加工设备的制作方法

本发明涉及加工技术领域，具体而言，涉及一种加工设备。

背景技术：

目前的加工设备行程都是有限的，例如现有技术中的edm线切割加工设备，加工设备的电极丝是相对静止的，零件固定在机床工作台上并跟随工作台同步移动。由于工作台的行程受限，因此与工作台同步移动的零件的位移与工作台的位移相同，上述结构能够实现有限行程的加工。但随着加工零件尺寸的不断增加，现有设备行程已经不足以满足需求，导致很难加工尺寸较大的零件。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种加工设备，以解决现有技术中的尺寸较大的零件难加工的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种加工设备，包括：定位装置，用以定位待加工零件，以使待加工零件能够沿预定方向移动；加工工具，用以加工待加工零件；驱动装置，能够沿其轴线方向转动或者沿其运动路径循环移动，在驱动装置运动的过程中，驱动装置能够持续为待加工零件提供沿预定方向上的动力，在动力的作用下，待加工零件相对于加工工具能够连续运动，或者，驱动装置具有远离加工工具的第一位置和靠近加工工具的第二位置，驱动装置在第一位置与第二位置之间移动，驱动装置具有夹紧待加工零件的第一状态以及松开待加工零件的第二状态，在驱动装置由第一位置移动至第二位置的过程中，驱动装置处于第一状态，驱动装置能够为待加工零件提供沿预定方向的第一推力，在第一推力的作用下，待加工零件与加工工具之间产生相对运动，当驱动装置由第二位置向第一位置移动时，驱动装置能够切换至第二状态，驱动装置不对待加工零件施力，驱动装置相对于待加工零件移动，在驱动装置在第一位置与第二位置之间循环移动的情况下，待加工零件相对于加工工具能够连续运动，或者，在驱动装置由第二位置移动至第一位置的过程中，驱动装置处于第一状态，驱动装置能够为待加工零件提供沿预定方向的第二推力，在第二推力的作用下，待加工零件与加工工具之间产生相对运动，当驱动装置由第一位置向第二位置移动时，驱动装置能够切换至第二状态，驱动装置不对待加工零件施力，驱动装置相对于待加工零件移动，在驱动装置在第一位置与第二位置循环移动的情况下，待加工零件相对于加工工具能够连续运动。

进一步地，驱动装置为能够沿其轴线方向转动的第一工作台，定位装置包括能够沿其轴线方向转动的第一定位筒，部分待加工零件夹设在第一工作台的侧壁与第一定位筒的侧壁之间，在第一工作台转动的过程中，第一工作台能够持续为待加工零件提供切向方向上的力，以使待加工零件相对于加工工具能够连续运动。

进一步地，驱动装置包括第二工作台、驱动轮以及传动结构，第二工作台能够沿其运动路径循环移动，驱动轮的转轴固定设置，第二工作台通过传动结构能够带动驱动轮单向转动，定位装置包括能够沿其轴线方向转动的第一定位筒，部分待加工零件夹设在驱动轮的侧壁与第一定位筒的侧壁之间，在第二工作台移动的过程中，驱动轮能够持续为待加工零件提供切向方向上的力，以使待加工零件相对于加工工具能够连续运动。

进一步地，传动结构为曲柄，第二工作台能够往复移动，曲柄的第一端与第二工作台连接，曲柄的第二端与驱动轮连接并与转轴之间具有距离。

进一步地，传动结构为设置在第二工作台上的传动块，传动块上设置有长槽，长槽包括沿其长度方向延伸并相对设置的第一槽壁和第二槽壁，驱动轮伸入长槽内并与第一槽壁或第二槽壁配合，当第二工作台移动使得驱动轮由长槽的第一端向长槽的第二端移动时，驱动轮能够与第一槽壁配合，当第二工作台移动使得驱动轮由长槽的第二端向长槽的第一端移动时，驱动轮能够与第二槽壁配合，以使驱动轮单向转动。

进一步地，定位装置还包括相对设置的第一定位件与第二定位件，部分待加工零件夹设在第一定位件与第二定位件之间。

进一步地，第一定位件包括第一定位件本体以及设置在第一定位件侧壁上并向外延伸的延伸臂，第一定位筒可枢转地设置在延伸臂的远离第一定位件本体的一端。

进一步地，定位装置还包括相对设置的第三定位件与第四定位件，部分待加工零件夹设在第三定位件与第四定位件之间，第一定位件、第二定位件、第三定位件以及第四定位件能够限制待加工零件朝向垂直于预定方向的方向移动。

进一步地，第一定位件包括第一抵接件以及第一弹性件，第一抵接件在第一弹性件的弹性力的作用下抵接在待加工零件上，和/或第三定位件包括第二抵接件以及第二弹性件，第二抵接件在第二弹性件的弹性力的作用下抵接在待加工零件上。

进一步地，驱动装置包括第三工作台以及设置在第三工作台上的夹紧装置，第三工作台能够在第一位置与第二位置之间移动，夹紧装置具有第一状态和第二状态。

进一步地，定位装置包括第二定位筒和第三定位筒，第二定位筒和第三定位筒能够分别沿其自身轴线自转，部分待加工零件夹设在第二定位筒的侧壁与第三定位筒之间。

进一步地，加工工具固定设置或者可移动地设置，在加工工具可移动设置的情况下，加工工具不与待加工零件同步移动。

进一步地，加工工具为电极丝，电极丝与电源的负极连接，待加工零件与电源的正极连接，或者加工工具为增材装置、刀具、加工磨轮、切割头、焊接喷嘴。

应用本发明的技术方案，驱动装置30不受其自身行程的限制而能够持续为待加工零件1提供沿预定方向上的动力，以使待加工零件1在上述动力的作用下相对于加工工具20能够连续运动，从而实现无限行程的连续式加工的目的，解决了现有技术中的尺寸较大的零件难加工的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的加工设备的实施例一的结构示意图；

图2示出了根据本发明的加工设备的实施例二的结构示意图；

图3示出了根据本发明的加工设备的实施例三的结构示意图；

图4示出了根据本发明的加工设备的实施例四的驱动装置位于第一位置且处于第二状态时的结构示意图；

图5示出了图4的加工设备的驱动装置位于第一位置且处于第一状态时的结构示意图；以及

图6示出了图4的加工设备的驱动装置位于第二位置且处于第一状态时的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、待加工零件；10、定位装置；11、第一定位筒；12、第二定位筒；13、第一定位件；131、第一定位件本体；132、延伸臂；14、第二定位件；15、第三定位件；16、第四定位件；17、第三定位筒；20、加工工具；30、驱动装置；31、第二工作台；32、驱动轮；33、传动结构；331、第一端；332、第二端；335、长槽；336、第一槽壁；337、第二槽壁；34、第三工作台；35、夹紧装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，实施例一的加工设备包括：定位装置10、加工工具20以及驱动装置30。其中，定位装置10用以定位待加工零件1，以使待加工零件1能够沿预定方向移动。加工工具20用以加工待加工零件1。驱动装置30能够沿其轴线方向转动，在驱动装置30转动的过程中，驱动装置30能够持续为待加工零件1提供沿预定方向上的动力，在动力的作用下，待加工零件1相对于加工工具20能够连续运动。

应用实施例一的技术方案，驱动装置30能够沿其轴线方向转动。由于在加工设备工作时，驱动装置30能够持续转动，因此与驱动装置30配合的待加工零件1能够持续受到驱动装置30所施加沿预定方向上的动力。使得待加工零件1能够连续地向加工工具20移动。上述结构使得无论待加工零件1在预定方向上的尺寸有多大，只要驱动装置30持续转动，即可保证待加工零件1持续向加工工具移动，最终实现小体积的加工设备能够进行无限行程的连续式加工的目的，解决了现有技术中的尺寸较大的零件难加工的问题。

如图1所示，在实施例一中，驱动装置30为能够沿其轴线方向转动的第一工作台，定位装置10包括能够沿其轴线方向转动的第一定位筒11，部分待加工零件1夹设在第一工作台的侧壁与第一定位筒11的侧壁之间，在第一工作台转动的过程中，第一工作台能够持续为待加工零件1提供切向方向上的力，以使待加工零件1相对于加工工具20能够连续运动。具体地，在实施例一中，部分待加工零件1夹设在第一工作台的侧壁与第一定位筒11的侧壁之间，当第一工作台沿其轴线顺时针转动时，第一工作台对待加工零件1施加预定方向(n向)的摩擦力，待加工零件1在上述摩擦力的作用下能够朝向n向移动，以使待加工零件1持续向加工工具20输送，实现无限行程的连续式加工的目的。上述结构简单，成本低，且易于实现。需要说明的是，在实施例一中，第一工作台为能够进行旋转运动的机床的工作台，如果想要实现无限行程的连续式加工，只需增加定位装置10即可，不必重新生产新的驱动装置30，从而使得成本大大降低。

如图1所示，在实施例一中，定位装置10还包括相对设置的第一定位件13与第二定位件14，部分待加工零件1夹设在第一定位件13与第二定位件14之间第一定位件13、第二定位件14相对于地面静止。具体地，在实施例一中，第一定位筒11与驱动装置30之间形成第一定位部，第一定位件13与第二定位件14形成第二定位部，第一定位部与第二定位部沿预定方向n间隔布置，上述结构能够增加待加工零件1的定位点，进一步保证待加工零件1被加工设备加工时能够沿预定方向移动。

如图1所示，在实施例一中，第一定位件13包括第一定位件本体131以及设置在第一定位件13侧壁上并向外延伸的延伸臂132，第一定位筒11可枢转地设置在延伸臂132的远离第一定位件本体131的一端。上述结构简单，能够根据实际需要增加上述第一定位部与第二定位部在预定方向n上的距离。

如图1所示，在实施例一中，加工工具20为电极丝，电极丝与电源的负极连接，待加工零件1与电源的正极连接。上述结构能够实现对待加工零件1进行线切割，满足加工要求。驱动装置30的运动与放电信号同步。在其他实施例中，加工工具20还可以为刀具、加工磨轮、切割头等减材装置，或者还可以为焊接喷嘴、3d打印头等增材装置，或者还可以为光电加工工具。用户可以根据不同加工需求更换加工工具的种类即可，使得通用性强。

如图1所示，在实施例一中，加工工具20固定设置。具体地，加工工具20相对于定位装置10位置不变，最终形成的加工轨迹呈直线。如果需要加工曲线轨迹，在其他实施例中，可以使加工工具20可移动地设置，但是在加工工具20可移动设置的情况下，加工工具不能与待加工零件1同步移动。因为一旦加工工具与待加工零件1同步移动侧无法对待加工零件1进行加工。具体地，可以在加工设备工作时，将图1中的加工工具20沿垂直于预设方向n的方向移动，这样即可加工出曲线的轨迹。

需要说明的是，在实施例一中，驱动装置30通过电机驱动转动，驱动装置30的运动可以是连续式的、脉冲式的或渐进式的。

如图2所示，实施例二的加工设备与实施例一的加工设备的区别在于驱动装置30的具体结构，具体地，在实施例二中，驱动装置30包括第二工作台31、驱动轮32以及传动结构33，第二工作台31能够沿其运动路径循环移动，驱动轮32的转轴固定设置，第二工作台31通过传动结构33能够带动驱动轮32单向转动，定位装置10包括能够沿其轴线方向转动的第一定位筒11，部分待加工零件1夹设在驱动轮32的侧壁与第一定位筒11的侧壁之间，在第二工作台31移动的过程中，驱动轮32能够持续为待加工零件1提供切向方向上的力，以使待加工零件1与加工工具20之间能够连续运动。上述结构能够适用于仅能够沿直线(例如沿x、y、z方向)移动不能够转动的工作台，第二工作台31的直线移动能够通过传动结构33转化为驱动轮32的转动。当第二工作台31持续沿其运动路径循环移动时，与第二工作台31连接的传动结构33能够使驱动轮32持续转动，因此与驱动轮32配合的待加工零件1能够持续受到驱动轮32所施加沿预定方向上的动力。使得待加工零件1能够连续地向加工工具20移动，最终实现无限行程的连续式加工的目的，解决了现有技术中的尺寸较大的零件难加工的问题。

需要说明的是，在实施例二中，第二工作台为能够进行直线运动的机床的工作台，如果想要实现无限行程的连续式加工，只需增加定位装置10、驱动轮32以及传动结构33即可，不必重新生产新的第二工作台31，从而使得成本大大降低。

如图2所示，在实施例二中，传动结构33为曲柄，第二工作台31能够往复移动，曲柄的第一端331与第二工作台31连接，曲柄的第二端332与驱动轮32连接并与转轴之间具有距离。具体地，当第二工作台31处于近端(靠近加工工具20的一端)且沿预定方向n的反向移动时，曲柄的第二端332也向着n向的反向移动，因而能够带动驱动轮32顺时针转动。当第二工作台31移动至远端(远离加工工具20的一端)并且切换运动方向，向n向移动时，曲柄的第二端332也向着n向移动，因而能够带动驱动轮32持续顺时针转动。上述结构简单，成本低，且易于实现。

如图3所示，实施例三的加工设备与实施例二的加工设备的区别在于传动结构33的具体结构。具体地，在实施例三中，传动结构33为设置在第二工作台31上的传动块，传动块上设置有长槽335，长槽335包括沿其长度方向延伸并相对设置的第一槽壁336和第二槽壁337，驱动轮32伸入长槽335内并与第一槽壁336或第二槽壁337配合，当第二工作台31移动使得驱动轮32由长槽335的第一端向长槽335的第二端移动时，驱动轮32能够与第一槽壁336配合，当第二工作台31移动使得驱动轮32由长槽335的第二端向长槽335的第一端移动时，驱动轮32能够与第二槽壁337配合，以使驱动轮32单向转动。上述结构同样能够适用于仅能够沿直线(例如沿x、y、z方向)移动不能够转动的工作台。具体地，当第二工作台31沿n向(可以是工作台的x方向)移动使得驱动轮32由长槽335的第一端向长槽335的第二端移动时，驱动轮32在第一槽壁336的摩擦力下逆时针转动，此时待加工零件1在驱动轮32的摩擦力的作用下向加工工具20移动。当驱动轮32移动至图3的位置，可以使第二工作台31沿垂直于n向的m向移动，使得驱动轮32与第二槽壁337配合。随着第二工作台31沿n向的反向移动，驱动轮32在第二槽壁337的摩擦力下能够继续逆时针转动，使得待加工零件1继续在驱动轮32的摩擦力的作用下向加工工具20移动。当驱动轮32移动长槽335的第一端时，可以使第二工作台31沿m向的反向移动，使得驱动轮32再次与第一槽壁336配合。这样，随着第二工作台31沿矩形轨迹循环移动，与第二工作台31配合的驱动轮32能够持续逆时针转动。因此与驱动轮32配合的待加工零件1能够持续受到驱动轮32所施加沿预定方向n上的动力。使得待加工零件1能够连续地向加工工具20移动，最终实现无限行程的连续式加工的目的，解决了现有技术中的尺寸较大的零件难加工的问题。上述结构简单，相比于曲柄连杆的实施例二来说，不会出现死点，使得驱动轮32的转动更加顺畅，因而可靠性较高。

需要说明的是，在实施例三中，第二工作台为能够进行x、y方向运动的机床的工作台，如果想要实现无限行程的连续式加工，只需增加定位装置10、驱动轮32以及传动结构33即可，不必重新生产新的第二工作台31，从而使得成本大大降低。

还需要说明的是，在其他实施例中，驱动轮32的转动可以不依赖于摩擦力，具体地，可以在驱动轮的外表面设置轮齿，在第一槽壁336和第二槽壁337上设置与轮齿配合的齿条，通过齿轮齿条配合，带动驱动轮32转动。

如图3所示，在实施例三中，定位装置10还包括相对设置的第三定位件15与第四定位件16，部分待加工零件1夹设在第三定位件15与第四定位件16之间，第一定位件13、第二定位件14、第三定位件15以及第四定位件16能够限制待加工零件1朝向垂直于预定方向的方向移动。上述结构使得待加工零件1仅能够沿预定方向n移动，从而提高加工精度，防止由于待加工零件1偏摆导致的加工精度低的现象发生。

由于第一定位件13、第二定位件14、第三定位件15以及第四定位件16均应当与待加工零件1抵接，因此在将零件安装至第一定位件13、第二定位件14、第三定位件15以及第四定位件16之间时较为困难。为了解决上述问题，如图3所示，在实施例三中，第一定位件13包括第一抵接件以及第一弹性件，第一抵接件在第一弹性件的弹性力的作用下抵接在待加工零件1上，和/或第三定位件15包括第二抵接件以及第二弹性件，第二抵接件在第二弹性件的弹性力的作用下抵接在待加工零件1上。在安装时，第一弹性件和第二弹性件压缩，使得待加工零件1能够轻松装入第一定位件13、第二定位件14、第三定位件15以及第四定位件16之间。同时，由于第一弹性件和第二弹性件被压缩，因此第一定位件13在弹性回复力的作用下能够将待加工零件1抵接在第二定位件14上，第三定位件15在弹性回复力的作用下能够将待加工零件1抵接在第四定位件16上，以实现定位的目的。上述结构简单，便于装配，提高了装配效率。

如图4至图6所示，实施例四的加工设备与实施例一的加工设备的区别在于驱动装置的具体结构。具体地，在实施例四中，驱动装置30具有远离加工工具20的第一位置和靠近加工工具20的第二位置，驱动装置30在第一位置与第二位置之间移动，驱动装置30具有夹紧待加工零件1的第一状态以及松开待加工零件1的第二状态，在驱动装置30由第一位置移动至第二位置的过程中，驱动装置30处于第一状态，驱动装置30能够为待加工零件1提供沿预定方向的第一推力，在第一推力的作用下，待加工零件1与加工工具20之间产生相对运动，当驱动装置30由第二位置向第一位置移动时，驱动装置30能够切换至第二状态，驱动装置30不对待加工零件1施力，驱动装置30相对于待加工零件1移动，在驱动装置30在第一位置与第二位置循环移动的情况下，待加工零件1相对于加工工具20能够连续运动。其中，由第一位置至第二位置的方向为预定方向n向。

上述结构能够适用于仅能够沿直线(例如沿x、y、z方向)移动不能够转动的工作台。图4示出了驱动装置位于第一位置且处于第二状态下的加工设备的结构示意图。当需要对待加工零件1进行加工时，首先切换驱动装置的状态，使得驱动装置处于能够夹紧待加工零件1的第一状态(即图5中的状态)。然后，将驱动装置向第二位置移动，由于驱动装置能够夹紧待加工零件1，因此在驱动装置向第二位置移动的过程中，紧待加工零件1能够沿预定方向n移动。当移动至图6中的第二位置时，再次切换驱动装置的状态，使得驱动装置处于松开待加工零件1的第二状态。接着，将驱动装置向第一位置移动。由于驱动装置处于第二状态，因此在驱动装置向第一位置移动的过程中，待加工零件1并不会沿n向的反向移动。当驱动装置移动至第一位置后，再次切换驱动装置的状态，使得驱动装置处于第一状态，然后使驱动装置向第二位置移动，使得待加工零件1继续沿n向移动。循环上述步骤即可使得待加工零件1相对于加工工具20连续单向运动，最终实现无限行程的连续式加工的目的，解决了现有技术中的尺寸较大的零件难加工的问题。

下面简单说明一下上述“连续运动”的意义：

以驱动装置由第一位置开始向第二位置移动直至驱动装置回到第一位置为止为一个周期，虽然在本实施例中，在一个周期内，待加工零件1只有部分时间沿n向移动，但是以加工的整个过程(即多个周期叠加)来看，待加工零件1在每个周期内均持续向加工工具20运动，也就是本实施例中所提到的“连续运动”。

如图4至图6所示，在实施例四中，驱动装置30包括第三工作台34以及设置在第三工作台34上的夹紧装置35，第三工作台34能够在第一位置与第二位置之间移动，夹紧装置35具有第一状态和第二状态。上述结构简单，易于实现。

如图4至图6所示，在实施例四中，定位装置10包括第二定位筒12和第三定位筒17，第二定位筒12和第三定位筒17能够分别沿其自身轴线自转，部分待加工零件1夹设在第二定位筒12的侧壁与第三定位筒17之间。上述结构能够增加待加工零件1的定位点，进一步保证待加工零件1被加工设备加工时能够沿预定方向移动。

实施例五的加工设备与实施例四的加工设备的区别在于驱动装置驱动待加工零件1移动的方向相反。具体地，在实施例五中，驱动装置30具有远离加工工具20的第一位置和靠近加工工具20的第二位置，驱动装置30在第一位置与第二位置之间移动，驱动装置30具有夹紧待加工零件1的第一状态以及松开待加工零件1的第二状态，在驱动装置30由第二位置移动至第一位置的过程中，驱动装置30处于第一状态，驱动装置30能够为待加工零件1提供沿预定方向的第二推力，在第二推力的作用下，待加工零件1与加工工具20之间产生相对运动，当驱动装置30由第一位置向第二位置移动时，驱动装置30能够切换至第二状态，驱动装置30不对待加工零件1施力，驱动装置30相对于待加工零件1移动，在驱动装置30在第一位置与第二位置循环移动的情况下，待加工零件1与加工工具20之间能够连续运动。上述结构的原理同实施例四相同，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明的技术方案可以用于所有加工方式，包含增材制造方式，例如3d打印加工。可以用于多种模式的机床，例如立式，卧式，单轴的，多轴的。零件与加工工具及零件和工作台的相对运动可以是弧线的(圆弧的)，也可以是任意曲线的。每个运动可以是脉冲的、渐近式的，可以用于与放电加工或光电加工，或化学加工的信号同步或不同步的运动中。传动结构可以使用曲柄连杆、滑动轮，摩擦轮，齿轮，齿条等机械方式进行。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。