第四、五轴夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工装夹具，特别涉及一种适用于高精密产品加工的第四、五轴夹具。
【背景技术】
[0002]电子突飞猛进的发展，目前电子产品内的零部件尺寸越来越小，精度越来越高，尤其有的零件多个不同方向的表面都需要进行机加工，目前常用的加工方式是将零件固定在CNC工作台上，刀具先加工一个面，然后再将产品拆卸下来换面重新定位，然后CNC再加工其它的面，该种加工方式需要多次定位，造成累计公差大，产品加工精度低，而且目前自动化加工设备中普遍采用普通的电机，一旦断电或者出现机器故障对机器进行维修后，通电时，机器都需要自动回原点对正，这就存在一些问题，比如可能造成机器回原点时与加工加床上其它部件发生干涉，造成碰撞损伤，也浪费加工时间。
【发明内容】
[0003]为了克服上述缺陷，本发明提供了一种第四、五轴夹具，该第四、五轴夹具传动精度高，实现了产品一次定位多面进行加工，断电后无需回原点能够继续加工，加工效率高，安全可靠。
[0004]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种第四、五轴夹具，包括第一、二本体、第一、二谐波减速机、第一、二电机、工装夹具和控制器，第一谐波减速机的钢轮固定安装于第一本体内，第一伺服电机的动力输出端与第一谐波减速机的波形发生器固定连接，第二本体与第一谐波减速机的柔轮固定连接，第二谐波减速机的钢轮固定安装于第二本体内，第二伺服电机的动力输出端与第二谐波减速机的波形发生器固定连接，所述第一、二谐波减速机的轴向互相垂直，工装夹具固定安装于第二谐波减速机的柔轮上，工装夹具上设有用于定位产品的固定装置，第一、二电机上分别设有第一、二编码器，第一、二编码器分别与控制器电连接，控制器控制第一、二电机工作。
[0005]作为本发明的进一步改进，所述第一谐波减速机的旋转主轴为中空轴。
[0006]作为本发明的进一步改进，所述第一本体完全包覆第一谐波减速机，还设有支架和底座，支架固定安装于底座上，支架上端固定支撑于第一本体圆周外侧壁下侧。
[0007]作为本发明的进一步改进，所述第一、二电机均为刹车制动伺服电机。
[0008]作为本发明的进一步改进，还设有一定位盘，该定位盘固定安装于第一谐波减速机的柔轮上，定位盘与第二主体固连，该定位盘上形成有安装孔。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述定位盘上的安装孔与CNC机床原装四轴安装孔对应一致。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述控制器上设有与CNC控制系统电性连接的快插接
□ O
[0011]作为本发明的进一步改进，还设有一触摸屏，该触摸屏与控制器电连接。
[0012]本发明的有益效果是:本发明采用第一、二谐波减速机进行动力传动，其位置精度与重复定位精度高，体积小，高扭矩输出无空回，传动效率高，噪声低，其能够承受巨大的扭矩，刚性大，不易损坏，采用带编码器的第一、二电机实现动力驱动，控制器能够实时感知第一、二电机转过角度，了解产品位置信息，机器断电后再通电无需重新回原点对正，可继续工作，节省了对正时间，提高了加工效率，避免了机器自动回原点对正与加工机床其它部件发生碰撞损伤，该第四、五轴夹具实现了五轴加工，加工精度高，能够加工各种复杂的结构，适用于高精密零部件的加工，加工效率高。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的立体图；
[0014]图2为本发明的第一分解图；
[0015]图3为本发明的第二分解图。
【具体实施方式】
[0016]实施例:一种第四、五轴夹具，包括第一、二本体1、2、第一、二谐波减速机3、4、第一、二电机5、6、工装夹具和控制器，第一谐波减速机的钢轮固定安装于第一本体内，第一伺服电机的动力输出端与第一谐波减速机的波形发生器固定连接，第二本体与第一谐波减速机的柔轮固定连接，第二谐波减速机的钢轮固定安装于第二本体内，第二伺服电机的动力输出端与第二谐波减速机的波形发生器固定连接，所述第一、二谐波减速机3、4的轴向互相垂直，工装夹具固定安装于第二谐波减速机的柔轮上，工装夹具上设有用于定位产品的固定装置，第一、二电机5、6上分别设有第一、二编码器，第一、二编码器分别与控制器电连接，控制器控制第一、二电机5、6工作。
[0017]工作原理如下:该装置使用时安装于CNC机床的工作台上，通过控制器驱动第一、二伺服电机旋转实现产品可以在两个相互垂直方向转动，第一谐波减速机的柔轮形成CNC机床的第四轴，第二谐波减速机的柔轮形成CNC机床的第五轴，实现了五轴加工，第一、二编码器能够实时向控制器发送第一、二电机5、6位置脉冲信号，即使在突然断电或者故障维修后控制器也能准确了解产品的实际位置，第四、五轴夹具无需再重新回原点可直接继续加工，减少了重新定位的时间，提高了加工效率，同时避免第四、五轴通电回原点与CNC其它部件发生碰撞，该第四、五轴夹具使用时，工件一次装夹可以完成多个面的加工，且加工精度高，且第一电机通过第一谐波减速机与第二主体连接，第二主体上的第二电机通过第二谐波减速机与工装夹具连接，由于谐波减速机特殊的啮合传动结构，钢轮和柔轮之间无间隙，其位置精度与重复定位精度高，体积小，高扭矩输出无空回，传动效率高，噪声低，每一时刻在180度对位方向的位置上都有30%左右的齿处于啮合状态，其能够承受巨大的扭矩，不易损坏，适用于精密零件的加工制造。
[0018]所述第一谐波减速机的旋转主轴为中空轴，采用中空轴方便第五轴的线缆从中心穿过，工装夹具用的气管也可以从中空轴内穿过，方便线缆的布局和安装，避免线缆缠绕。
[0019]所述第一本体完全包覆第一谐波减速机，还设有支架7和底座8，支架7固定安装于底座8上，支架7上端固定支撑于第一本体圆周外侧壁下侧，该结构形成了简支梁结构，简支梁结构能够抵抗刀具加工时因冲击力过大而造成的弹性形变。
[0020]所述第一、二电机5、6均为刹车制动伺服电机，实现了刹车功能，出现问题时，能够快速停止旋转。
[0021]还设有一定位盘9，该定位盘9固定安装于第一谐波减速机的柔轮上，定位盘9与第二主体固连，该定位盘9上形成有安装孔10，定位盘9可以设计成与第二主体一体成形结构，提高整体支撑强度，和加工定位精度，安装孔10可以用来安装工装夹具，在不需要第五轴时，工装夹具可以直接安装在定位盘9上，实现四轴加工，实现灵活应用。
[0022]所述定位盘9上的安装孔10与CNC机床原装四轴安装孔10对应一致。
[0023]所述控制器上设有与CNC控制系统电性连接的快插接口，这样该第四、五轴夹具能够在加工机床上单独使用，自行通过控制器控制，也可以与CNC配合使用，通过控制器与CNC的控制系统快速插接实现通信控制，进而由CNC控制系统控制整个第四轴夹具工作。
[0024]还设有一触摸屏，该触摸屏与控制器电连接，通过触摸屏能够修改参数和显示工装夹具位置状态。
【主权项】
1.一种第四、五轴夹具，其特征在于:包括第一、二本体(1、2)、第一、二谐波减速机(3、4)、第一、二电机(5、6)、工装夹具和控制器，第一谐波减速机的钢轮固定安装于第一本体内，第一伺服电机的动力输出端与第一谐波减速机的波形发生器固定连接，第二本体与第一谐波减速机的柔轮固定连接，第二谐波减速机的钢轮固定安装于第二本体内，第二伺服电机的动力输出端与第二谐波减速机的波形发生器固定连接，所述第一、二谐波减速机的轴向互相垂直，工装夹具固定安装于第二谐波减速机的柔轮上，工装夹具上设有用于定位产品的固定装置，第一、二电机上分别设有第一、二编码器，第一、二编码器分别与控制器电连接，控制器控制第一、二电机工作。2.根据权利要求1所述的第四、五轴夹具，其特征在于:所述第一谐波减速机的旋转主轴为中空轴。3.根据权利要求1所述的第四、五轴夹具，其特征在于:所述第一本体完全包覆第一谐波减速机，还设有支架(7)和底座(8)，支架固定安装于底座上，支架上端固定支撑于第一本体圆周外侧壁下侧。4.根据权利要求1所述的第四、五轴夹具，其特征在于:所述第一、二电机均为刹车制动伺服电机。5.根据权利要求1所述的第四、五轴夹具，其特征在于:还设有一定位盘(9)，该定位盘固定安装于第一谐波减速机的柔轮上，定位盘与第二主体固连，该定位盘上形成有安装孔(1)06.根据权利要求1所述的第四、五轴夹具，其特征在于:所述定位盘上的安装孔与CNC机床原装四轴安装孔对应一致。7.根据权利要求1所述的第四、五轴夹具，其特征在于:所述控制器上设有与CNC控制系统电性连接的快插接口。8.根据权利要求1所述的第四、五轴夹具，其特征在于:还设有一触摸屏，该触摸屏与控制器电连接。
【专利摘要】本发明公开了一种第四、五轴夹具，第一谐波减速机的钢轮固定安装于第一本体内，第一伺服电机驱动第一谐波减速机的波形发生器，第二本体与第一谐波减速机的柔轮固连，第二谐波减速机的钢轮固定于第二本体内，第二伺服电机驱动第二谐波减速机的波形发生器，第一、二谐波减速机的轴向互相垂直，设有用于定位产品的固定装置的工装夹具固定于第二谐波减速机的柔轮上，第一、二电机上分别设有第一、二编码器，第一、二编码器分别与控制器电连接，控制器控制第一、二电机工作，本发明实现了五轴加工，加工精度高，能够加工各种复杂的结构，适用于高精密零部件的加工，加工效率高。
【IPC分类】B23Q1/25, B23Q3/06
【公开号】CN105014439
【申请号】CN201510507647
【发明人】宇金龙, 刘正军
【申请人】昆山冠品优精密机械有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月18日