[发明专利]一种小型化龙门式五轴加工设备

说明书

技术领域：

本发明涉及一种小型化龙门式五轴加工设备，属于机床设计技术领域。

背景技术：

现如今五轴加工中心作为一种高端数控加工设备，相对于一般三轴数控机床，理论上使用五轴加工中心只需要对工件进行一次装夹就可完成工件复杂空间型面的加工，并且整个加工过程中可保持刀具与工件表面垂直，理论上不仅避免了多次装夹而且合理的刀具运动姿态可以延长刀具使用寿命，提高加工精度和加工效率。

但是现有的五轴加工中心普遍体积较大，整体结构强度不足，难以达到设计时理论的工件加工精度，现有的五轴加工中心在工件的上下料过程中，仍然需要耗费大量安装和调整时间，生产效率较低。

有鉴于上述的缺陷，以期创设一种小型化龙门式五轴加工中心，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种小型化龙门式五轴加工设备。

本发明的一种小型化龙门式五轴加工设备，它包含床身底座、X轴导轨、X轴拖板、双回转工作台、立柱、移动式刀库、横梁、Y轴导轨、Y轴拖板、Z轴导轨、主轴滑枕、机械臂、对刀仪、环形排料装置，床身底座前部固定设置有X轴导轨，X轴导轨为三根在空间呈三角形布局的相互平行的直线导轨，X轴导轨上安装有沿X向移动的X轴拖板，X轴拖板上安装有双回转工作台，床身底座前部还安装有第一电机座和第一尾端座，第一电机座和第一尾端座之间设有X轴丝杆，X轴丝杆与X轴拖板的螺母法兰面结合，通过X轴电机驱动X轴拖板沿X向运动，床身底座上还安装有两个立柱，两个立柱之间安装有移动式刀库，两个立柱上安装有横梁，横梁上固定设置有Y轴导轨，Y轴导轨为三根在空间呈三角形布局的相互平行的直线导轨，Y轴导轨上安装有沿Y向移动的Y轴拖板，横梁上还安装有第二电机座和第二尾端座，第二电机座和第二尾端座之间设有Y轴丝杆，Y轴丝杆与Y轴拖板螺母法兰面结合，通过Y轴电机驱动Y轴拖板沿Y向运动，Y轴拖板上固定设置有两条相互平行的Z轴导轨，Z轴导轨上安装有沿Z向移动的主轴滑枕，Y轴拖板上还安装有第三电机座和第三尾端座，第三电机座和第三尾端座之间设有Z轴丝杆，Z轴丝杆与主轴滑枕螺母法兰面结合，通过Z轴电机驱动主轴滑枕沿Z向运动，床身底座上还安装有机械臂和对刀仪，床身底座侧面还设置有环形排料装置，机械臂可在环形排料装置和双回转工作台之间进行工件的上下料操作。

作为优选，所述的床身底座、两个立柱和横梁组成的封闭对称结构，结构刚度高，稳定性好。

作为优选，所述的X轴拖板的丝杆安装位置近似与其心重合，符合重心驱动原理，Y轴拖板的丝杆安装位置近似与其心重合，符合重心驱动原理。

作为优选，所述的双回转工作台包括工作台、转台座和摇篮座、摆线针轮减速器和摆线针轮减速器，摇篮座底端通过螺钉安装在X轴拖板上，工作台安装在摆线针轮减速器的输出法兰面上，摆线针轮减速器安装在转台座上，伺服电机通过同步带和同步带轮与摆线针轮减速器的输入端相连并驱动工作台绕C轴转动，转台座安装在摆线针轮减速器的输出法兰面，摆线针轮减速器安装在摇篮座上，伺服电机通过同步带和同步带轮与摆线针轮减速器的输入端相连并驱动工作台绕B轴转动。

作为优选，所述的移动式刀库包括刀库底座、刀库圆盘、摆线针轮减速器、移动导轨和刀库电机座，刀库底座上设置有摆线针轮减速器，摆线针轮减速器上设置有刀库圆盘，刀库底座的两侧分别设置有移动导轨，其下方设置有刀库电机座，刀库圆盘可以放置10至12柄刀柄，刀库圆盘的旋转运动由伺服电机经摆线针轮减速器减速后实现，可以精确控制刀库换刀时的转角，圆盘刀库可在丝杆推动下沿移动导轨移动出床身内腔，丝杆一端固定在刀库电机座上，刀库电机座安装在两个立柱背后的安装面上，丝杆另一端与刀库底座的螺母法兰面连接。

作为优选，所述的机械臂包括底座套筒、第一摆线针轮减速器、第一节手臂、第二摆线针轮减速器、第二节手臂和气动手爪，底座套筒内设置有第一摆线针轮减速器，第一摆线针轮减速器与第一节手臂连接，第一节手臂与第二节手臂的连接处设置有第二摆线针轮减速器，第二节手臂的一端设置有气动手爪，机械臂可沿Z向做上下运动，可绕第一摆线针轮减速器和第二摆线针轮减速器旋转中心轴转动，机械臂可通过气动手爪夹紧和松开工件。