一种摆动式加工台机构及其数控加工设备的制作方法

本发明涉及数控加工设备，特别涉及加工台的摆动机构。

背景技术：

五轴联动的数控加工设备中的五轴不外乎xyz三轴平移外加摆动轴和旋转轴。摆动轴水平，旋转轴竖直。xyz三轴的平移作用于主轴箱，使得主轴箱能够xyz三轴方向上步进。主轴箱是数控加工设备中用于安装刀具的机构。刀具在主轴箱的驱动下高速旋转实现对物料的铣镗等加工作业。旋转轴的旋转作用加工台，使得加工台能够旋转从而使得固定在加工台上的物料随之旋转。五轴中的摆动轴有两种方式：第一种是摆动轴作用于主轴箱，使得主轴箱能够围绕摆动轴摆动；第二种方式是摆动轴作用于加工台，使得加工台能够围绕摆动轴摆动进而带动加工台上固定的物料随之围绕摆动轴摆动。

在传统的数控加工设备中，当摆动轴作用于加工台时，用以驱动加工台围绕摆动轴进行摆动的驱动机构通常通过伺服电机直接连接摆动轴或者伺服电机通过分度盘连接摆动轴的方式。在高精度的数控加工设备中，这种驱动机构的方式要求伺服电机具有很高的精度。总所周知，高精度的伺服电机不但价格昂贵，还不一定能够买得到。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题：高精度的数控加工设备中，采用伺服电机直接驱动加工台进行摆动或者采用伺服电机通过分度盘驱动加工台进行摆动要求伺服电机具有很高的精度，而市场上伺服电机的精度无法满足数控加工设备整体精度要求。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：

根据本发明的一种摆动式加工台机构，包括支架、加工台、摆动架和驱动机构；加工台通过两侧的摆动架安装在两个支架之间；摆动架通过摆动轴安装在支架上，使得加工台和摆动架能够围绕摆动轴进行摆动；所述驱动机构安装在支架和摆动架之间，用于驱动摆动架摆动；所述驱动机构包括丝杆和驱动架；驱动架上安装有电机和丝套轮；驱动架通过第一铰链安装在摆动架上；丝杆穿过丝套轮，并通过螺纹与丝套轮相啮合；丝杆的一端通过第二铰链安装在支架上；电机连接丝套轮，并能够驱动丝套轮转动；转动的丝套轮通过和丝杆之间的螺纹啮合作用带动摆动架摆动。

进一步，根据本发明的摆动式加工台机构，摆动架上设置有u形槽；驱动架通过第一铰链安装在u形槽内。

进一步，根据本发明的摆动式加工台机构，第一铰链的轴心与丝杆的轴心位于同一平面内。

进一步，根据本发明的摆动式加工台机构，驱动架上还安装有齿带轮；电机连接齿带轮；齿带轮和丝套轮之间通过同步带相连。

根据本发明的一种数控加工设备，该设备包括主轴箱和上述的摆动式加工台机构；所述主轴箱通过xyz三轴联动机构安装在所述摆动式加工台机构的加工台的上方。

本发明的技术效果如下：本发明的摆动驱动机构的伺服电机通过驱动丝套旋转，旋转的丝套再通过与丝杆之间的螺纹啮合作用带动丝套沿着丝杆移动，进而带动驱动架整体沿着丝杆移动，最终带动整个摆动架和加工台围绕摆动轴进行摆动。由此，加工台摆动角度的误差范围取决于丝杆丝套螺纹的精度，而伺服电机所产生的误差被丝杆丝套传动后大大缩小。伺服电机一个弧度误差，反映在加工台摆动角度的误差不足百分之一弧度。因此大大降低了伺服电机的精度要求。

附图说明

图1是本发明摆动式加工台机构实施例的正面结构示意图。

图2是图1的内侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种摆动式加工台机构，包括支架1、加工台2、摆动架3和驱动机构。支架1和摆动架3分别有两个，设于加工台2两侧用于支撑加工台2。支架1呈板架形结构。两个支架1相互平行。两个摆动架3分别各自通过摆动轴31安装在两个支架1上，并位于支架1的内侧，使得摆动架3能够围绕摆动轴31进行摆动。摆动轴31水平，并且两个摆动架3的摆动轴31同轴心。加工台2通过两侧的摆动架3安装在两个支架1之间，也就是加工台2架设在两个摆动架3之间，并能够随摆动架3的摆动而摆动。

驱动机构安装在支架1和摆动架3之间，用于驱动摆动架3摆动，包括丝杆4和驱动架5。驱动架5上安装有电机51、齿带轮52和丝套轮53。摆动架3的顶部设置有u形槽32。驱动架5通过第一铰链33安装在u形槽32内，使得电机51、齿带轮52、丝套轮53以及驱动架5整体能够围绕第一铰链33的轴心旋转。电机51为伺服电机，连接齿带轮52。齿带轮52和丝套轮53之间通过同步带相连。丝杆4穿过丝套轮53，并与丝套轮53通过螺纹相啮合。也就是说，本实施例的丝套轮53是一个内有螺纹的同步带轮，齿带轮52为同步带轮。丝杆4的一端通过第二铰链41安装在安装架1上，并能够围绕第二铰链41摆动。丝杆4的另一端设置有限位块42。由此，电机51通过齿带轮52和同步带带动丝套轮53旋转，旋转的丝套轮53通过与丝杆4之间的螺纹啮合作用带动，电机51、齿带轮52、丝套轮53以及驱动架5整体沿着丝杆4移动。沿着丝杆4移动的驱动架5带动摆动架3围绕摆动轴31进行摆动，从而使得加工台2围绕摆动轴31摆动。需要指出的是，为使得丝套轮53作用于摆动架3的作用力最大化，丝杆4的轴心穿过第一铰链33的轴心，使得第一铰链33的轴心和丝杆4的轴心位于同一平面内。

本实施例的摆动式加工台机构用于安装在数控加工设备上。该数控加工设备至少包括上述的摆动式加工台机构、xyz三轴联动机构和主轴箱。主轴箱安装在xyz三轴联动机构上，使得主轴箱能够在xyz三轴方向上同步平移的同时，并使得主轴箱位于摆动式加工台机构的加工台2的上方，实现对加工台2上物料的进行加工作业。xyz三轴联动机构具有多种实施方式，为本领域技术人员所熟悉，本说明书不再赘述。加工台可再安装旋转台，使物料固定在旋转台上能够进行旋转。旋转台的结构为本领域技术人员所熟悉，本说明书不再赘述。

技术特征：

1.一种摆动式加工台机构，包括支架(1)、加工台(2)、摆动架(3)和驱动机构；加工台(2)通过两侧的摆动架(3)安装在两个支架(1)之间；摆动架(3)通过摆动轴(31)安装在支架(1)上，使得加工台(2)和摆动架(3)能够围绕摆动轴(31)进行摆动；所述驱动机构安装在支架(1)和摆动架(3)之间，用于驱动摆动架(3)摆动；其特征在于，所述驱动机构包括丝杆(4)和驱动架(5)；驱动架(5)上安装有电机(51)和丝套轮(53)；驱动架(5)通过第一铰链(33)安装在摆动架(3)上；丝杆(4)穿过丝套轮(53)，并通过螺纹与丝套轮(53)相啮合；丝杆(4)的一端通过第二铰链(41)安装在支架(1)上；电机(51)连接丝套轮(53)，并能够驱动丝套轮(53)转动；转动的丝套轮(53)通过和丝杆(4)之间的螺纹啮合作用带动摆动架(3)摆动。

2.如权利要求1所述的摆动式加工台机构，其特征在于，摆动架(3)上设置有u形槽(32)；驱动架(5)通过第一铰链(33)安装在u形槽(32)内。

3.如权利要求1所述的摆动式加工台机构，其特征在于，第一铰链(33)的轴心与丝杆(4)的轴心位于同一平面内。

4.如权利要求1所述的摆动式加工台机构，其特征在于，驱动架(5)上还安装有齿带轮(52)；电机(51)连接齿带轮(52)；齿带轮(52)和丝套轮(53)之间通过同步带相连。

5.一种数控加工设备，其特征在于，该设备包括主轴箱和如权利要求1或2或3或4所述的摆动式加工台机构；所述主轴箱通过xyz三轴联动机构安装在所述摆动式加工台机构的加工台(2)的上方。

技术总结
本发明公开了一种摆动式加工台机构及其数控加工设备。摆动式加工台机构，用于安装在数控加工设备上，包括支架、加工台、摆动架和驱动机构。加工台通过两侧的摆动架安装在两个支架之间。摆动架通过摆动轴安装在支架上。驱动机构安装在支架和摆动架之间，用于驱动摆动架摆动。驱动机构包括丝杆和驱动架。驱动架上安装有电机和丝套轮。驱动架通过第一铰链安装在摆动架上。丝杆穿过丝套轮，并通过螺纹与丝套轮相啮合。丝杆的一端通过第二铰链安装在支架上。电机连接丝套轮。本发明伺服电机所产生的误差被丝杆丝套传动后大大缩小，因此大大降低了伺服电机的精度要求。

技术研发人员：于宙
受保护的技术使用者：南京领锐科技有限公司
技术研发日：2019.08.15
技术公布日：2019.11.19