一种四轴联动加工设备的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域，具体是一种四轴联动加工设备。

背景技术：

现有机械加工领域，在对工件加工工程中，一般采用单一的三轴装夹模式。先将工件固定在加工台上，通过刀具对工件进行加工。而且在加工过程中，必须保证工件装夹的准确度，避免产生误差。特别是对变速器的外壳体进行打孔加工时，由于变速器的外壳体为不规则的形状，在不规则的表面上加工孔，现有技术中大多是通过多次装配、多工序进行加工，导致加工效率低且容易移位。此外，在加工过程中，还经常需要对变速器的外壳体的多个面同时进行加工，在加工完成一个表面后需要将工件翻转以加工其他表面。而目前一般通过重新装夹的方式进行多次加工，速度慢、效率低且容易移位。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提供一种四轴联动加工设备，该加工设备能够带动变速器的外壳体进行转动，实现在同一工序上对变速器的外壳体的多个不规则表面上的孔进行加工，提高加工的效率，减小加工误差。

根据本实用新型实施例的一种四轴联动加工设备，包括机架；工作台，所述工作台沿前后方向可滑动连接于所述机架上，所述工作台上沿左右方向布置有第一丝杠，所述第一丝杠上设置有第一丝杠螺母座，所述第一丝杠的一端连接有用于驱动所述第一丝杠转动的第一动力机构；连接座，所述连接座设置于所述第一丝杠螺母座上，所述连接座上设置有第四电机，所述第四电机的输出轴通过联轴器连接有转动轴，所述转动轴上设置有安装板，所述安装板的左端中部凸设有用于定位安装工件的定位柱，所述安装板的右端设置有角度传感器，并且所述第四电机的输出轴、所述转动轴和所述角度传感器的旋转轴线重合，所述角度传感器电连接有控制器，所述控制器电连接所述第四电机的驱动器；立柱，所述立柱设置于所述机架上，所述立柱上沿上下方向上布置有第二丝杠，所述第二丝杠上安装有第二丝杠螺母座，所述第二丝杠螺母座上设置安装台，所述安装台上设置有第五电机，所述第五电机的输出轴上连接有钻头，所述第二丝杠的上端连接有驱动所述第二丝杠转动的第二动力机构。

根据本实用新型实施例的一种四轴联动加工设备，至少具有如下技术效果：通过在安装板的左端中部凸设有定位柱，可将变速器的外壳体与定位柱配合稳定精准的安装在安装板上；在加工的过程中，工作台可在机架上前后移动，连接座在第一动力机构的驱动下在工作台上左右移动，使得变速器的外壳体上所需打孔的位置移至钻头的正下方，配合钻头由第二动力机构的驱动向下移动并且在第五电机的旋转带动下，钻头在变速器的外壳体的相应位置上加工出所需的孔，待加工完位于同一水平表面上的孔后，安装在连接座上的第四电机带动安装板转动一定的角度，以便加工变速器的外壳体另一个表面上的孔。只需装夹一次即能实现对变速器的外壳体多面上的孔的加工，提高了加工效率，避免了多次装夹带来的加工误差。通过将第四电机的输出轴、转动轴和角度传感器的旋转轴线重合设置，角度传感器可实时检测安装板的转动角度，并将信号传递给控制器，进而实现对变速器的外壳体每次转动角度的准确控制，进一步提高加工质量。

根据本实用新型的一些实施例，所述工作台上沿左右方向布置有两条第一导轨，两条所述第一导轨分别设置于所述第一丝杠的前后两侧，所述连接座通过第一滑块与两条所述第一导轨滑动连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一导轨为燕尾导轨，所述第一滑块为与燕尾导轨相匹配的燕尾滑块，所述连接座通过燕尾滑块与所述第一导轨滑动连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述立柱上沿上下方向设置有两条第二导轨，两条所述第二导轨分别设置于所述第二丝杠的左右两侧，所述安装台通过第二滑块滑动连接于所述第二导轨。

根据本实用新型的一些实施例，所述机架上沿前后方向上设置有若干条第三导轨，所述工作台滑动连接于所述第三导轨上，且所述工作台连接有驱动所述工作台沿所述第三导轨前后移动的第三驱动机构。

根据本实用新型的一些实施例，所述第三驱动机构包括通过丝杠支撑座安装于所述工作台下方的第三丝杠，所述第三丝杠上设置有第三丝杠螺母座，所述工作台的底部安装与所述第三丝杠螺母座，所述第三丝杠的一端连接有第三伺服电机，所述第三伺服电机驱动所述第三丝杠转动，使所述第三丝杠螺母座在所述第三丝杠上移动，从而带动所述工作台沿所述第三导轨前后移动。

根据本实用新型的一些实施例，所述第三丝杠外覆盖有用于防护的前风琴罩和后风琴罩，所述前风琴罩的一端连接于所述工作台的前端面，另一端连接于所述机架的前端；所述后风琴罩的一端连接于所述工作台的后端面，后一端连接于所述机架的后端。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一动力机构包括设置在所述工作台的左端的第一伺服电机，所述第一伺服电机通过联轴器与所述第一丝杠连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二动力机构设置有第二减速电机，所述立柱的上端设置有电机座，所述第二减速电机设置在所述电机座上，并通过联轴器与第二丝杠连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二丝杠的两端分别通过法兰轴承与所述立柱的上下两端连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的主视结构示意图；

图2是本实用新型实施例的俯视结构示意图；

图3是图2中拆去前风琴罩和后风琴罩的结构示意图。

附图标记：

100-机架、110-第三导轨；

200-工作台、210-第一丝杠、220-第一导轨、230-第一伺服电机；

300-连接座、310-第四电机、320-转动轴、330-安装板、331-定位柱、340-角度传感器、350-第一滑块；

400-立柱、410-第二丝杠、420-安装台、430-第五电机、440-钻头、450-第三导轨、460-第二滑块、470-第二减速电机、480-电机座、481-水平段、482-垂直段、483-支座、490-法兰轴承；

510-第三丝杠、520-丝杠支撑座、530-第三伺服电机、540-前风琴罩、550-后风琴罩。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-图3所示，根据本实用新型实施例的一种四轴联动加工设备，包括机架100、工作台200、连接座300和立柱400；工作台200沿前后方向可滑动连接于机架100上，工作台200上沿左右方向布置有第一丝杠210，第一丝杠210上设置有第一丝杠螺母座，第一丝杠210的一端连接有用于驱动第一丝杠210转动的第一动力机构；连接座300设置于第一丝杠螺母座上，连接座300上设置有第四电机310，第四电机310的输出轴通过联轴器连接有转动轴320，转动轴320上设置有安装板330，安装板330的左端中部凸设有用于定位安装工件的定位柱331，安装板330的右端设置有角度传感器340，并且第四电机310的输出轴、转动轴320和角度传感器340的旋转轴线重合，角度传感器340电连接有控制器，控制器电连接第四电机310的驱动器；立柱400设置于机架100上，立柱400上沿上下方向上布置有第二丝杠410，第二丝杠410上安装有第二丝杠螺母座，第二丝杠螺母座上设置安装台420，安装台420上设置有第五电机430，第五电机430的输出轴上连接有钻头440，第二丝杠410的上端连接有驱动第二丝杠410转动的第二动力机构。与现有技术相比，本实用新型实施例通过在安装板330的左端中部凸设有定位柱331，可将变速器的外壳体与定位柱331配合稳定精准的安装在安装板330上；在加工的过程中，工作台200可在机架100上前后移动，连接座300在第一动力机构的驱动下在工作台200上左右移动，使得变速器的外壳体上所需打孔的位置移至钻头440的正下方，配合钻头440由第二动力机构的驱动向下移动并且在第五电机430的旋转带动下，钻头440在变速器的外壳体的相应位置上加工出所需的孔，待加工完位于同一水平表面上的孔后，安装在连接座300上的第四电机310带动安装板330转动一定的角度，以便加工变速器的外壳体另一个表面上的孔。只需装夹一次即能实现对变速器的外壳体多面上的孔的加工，提高了加工效率，避免了多次装夹带来的加工误差。通过将第四电机310的输出轴、转动轴320和角度传感器340的旋转轴线重合设置，角度传感器340可实时检测安装板330的转动角度，并将信号传递给控制器，进而实现对变速器的外壳体每次转动角度的准确控制，进一步提高加工质量。具体地，第四电机310为伺服电机，伺服电机的控制精度高。第五电机430为齿轮减速电机，齿轮减速电机结构紧凑,体积小,承受过载能力强，传动比分级精细,选择范围广，齿轮减速电机能与转动编码器配合使用，使得齿轮减速电机的输出轴转速减到实际所需的转速。

在本实用新型的一些实施例中，工作台200上沿左右方向布置有两条第一导轨220，两条第一导轨220分别设置于第一丝杠210的前后两侧，连接座300通过第一滑块350与两条第一导轨220滑动连接。通过设置两条第一导轨220，一方面两条第一导轨220增大与连接座300的接触面积，使得连接座300沿左右方向移动的更加稳定，移动精度更高，进一步提高加工质量，另一方面通过将连接座300滑动设置在第一导轨220上，可以避免第一丝杠螺母座转动，确保在第一动力机构驱动第一丝杠210转动时，第一丝杠螺母座带动连接座300沿着左右方向移动。当然根据的需要，可将第一导轨220的数量设置成三条、四条等。

进一步，第二导轨450设置为燕尾导轨，对应的，第一滑块350为燕尾滑动块，连接座300通过燕尾滑块与燕尾导轨滑动连接，滑动更加平稳可靠，避免连接座300在滑动过程中产生侧翻的现象。从而提高本实用新型实施例的安全可靠性和运动平稳性。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，立柱400上沿上下方向设置有两条第二导轨450，两条第二导轨450分别设置于第二丝杠410的左右两侧，安装台420通过第二滑块460滑动连接于第二导轨450。通过设置两条第一导轨220，两条第二导轨450既能增大与安装台420的接触面积，又能起到导向的作用，使得安装台420沿上下方向移动更加稳定，移动精度更高，进一步提高加工质量。当然根据的需要，可将第二导轨450的数量设置成三条、四条等。具体地，第二导轨450为燕尾导轨，对应的，第二滑块460为燕尾滑动块，安装台420通过燕尾滑块与燕尾导轨滑动连接，滑动平稳可靠，避免安装台420在上下滑动的过程中产生偏移的现象，进一步提高安装台420的运动平稳性。

如图2和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，机架100上沿前后方向上设置有若干条第三导轨110，这里优选为两条，工作台200滑动连接于两条第三导轨110上，且工作台200连接有驱动工作台200沿第三导轨110前后移动的第三驱动机构。通过沿前后方向上设置有两条第三导轨110，加工过程中，工作台200能在第三驱动机构的驱动下沿着第三导轨110稳定的前后移动，进而实现安装在安装板330上的变速器的外壳体在前后方向的移动。

进一步地，第三驱动机构包括通过丝杠支撑座520安装于工作台200下方的第三丝杠510，第三丝杠510上设置有第三丝杠螺母座，工作台200的底部安装与第三丝杠螺母座，第三丝杠510的一端连接有第三伺服电机530，第三伺服电机530驱动第三丝杠510转动，使第三丝杠螺母座在第三丝杠510上移动，从而带动工作台200沿第三导轨110前后移动。第三丝杠510在第三伺服电机530的驱动下通过第三丝杠螺母座带动工作台200沿着前后方向移动，配合第三导轨110对工作台200起到一个导向定位的作用，确保工作台200沿着前后方向顺畅移动。从而实现安装在安装板330上的变速器的外壳体在前后方向的准确移动。

更进一步地，第三丝杠510外覆盖有用于防护的前风琴罩540和后风琴罩550，前风琴罩540的一端连接于工作台200的前端面，另一端连接于机架100的前端；后风琴罩550的一端连接于工作台200的后端面，后一端连接于机架100的后端。这样设置，整个加工过程中，前风琴罩540和后风琴罩550随着工作台200在前后方向上的移动进行伸缩，始终覆盖在第三丝杠510外，可以将冷却液和产生的废屑挡住，不落入第三丝杠510上，防水防屑的效果最佳，而且前风琴罩540和后风琴罩550的安装简单，整个结构更加简单。

在本实用新型的一些实施例中，第一动力机构包括设置在工作台200的左端的第一伺服电机230，第一伺服电机230通过联轴器与第一丝杠210连接。伺服电机控制速度和位置精度高，使得工作台200能够较为准确的移动至所需的位置。

在本实用新型的一些实施例中，第二动力机构设置有第二减速电机470，立柱400的上端设置有电机座480，第二减速电机470设置在电机座480上，并通过联轴器与第二丝杠410连接。第二减速电机470设置在立柱400的右端，并通过联轴器与第二丝杠410直接连接，无需附加额外的减速装置，使本设备的整体更加紧凑、更加小型化。当然地，根据实际生产的需要，第一动力机构也可以选择其它类型的电机或其他动力机构，比如伺服电机、步进电机等等。进一步说明，电机座480包括水平段481和垂直段482，垂直段482通过支座483与立柱400连接，水平段481与垂直段482之间设置有加强筋，加强筋增大电机座480的承载能力，避免水平段481受第二减速电机470重量的影响变形，进行影响第二减速电机470传递给第二丝杠410的最大扭矩。

进一步地，第二丝杠410的两端分别通过法兰轴承490与立柱400的上下两端连接。通过使用法兰轴承490来提高第二丝杠410的稳定性，避免在推料的过程中，第二丝杠410产生颤动，影响安装台420上下移动的顺畅性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化；凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。