五轴加工机床的制作方法

本发明涉及五轴数控加工的技术领域，特别是涉及一种五轴加工机床。

背景技术：

目前，五轴数控加工机床一般都是通过设置多个直线坐标轴的驱动控制和多个旋转坐标轴的驱动控制，并使得刀具和工件能按照设定的运动轨迹进行加工。通常五轴数控加工机床的加工台与刀库是分开设置的，且刀库体积较大。刀库内的刀具是通过长条形的链条传动到换刀位置，再由机械手夹取完成换刀，由于链条行程较长，换取相应的刀具时速度较慢，影响加工速度。

技术实现要素：

基于此，有必要针对刀库的占地面积较大，且不便于取刀的问题，提供一种刀库设置方便，且便于取刀的五轴加工机床。

一种五轴加工机床，包括：

基座；

底盘，设于所述基座上；

安装部，可转动的设于所述底盘上，且所述安装部用于固定待加工件；

滑道，设于所述基座上；

第一导块，能沿水平方向滑动的设于所述滑道上；

第二导块，能沿竖直方向滑动的设于所述第一导块上；

刀库，包括刀架和驱动件，所述刀架可旋转的设于所述基座上，且刀架上设置工位，所述工位用于放置刀具，所述驱动件驱动所述工位上的刀具沿竖直方向上下移动；及

装夹件，设于所述第二导块上，所述装夹件夹取所述刀具并通过所述刀具对所述待加工件进行加工。

上述五轴加工机床，由第一导块在滑道上滑动实现加工刀具水平方向上的位移，第二导块相对于第一导块滑动实现加工刀具竖直方向上的位移，安装部可以带动待加工件左右转动，实现对工件各个方位的精准加工。并且，刀库是直接设置在基座上，通过刀架旋转带动刀具到对应位置，再由装夹件取刀，不需要通过长条形的链条传动进行换刀，取刀和换刀更加方便、快速。

在其中一个实施例中，所述刀库还包括连接杆和转轴，所述连接杆的两端均设有用于安装刀具的工位，所述连接杆的侧壁与所述转轴的第一端转动连接，所述转轴的第二端伸入所述刀架内，并与所述驱动件联动，所述驱动件驱动所述转轴带动所述刀具沿竖直方向上下移。可以实现既可以通过连接杆旋转换刀，又可以通过驱动件对转轴驱动使得刀具上下移动，完成精准的换刀。

在其中一个实施例中，所述连接杆、所述转轴和所述工位均设有多个，且所述连接杆与所述转轴一一对应，多个所述转轴沿所述刀架的周向间隔设置，每两个所述工位分别与一个所述连接杆的两端转动连接。

在其中一个实施例中，所述连接杆包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆和所述第三连杆的第一端分别连接在所述第二连杆的相对两端，所述第一连杆的第二端与一个所述工位转动连接，所述第三连杆的第二端与另一个所述工位转动连接，所述第二连杆的侧壁与所述转轴的第一端转动连接。便于驱动连接杆旋转后，实现上下布置的刀具进行更换。

在其中一个实施例中，所述刀库还包括滑块，所述刀架沿竖直方向设有滑槽，所述滑块与所述转轴的第二端连接，且所述滑块能滑动的设于所述滑槽内，所述驱动件驱动所述滑块沿竖直方向在所述滑槽内上下移动。

在其中一个实施例中，所述驱动件包括伺服电机和主动齿轮，所述滑块朝向所述刀架内部的一侧设有被动齿条，所述伺服电机设于所述刀架内，所述主动齿轮设于所述伺服电机的输出端上，且所述主动齿轮与所述被动齿条啮合，所述伺服电机驱动所述主动齿轮转动并带动所述滑块沿竖直方向在所述滑槽内上下移动。通过齿轮传动使得滑块沿竖直方向在滑槽内上下移动更加稳定。

在其中一个实施例中，所述伺服电机和所述主动齿轮设有至少两个，且两个所述伺服电机沿竖直方向间隔的设于所述刀架内，两个所述主动齿轮一一对应的设于所述伺服电机的输出端上。可以使得对滑块上下驱动的行程更长。

在其中一个实施例中，所述装夹件包括连接臂和取刀臂，所述连接臂与所述第二导块转动连接，所述取刀臂的第一端与所述连接臂朝向所述安装部的一端连接，所述取刀臂的第二端能够夹取所述刀具。

在其中一个实施例中，所述取刀臂的第二端设有用于夹取所述刀具的夹持座。通过机械手或夹持座可以更加方便、稳定的夹取刀具。

在其中一个实施例中，所述刀库设有两个，两个所述刀库分别位于所述安装部的两侧。通过刀库安装各种型号的刀具，刀具存储量更多，可以更换各种类型的刀具。

附图说明

图1为本发明五轴加工机床的一实施例的结构示意图；

图2为图1所示五轴加工机床中的刀库另一实施例的结构示意图；

图3为图2所示刀库内部传动结构的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10、五轴加工机床；20、基座；30、底盘；40、安装部；50、滑道；60、第一导块；70、第二导块；80、刀库；81、刀架；811、滑槽；82、刀具；83、连接杆；831、第一连杆；832、第二连杆；833、第三连杆；84、转轴；85、滑块；851、被动齿条；861、伺服电机；862、主动齿轮；90、装夹件；91、连接臂；92、取刀臂。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1，在一实施例中，五轴加工机床10包括：基座20、底盘30、安装部40、滑道50、第一导块60、第二导块70、刀库80和装夹件90。底盘30设于基座20上。安装部40可转动的设于底盘30上，且安装部40用于固定待加工件。滑道50设于基座20上。第一导块60能沿水平方向滑动的设于滑道50上。第二导块70能沿竖直方向滑动的设于第一导块60上。

刀库80包括刀架81和驱动件，刀架81可旋转的设于基座20上，且刀架81沿周向设置有多个工位，工位用于放置刀具82，刀架81内可以设置电机，能够通过电机驱动多个工位旋转。驱动件设于刀架81内，并与工位上的刀具82联动，驱动件驱动工位上的刀具82沿竖直方向上下移动。装夹件90设于第二导块70上，且用于夹取刀具82。由第一导块60在滑道50上滑动实现加工刀具82水平方向上的位移，第二导块70相对于第一导块60滑动实现加工刀具82竖直方向上的位移，安装部40可以带动待加工件左右转动，实现对工件各个方位的精准加工。并且，刀库80是直接设置在基座20上，通过刀架81旋转带动刀具82到对应位置，再由装夹件90取刀，不需要通过长条形的链条传动进行换刀，取刀和换刀更加方便、快速。

在一具体实施方式中，刀库80可以设有两个，两个刀库80分别位于安装部40的两侧。通过刀库80安装各种型号的刀具82，刀具82存储量更多，可以更换各种类型的刀具82。

请参阅图2，在一实施例中，刀库80还包括连接杆83和转轴84。连接杆83的两端均安装有工位，连接杆83的侧壁与转轴84的第一端转动连接，转轴84的第二端伸入刀架81内，并与驱动件联动，驱动件驱动转轴84带动工位沿竖直方向上下移。可以实现既可以通过连接杆83旋转换刀，又可以通过驱动件对转轴84驱动使得工位上下移动，完成精准的换刀。连接杆83、转轴84和工位均可以设有多个，且连接杆83与转轴84一一对应，多个转轴84沿刀架81的周向间隔设置，每两个工位分别与一个连接杆83的两端转动连接。需要说明的是，转轴84内设有电机，该电机的输出轴沿垂直于刀架81的高度方向设置，并从转轴84伸出，电机的输出轴与连接杆83联动，通过电机驱动连接杆83旋转换刀。

在一具体实施方式中，连接杆83包括第一连杆831、第二连杆832和第三连杆833。第一连杆831和第三连杆833的第一端分别连接在第二连杆832的相对两端，第一连杆831的第二端与一个工位转动连接，第三连杆833的第二端与另一个工位转动连接，第二连杆832的侧壁与转轴84的第一端转动连接。便于驱动连接杆83旋转后，实现上下布置的工位进行更换。需要说明的是，为了满足连接杆83旋转后工位更换后的直接使用，第三连杆833连接的工位的设置方向与第一连杆831连接的工位的设置方向相反，连接杆83旋转换刀后，可直接通过装夹件90取刀使用，快速、便捷。

请参阅图3，考虑到对工位的上下驱动更加稳定，刀库80还包括滑块85。刀架81沿竖直方向设有滑槽811，滑块85与转轴84的第二端连接，且滑块85能滑动的设于滑槽811内，驱动件驱动滑块85沿竖直方向在滑槽811内上下移动。

具体地，驱动件包括伺服电机861和主动齿轮862。滑块85朝向刀架81内部的一侧设有被动齿条851，伺服电机861设于刀架81内，主动齿轮862设于伺服电机861的输出端上，且主动齿轮862与被动齿条851啮合。伺服电机861驱动主动齿轮862转动并带动滑块85沿竖直方向在滑槽811内上下移动。通过齿轮传动使得滑块85沿竖直方向在滑槽811内上下移动更加稳定。

为了使得对滑块85上下驱动的行程更长，伺服电机861和主动齿轮862设有至少两个，且两个伺服电机861沿竖直方向间隔的设于刀架81内，两个主动齿轮862一一对应的设于伺服电机861的输出端上。这样通过上下间隔的至少两个主动齿轮862转动，使得对滑块85的驱动位置更广，滑块85带动连接杆83和工位上下移动的路径也就更长。

在一实施方式中，装夹件90包括连接臂91和取刀臂92，连接臂91与第二导块70转动连接，取刀臂92的第一端与连接臂91朝向安装部40的一端连接，取刀臂92的第二端能够夹取所述刀具82。可以通过驱动连接臂91相对于第二导块70转动，来实现取刀臂92对刀具82的夹取，以及回位到待加工件的位置。在实现刀具82对待加工件时，需要在取刀臂92上设置能驱动刀具82旋转的电机。具体地，取刀臂92的第二端设有用于夹取所述刀具82的夹持座。通过夹持座可以更加方便、稳定的夹取刀具82。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。