五轴摇篮转台的制作方法

1.本实用新型涉及转台技术领域，特别是涉及一种五轴摇篮转台。


背景技术：

2.五轴摇篮转台是数控转台的一种，属于机床加工的常用部件。其中，绕x轴回转的转轴定义为a轴，绕z轴回转的转轴定义为c轴，五轴摇篮转台通过a轴和c轴的组合，固定在输出法兰盘上的工件可以满足加工要求。
3.传统的五轴摇篮转台，由于其自身结构设计的原因，导致工件在加工时精度不高。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以提高加工精度的五轴摇篮转台。
5.一种五轴摇篮转台，包括：
6.底板；
7.四轴组件，包括四轴主体、四轴电机、四轴转轴及四轴法兰盘，所述四轴主体设置于所述底板上，所述四轴电机用于驱动所述四轴转轴转动，所述四轴法兰盘设置于所述四轴转轴的一端；
8.尾座主体，设置于所述底板上，且与所述四轴组件间隔相对设置；及
9.五轴组件，包括桥板、后盖、五轴电机、五轴转轴及五轴法兰盘，所述桥板的相对两端安装于所述四轴法兰盘与所述尾座主体上，且所述桥板相对于所述底板可摆动，所述后盖盖设于所述桥板的底部，所述后盖与所述桥板共同围成一容置腔体，所述五轴电机位于所述容置腔体内，所述五轴电机用于驱动所述五轴转轴转动，所述五轴法兰盘设置于所述五轴转轴的一端；
10.其中，所述五轴法兰盘的法兰面与所述四轴转轴的回转中心水平面之间的高度差小于或等于0.01mm。
11.在其中一个实施例中，所述五轴法兰盘的法兰面与所述四轴转轴的回转中心水平面位于同一高度。
12.在其中一个实施例中，所述五轴组件还包括第一传动机构、第二传动机构及编码器，所述第一传动机构、第二传动机构和编码器均位于所述容置腔体内，所述五轴电机通过所述第一传动机构带动所述五轴转轴转动，所述五轴转轴进而带动所述第二传动机构运动，所述编码器可拆卸地设置于所述第二传动机构上，所述编码器与所述五轴电机错开设置。
13.在其中一个实施例中，所述第一传动机构包括第一主动轮、第一同步带及第一从动轮，所述第一主动轮设置于所述五轴电机的输出端，所述第一从动轮设置于所述五轴转轴上，所述第一主动轮通过所述第一同步带带动所述第一从动轮转动，所述第二传动机构包括第二主动轮、第二同步带及第二从动轮，所述第二主动轮设置于所述五轴转轴上，所述第二从动轮可转动地设置于所述容置腔体内，所述第二主动轮通过所述第二同步带带动所
述第二从动轮转动，所述编码器设置于所述第二从动轮上。
14.在其中一个实施例中，所述第一从动轮与所述第二主动轮同心套设于所述五轴转轴外侧，所述第二主动轮位于所述第一从动轮的上方。
15.在其中一个实施例中，所述容置腔体内设置有支撑块，所述支撑块设置于所述桥板底部，所述第二从动轮通过所述支撑块可转动地设置于所述桥板底部。
16.在其中一个实施例中，所述第二从动轮的直径小于所述第二主动轮的直径。
17.在其中一个实施例中，所述第二主动轮与所述第二从动轮的减速比为1：2。
18.在其中一个实施例中，所述五轴转轴呈中空状。
19.在其中一个实施例中，所述桥板为一体式桥板，所述桥板的一端通过摆动法兰盘可摆动地设置于所述尾座主体上，所述桥板的另一端通过四轴法兰盘可摆动地设置于四轴主体上。
20.上述五轴摇篮转台至少具有以下优点：
21.由于五轴法兰盘的法兰面与四轴转轴的回转中心水平面之间的高度差小于或等于0.01mm，当四轴转轴的旋转角度有偏差时，在相同的旋转偏差角度的前提下，五轴法兰盘的法兰面距离四轴转轴的回转中心水平面之间的距离越近，那么工件的直线距离偏差越小，如果五轴法兰盘的法兰面与四轴转轴的回转中心水平面之间的距离趋近于0，则工件的直线距离偏差会最小化，从而可以保证工件的位置精确，提高加工的精度。
附图说明
22.图1为一实施方式中的五轴摇篮转台的结构示意图；
23.图2为图1的立体剖视图；
24.图3为图2的局部示意图；
25.图4为四轴转轴的旋转角度有偏差时的原理分析示意图。
26.图中，10、五轴摇篮转台；100、底板；200、四轴组件；300、尾座主体；400、五轴组件；410、桥板；420、后盖；430、五轴电机；440、第一传动机构；450、五轴转轴；460、第二传动机构；470、编码器；480、五轴法兰盘；441、第一主动轮；442、第一同步带；443、第一从动轮；461、第二主动轮；462、第二同步带；463、第二从动轮；490、支撑块；210、四轴主体；220、四轴后盖；230、四轴电机；240、四轴转轴；250、四轴法兰盘；260、rv减速机；310、摆动法兰盘。
具体实施方式
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
28.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。
29.应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
30.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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。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。
31.请参阅1和图2，一实施方式中的五轴摇篮转台10，包括底板100、四轴组件200、尾座主体300及五轴组件400，本实施方式中的五轴摇篮转台10，可以保证工件的位置精确，进而提高加工的精度。
32.具体地，底板100大致呈板状结构。四轴组件200设置于底板100上，例如，四轴组件200可以通过螺钉安装于底板100上。尾座主体300设置于底板100上，且与四轴组件200间隔相对设置。具体地，尾座主体300可以通过螺钉安装于底板100上，尾座主体300与四轴组件200之间形成一间隔空间，五轴组件400位于该间隔空间内。
33.四轴组件200包括四轴主体210、四轴后盖220、四轴电机230、四轴转轴240及四轴法兰盘250，四轴主体210通过定位键安装于底板100上，四轴后盖220盖设于四轴主体210的一侧，并将四轴电机230密封于四轴后盖220内。四轴电机230用于驱动四轴转轴240转动，四轴法兰盘250设置于四轴转轴240的一端。
34.请一并参阅图3，五轴组件400包括桥板410、后盖420、五轴电机430、第一传动机构440、五轴转轴450、第二传动机构460、编码器470及五轴法兰盘480，桥板410的相对两端安装于四轴组件200与尾座主体300上，桥板410相对于底板100可摆动。即，桥板410在四轴组件200的驱动下，可以相对于底板100摆动。在本实施方式中，桥板410为一体式桥板410，一体式桥板410的刚性较好。
35.后盖420盖设于桥板410的底部，后盖420与桥板410共同围成一容置腔体，五轴电机430、第一传动机构440、第二传动机构460和编码器470均位于容置腔体内。因此，不仅可以保护五轴电机430、第一传动机构440和第二传动机构460不被外界水汽和杂质污染，还能够防止五轴电机430外露于桥板410而与机床主轴产生干涉现象。
36.五轴转轴450的一端位于容置腔体内，另一端伸出于桥板410，五轴法兰盘480安装于五轴转轴450伸出于桥板410的那端，五轴法兰盘480随五轴转轴450的转动而转动。五轴转轴450呈中空状，方便内部线路或引出。
37.其中，五轴法兰盘的法兰面与四轴转轴的回转中心水平面之间的高度差小于或等于0.01mm。在优选的实施方式中，五轴法兰盘的法兰面与四轴转轴的回转中心水平面位于同一高度。五轴法兰盘的法兰面指的是当五轴组件处于初始状态时，五轴法兰盘的法兰面与水平面平行时的情况。
38.请参阅图4，圆心o为四轴回转中心水平面中的其中一个点，a为四轴转轴的旋转角度未发生偏差时本实施方式中的五轴法兰盘的法兰面中的其中一个点，a’为四轴转轴的旋
转角度发生偏差时本实施方式中的五轴法兰盘的法兰面中的其中一个点，圆心o与a在竖直方向上位于同一条线。b为四轴转轴的旋转角度未发生偏差时传统的五轴法兰盘的法兰面中的其中一个点，b’为四轴转轴的旋转角度发生偏差时传统的五轴法兰盘的法兰面中的其中一个点，圆心o与b在竖直方向上位于同一条线。
39.由于五轴法兰盘的法兰面与四轴转轴的回转中心水平面之间的高度差小于或等于0.01mm，如图4中所示，当四轴转轴的旋转角度有偏差（图中的o-a
’‑
b’线示出偏差）时，在相同的旋转偏差角度的前提下，五轴法兰盘的法兰面距离四轴转轴的回转中心水平面之间的距离（如图中ao和bo）越近，那么工件的直线距离偏差越小（如图4中aa’和bb’，aa’明显小于bb’），如果五轴法兰盘的法兰面与四轴转轴的回转中心水平面之间的距离趋近于零，则工件的直线距离偏差会最小化，从而可以保证工件的位置精确，提高加工的精度。
40.五轴电机430通过第一传动机构440带动五轴转轴450转动，五轴转轴450进而带动第二传动机构460运动，编码器470可拆卸地设置于第二传动机构460上，编码器470与五轴电机430错开设置。
41.因此，编码器470与五轴电机430并非一体成型设置，而是分开且错开设置，所以，合理布置五轴电机430、第一传动机构440、第二传动机构460和编码器470在x轴方向上的分布情况，来减小整个五轴组件400在z轴方向的高度，进而降低五轴法兰盘480的高度，当工件放置于五轴法兰盘480上时，工件的中心高也跟着降低，所以既可以适应z向行程较大的机床，也可以适应z向行程较小的机床，通用性提高；并且编码器470与五轴电机430分开设置，编码器470可拆卸地设置于第二传动机构460上，应对客户不同机床不同系统时，可以根据客户需求更换不同协议的编码器470，以实现五轴摇篮转台10与机床的联动性，提高五轴摇篮转台10的通用性。
42.具体到本实施方式中，第一传动机构440包括第一主动轮441、第一同步带442及第一从动轮443，第一主动轮441设置于五轴电机430的输出端，第一从动轮443设置于五轴转轴450上，第一主动轮441通过第一同步带442带动第一从动轮443转动。因此，第一传动机构440结构简单，对组装人员的能力要求较低，有利于提高组装效率。第二传动机构460包括第二主动轮461、第二同步带462及第二从动轮463，第二主动轮461设置于五轴转轴450上，第二从动轮463可转动地设置于容置腔体内，第二主动轮461通过第二同步带462带动第二从动轮463转动，编码器470设置于第二从动轮463上。即，第二主动轮461随五轴转轴450的转动而转动。同理，第二传动机构460结构简单，有利于提高组装效率。
43.当然，在其他的实施方式中，第一传动机构可以包括第一主动齿轮和第一从动齿轮，第一主动齿轮与第一从动齿轮相互啮合，同理，第二传动机构可以包括第二主动齿轮和第二从动齿轮，第二主动齿轮和第二从动齿轮相互啮合。
44.进一步地，在本实施方式中，第一从动轮443与第二从动轮463同心套设于五轴转轴450外侧，第二主动轮461位于第一从动轮443的上方。这样，当第一从动轮443在第一主动轮441的带动下转动，会带动五轴转轴450转动，进而带动第二主动轮461转动。第二主动轮461位于第一从动轮443的上方，对应地，第二同步带462位于第一同步带442的斜上方，第二从动轮463的高度也会高于第一主动轮441和第一从动轮443且与第一主动轮441和第二主动轮461完全错开设置，则编码器470可以设置于第二从动轮463的下方，合理利用容置腔体内的x轴方向的空间，降低五轴组件400在z轴方向的整体高度。
45.进一步地，在本实施方式中，容置腔体内设置有支撑块490，支撑块490设置于桥板410底部，第二从动轮463通过支撑块490可转动地设置于桥板410底部。支撑块490主要用于给第二从动轮463提供安装支撑作用。
46.进一步地，第二从动轮463的直径小于第二主动轮461的直径，这样当编码器470安装在第二从动轮463上后，可以提高传动精度。例如，第二主动轮461与第二从动轮463的减速比为1：2，即，第二主动轮461的直径是第二从动轮463的直径的两倍，那么当编码器470安装到第二从动轮463上后，可以提高传动精度。
47.进一步地，四轴电机230与四轴法兰盘250之间还设置有rv减速机260，四轴转轴240为齿轮轴，四轴组件200采用rv减速机260，质量轻，刚性好。
48.进一步地，尾座主体300上还设置有摆动法兰盘310，桥板410的一端通过摆动法兰盘310可摆动地设置于尾座主体300上，桥板410的另一端通过四轴法兰盘250可摆动地设置于四轴主体210上。四轴电机230驱动四轴转轴240转动，四轴转轴240转动带动四轴法兰盘250转动，桥板410的一端安装于摆动法兰盘310上，另一端安装于四轴法兰盘250上，所以四轴法兰盘250在四轴转轴240的带动下转动时，带动四轴法兰盘250转动，进而带动桥板410摆动，桥板410摆动进而带动五轴组件400整体相对于底板100摆动。
49.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。
50.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。