一种用于五轴加工中心的摇篮转台的制作方法

本发明涉及机床数控加工制造，尤其涉及一种用于五轴加工中心的摇篮转台。

背景技术：

1、五轴数控加工中心具有加工刀头。加工刀头能够在x、y、z三个方向移动，且加工中心在此基础上增加了用于放置待加工工件的摇篮转台。摇篮转台的使用增加了加工中心的加工维度，即摇篮转台能够将待加工工件进行摆动和旋转，也就是说，通过加工刀头和摇篮转台共同作用于工件，以实现五轴联动加工，进而能够实现复杂曲面的加工，对航空航天、医疗等事业起到了促进作用，提高加工效率和加工精度。

2、在五轴数控加工机床中，现有的摇篮转台包括a轴组件、转台底座、c轴工作圆台。其中，c轴工作圆台同轴设置于转台底座的顶部端面，且c轴工作圆台的a轴驱动件呈竖直方向设置，且c轴工作圆台能够相对于转台底座沿c轴水平旋转，以带动工件水平旋转；a轴组件的a轴驱动件呈水平方向设置，且a轴组件与转台底座的一端相连，a轴组件能够驱动转台底座以及设置于转台底座上的c轴工作圆台共同沿a轴前后摆动。

3、现有的c轴工作圆台的驱动一般采用力矩电机来实现直接驱动c轴工作圆台水平旋转。由于a轴组件驱动转台底座以及c轴工作圆台形成的整体。因此a轴组件所需的扭矩要远大于c轴工作圆台所需的扭矩，但是力矩电机的驱动方式会存在电机散热量大，能够满足c轴的驱动，若想要采用力矩电机去驱动a轴摆动，那么将在转台底座的两端分别设置力矩电机能够实现，但是两端力矩电机的设置由于摆动所以需要专门设置力矩电机的夹紧机构去对两端的力矩电机分别进行夹紧定位，成本高，占用空间大，所以目前的a轴组件的驱动一般采用伺服电机驱动蜗轮蜗杆的机械结构实现传动。但是该种a轴组件的驱动方式主要存在发热、机械磨损以及间隙，难以满足航空航天、医疗等高精度加工工件的要求。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种用于五轴加工中心的摇篮转台，其解决了a轴组件的驱动方式主要存在机械磨损和间隙对航空航天、医疗等高精度加工工件的影响。

2、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

3、一方面，一种用于五轴加工中心的摇篮转台，包括驱动装置、a轴壳体、c轴工作台以及转台底座；

4、所述驱动装置包括用于驱动a轴摆动的第一驱动组件以及用于驱动c轴旋转的第二驱动组件，所述第一驱动组件包括a轴驱动件、a轴同步带、两个a轴同步带轮、两个a轴消隙结构件以及设置于两个所述a轴消隙结构件之间、同时与两个所述a轴消隙结构件相啮合的一个大齿轮以及摆动轴；

5、所述a轴驱动件能够驱动任一所述a轴同步带轮转动，所述a轴同步带轮通过所述a轴同步带带动另一所述a轴同步带轮转动，所述a轴同步带轮固定设置所述a轴消隙结构件的一端，所述a轴消隙结构件的另一端与所述a轴大齿轮相啮合，所述a轴大齿轮固定套设于所述摆动轴上；

6、所述a轴壳体设置于所述转台底座的一端，且所述转台底座的一端与所述第一驱动组件的所述摆动轴相连，所述a轴驱动件设置于所述a轴壳体内，且所述a轴驱动件位于所述a轴同步带和所述转台底座之间；

7、所述c轴工作台设置于所述转台底座的顶部，所述第二驱动组件设置于所述转台底座的内腔，且所述第二驱动组件能够驱动所述c轴工作台相对于所述转台底座转动。

8、可选地，每个所述a轴消隙结构件均包括传动杆以及与传动杆相连的小齿轮。

9、可选地，所述第二驱动组件包括c轴驱动件、c轴同步带、两个c轴同步带轮、两个c轴消隙结构件以及设置于两个所述c轴消隙结构件之间、同时与两个所述c轴消隙结构件相啮合的一个c轴大齿轮以及旋转轴；

10、所述c轴驱动件能够驱动任一所述c轴同步带轮转动，所述c轴同步带轮通过所述c轴同步带带动另一所述c轴同步带轮转动，所述c轴同步带轮固定设置所述c轴消隙结构件的一端，所述c轴消隙结构件的另一端与所述c轴大齿轮相啮合，所述c轴大齿轮固定套设于所述旋转轴上。

11、可选地，所述c轴消隙结构件与所述a轴消隙结构件的方向互相垂直，且两者之间结构相同。

12、可选地，所述a轴驱动件和所述c轴驱动件均采用水冷电机。

13、可选地，所述第二驱动组件还包括设置于工作台底部的张紧机构；

14、所述张紧机构包括l形安装件以及垂直于l形安装件的横向调节件，所述l形安装件与所述工作台底部固定连接，所述横向调节件的一端垂直穿过所述l形安装件并与所述c轴驱动件固定连接，且所述横向调节件能够相对于所述l形安装件水平往复运动，以带动所述c轴驱动件在水平方向上往复运动。

15、可选地，所述第一驱动组件还包括气动夹紧装置；

16、所述气动夹紧装置套设于所述摆动轴靠近于工作台的一端，所述气动夹紧装置能够在径向上产生制动力，以夹紧所述摆动轴的端部。

17、所述第一驱动组件和所述第二驱动组件的均设置有光栅测量装置。

18、可选地，所述c轴工作台的顶部端面所在的水平面低于所述摆动轴的摆动轴线。

19、另一方面，一种五轴加工中心，包括所述用于五轴加工中心的摇篮转台。

20、本发明的有益效果是：本发明的一种用于五轴加工中心的摇篮转台，通过将摆动轴的a轴驱动件设置成一个伺服电机带两个a轴消隙结构件对a轴大齿轮进行消隙，同时a轴采用温度控制的伺服电机，且传动比大，满足加工所需的大扭矩要求。此结构布局紧凑，传递扭矩大，传动稳定且传动效率高。

技术特征：

1.一种用于五轴加工中心的摇篮转台，包括驱动装置、a轴壳体（100）、c轴工作台（200）以及转台底座（300）；

2.如权利要求1所述的用于五轴加工中心的摇篮转台，其特征在于：每个所述a轴消隙结构件（14）均包括传动杆（141）以及与传动杆（141）相连的小齿轮（142）。

3.如权利要求1所述的用于五轴加工中心的摇篮转台，其特征在于：所述第二驱动组件（2）包括c轴驱动件（21）、c轴同步带（22）、两个c轴同步带轮（23）、两个c轴消隙结构件（24）以及设置于两个所述c轴消隙结构件（24）之间、同时与两个所述c轴消隙结构件（24）相啮合的一个c轴大齿轮（25）以及所述旋转轴（26）；

4.如权利要求3所述的用于五轴加工中心的摇篮转台，其特征在于：所述c轴消隙结构件（24）与所述a轴消隙结构件（14）的方向互相垂直，且两者之间结构相同。

5.如权利要求4所述的用于五轴加工中心的摇篮转台，其特征在于：所述a轴驱动件（11）和所述c轴驱动件（21）均采用水冷电机。

6.如权利要求5所述的用于五轴加工中心的摇篮转台，其特征在于：所述第二驱动组件（2）包括张紧机构（3）；

7.如权利要求1所述的用于五轴加工中心的摇篮转台，其特征在于：所述第一驱动组件（1）还包括气动夹紧装置（4）；

8.如权利要求1所述的用于五轴加工中心的摇篮转台，其特征在于：所述第一驱动组件（1）和所述第二驱动组件（2）的均设置有光栅测量装置。

9.如权利要求1所述的用于五轴加工中心的摇篮转台，其特征在于：所述c轴工作台（200）的顶部端面所在的水平面低于所述摆动轴（16）的摆动轴线。

10.一种五轴加工中心，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的用于五轴加工中心的摇篮转台。

技术总结
本发明涉及一种用于五轴加工中心的摇篮转台，包括第一驱动组件以及第二驱动组件，第一驱动组件包括A轴驱动件、A轴同步带、两个A轴同步带轮、两个A轴消隙结构件以及设置于两个A轴消隙结构件之间一个大齿轮以及摆动轴。A轴驱动件能够驱动任一A轴同步带轮转动，A轴同步带轮通过A轴同步带带动另一A轴同步带轮转动，A轴同步带轮固定设置A轴消隙结构件的一端，A轴消隙结构件的另一端与A轴大齿轮相啮合，A轴大齿轮固定套设于摆动轴上，A轴设置气动夹紧装置。通过将摆动轴的驱动件设置成一个伺服电机带两个消隙结构件对大齿轮进行消隙，同时A轴采用温度控制的伺服电机，满足加工所需的大扭矩要求。

技术研发人员：张雄,秦广财,王志鹏,郭志超,梁洪然,蔡云龙,杨天博
受保护的技术使用者：沈阳马卡智工科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12