一种数控加工设备用工具位置调整机构及数控加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及数控加工用机械臂机构及数控加工设备，具体说是一种调整数控加工设备工具位置的机构及具备工具位置调整机构的数控加工设备。

背景技术

当前不论是机械加工业还是雕刻业，数控多功能加工设备一般只能完成四轴联动加工，尤其是在立体雕刻业，四轴加工有很大的局限性，工具的位置可以上下、前后、左右变换，有的也可通过摆动调整工具位置，但都还是存在一定的局限性，在雕刻过程中不可避免存在一些加工盲区，因此现在市场上急需一种能完成像人的手臂一样灵活的万能多工位加工机。

发明内容

本发明提供了一种数控加工设备用工具位置调整机构，它可以完成类似人类的曲臂和转臂动作，将此机构安装在数控加工设备现有的三轴工作台上，并配合使用数控回转工作台，可实现六轴联动，避免了在加工过程中出现加工盲区。

数控加工设备的工具系统设置在工具座上。该数控加工设备用工具位置调整机构包括安装在机床机架上的轴座，轴座中装有主轴，主轴通过主轴传动机构与驱动主轴转动的主轴伺服电机相连；

所述的工具座通过销轴铰接在所述主轴的前端；

所述主轴的中段装有沿主轴轴向平移的平移滑块、绕主轴轴线转动并与主轴和/或平移滑块相对转动的转动滑块，所述的平移滑块、转动滑块轴向固设为一体；

所述的转动滑块通过连杆与所述的工具座联接；

所述的平移滑块上装有丝杆，且丝杠与所述主轴平行，丝杠通过丝杠传动机构与驱动丝杠转动的丝杠伺服电机相连。

其进一步的技术方案：

该数控加工设备用工具位置调整机构中，所述的主轴通过主轴蜗轮副与主轴伺服电机相连。

该数控加工设备用工具位置调整机构中，所述的丝杠通过丝杠蜗轮副与丝杠伺服电机相连。

该数控加工设备用工具位置调整机构中，所述平移滑块活动套置在主轴上，所述转动滑块可相对转动的套置在平移滑块上。

本发明还提供一种数控加工设备，包括机架、工具座及设置在工具座上的工具系统；还包括三轴工作台，三轴工作台上设置有工具位置调整机构；该工具位置调整机构包括安装在机架上的轴座，轴座中装有主轴，主轴通过主轴传动机构与驱动主轴转动的主轴伺服电机相连；

所述的工具座通过销轴铰接在所述主轴的前端；

所述主轴的中段装有沿主轴轴向平移的平移滑块、绕主轴轴线转动并与主轴和/或平移滑块相对转动的转动滑块，所述的平移滑块、转动滑块轴向固设为一体；

所述的转动滑块通过连杆与所述的工具座联接；

所述的平移滑块上装有丝杆，且丝杠与所述主轴平行，丝杠通过丝杠传动机构与驱动丝杠转动的丝杠伺服电机相连。

其进一步的技术方案：

在该数控加工设备中，所述的主轴通过主轴蜗轮副与主轴伺服电机相连。

在该数控加工设备中，所述的丝杠通过丝杠蜗轮副与丝杠伺服电机相连。

在该数控加工设备中，所述平移滑块活动套置在主轴上，所述转动滑块可相对转动的套置在平移滑块上。

更进一步的：该数控加工设备中，所述的工具系统设有三组，与之相对应所述的工具位置调整机构也设有三组，所述的工具系统、工具位置调整机构构成三组不同工位的加工单位；三组工具位置调整机构的主轴伺服电机为同一台电机，三组工具位置调整机构的丝杠伺服电机为同一台电机。

本发明具有以下突出的有益效果：

1、丝杠伺服电机转动时，可带动转动滑块和平移滑块前后平移，通过连杆带动工具绕销轴摆动，实现屈臂动作。主轴伺服电机转动时，带动工具座轴向旋转，实现转臂动作。由于转动滑块和平移滑块可相对转动，故而，屈臂动作与转臂动作互不干涉；将该数控加工设备用工具位置调整机构安装在数控加工设备现有的三轴工作台上，并配合使用数控回转工作台，可实现六轴联动，避免了在加工过程中出现加工盲区。

 2、使用蜗轮副将多个加工单元连接起来，实现多工位同步加工。

 3、工具座上可安装不同的工具，从而实现不同的加工方式。如安装刻刀可实现雕刻加工，安装焊枪可完成焊接作业等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

图1为数控加工设备用工具位置调整机构实施例的局部结构示意图；

图2为数控加工设备用工具位置调整机构实施例的屈臂状态的局部结构示意图；

图3为数控加工设备实施例中工具位置调整机构处的局部结构示意图；

图中：1工具座，2销轴，3连杆， 4转动滑块，5平移滑块，6丝杠，7轴座，8机床机架，9主轴，10丝杠伺服电机，11丝杠蜗轮副，12主轴伺服电机，13主轴蜗轮副。

具体实施方式

如图1、2所示，该数控加工设备用工具位置调整机构，包括安装在机床机架8上的轴座7，轴座7中装有主轴9，主轴9通过主轴传动机构与驱动主轴转动的主轴伺服电机12相连。

工具座1通过销轴2铰接在主轴9的前端。

主轴9的中段装有沿主轴9轴向平移的平移滑块5、绕主轴9轴线转动并与主轴9和/或平移滑块5相对转动的转动滑块4，所述的平移滑块5、转动滑块4轴向固设为一体。该机构中，平移滑块5套置在主轴9上，转动滑块4可相对转动的套置在平移滑块5上。

作为其他实施方式，转动滑块4也可直接套置在主轴9上，但加工、安装均比上述方式复杂。

转动滑块4通过连杆3与工具座1联接。

平移滑块5上装有丝杆6，且丝杠6与主轴9平行，丝杠6通过丝杠传动机构与驱动丝杠转动的丝杠伺服电机10相连。

该数控加工设备用工具位置调整机构中，采用主轴蜗轮副13作为主轴传动机构，采用丝杠蜗轮副11作为丝杠传动机构，如图3所示。

作为其他的实施方式，也可采用齿轮传动等其他传动方式，但蜗轮副结构更简单、紧凑，所以优选蜗轮副传动。

使用时，将该工具位置调整机构安装在数控加工设备的三轴工作台上，并配合使用数控回转工作台，即可实现六轴联动加工。

其工作原理：

丝杠伺服电机10转动时，丝杠伺服电机10通过丝杠蜗轮副11带动丝杠6旋转，丝杠6带动平移滑块5前后平移，平移滑块5上的转动滑块4通过连杆3带动工具座1绕销轴摆动，实现屈臂动作，如图2所示。

主轴伺服电机12转动时通过主轴蜗轮副13带动主轴9旋转，主轴9带动工具座1轴向旋转，实现转臂动作，由于转动滑块4和平移滑块5可相对转动，故而，屈臂动作与转臂动作互不干涉。

本发明的数控加工设备，主要包括机床机架8、工具座1、设置在工具座1上的工具系统，还包括三轴工作台、回转工作台、工具位置调整机构。所述的工具位置调整机构，即为上述数控加工设备用工具位置调整机构，结构相同不再赘述。

此外，该数控加工设备的工具系统设有三组，与之相对应所述的工具位置调整机构也设有三组，所述的工具系统、工具位置调整机构构成三组不同工位的加工单位；三组工具位置调整机构的主轴伺服电机为同一台电机，三组工具位置调整机构的丝杠伺服电机为同一台电机，如图3所示，即丝杠蜗轮副11和主轴涡轮副13可连接多个加工单元，从而实现多工位同步加工，进一步提高工作效率，而且节约能源。