一种多轴加工机床

1.本发明涉及智能装备制造技术领域，特别涉及一种多轴加工机床。


背景技术：

2.传统的加工机床，一般是将工件安置于固定的工位中，而后通过多轴位移驱动机构驱使刀件移动，其中移动包括平移、偏转等，从而能够对工件进行加工，然而此多轴位移驱动机构非常复杂，占用较多空间，同时，加工制造时容易出错，运行不稳定，不利于实际的生产应用。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种多轴加工机床，加工模组合理布局实现多维度加工，减少占用体积，运行稳定可靠。
4.根据本发明的第一方面实施例的一种多轴加工机床，包括：底座；三轴位移驱动模组，设置于所述底座；刀具固定模组，所述刀具固定模组用于安装刀件，所述三轴位移驱动模组与所述刀具固定模组连接以能够驱使所述刀具固定模组前后、左右以及上下平移；工位底盘，用于固定工件；偏转模组，所述工位底座转动设置在所述偏转模组上，所述工位底座能够于所述偏转模组上自转，所述偏转模组转动设置在所述底座，所述偏转模组能够于所述底座上摆动。
5.根据本发明实施例的一种多轴加工机床，至少具有如下有益效果：
6.本发明多轴加工机床，将待加工的工件固定在工位底盘上，刀具固定模组安装刀件，三轴位移驱动模组可以驱使刀具固定模组前后、左右以及上下平移，从而能够驱使刀件靠近工件并且在工件的某一表面上进行加工，由此三轴位移驱动模组的结构相对简单，控制容易简捷，同时，当需要对工件的其他表面加工，工位底盘本身可以在偏转模组上自转，并且偏转模组也能够在底座上偏转，从而可以使得工件上各个表面能够与刀件配合，以便于刀件进行加工，本设计加工模组合理布局实现对工件多维度加工，减少占用体积，运行稳定可靠。
7.根据本发明的一些实施例，所述三轴位移驱动模组包括第一平移驱动单元、第二平移驱动单元以及升降平移驱动单元，所述第一平移驱动单元设置在所述底座，所述第一平移驱动单元与所述第二平移驱动单元连接以能够驱使所述第二平移驱动单元左右平移，所述第二平移驱动单元与所述升降平移驱动单元连接以能够驱使所述升降平移驱动单元前后平移，所述升降平移驱动单元与所述刀具固定模组连接以能够驱使所述刀具固定模组上下平移。
8.根据本发明的一些实施例，还包括第一安装座，所述第一平移驱动单元包括第一滚珠丝杆组件、第一导轨、第一滑块、第一驱动组件以及第一位移检测模块，所述第一安装座设置在所述底座，所述第一滚珠丝杆组件、第一导轨、第一驱动组件以及第一位移检测模块设置于所述第一安装座，所述第一滑块滑动设置在所述第一导轨，所述第二平移驱动单
元设置在所述第一滑块，所述第一滚珠丝杆组件与所述第一滑块连接，所述第一驱动组件与所述第一滚珠丝杆组件连接以通过驱动第一滚珠丝杆组件来带动所述第一滑块沿所述第一导轨移动，所述第一位移检测模块用于检测所述第一滑块的第一位置信号，所述第一位移检测模块与所述第一驱动组件电连接以控制所述第一驱动组件运行。
9.根据本发明的一些实施例，还包括第二安装座以及第三安装座，所述第一平移驱动单元与所述第二安装座连接以能够驱使所述第二安装座移动，所述第二平移驱动单元设置于所述第二安装座，所述第三安装座滑动设置在所述第二安装座的承托表面，所述升降平移驱动单元设置在所述第三安装座的一端，所述第二平移驱动单元与所述第三安装座连接以驱使所述第三安装座移动，并且所述第三安装座的一端能够移出至所述第二安装座的承托表面，所述第三安装座的另一端设置有配重部。
10.根据本发明的一些实施例，所述底座还设置有第一安装结构和第二安装结构，所述第一安装结构包括第一安装部和第二安装部，所述第二安装结构包括第三安装部和第四安装部，所述第一安装部和第二安装部之间的间距大于所述第三安装部和第四安装部之间的间距，所述第一安装部和第二安装部配合以用于与所述偏转模组可拆卸地连接，或者，所述第三安装部和第四安装部配合以用于与所述偏转模组可拆卸地连接。
11.根据本发明的一些实施例，所述偏转模组包括第一支座、第二支座以及摆架，所述工位底盘转动设置在所述摆架，所述摆架的一端与所述第一支座转动连接，所述摆架的另一端与所述第二支座转动连接，所述第一支座能够与所述第一安装部或者所述第三安装部可拆卸地连接，所述第二支座能够与所述第二安装部或者所述第四安装部可拆卸地连接。
12.根据本发明的一些实施例，所述工位底盘上设置有多条卡槽，所述工位底盘在每条所述卡槽内活动卡接有至少一个连接件，所述连接件能够沿所述卡槽的长度方向移动，所述连接件用于与工件连接。
13.根据本发明的一些实施例，还包括均设置于所述底座的刀库模组以及取刀模组，所述取刀模组能够移动以于所述刀库模组中取放刀件，并且所述取刀模组移动以允许所述刀具固定模组从所述取刀模组上取放刀件。
14.根据本发明的一些实施例，所述取刀模组包括取刀座，所述取刀座转动设置于所述底座，所述取刀座绕所述取刀座的转动轴周向布置有至少两个取刀臂，所述取刀臂背离所述取刀座的一端设置有夹爪件。
15.根据本发明的一些实施例，所述刀库模组包括转动设置在所述底座的刀库转盘，所述刀库转盘绕所述刀库转盘的转动轴周向布置的多个刀件安置部，所述刀件安置部用于放置刀件，所述刀库转盘转动以使得至少一个刀件安置部与一个所述夹爪件对应。
16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1为本发明多轴加工机床其中一种实施例偏转模组其一偏转角度的立体示意图；
19.图2为本发明多轴加工机床其中一种实施例的偏转模组另一偏转角度的立体示意图；
20.图3为本发明多轴加工机床其中一种实施例的仰视的立体示意图；
21.图4为本发明多轴加工机床其中一种实施例的底座和偏转模组的装配示意图；
22.图5为本发明多轴加工机床其中一种实施例的底座和偏转模组的分解示意图；
23.图6为工位底盘的俯视图；
24.图7为工位底盘的侧视图。
25.附图标记：
26.底座100；第一安装结构110；第一安装部111；第二安装部112；第二安装结构120；第三安装部121；第四安装部122；三轴位移驱动模组200；第一安装座210；第一平移驱动单元220；第一滚珠丝杆组件221；第一导轨222；第一滑块223；第一驱动组件224；第一位移检测模块225；第二安装座230；第二平移驱动单元240；第二滚珠丝杆组件241；第二导轨242；第二滑块243；第二驱动组件244；第二位移检测模块245；第三安装座250；配重部251；升降平移驱动单元260；第三滚珠丝杆组件261；第三导轨262；第三滑块263；第三驱动组件264；第三位移检测模块265；刀具固定模组300；工位底盘400；卡槽410；连接件420；偏转模组500；第一支座510；第二支座520；摆架530；刀库模组600；刀库转盘610；刀件安置部620；取刀模组700；取刀座710；取刀臂720；夹爪件730。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.如图1-7所示，根据本发明的第一方面实施例的一种多轴加工机床，包括底座100、三轴位移驱动模组200、刀具固定模组300、工位底盘400以及偏转模组500，三轴位移驱动模组200设置于底座100，刀具固定模组300用于安装刀件，三轴位移驱动模组200与刀具固定
模组300连接以能够驱使刀具固定模组300前后、左右以及上下平移，工位底盘400用于固定工件，工位底座100转动设置在偏转模组500上，工位底座100能够于偏转模组500上自转，偏转模组500转动设置在底座100，偏转模组500能够于底座100上摆动。
32.其中，刀具固定模组300可以是固定座，固定座上设置有固定槽，刀件的端部可以插入固定槽，而后固定座内设置有插销或者其他的刀具锁定件，能够在刀件的端部插入固定槽后对刀件锁定，当然不限定于此结构，具体此处不进行赘述。
33.需要说明的是，本设计还包括控制装置，控制装置内设置有plc、cpu等处理器以及附属电路，处理器能够与三轴位移驱动模组200、偏转模组500等电连接，从而控制各个部件运行，具体的驱动方式有多种，可以在常规的驱动结构中选用，此处不进行赘述。
34.本发明多轴加工机床，将待加工的工件固定在工位底盘400上，刀具固定模组300安装刀件，三轴位移驱动模组200可以驱使刀具固定模组300前后、左右以及上下平移，从而能够驱使刀件靠近工件并且在工件的某一表面上进行加工，由此三轴位移驱动模组200的结构相对简单，控制容易简捷，同时，当需要对工件的其他表面加工，工位底盘400本身可以在偏转模组500上自转，并且偏转模组500也能够在底座100上偏转，从而可以使得工件上各个表面能够与刀件配合，以便于刀件进行加工，本设计加工模组合理布局实现对工件多维度加工，减少占用体积，运行稳定可靠。
35.在本发明的一些实施例中，如图1、2所示，三轴位移驱动模组200包括第一平移驱动单元220、第二平移驱动单元240以及升降平移驱动单元260，第一平移驱动单元220设置在底座100，第一平移驱动单元220与第二平移驱动单元240连接以能够驱使第二平移驱动单元240左右平移，第二平移驱动单元240与升降平移驱动单元260连接以能够驱使升降平移驱动单元260前后平移，升降平移驱动单元260与刀具固定模组300连接以能够驱使刀具固定模组300上下平移。
36.其中，第一平移驱动单元220的平移方向和第二平移驱动单元240的平移方向不同，但可以均位于同一水平面，而升降平移驱动单元260则能够驱使刀具固定模组300上下升降。
37.一般来讲，偏转模组500和工位底盘400位于三轴位移驱动模组200的一侧，刀件可以移动至工件的上方，而后升降平移驱动单元260驱使刀件下移靠近工件，通过第一平移驱动单元220和第二平移驱动单元240的平移来驱使刀件在工件的上表面进行加工，而工位底盘400转动则可以配合刀件对工件上表面的不同位置加工，同时还能够生成弧度，而偏转模组500则可以驱使工件摆动，从而改变工件的上表面。
38.在本发明的一些实施例中，如图1、2所示，还包括第一安装座210，第一平移驱动单元220包括第一滚珠丝杆组件221、第一导轨222、第一滑块223、第一驱动组件224以及第一位移检测模块225，第一安装座210设置在底座100，第一滚珠丝杆组件221、第一导轨222、第一驱动组件224以及第一位移检测模块225设置于第一安装座210，第一滑块223滑动设置在第一导轨222，第二平移驱动单元240设置在第一滑块223，第一滚珠丝杆组件221与第一滑块223连接，第一驱动组件224与第一滚珠丝杆组件221连接以通过驱动第一滚珠丝杆组件221来带动第一滑块223沿第一导轨222移动，第一位移检测模块225用于检测第一滑块223的第一位置信号，第一位移检测模块225与第一驱动组件224电连接以控制第一驱动组件224运行。
39.其中，第一驱动组件224可以是电机或者旋转气缸，第一滚珠丝杆组件221包括第一丝杆以及转动设置在第一丝杆上的第一滚珠丝母，第一滚珠丝母可以与第一滑块223连接，第一驱动组件224带动第一丝杆转动，从而可以使得第一滚珠丝母带动第一滑块223沿第一导轨222移动，具体地，第一丝杆的转轴和第二平移驱动单元240安装于第一滑块223的承载面在同一个平面，从而使得轴向传递力矩的时间比较短，驱动加速度更快。
40.第一位移检测模块225可以在光栅尺、霍尔传感器、触碰传感器等元件中选取，通过检测第一滑块223的第一位置信号来得知刀件在第一平移驱动单元220的平移方向上的移动距离，从而对第一驱动组件224进行反馈控制，使得加工更加精准。
41.具体地，第一位移检测模块225可以与控制装置电连接，控制装置与第一驱动组件224电连接以控制第一驱动组件224运行。
42.在本发明的一些实施例中，如图1、2所示，还包括第二安装座230，第二平移驱动单元240包括第二滚珠丝杆组件241、第二导轨242、第二滑块243、第二驱动组件244以及第二位移检测模块245，第二安装座230设置在第一滑块223上，第二滚珠丝杆组件241、第二导轨242、第二驱动组件244以及第二位移检测模块245设置于第二安装座230，第二滑块243滑动设置在第二导轨242，升降平移驱动单元260设置在第二滑块243，第二滚珠丝杆组件241与第二滑块243连接，第二驱动组件244与第二滚珠丝杆组件241连接以通过驱动第二滚珠丝杆组件241来带动第二滑块243沿第二导轨242移动，第二位移检测模块245用于检测第二滑块243的第二位置信号，第二位移检测模块245与第二驱动组件244电连接以控制第二驱动组件244运行。
43.同样地，第二驱动组件244可以是电机或者旋转气缸，第二滚珠丝杆组件241包括第二丝杆以及转动设置在第二丝杆上的第二滚珠丝母，第二滚珠丝母可以与第二滑块243连接，第二驱动组件244带动第二丝杆转动，从而可以使得第二滚珠丝母带动第二滑块243沿第二导轨242移动，具体地，第二丝杆的转轴和升降平移驱动单元260安装于第二滑块243的承载面在同一个平面，从而使得轴向传递力矩的时间比较短，驱动加速度更快。
44.第二位移检测模块245可以在光栅尺、霍尔传感器、触碰传感器等元件中选取，通过检测第二滑块243的第二位置信号来得知刀件在第二平移驱动单元240的平移方向上的移动距离，从而对第二驱动组件244进行反馈控制，使得加工更加精准。
45.具体地，第二位移检测模块245可以与控制装置电连接，控制装置与第二驱动组件244电连接以控制第二驱动组件244运行。
46.在本发明的一些实施例中，如图1、2所示，还包括第三安装座250，升降平移驱动单元260包括第三滚珠丝杆组件261、第三导轨262、第三滑块263、第三驱动组件264以及第三位移检测模块265，第三安装座250设置在第二滑块243上，第三滚珠丝杆组件261、第三导轨262、第三驱动组件264以及第三位移检测模块265设置于第三安装座250，第三滑块263滑动设置在第三导轨262，刀具固定模组300设置在第三滑块263，第三滚珠丝杆组件261与第三滑块263连接，第三驱动组件264与第三滚珠丝杆组件261连接以通过驱动第三滚珠丝杆组件261来带动第三滑块263沿第三导轨262移动，第三位移检测模块265用于检测第三滑块263的第三位置信号，第三位移检测模块265与第三驱动组件264电连接以控制第三驱动组件264运行。
47.同样地，第三驱动组件264可以是电机或者旋转气缸，第三滚珠丝杆组件261包括
第三丝杆以及转动设置在第三丝杆上的第三滚珠丝母，第三滚珠丝母可以与第三滑块263连接，第三驱动组件264带动第三丝杆转动，从而可以使得第三滚珠丝母带动第三滑块263沿第三导轨262移动。
48.第三位移检测模块265可以在光栅尺、霍尔传感器、触碰传感器等元件中选取，通过检测第三滑块263的第三位置信号来得知刀件在升降平移驱动单元260的上下平移方向上的移动距离，从而对第三驱动组件264进行反馈控制，使得加工更加精准。
49.具体地，第三位移检测模块265可以与控制装置电连接，控制装置与第三驱动组件264电连接以控制第三驱动组件264运行。
50.在本发明的一些实施例中，如图1、2所示，第一平移驱动单元220与第二安装座230连接以能够驱使第二安装座230移动，第二平移驱动单元240设置于第二安装座230，第三安装座250滑动设置在第二安装座230的承托表面，升降平移驱动单元260设置在第三安装座250的一端，第二平移驱动单元240与第三安装座250连接以驱使第三安装座250移动，并且第三安装座250的一端能够移出至第二安装座230的承托表面，第三安装座250的另一端设置有配重部251。
51.由于刀件需要对工件加工，因此升降平移驱动单元260以及第三安装座250的部分需要凸出于第二安装座230，而第三安装座250的另一端设置有配重部251，使得第三安装座250的前端不会因为缺少了第二安装座230的承托而导致前倾，第三安装座250的平移更加稳定可靠。
52.在本发明的一些实施例中，如图4、图5所示，底座100还设置有第一安装结构110和第二安装结构120，第一安装结构110包括第一安装部111和第二安装部112，第二安装结构120包括第三安装部121和第四安装部122，第一安装部111和第二安装部112之间的间距大于第三安装部121和第四安装部122之间的间距，第一安装部111和第二安装部112配合以用于与偏转模组500可拆卸地连接，或者，第三安装部121和第四安装部122配合以用于与偏转模组500可拆卸地连接。
53.由于待加工的工件的尺寸较大，工位底盘400也需要增大尺寸，相应地偏转模组500也会相应地增大才能容置工位底盘400，因此，第三安装部121和第四安装部122配合能够与其一尺寸的偏转模组500可拆卸地连接，而第一安装部111和第二安装部112配合能够与另一尺寸的偏转模组500可拆卸地连接。
54.具体地，第一安装部111、第二安装部112、第三安装部121和第四安装部122均可以通过螺钉、卡扣等方式与偏转模组500实现可拆卸地连接。
55.具体地，如图5所示，偏转模组500包括第一支座510、第二支座520以及摆架530，工位底盘400转动设置在摆架530，摆架530的一端与第一支座510转动连接，摆架530的另一端与第二支座520转动连接，第一支座510能够与第一安装部111或者第三安装部121可拆卸地连接，第二支座520能够与第二安装部112或者第四安装部122可拆卸地连接，具体地，偏转模组500上还设置有驱使摆架530摆动的电机。
56.第一安装部111、第二安装部112、第三安装部121和第四安装部122可以沿同一直线排列，而第三安装部121和第四安装部122位于第一安装部111和第二安装部112之间，从而使得第一安装部111和第二安装部112之间的间距大于第三安装部121和第四安装部122之间的间距。
57.在本发明的一些实施例中，如图6、7所示，工位底盘400上设置有多条卡槽410，工位底盘400在每条卡槽410内活动卡接有至少一个连接件420，连接件420能够沿卡槽410的长度方向移动，连接件420用于与工件连接，同理，摆架530上设置有能够驱使工位底盘400转动的电机。
58.工件上具有能够与连接件420连接的装配结构，但是由于工件的尺寸不确定，因此，多条卡槽410可以遍布于工位底盘400的表面，而连接件420可以沿卡槽410的长度方向移动，使得连接件420能够移动至与工件的安装结构匹配的位置。
59.具体地，连接件420可以是螺栓，工件上的装配结构可以是螺孔，卡槽410的横截面可以呈凸字形，螺栓于卡槽410中移动至与螺孔适配的位置，用户可以将工具从卡槽410中伸入，驱使螺栓转动，从而使得螺栓接入螺孔中以使得工件固定于工位底盘400。
60.多条卡槽410可以在工位底盘400的中心朝边沿呈放射状分布，工件上可以有多个装配结构，不同卡槽410上的连接件420移动至各自对应的装配结构处以与工件连接。
61.在本发明的一些实施例中，如图3所示，还包括均设置于底座100的刀库模组600以及取刀模组700，取刀模组700能够移动以于刀库模组600中取放刀件，并且取刀模组700移动以允许刀具固定模组300从取刀模组700上取放刀件。
62.由于利用三轴位移驱动模组200驱使刀具固定模组300移动，不便于获取刀具，因此本设计设置了取刀模组700，利用取刀模组700移动至刀库模组600附近获取刀件，而后再将刀件移送至刀具固定模组300附近，便于刀具固定模组300获取，而取刀模组700也能够从刀具固定模组300上移除刀件，再将刀件移送至刀库模组600中存放。
63.在本发明的一些实施例中，如图3所示，取刀模组700包括取刀座710，取刀座710转动设置于底座100，取刀座710绕取刀座710的转动轴周向布置有至少两个取刀臂720，取刀臂720背离取刀座710的一端设置有夹爪件730。
64.其中，刀库模组600内部可以将根据用户的选择将相应的刀件移动至刀库模组600的出口，取刀座710转动，使得其一取刀臂720将其上的夹爪件730移动至刀库模组600的出口处，夹爪件730可以夹持出口位置处的刀件，而后其一取刀臂720可以将其上的夹爪件730移动至刀具固定模组300附近以供刀具固定模组300获取。
65.当然，夹爪件730也能够从刀具固定模组300上取出刀件，而后移动至刀库模组600的出口处安放刀件，本设计至少两个取刀臂720，并且两个取刀臂720可以绕获取刀座710的转动轴中心对称设置，从而在其一取刀臂720上的夹爪件730移动至刀库模组600的出口处获取或者输出刀件时，另一取刀臂720上的夹爪件730也能移动至刀具固定模组300处获取或者输出刀件。
66.在本发明的一些实施例中，如图3所示，刀库模组600包括转动设置在底座100的刀库转盘610，刀库转盘610绕刀库转盘610的转动轴周向布置的多个刀件安置部620，刀件安置部620用于放置刀件，刀库转盘610转动以使得至少一个刀件安置部620与一个夹爪件730对应，从而可以依次输送各个刀具，运行有序稳定。
67.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
68.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不
脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。