专利名称：三轴运动平台及具有该三轴运动平台的成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及机床领域，尤其涉及一种三轴运动平台及具有该三轴运动平台的成型机。
背景技术：
在机械加工中，由于某些加工的工件体积很小，而且常常形状不规则，所以现有的数控机床通常无法适应小工件加工的精密化与自动化需要。因此，有必要设计一种能更好用于加工小工件的成型机。在成型机设计中，如果采用现有下置三轴运动平台，会使得机床笨重，体积较大。而将三轴运动平台置于机床顶部， 现有的三轴运动平台通常结构是在相当于悬臂结构远离支点的另一端安装主轴。然而由于受力支撑部位距离刀具实际切削受力部位比较远，导致刚性不足，运动时加工精度低。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种三轴运动平台及具有该三轴运动平台的成型机，用于满足小型化及高精度类产品加工需要。一种三轴运动平台，所述三轴运动平台驱动一个主轴运动，所述三轴运动平台用于设置于机床顶部，所述三轴运动平台包括第一矩形框架、第二矩形框架及第三矩形框架， 所述第二矩形框架及第三矩形框架均嵌套于所述第一矩形框架内，所述第二矩形框架沿第一方向滑动连接于所述第一矩形框架上，所述第一方向平行于所述第一矩形框架平行的平面，所述第三矩形框架沿第二方向滑动连接于所述第二矩形框架上，所述第二方向平行于所述第一矩形框架平行的平面，且与所述第一方向垂直，所述主轴沿第三方向滑动连接于所述第三矩形框架上，所述第三方向同时垂直于所述第一方向及第二方向。其中，所述第二矩形框架采用两个相互平行的滑轨滑动连接于所述第一矩形框架，所述第三矩形框架采用两个相互平行的滑轨滑动连接于所述第二矩形框架上，所述主轴采用两个相互平行的滑轨滑动连接于所述第三矩形框架上。其中，所述第一矩形框架包括首尾相接的四个第一支撑梁，两个相对设置的所述第一支撑梁上分别固定一个第一导轨，所述第二矩形框架上开设有与所述第一导轨滑动配
合的第一滑槽。其中，所述第二矩形框架包括第一主体及第一滑动部，所述第一滑动部为一滑板， 所述第一主体为一竖直连接于所述第一滑动部一侧的矩形框，所述第一滑槽开设于所述第一滑动部上，所述第一主体包括首尾相接的四个第二支撑梁，两个相对设置的所述第二支撑梁分别固定一个第二导轨，所述第三矩形框架上开设有与所述第二导轨滑动配合的第二滑槽。其中，所述第三矩形框架包括第二主体及第二滑动部，所述第二主体为一矩形框， 所述第二滑槽开设于所述第二滑动部上，所述第一主体包括首尾相接的四个第三支撑梁， 两个相对设置的所述第三支撑梁固定于所述第二滑动部，另外两个相对设置的所述第三支撑梁分别固定一个第三导轨，所述主轴安装于一个承载板上，所述承载板上开设有与所述第三导轨相配合的第三滑槽。其中，所述第一矩形框架平行于水平面。其中，所述三轴运动平台还包括第一驱动装置、第二驱动装置及第三驱动装置，所述第一驱动装置固定于所述第一矩形框架上，驱动所述第二矩形框架移动，所述第二驱动装置固定于所述第二矩形框架上，驱动所述第三矩形框架移动，所述第三驱动装置固定于所述第三矩形框架上，驱动所述主轴移动。其中，所述第一驱动装置、第二驱动装置及第三驱动装置均通过丝杠螺母组合驱动所述第二矩形框架、所述第三矩形框架及所述主轴移动。其中，所述第二矩形框架与所述第一矩形框架上以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接，所述第三矩形框架与所述第二矩形框架以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接， 所述主轴与所述第三矩形框架以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接。一种成型机，其包括机身、上述三轴运动平台、夹具、主轴及刀具，所述三轴运动平台设置于所述机身顶部，所述夹具设置于所述机身中部，所述三轴运动平台驱动所述主轴运动，所述主轴位于所述夹具上方，所述刀具安装于所述主轴上。本发明中的三轴运动平台由于采用矩形框架设计，所以刚性高，运动时精度高。同时由于是框架结构，所以能够减小质量。由于所述第二矩形框架及第三矩形框架均嵌套于所述第一矩形框架内，所以能够使得结构紧凑，满足小体积大行程的需求。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本发明提供的成型机的示意图2是本发明提供的三轴运动平台的分解示意图3是本发明提供的三轴运动平台的组合示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明实施例中，通过三个闭合矩形框架能够实现高刚性的需求。同时由于是框架结构，所以也可以减少质量及体积。请一并参阅图I至图3，本发明提供的成型机100。所述成型机100包括机身10、 三轴运动平台20、主轴30、夹具40、承载板50及刀具60。所述夹具40安装于所述机身10中部。所述三轴运动平台20安装于所述机身10顶部，用于驱动所述主轴30运动。所述主轴30位于所述夹具40上方。所述三轴运动平台20包括第一矩形框架21、第二矩形框架22、第三矩形框架23、 第一驱动装置24、第二驱动装置25及第三驱动装置26。所述第一矩形框架21平行于水平面。所述第二矩形框架22及第三矩形框架23竖直嵌套于所述第一矩形框架21内。所述第一矩形框架21固定于所述机身10顶部。所述第一矩形框架21包括首尾相接的四个第一支撑梁210、211、212及213。所述第一支撑梁210固定于所述机身10顶部。所述第一支撑梁211、213 —端与所述第一支撑梁210固定于所述机身10顶部。所述第一支撑梁211、 213的另一端与所述第一支撑梁212从所述机身10伸出，位于所述夹具40上方。所述第一支撑梁211、213分别安装两个相互平行的第一导轨211a及213a。所述第一导轨211a及213a沿远离所述机身10的方向水平延伸。所述第一驱动装置24包括第一马达240及第一丝杠241。所述第一马达240固定于所述第一支撑梁210上。所述第一丝杠241 —端与所述第一马达240连接，所述第一丝杠241的另一端与所述第二矩形框架 22的一个螺母(未图示)相配合。所述第一驱动装置24驱动所述第二矩形框架22在所述第一导轨211a及213a上滑动。当然，其其他实施方式中，所述第一支撑梁211、213也可以通过设置滑槽或滚珠取代所述第一导轨211a及213a。所述第二矩形框架22沿第一方向A (相当于数控机床的X方向)滑动连接于所述第一矩形框架21上，所述第一方向A平行于所述第一矩形框架21平行的平面。本实施方式中，所述第二矩形框架22水平滑动于所述第一矩形框架21上。所述第二矩形框架22与所述第一矩形框架21以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接。所述第二矩形框架22包括第一主体220及第一滑动部221。所述第一滑动部221为一水平设置的滑板，所述第一主体 220为一竖直连接于所述第一滑动部221 —侧的矩形框。所述第一主体220及第一滑动部 221 —体成型。所述第一滑动部221底部开设有与所述第一导轨211a及213a相配合的第一滑槽221a。所述第一主体220包括首尾相接的四个第二支撑梁220a、220b、220c及220d。 所述第二支撑梁220b、220d固定于所述第一滑动部221。当然，其其他实施方式中，也可以在所述第一主体220上成型所述第一滑槽221a。所述第二支撑梁220a、220c分别安装两个相互平行的第二导轨220e及220f。所述第二导轨220e及220f沿水平方向延伸。所述第二驱动装置25包括第二马达250及第二丝杠251。所述第二丝杠251的两端通过两个轴承座221b转动连接于所述第一滑动部 221上。所述第二马达250固定于一个轴承座221b上。所述第二丝杠251的一端由所述第二马达250转动，所述第二丝杠251与所述第三矩形框架23的螺母(未图示)相配合。所述第二驱动装置25驱动所述第三矩形框架23在所述第二导轨220e及220f上滑动。当然， 其其他实施方式中，所述第二支撑梁220、222也可以通过设置滑槽或滚珠取代所述第二导轨 220e 及 220fo所述第三矩形框架23沿第二方向B (相当于数控机床的Y方向)滑动连接于所述第二矩形框架22上，所述第二方向B平行于所述第一矩形框架21平行的平面，且垂直于所述第一方向A。所述第三矩形框架23与所述第二矩形框架22以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接。所述第三矩形框架23包括第二主体230及第二滑动部231。所述第二主体 230为一竖直的矩形框。所述第二滑动部231包括两个与所述第二导轨220a及222a相配合的第二滑槽231a。所述第二主体230包括首尾相接的四个第三支撑梁230a、230b、230c及230d。所述第三支撑梁230b、230c固定于所述第二滑动部231。当然，其其他实施方式中，所述第三矩形框架23也可以在所述四个第三支撑梁230a、230b、230c及230d之间设置连接板。所述第三支撑梁230b、230c分别安装两个相互平行的第三导轨230e及230f。所述三导轨230e及230f沿竖直方向延伸。所述第三驱动装置26包括第三马达260及第三丝杠261。所述第三马达260固定于所述第三支撑梁230a上。所述第三丝杠261 —端与所述第三马达260连接，所述第三丝杠261的另一端与所述主轴30连接。所述第三驱动装置 26驱动所述主轴30在所述第三导轨230e及230f上滑动。当然，其其他实施方式中，所述第三支撑梁230b、230c也可以通过设置滑槽或滚珠取代所述第三导轨230e及230f。所述主轴30安装于所述承载板50上。所述主轴30沿第三方向C (相当于数控机床的Z方向)滑动连接于所述第三矩形框架23上，所述第三方向C同时垂直于所述第一方向A及第二方向B。所述主轴30与所述第三矩形框架23以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接。所述承载板50上开设有与所述第三导轨230e及230相配合的第三滑槽51。所述承载板50上还固定一与所述第三丝杠261配合的螺母(未图示)。所述承载板50在所述第三丝杠261的驱动下带动所述主轴30上下移动。当然，在其他实施方式中，所述第一驱动装置24、第二驱动装置25及第三驱动装置26也可以通过直线马达等其他方式驱动所述第二矩形框架22、所述第三矩形框架23及所述主轴30移动。所述三轴运动平台20也可以用于其他数控机床。所述主轴30上安装有用于加工待加工工件的刀具60。所述夹具40用于夹持待加工工件，所述夹具40可以是夹头、台钳等夹角。本发明中提供的成型机的三轴运动平台由于采用三个矩形框架，所以刚性高，运动时精度高。同时由于是框架结构，所以能够减小质量。由于所述第二矩形框架及第三矩形框架均嵌套于所述第一矩形框架内，所以能够使得结构紧凑，满足小体积大行程的需求。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种三轴运动平台，所述三轴运动平台驱动一个主轴运动，其特征在于所述三轴运动平台用于设置于机床顶部，所述三轴运动平台包括第一矩形框架、第二矩形框架及第三矩形框架，所述第二矩形框架及第三矩形框架均嵌套于所述第一矩形框架内，所述第二矩形框架沿第一方向滑动连接于所述第一矩形框架上，所述第一方向平行于所述第一矩形框架平行的平面，所述第三矩形框架沿第二方向滑动连接于所述第二矩形框架上，所述第二方向平行于所述第一矩形框架平行的平面，且与所述第一方向垂直，所述主轴沿第三方向滑动连接于所述第三矩形框架上，所述第三方向同时垂直于所述第一方向及第二方向。
2.如权利要求I所述的三轴运动平台，其特征在于，所述第二矩形框架采用两个相互平行的滑轨滑动连接于所述第一矩形框架，所述第三矩形框架采用两个相互平行的滑轨滑动连接于所述第二矩形框架上，所述主轴采用两个相互平行的滑轨滑动连接于所述第三矩形框架上。
3.如权利要求2所述的三轴运动平台，其特征在于，所述第一矩形框架包括首尾相接的四个第一支撑梁，两个相对设置的所述第一支撑梁上分别固定一个第一导轨，所述第二矩形框架上开设有与所述第一导轨滑动配合的第一滑槽。
4.如权利要求3所述的三轴运动平台，其特征在于，所述第二矩形框架包括第一主体及第一滑动部，所述第一滑动部为一滑板，所述第一主体为一竖直连接于所述第一滑动部一侧的矩形框，所述第一滑槽开设于所述第一滑动部上，所述第一主体包括首尾相接的四个第二支撑梁，两个相对设置的所述第二支撑梁分别固定一个第二导轨，所述第三矩形框架上开设有与所述第二导轨滑动配合的第二滑槽。
5.如权利要求4所述的三轴运动平台，其特征在于，所述第三矩形框架包括第二主体及第二滑动部，所述第二主体为一矩形框，所述第二滑槽开设于所述第二滑动部上，所述第一主体包括首尾相接的四个第三支撑梁，两个相对设置的所述第三支撑梁固定于所述第二滑动部，另外两个相对设置的所述第三支撑梁分别固定一个第三导轨，所述主轴安装于一个承载板上，所述承载板上开设有与所述第三导轨相配合的第三滑槽。
6.如权利要求1-5任一项所述的三轴运动平台，其特征在于，所述第一矩形框架平行于水平面。
7.如权利要求1-5任一项所述的三轴运动平台，其特征在于，所述三轴运动平台还包括第一驱动装置、第二驱动装置及第三驱动装置，所述第一驱动装置固定于所述第一矩形框架上，驱动所述第二矩形框架移动，所述第二驱动装置固定于所述第二矩形框架上，驱动所述第三矩形框架移动，所述第三驱动装置固定于所述第三矩形框架上，驱动所述主轴移动。
8.如权利要求7所述的三轴运动平台，其特征在于，所述第一驱动装置、第二驱动装置及第三驱动装置均通过丝杠螺母组合驱动所述第二矩形框架、所述第三矩形框架及所述主轴移动。
9.如权利要求1-5任一项所述的三轴运动平台，其特征在于，所述第二矩形框架与所述第一矩形框架上以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接，所述第三矩形框架与所述第二矩形框架以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接，所述主轴与所述第三矩形框架以滚动导轨与滑块的形式实现滑动连接。
10.一种成型机,其包括机身、如权利要求1-9任一项所述三轴运动平台、夹具、主轴及刀具，所述三轴运动平台设置于所述机身顶部，所述夹具设置于所述机身中部，所述三轴运动平台驱动所述主轴运动，所述主轴位于所述夹具上方，所述刀具安装于所述主轴上。
全文摘要
本发明公开了一种三轴运动平台，三轴运动平台驱动一个主轴运动，三轴运动平台用于设置于机床顶部，三轴运动平台包括第一矩形框架、第二矩形框架及第三矩形框架，第二矩形框架及第三矩形框架均嵌套于第一矩形框架内，第二矩形框架沿第一方向滑动连接于第一矩形框架上，第一方向平行于第一矩形框架平行的平面，第三矩形框架沿第二方向滑动连接于第二矩形框架上，第二方向平行于第一矩形框架平行的平面，且与第一方向垂直，主轴沿第三方向滑动连接于第三矩形框架上，第三方向同时垂直于第一方向及第二方向。由于三轴运动平台采用矩形框架设计，所以刚性高，运动时精度高。另，本发明还提供一种具有该三轴运动平台的成型机。
文档编号B23Q1/25GK102601625SQ20121005118
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者林添伟, 詹必万 申请人:深圳市缘与美实业有限公司