专利名称：新型五轴联动雕刻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械装置，特别涉及一种实现新型五轴联动雕刻机。
背景技术：
在本实用新型发明之前，目前的立体雕刻机为三自由的移动结构，如申请号为CN92207866.1的立体加工雕刻机；CN99240381.2的三维电脑雕刻机。这种雕刻机的结构不够紧凑，刚度不够，不能完全解耦的双自由度转动结构，影响了加工的质量和加工的范围。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种工作空间大且刚度好，并且控制简便的新型五轴联动雕刻机。
本实用新型的技术方案是新型五轴联动雕刻机，双自由度工作台3、立柱14安装在床身2上，主轴箱16连接刀具15，其主要技术特征在于双自由度行星转动结构安装在工作台3上，双自由度行星转动结构中第一组传动机构电机4、中心轮7安装在双自由度工作台3上，电机4连接中心轮7，第二组传动机构电机11、系杆6安装在双自由度工作台3上，电机11连接系杆6，系杆6上安装的行星齿轮8与中心轮7啮合，行星齿轮8上安装轴12，轴12与双自由度工作台13连接，行星齿轮8、轴12与工作台12构成同一个构件。
本实用新型的优点和效果在于雕刻机转动角度大、操作空间大、结构占用空间小，消除了严重的机构偶合现象，有利于实时控制。本实用新型的立体雕刻机在工业设计、立体标牌的加工、工艺品的生产及加工中有广泛的运用。本实用新型结构简单、成本低，提高雕刻机效率。
图1——本实用新型的结构原理示意图。
具体实施方式
如图1所示床身2安装在地基1上，双自由度工作台3安装在床身2上，并可以作X、Y方向移动，立柱14安装在床身2上，主轴箱16可以沿立柱14做Z轴方向的移动，主轴箱16驱动刀具15旋转，主轴箱的主电机不可超过1.5千瓦；双自由度行星转动结构安装在工作台3上，双自由度行星转动结构包括第一组传动机构包括电机4、减速器5、中心轮7均安装在双自由度工作台3上，电机4通过减速器5驱动中心轮9旋转；第二组传动机构包括电机11、减速器10、中心轮9和系杆6均安装在双自由度工作台3上，电机11通过减速器10驱动系杆6旋转，系杆6上安装行星齿轮8，行星齿轮8和中心轮7、中心轮9相啮合，行星齿轮8上安装轴12，轴12和工作台13连接，行星齿轮8、轴12与工作台13构成同一个构件。增加减速器的目的是在同样的电机输出功率下增加力矩。增加中心轮9的作用在于可以增加雕刻机的刚性。
动坐标系O1X1Y1Z1的建立如下以中心轮7的轴线为Z1轴，行星齿轮8的回转轴线为X1轴，Z1轴和X1轴的交点为坐标原点O1，原点O1也是共轭球心C，用右手法则确定Y1轴。
双自由度行星转动结构的运动原理如下当第二组传动机构的电机11不旋转时，系杆6不转动，电机4通过减速器5驱动中心轮7旋转，中心轮7驱动行星齿轮8绕过共轭球心C的坐标X1轴旋转；当第一组传动机构的电机4不旋转时，电机11通过减速器10驱动系杆6旋转，系杆6驱动行星齿轮8做运动，行星齿轮8的运动ω8由两个运动合成，即绕过共轭球心C的X1轴的ω8，6和绕过共轭球心C的Z1轴的ω6，其中ω8，6为行星齿轮8相对于系杆6的运动。
当电机4、电机11联动时，即第一组、第二组传动机构电机均工作时，工作台13的转动为绕过球心C的X1和Z1轴的空间复合转动。
当双向移动工作台3的X轴、Y轴的移动和主轴箱16的Z轴移动，配合双自由度行星转动结构的X1和Z1轴的转动，机床实现五轴联动。
权利要求1.新型五轴联动雕刻机，双自由度工作台(3)、立柱(14)安装在床身(2)上，主轴箱(16)连接刀具(15)，其特征在于双自由度行星转动结构安装在工作台(3)上，双自由度行星转动结构中第一组传动机构电机(4)、中心轮(7)安装在双自由度工作台(3)上，电机(4)连接中心轮(7)，第二组传动机构电机(11)、系杆(6)安装在双自由度工作台(3)上，电机(11)连接系杆(6)，系杆(6)上安装的行星齿轮(8)与中心轮(7)啮合，行星齿轮(8)上安装轴(12)，轴(12)与双自由度工作台(13)连接，行星齿轮(8)、轴(12)与工作台(12)构成同一个构件。
2.根据权利要求1所述的新型五轴联动雕刻机，其特征在于第二组传动机构中设置中心轮(9)中心轮(9)与行星齿轮(8)啮合。
3.根据权利要求1或2所述的新型五轴联动雕刻机，其特征在于第一组传动机构电机(4)通过减速器(5)与中心轮(7)连接，第二组传动机构电机(11)通过减速器(10)与系杆(6)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种实现新型五轴联动雕刻机。本实用新型将双自由度工作台、立柱安装在床身上，主轴箱连接刀具，双自由度行星转动结构安装在工作台上，其中第一组传动机构电机、中心轮安装在双自由度工作台上，电机连接中心轮；第二组传动机构电机、系杆安装在双自由度工作台上，电机连接系杆，系杆上安装的行星齿轮与中心轮啮合，行星齿轮上安装轴，轴与双自由度工作台连接，行星齿轮、轴与工作台构成同一个构件。解决了现有雕刻机存在的结构不够紧凑，刚度不够，不能完全解耦的双自由度转动结构缺陷。使雕刻机转动角度大、操作空间大、结构占用空间小，消除了严重的机构偶合现象，有利于实时控制。
文档编号B44B3/00GK2858329SQ20062006927
公开日2007年1月17日 申请日期2006年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者姜铭, 周建华, 李益民, 李鹭扬, 宋爱平, 朱永伟, 张帆 申请人:扬州大学