱280底面与第二滑板270顶面固定连接，第二滑板270开设有第一滑槽271，z轴线轨250安装在第一滑槽271内，高速电主轴单元290转动贯穿于主轴箱280内部，主轴箱280通过螺栓281与第二滑板270顶面固定连接。

请参阅图1、图2、图3和图4，垂直移动机构300包括立柱310、y轴线轨320、y轴直线电机330、直驱五轴转台滑板340和小直驱五轴转台350，立柱310底面固定连接于基座100顶面，y轴线轨320与立柱310侧面两侧固定连接，y轴线轨320限定五轴转台滑板340移动范围增加滑动稳定性，y轴直线电机330固定连接于立柱310一侧居中，立柱310一侧开设有第二凹糟311，y轴直线电机330位于第二凹糟311内居中，直驱五轴转台滑板340与y轴直线电机330动子固定连接，五轴转台滑板340开设有第二滑槽341，y轴线轨320的滑块固定在第二滑槽341内，y轴直线电机330动子固定于直驱五轴转台滑板340内侧居中，五轴转台滑板340与y轴线轨320滑块固定连接，小直驱五轴转台350与五轴转台滑板340固定连接，小直驱五轴转台350通过直驱五轴转台基座351与直驱五轴转台滑板340一侧卡接固定。

具体的，该全直驱电机五轴数控机床的工作原理：使用时，将加工件安装在小直驱五轴转台350上，根据加工要求，分别控制x轴直线电机240、z轴直线电机260、y轴直线电机330和小直驱五轴转台350分别或同时运动。x轴直线电机240带动第一滑板230沿着x轴线轨220直线移动，从而带动第二滑板270、主轴箱280和高速电主轴单元290直线运动，z轴直线电机260带动第二滑板270沿着z轴线轨250移动，从而使得主轴箱280和高速电主轴单元290沿着z轴线轨250方向直线移动，y轴直线电机330带动五轴转台滑板340沿着y轴线轨320移动，从而带动小直驱五轴转台350和加工件沿着y轴线轨320直线移动。本实用新型可以代替现有机床上的直线模组即“伺服电机+电机座+联轴节+滚珠丝杠+丝杠螺母+丝杠螺母座及滑块+两端轴承支撑”结构的传动方式和代替二个回转轴即“伺服电机-蜗杆涡轮减速箱”结构的传动方式，消除了丝杠螺距误差、丝杠螺母间隙误差和直线轴轴向窜动，避免了运行产生热变形等问题，外形缩小节约了占地空间，减少电能能量消耗，减少铸铁等材料成本，大大减少了定期维护零配件费用和维修人工工时费用，提高了机床加工精度一个数量级，运行速度更快，提高了设备生产效率。

需要说明的是，x轴直线电机240、y轴直线电机330、z轴直线电机260、高速电主轴单元290、小直驱五轴转台350具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

x轴直线电机240、y轴直线电机330、z轴直线电机260、高速电主轴单元290、小直驱五轴转台350的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。