[发明专利]一种五自由度机械加工机

权利要求书

1.一种五自由度机械加工机，其特征在于：包括机架(1)，在所述机架(1)上设有五自由度机械加工装置和工作台(2)；

所述五自由度机械加工装置包括X轴、Y轴、Z轴移动机构和X轴、Y轴矫正及各轴周向偏转机构；

所述X轴、Y轴、Z轴移动机构包括驱动臂A，驱动臂B，驱动臂C和移动平台D；各所述驱动臂的固定端与所述机架(1)固定连接，各所述驱动臂的移动端与所述移动平台D固定连接；三个所述驱动臂结构相同：各所述驱动臂由固定端至移动端主要由下述部件依次连接组成：正交回转关节(3)，电动缸(4)和回转关节(5)；所述正交回转关节(3)包括正交回转关节上摆块(3-1)和正交回转关节下摆块(3-2)，所述正交回转关节上摆块(3-1)设有与其转动连接的正交回转关节上摆块转轴(3-1-1)，所述正交回转关节下摆块(3-2)设有与其转动连接的正交回转关节下摆块转轴(3-2-1)，所述正交回转关节上摆块转轴(3-1-1)与所述正交回转关节下摆块转轴(3-2-1)转动连接，且所述正交回转关节上摆块转轴(3-1-1)与所述正交回转关节下摆块转轴(3-2-1)在所述驱动臂截面上相互垂直，所述正交回转关节下摆块(3-2)与所述电动缸(4)的一端固定连接，所述回转关节(5)包括回转关节上摆块(5-1)和回转关节下摆块(5-2)，所述回转关节上摆块(5-1)和所述回转关节下摆块(5-2)通过回转关节转轴(5-3)铰接，所述回转关节转轴(5-3)与所述正交回转关节上摆块转轴(3-1-1)相平行，所述回转关节上摆块(5-1)与所述电动缸(4)的另一端固定连接；三个所述驱动臂的固定端分别通过各自的正交回转关节(3)的正交回转关节上摆块(3-1)固定在所述机架(1)上，三个所述驱动臂的移动端分别通过各自的回转关节(5)的所述回转关节下摆块(5-2)与所述移动平台D固定连接；三个所述驱动臂固定端相对于圆心呈120°夹角设置在同一圆上，令该圆为驱动臂固定端定位圆；各所述驱动臂的所述正交回转关节上摆块转轴(3-1-1)的轴心线为所述驱动臂固定端定位圆的切线；三个所述驱动臂移动端相对于圆心呈120°夹角设置在同一圆上，令该圆为驱动臂移动端定位圆；当三个所述驱动臂的电动缸(4)的缸杆伸出长度相等时，所述驱动臂固定端定位圆与所述驱动臂移动端定位圆的轴心线重合；

所述X轴、Y轴矫正及各轴周向偏转机构包括C摆机构，A摆机构和雕刻电机(12)；

所述C摆机构包括C摆电机驱动结构，所述C摆电机驱动结构包括C摆电机(6)和C摆减速机(7)，所述C摆电机(6)与所述C摆减速机(7)传动连接，以使所述C摆减速机(7)的输出轴将所述C摆电机(6)转轴动力低转速高扭矩输出，所述C摆电机驱动结构固定在所述移动平台D上，以使所述C摆减速机(7)的输出轴与所述驱动臂移动端定位圆的轴心线平行；所述A摆机构包括A摆架(8)和A摆电机驱动结构，所述A摆电机驱动结构包括A摆电机(9)和A摆减速机(10)，所述A摆电机(9)与所述A摆减速机(10)传动连接，以使所述A摆减速机(10)的输出轴将所述A摆电机(9)的转轴动力低转速高扭矩输出，所述C摆减速机(7)的输出轴通过A摆架(8)与所述A摆电机驱动结构固定连接，以使所述C摆减速机(7)的输出轴轴心线与所述A摆减速机(10)的输出轴轴心线呈30°～90°夹角；并环绕所述C摆减速机(7)的输出轴周向旋转；

所述A摆减速机(10)的输出轴通过角接连接块(11)与所述雕刻电机(12)固定连接在一起，以使所述雕刻电机(12)的主轴以所述A摆减速机(10)的输出轴轴心线为中心做锥型旋转，在旋转过程中，所述雕刻电机(12)的主轴轴心线有与所述A摆减速机(10)的输出轴轴心线平行或重合的位置；

所述工作台(2)位于与所述雕刻电机(12)相对应的位置，用于固定工件，以便于雕刻电机(12)的钻头(14)进行雕刻。

2.根据权利要求1所述的一种五自由度机械加工机，其特征在于：所述移动平台D位于所述驱动臂的固定端的下方，所述C摆减速机(7)的输出轴的轴心线与所述驱动臂移动端定位圆的轴心线重合。

3.根据权利要求2所述的一种五自由度机械加工机，其特征在于：所述驱动臂移动端定位圆的直径为所述驱动臂固定端定位圆直径的1/3～1/4；所述A摆架(8)与所述A摆电机驱动结构的固定连接结构使所述C摆减速机(7)的输出轴轴心线与所述A摆减速机(10)的输出轴轴心线呈55°夹角相交。

4.根据权利要求3所述的一种五自由度机械加工机，其特征在于：各所述驱动臂的固定端通过静平台(13)与所述机架(1)固定连接。