一种木工五轴加工中心主轴头旋转定位装置的制作方法

本实用新型涉及高端木工数控五轴联动加工中心主轴头技术领域，特别是一种木工五轴加工中心主轴头旋转定位装置。

背景技术：

五轴联动机床对一个国家的航空、航天、军事、精密器械等行业有举足轻重的影响力。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志，在木工机械行业，五轴联动数控木工机床的水平代表了木工机械企业数控机床的制造水平，五轴加工中心主轴头是高端木工数控五轴联动加工中心中的核心部件。五轴加工中心主轴头旋转角度定位的准确性，直接影响到木工五轴联动加工中心的精度及工件的加工精度。

公告号CN206747601U公开了一种主轴头，通过在马达的驱动端装马达齿轮，旋转轴套装有与马达齿轮相啮合的旋转轴齿轮，当马达运转时，马达齿轮能够带动旋转轴齿轮，且能通过定位键与调整栓于调整槽中的抵靠方式，调整主轴座与旋转座的相对位置，并且进一步通过该主轴与该主轴座之间通过齿轮传动组进行传动及转动，并且能经由该调整机构而精确的调整该主轴座的相对位置，使主轴头的旋转更为精确，能够提高加工的精准度，并且进一步披露了在该装置上的旋转角度限位机构上加传感器用以提供转盘转动的角度限位效果。在该公开文件的基础上，只对C轴方向做了旋转极限的精确定位，没有进一步的对原点位置进行精确的确定，其次是没有对B轴方向作旋转极限的精确定位。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种木工五轴加工中心主轴头旋转定位装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种木工五轴加工中心主轴头旋转定位装置，包括C轴旋转定位装置和B轴旋转定位装置，所述C轴旋转定位装置安装在主轴头支撑臂上，所述B轴旋转定位装置安装在主轴头支撑臂内且与三头五轴头连接，其特征在于：所述C轴旋转定位装置包括过线管、同步带、小同步带轮、大同步带轮、C轴传感器、C轴原点感应块和C轴极限感应块，所述小同步带轮安装在过线管上，所述过线管安装在主轴头支撑臂上，所述过线管竖直穿过减速机压盖，大同步带轮和小同步带轮通过同步带连接，所述大带轮安装轴穿过大同步带轮和传感器安装板与大带轮张紧座连接，所述大带轮张紧座安装在大带轮固定座上，且两者位置可调，所述大带轮固定座固定在减速机压盖上，所述传感器安装板和大同步带轮间的大带轮安装轴上有隔套，所述C轴传感器安装在传感器安装板上，所述C轴原点感应块和C轴极限感应块安装在大同步带轮上且位于传感器安装板两侧；

所述B轴旋转定位装置包括B轴传感器和B轴感应块，所述B轴感应块安装在B轴输出法兰边缘上，所述B轴输出法兰与五轴头固定法兰连接，所述B轴传感器安装于主轴头支撑臂内。

优选的，所述的C轴传感器包括两件C轴极限传感器和一件C轴原点传感器，所述C轴原点传感器位于两件C轴极限传感器之间，所述C轴传感器的电缆穿过传感器电缆固定板的圆孔，所述传感器电缆固定板与传感器安装板连接。

优选的，所述大带轮固定座有槽口，所述大带轮安装轴穿过所述槽口，所述大带轮固定座安装在减速机压盖上。

优选的，所述的减速机压盖安装在C减速机上，C伺服电机安装在减速机压盖上，所述C减速机与C伺服电机连接，所述过线管竖直穿过C减速机和减速机压盖。

优选的，所述的C减速机安装在五轴头连接法兰上，所述过线管竖直穿过五轴头连接法兰。

优选的，所述的五轴头固定法兰与三头五轴头连接。

优选的，所述的B减速机和B伺服电机置于主轴头支撑臂内，所述B轴输出法兰与B减速机输出端连接。

本实用新型具有以下优点：C轴方向的定位通过原点感应块和极限感应块与传感器配合使用来确定原点位置和正负旋转极限，其初始位置的确定通过调整小同步带轮和过线管的相对位置来实现；B轴方向的定位通过传感器和感应块来确定B轴零位进而主轴头在B轴方向实现360°连续旋转，定位结果准确，主轴头的使用寿命更长，且加工精度更高。

附图说明

图1 为本实用新型结构的示意图；

图2 为本实用新型结构的C轴旋转定位装置的示意图；

图3 为本实用新型结构的C轴旋转定位装置的主视图；

图4 为本实用新型结构的C轴旋转定位装置的俯视图；

图5 为本实用新型结构的B轴旋转定位装置的主视图；

图6 为本实用新型结构的C轴原点感应块的示意图；

图7 为本实用新型结构的C轴极限感应块的示意图；

图8 为本实用新型结构的B轴感应块的示意图；

图中，1-三头五轴头，2-主轴头支撑臂，3-五轴头连接法兰，4-C减速机，5-减速机压盖，6-过线管，7-同步带，8-小同步带轮，9-大同步带轮，10-C轴传感器，11-传感器电缆固定板，12-传感器安装板，13-小齿轮压盖，14-C轴原点感应块，15-C轴极限感应块，16-B轴传感器，17-B轴感应块，18-C伺服电机，19-B轴输出法兰，20-五轴头固定法兰，21-隔套，22-大带轮固定座，23-大带轮张紧座，24-大带轮安装轴。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定的实用新型的有益目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对根据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例，此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可有任何合适形式组合：

如图1所示，一种木工五轴加工中心主轴头旋转定位装置，包括C轴旋转定位装置和B轴旋转定位装置，所述C轴旋转定位装置安装在主轴头支撑臂2上，所述B轴旋转定位装置安装在主轴头支撑臂2内且与三头五轴头1连接，其特征在于：如图2~4所示，所述C轴旋转定位装置包括过线管6、同步带7、小同步带轮8、大同步带轮9、C轴传感器10、C轴原点感应块14和C轴极限感应块15，所述小同步带轮8安装在过线管6上，所述过线管6安装在主轴头支撑臂2上，所述过线管6竖直穿过减速机压盖5，大同步带轮9和小同步带轮8通过同步带7连接，所述大带轮安装轴24穿过大同步带轮9和传感器安装板12与大带轮张紧座23连接，所述大带轮张紧座23安装在大带轮固定座22上，且两者位置可调，所述大带轮固定座22固定在减速机压盖5上，所述传感器安装板12和大同步带轮9间的大带轮安装轴24上有隔套21，所述C轴传感器10安装在传感器安装板12上，所述C轴原点感应块14和C轴极限感应块15安装在大同步带轮9上且位于传感器安装板12两侧；

如图5所示，所述B轴旋转定位装置包括B轴传感器16和B轴感应块17，所述B轴感应块17安装在B轴输出法兰19边缘上，所述B轴输出法兰19与五轴头固定法兰20连接，所述B轴传感器16安装于主轴头支撑臂2内。

作为可选的实施方式，所述的C轴传感器10包括两件C轴极限传感器和一件C轴原点传感器，所述C轴原点传感器位于两件C轴极限传感器之间，所述C轴传感器10的电缆穿过传感器电缆固定板11的圆孔，所述传感器电缆固定板11与传感器安装板12连接。

作为可选的实施方式，所述大带轮固定座22有槽口，所述大带轮安装轴24穿过所述槽口，所述大带轮固定座22安装在减速机压盖5上。

作为可选的实施方式，所述的减速机压盖5安装在C减速机4上，C伺服电机18安装在减速机压盖5上，所述C减速机4与C伺服电机18连接，所述过线管竖直穿过C减速机4和减速机压盖5。

作为可选的实施方式，所述的C减速机4安装在五轴头连接法兰3上，所述过线管竖直穿过五轴头连接法兰3。

作为可选的实施方式，所述的五轴头固定法兰20与三头五轴头1连接。

作为可选的实施方式，所述的B减速机和B伺服电机置于主轴头支撑臂2内，所述B轴输出法兰19与B减速机输出端连接。

具体实施例：如图2~4所示，C减速机4和C伺服电机18工作进而带动主轴头转动，主轴头转动带动过线管6旋转，旋转的过线管6带动小同步带轮8转动，由于同步带7的作用，大同步带轮9开始旋转，大同步带轮9带动安装在大同步带轮9上的C轴原点感应块14和C轴极限感应块15转动，而C轴传感器10是固定安装在传感器安装板12上，传感器安装板12固定安装在大带轮安装轴24上，大同步带轮9旋转的时候，C轴原点感应块14和C轴极限感应块15同时转动，当C轴原点传感器底部与C轴原点感应块14的凸起对齐时，确定整个装置C轴方向的原点位置，当C轴极限传感器底部与C轴极限感应块15凸起对齐时，改变C轴旋转定位装置的旋转方向，开始反方向旋转，C轴旋转定位装置可使五轴加工中心主轴头在C轴上实现±250°旋转；进一步指出，C轴传感器10有三件，两件C轴极限传感器和一件C轴原点传感器，三个C轴传感器10呈三角形分布，C轴原点传感器位于三角形钝角位置，C轴极限传感器位于C轴原点传感器两侧且一件C轴极限传感器位于传感器电缆固定板11的缺口处，C轴极限感应块15和C轴原点感应块14的高度相同；C轴初始位置的确定通过调整小同步带轮8和过线管6的相对位置来实现；如图1所示，C减速机4通过五轴头连接法兰3与主轴头支撑臂2连接，C减速机4的转动带动主轴头支撑臂2转动，进而带动三头五轴头1转动，B轴旋转定位装置包括B轴感应块17和B轴传感器16，B轴感应块17安装在B轴输出法兰19上，B轴传感器16安装在主轴头支撑臂2上，B伺服电机和B减速机开始工作，由于B轴输出法兰19与B减速机输出端连接，B减速机带动B轴输出法兰19转动，进而带动B轴感应块17和三头五轴头1旋转，当B轴传感器16感应端与B轴感应块17的凸起对齐时，该位置为B轴方向的原点位置，该装置通过传感器和感应块对C轴的原点和B轴的原点进行定位，进而精确的实现C轴方向和B轴方向精确的旋转控制。

需注意的是大同步带轮9和小同步带轮8的传动比不是任意设定的，因为为了防止C轴原点感应块14和C轴极限感应块15在工作时不产生混乱，因此当小同步带轮8转一圈的时候，大同步带轮9转动角度必须小于180°，基于这样的前提，C轴转动250°的时候，要保证大同步带轮9上的两件感应块在180°范围内，再根据同步带的计算公式，确定出大同步带轮和小同步带轮的传动比，但是本实用新型并不仅限于250°的极限旋转角度。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。