[发明专利]一种两轴Y形交叉旋转的数控机械装备

说明书

技术领域

本发明涉及一种两轴数控机械装备，尤其涉及一种两轴Y形交叉旋转的数控机械装备，可作为万向工作台配合三轴机械加工中心使用，实现五轴加工中心的功能，也可以作为两轴工业机器臂配合其他设备应用，属于装备制造业领域。

背景技术

五轴数控加工中心，通常是在三个正交线性轴的基础上增加两个旋转轴，来实现多面加工和复杂曲面的加工，常规的方式有三种：一种是三个正交线性轴加两轴旋转动力头，称之为万向头式五轴加工中心；第二种是三个正交线性轴加摇篮和转台，称之为摇篮式五轴加工中心；还有一种是三个正交线性轴加单轴摆头和单轴转台，称之为摆头转台式五轴加工中心，上述三种方式的五轴加工，是各有利弊，万向头式五轴加工中心，应用较为广泛，但是由于在刀具主轴上增加两个旋转轴，导致刀具主轴刚性降低，刀具切削力矩小，同时刀具主轴转速也受限制；摇篮上加转台的方式，主轴刚性和转速不受影响，适合重切削，但是摇臂宽度限制了工件尺寸；单轴摆头和单轴转台的方式是前两种方式利弊的折中，虽然解除了工件尺寸的限制，适当地提高了一些主轴刚性，但也并十分不理想，因此有必要提供一种高精度、高刚性和具有广泛适用性的两轴数控机械装备，来满足机械加工行业技术升级的需求。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用一对经45度截面剖切的钢铸圆柱体，形成一个斜面圆柱形基体与一个斜面圆柱形旋转体，两个斜面作为旋转吻合面，旋转体上再设置一个旋转平台，两个旋转轴非正交设置，旋转轴的轴线以135度角共面交叉，第一轴联接斜面基体与斜面旋转体并垂直于旋转吻合面，第二轴联接斜面旋转体与斜面旋转体上的旋转平台并与第一轴成135度角轴线交叉，此设计的目的是第一轴连续旋转360度，则第二轴的轴线轨迹扫描出一个顶角为90度的圆锥面，即第二轴的轴线倾角可在90度到0度的范围内连续变化，而第二轴的旋转则可使装夹在旋转平台上的工件姿态在球心角180度的范围内任意呈现，换言之，一个半球状工件在旋转平台上可实现球面上任意点的法线与固定的刀具轴线平行乃至共线。本发明所述装备的特征是：每个旋转轴采用大口径轴并由两个长间距的轴承支撑，保证了轴的径向刚性和轴线的稳定性，轴端安装旋转编码器，高精度跟踪旋转角度，第一轴转矩载荷变化大，采用包络式蜗轮蜗杆驱动，第二轴转矩相对较小并稳定，采用齿轮齿圈驱动，两个旋转轴分别采用双伺服电机驱动，协同驱动时增大驱动力矩，干涉驱动时可消除传动配合间隙、保证定位精度，由于每个旋转轴由双轴承支撑定位和环形导轨支撑定位的双重运动机构组成，因此本发明所述装备的稳固性好，钢性好，精度高。

附图说明

图1为本发明实施例的外形图。

图2为本发明实施例的构造分解图。

图3为本发明实施例第一轴运行0度的示意图。

图4为本发明实施例第一轴运行90度的示意图。

图5为本发明实施例第一轴运行180度的示意图。

附图数字标注说明，1，旋转平台。2，第二轴环形导轨总成。3,第二轴。4第二轴伺服电机。5，斜面旋转体。6，第一轴。7，第一轴环形导轨总成。8，第一轴驱动蜗轮。9，驱动蜗杆。10，第一轴伺服电机。11，斜面基体。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施方案，通过实施方案将有助于进一步理解本发明的独创性。第一轴6与驱动蜗轮8联接固定并通过轴端轴承和第一轴环形导轨总成7的中心轴承，与第一轴环形导轨总成一同安装在斜面基体11上，两支驱动蜗杆9分列在驱动蜗轮的两侧与蜗轮的包络齿面啮合，第一轴伺服电机10与蜗杆同轴联接安装在斜面基体外部；斜面旋转体5与第一轴环形导轨副以及第一轴紧固联接，第二轴环形导轨总成2的上部由旋转平台安装面、驱动齿圈和导轨副组成，下部由导轨和中心轴承以及安装面组成，第二轴3通过轴端轴承和第二轴环形导轨总成的中心轴承，与第二轴环形导轨总成一同安装在斜面旋转体上，第二轴与第一轴的轴线成135度角，第二轴伺服电机4安装在第二轴环形导轨总成下面，通过电机轴端齿轮与第二轴环形导轨总成上部的齿圈啮合，旋转平台1安装在第二轴环形导轨总成的上部的安装面上。本发明由于结构的独特性，两个旋转轴均可使用大口径轴和大口径环形导轨的双重支撑运动构造，所以本发明所述的装备，无论是在精度、钢性、稳固性方面都具有显著优点。