[发明专利]一种矩形阵列同步摆动机构及基于该机构的多轴联动加工机床

摘要

一种矩形阵列同步摆动机构及基于该机构的多轴联动加工机床，该机构由砂轮或工件（A01）、主轴或夹具（A02）、螺母座（A03）、滚动螺母（A04）、滚珠丝杠（A05）、丝杠后支撑组件（A06）、静止框（A07）、摆动单元底座（A08）、轴承（A09）、主摆动座（A10）、直线导轨（A11）、移动框（A12）、从摆动座（A14）、直线轴承（A15）、摆杆（A16）、轴承（A17）、端盖（A18）、电机座组件（A19）、伺服电机（A20）元件组成；它是一种不同于传统多点同步仿形机床的新型机床，能在一平方米范围安装数以百计的主轴和工件，用于大幅度提高单台机床的加工效率，在机械加工领域有广阔地应用前景。

主权项

一种矩形阵列同步摆动机构及基于该机构的多轴联动加工机床，其特征在于：该机构由砂轮或工件（A01）、主轴或夹具（A02）、螺母座（A03）、滚动螺母（A04）、滚珠丝杠（A05）、丝杠后支撑组件（A06）、静止框（A07）、摆动单元底座（A08）、轴承（A09）、主摆动座（A10）、直线导轨（A11）、移动框（A12）、从摆动座（A14）、直线轴承（A15）、摆杆（A16）、轴承（A17）、端盖（A18）、电机座组件（A19）、伺服电机（A20）元件组成；静止框（A07）和移动框（A12）分别为典型的直线运动单元的底座和滑台，它们通过两组直线导轨（A11）连接起来并能沿着该导轨相对移动；静止框（A07）与摆动单元底座（A08）相连接，而摆动单元底座（A08）用于将摆动单元固定在机床的底座或其它运动单元之上；固定在静止框（A07）上的丝杠后支撑组件（A06）和电机座组件（A19）中的两组滚动轴承支撑着滚珠丝杠（A05），位于滚珠丝杠（A05）中部的滚动螺母（A04）则通过螺母座（A03）固定于移动框（A12）中部的筋板上，伺服电机（A20安装于电机座组件（A19上，该电机的输出轴通过联轴节与滚珠丝杠（A05连接在一起；当伺服电机（A20旋转时，滚珠丝杠（A05会与该电机的输出轴同速回转，并通过滚动螺母（A04）推动移动框（A12）相对于静止框（A07）做移动运动，运动的位移S取决于伺服电机转过的角度；一组主摆动座（A10）平行地通过两端的轴承（A09）旋转地支撑于静止框（A07）上，一组从摆动座（A14）平行地通过两端的轴承（A17）旋转地支撑于移动框（A12）上，每组对应的主摆动座（A10）和从摆动座（A14）则通过两组直线轴承（A15）和摆杆（A16）组成的机构活动地连接在一起，因此摆杆（A16）和主摆动座（A10）、从摆动座（A14）都具有相同的摆动角度A，该角度由上述的移动框（A12）相对于静止框（A07）的位移S决定；一组主轴或夹具（A02）固定在复数个主摆动座（A10）上对应的安装孔中，设每个主摆动座（A10）上有m个安装孔，机构中共有n个主摆动座（A10），则同时安装的主轴或夹具（A02）的数量为m×n个；砂轮或工件（A01）又同时安装于这m×n个主轴或夹具（A02）上，从而形成矩形阵列结构；采用该机构所有的m×n个主轴或夹具（A02）都在一个或对称地布置于两侧的两个伺服电机（A20）的驱动下同步地做摆动角度为A的摆动运动；采用1个这种机构来驱动工件或主轴，或同时采用两个这种机构分别驱动工件和主轴，并与常规的三轴机床结合就构造出多种结构的新型的4轴或5轴数控机床；按照主轴和工件的摆动角度为零时是与水平面垂直还是平行构造出立式和卧室两种机床机构，后者更加便于工具和工件的安装和拆卸。