[发明专利]一种具有可重构特性的大行程、高刚度串并混联机床

摘要

本发明涉及一种具有可重构特性的大行程、高刚度串并混联机床，包括固定工作台、X向移动单元、Y向移动单元、举升调节装置、三条结构相同的驱动支链、动平台以及主轴头。其中固定工作台上装有专用夹具，X向移动单元和Y向移动单元由机架和伺服驱动单元组成。其中举升调整装置包括三个结构相同的被动分支和中间主动分支，能够调节并联机构的结构倾角，使得并联机构具有可重构特性。三条结构相同的驱动支链连接举升调节装置和动平台，该空间闭环并联机构能够实现一维移动和两维转动。本发明具有结构对称性好、刚度高、工作空间大、姿态能力强、动态性能好等优点，同时兼顾串联机床和并联机床的优点，可用于大型异构件复杂曲面的五轴加工。

主权项

一种具有可重构特性的大行程、高刚度串并混联机床，其包括固定工作台、X向移动单元组件、Y向移动单元组件、举升调节装置、三条相同的驱动支链、动平台以及主轴头，其特征在于：所述固定工作台上装有专用夹具，在固定平台侧面设有X向“回”型移动单元组件，在“回”型移动单元组件的机架上安装两个相同的滚珠丝杠驱动单元组件，将滚珠丝杠驱动单元组件的滑块和螺母连接块与Y向“回”型移动单元组件相连接，在Y向“回”型移动单元组件的机架上双侧装有滚珠丝杠驱动单元组件，将其上的螺母连接块和滑块与连接板相连接，连接板的另一端与举升调节装置的固定平台相连接，三条结构相同的驱动分支一端连接举升装置，另一端连接动平台，在动平台末端安装主轴头；所述举升调节装置包括三个结构相同的RPR被动分支和中间恰约束主动P分支，其中RPR被动分支包括第一转动副R、滑动导杆、第二转动副R，所述装置的固定平台通过第一转动副R与RPR被动分支中的被动P副的连接杆相连，P副的另一端与第二转动副R相连，第一转动副R的轴线与第二转动副R的轴线相互平行，且与固定平台中心与第一转动副R的铰点连线相垂直，三条结构相同的RPR分支呈轴对称分布，中间恰约束主动P分支通过伺服电机单元连接该装置的固定平台和动平台；所述三条结构相同的驱动分支为PRPS支链，主要包括伺服驱动单元1、转动副、伺服驱动单元2、复合球铰；其中伺服驱动单元1包括伺服电机、电机支座、联轴器、两个轴承、两个轴承支座、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母副、两个导轨、两个直线滑块，其中连接杆上方设有相互平行的两个导轨，每个导轨上均设有直线滑块，滑块位于连接块的底部，电机位于连接杆的末端，电机固定在电机支座上。伸缩支链下端通过转动副R与丝杠螺母副连接块相连接，上端与复合球铰相连，伺服驱动单元2镶嵌于伸缩支链的内部，其中伺服驱动单元2包括伺服电机、联轴器、一个轴承、一个轴承支座、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母副、伸缩杆、连接块1、套筒、连接块2。复合球铰由三个两两相交的回转轴组成，复合铰链的一端与伸缩杆相连，另一端与动平台相连接。所述PRPS支链中的转动副轴线与伺服驱动单元1的运动方向垂直，并与伺服驱动单元2的移动方向相垂直，且所述支链均匀分布在举升调节装置的连接杆上。