专利名称：用于机床、机器人与机械测量机的圆弧或圆形龙门结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机床、机器人与坐标测量机领域，尤其是能用于数控机床与机械测量机 的圆弧或圆形龙门结构。
背景技术：
1、 目前公知的数控机床、坐标测量机龙门机构都是四四方方的门形或串联结构。当机床 做圆弧加工运动时，需要二轴以上联动插补才能完成，加工精度受机床、控制系统影响，并 且结构上降低了主轴刚性；当机床做五面加工运动时，特别是加工至工件安装面时，主轴悬 臂过长，刚性直线下降，导致加工精度、效率低下。
2、 并联机构数控机床，这种控制刀具在空间的位置和姿态变化的机构主要是由基座、运 动平台、连杆组成，这种机床完全打破了传统机床结构的概念，抛弃了固定导轨的刀具导向 方式，带来制造、操作、程序编制等困难。其工作范围有限，特别是动平台的姿态角， 一般 在30度左右，也即，刀具可加工的区域很有限，同时它们大都由2自由度和3自由度活动关节 的连接形式还是比较多。这不仅降低了机床的刚度和精度，同时加工至接近工件安装面时(过 象限)，悬臂过长造成连杆刚性不足，难于适应大倾角多坐标数控作业的需要。
3、 目前公知的磨床，都是工件与磨头相对运动的结构，加工精度受夹持工件的旋转轴的 回转精度、磨头的定位精度影响，并且工件越大、异形加工精度更难保证，如加工大型曲轴， 由于工件加工面的不同轴性，旋转离心力大，限制了加工精度及效率的提高。
发明内容
为了克服现有的机床结构技术缺点，本实用新型提供一种全新的机床结构，实现工作空 间大、方便制造安装，而且机床圆弧运动时无需二轴或以上联动；悬臂短，刚性强。能实现 过象限运动，角度可超过180度而悬臂很短，刚性好；能克服并联机构机床的控制、操作、程 序编制、制造、测量校正的复杂性；磨床中将工件固定不动，磨头在相对工件做圆周运动， 提高了加工精度及效率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是将传统轨道龙门架设计、制造成圆弧 形或圆形，通过拖板连接主轴、刀架、磨头或其它工作部件，实现超过180度或圆周的主体运 动。本实用新型有以下有益效果
1、 龙门结构是圆弧或圆形，非常精确地进行圆弧或圆形运动。
2、 龙门结构成整体圆弧或圆形，非常有效地增加龙门的结构强度、刚性。
3、 龙门结构是圆弧或圆形，能简化系统控制方面的难度。
4、 龙门结构成整体圆弧或圆形，自身具有立柱支撑作用，简化了龙门结构，制造简 单，装配简单。
5、 龙门结构成整体圆弧或圆形，代替传统龙门两个轴向功能，改善了切削部件(主 轴)力学方向，能四轴实现五轴的功能。
6、 龙门结构成整体圆弧或圆形，能实现工件不动，刀具旋转、移动，理论上能加工 传统机床无法加工的超大、超重工件，而且精度更好、效率更高。
总之，本实用新型为多轴联动机床、机器人、坐标测量机等机械的开发与实用普及提供了基 础。
图l是本实用新型的圆弧龙门结构应用在龙门五轴机床示意图。
图2图3是主轴在圆弧龙门结构上的运动姿态图。
图4图5图6是圆形龙门结构应用在车床加工曲轴示意图。
图7是圆弧龙门结构应用在圆轨道多轴机床加工涡轮示意图。
图中箭头符号为运动部件可以运动的方向。
图l中l.机床基座、2.圆弧龙门结构、3.主轴与切削刀具、4.大滑座、5.旋转工作台、 6.小滑座。
具体实施方式
本实用新型公开以下3个实施例，
以下结合附图和实施例对本实用新型进一歩说明
1、 在图l所示实施例中，主轴与切削刀具(3)通过小滑座(6)、大滑座(4)与圆弧龙 门结构(2)串联，主轴(3)能做超过180度的圆弧运动(图2图3);主轴(3)相对小滑座(6) 做回转运动，小滑座(6)相对大滑座(4)做上下运动，大滑座(4)相对圆弧龙门结构(2) 导轨做圆弧运动。
2、 在图4所示实施例中，主轴(4)通过小滑座(3)、大滑座(2)与圆形龙门结构(1) 导轨串联，主轴(4)能做360度的圆周运动。主轴(4)根据曲轴(5)加工需要做回转运动， 圆形龙门结构(1)导轨带动主轴(4)相对机床(6)做横向运动。
3、 在图7所示的另一个实施例中，圆弧龙门结构(1)联结在圆形底座轨道(7)上，主 轴(2)通过小滑座(5)、大滑座(3)与圆弧龙门结构(1)串联，主轴(2)相对小滑座(5) 做回转运动，小滑座(5)带着主轴(2)在大滑座(3)上做上下运动；大滑座(3)带着小 滑座(5)、主轴(2)在圆弧龙门结构(1)导轨做超过180度的圆弧运动；圆弧龙门结构(1) 导轨带着主轴(2)小滑座(5)大滑座(3)在圆形底座轨道(7)上做圆周运动。根据涡轮
(6)的尺寸要求，各部件做配合角度加工运动。
上述几种实施例中，将主轴换成磨头或其它工作部件，就能衍生出磨床或其他工作机床。
权利要求1.用于机床、机器人与机械测量机的圆弧或圆形龙门结构，其特征在于将传统门式轨道龙门架设计、制造成圆弧形或圆形轨道龙门架，主轴、主轴箱或其它可运动部件在轨道龙门架上做往、返运动。
2. 按照权利要求1所述的圆弧或圆形龙门结构，其特征在于运动部件的轨道是在圆弧或圆形龙门结构上的。
3. 按照权利要求1所述的圆弧或圆形龙门结构，其特征在于圆弧龙门结构可以和圆形龙门结构组合，圆弧龙门结构可以和圆弧龙门结构组合，圆形龙门结构可以和圆形龙门结构组合。
4. 按照权利要求1所述的圆弧或圆形龙门结构，其特征在于运动部件可以在圆弧或圆形龙门结构做正反两个方向运动。
5. 按照权利要求1所述的圆弧或圆形龙门结构，其特征在于圆弧或圆形龙门结构可以是固定或移动的。
专利摘要用于机床、机器人与机械测量机的圆弧或圆形龙门结构，将轨道龙门架设计、制造成圆弧形或圆形，串联其它运动部件，控制运动部件在圆弧或圆形龙门结构轨道上做正反两个方向运动，就可实现三维平移及三维传动输出。该结构可以作为机床、机器人与机械测量机的执行机构。
文档编号B23Q1/01GK201300304SQ20082006491
公开日2009年9月2日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者刚 周 申请人:刚 周