專利名稱：一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代加工技術(shù)發(fā)展快速成型技術(shù)也發(fā)展迅速，在汽車、航天、家電等行業(yè)多采用油泥、聚苯烯泡沫等軟質(zhì)材料加工成模型，為設(shè)計(jì)人員提供參考。而這些模型多為曲線曲面，在普通機(jī)床或加工中心不太好加工，或者需購買特殊設(shè)備完成這項(xiàng)工作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，以實(shí)現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)上對模型進(jìn)行快速、高精度加工的目的。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，包括B軸組件、A軸組件和銑削系統(tǒng)，所述B軸組件和A軸組件相互垂直設(shè)置，A軸組件通過安裝板與銑削系統(tǒng)連接，所述B軸組件和A軸組件均包括外殼以及設(shè)置于外殼內(nèi)的主軸、主軸旋轉(zhuǎn)組件和主軸軸向位移組件，主軸安裝于外殼內(nèi)且和外殼之間設(shè)有密珠軸承，所述主軸旋轉(zhuǎn)組件包括伺服電機(jī)、齒輪和端齒盤組件，所述端齒盤組件包括上下布置的可相互嚙合的兩個(gè)端齒盤，其中上部的端齒盤與外殼連接，下部的端齒盤與主軸連接，所述伺服電機(jī)設(shè)置于外殼內(nèi)，伺服電機(jī)與下部的端齒盤之間通過齒輪傳遞動(dòng)力，所述外殼內(nèi)頂部為氣缸結(jié)構(gòu)，且設(shè)有氣嘴，所述主軸軸向位移組件包括活塞和軸向復(fù)位裝置，所述活塞設(shè)置于主軸上且活塞頭部的外壁與外殼內(nèi)頂部的氣缸內(nèi)壁相配合，B軸組件的主軸下端與A軸組件的外殼連接，A軸組件的主軸兩端伸出A軸組件的基體且與安裝板連接，安裝板與銑削系統(tǒng)連接，所述銑削系統(tǒng)包括銑削電機(jī)、減速箱和銑削刀具，銑削電機(jī)與減速箱的輸入軸連接，減速箱的輸出軸與銑削刀具連接。上述軸向復(fù)位裝置包括推力軸承和復(fù)位彈簧，所述推力軸承套設(shè)于主軸上，所述復(fù)位彈簧一端固定于外殼上，另一端與推力軸承的端面相對設(shè)置。上述三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭還包括徑向復(fù)位裝置，所述徑向復(fù)位裝置為十字連接器，所述十字連接器包括兩個(gè)固定板和設(shè)置于兩個(gè)固定板之間的浮動(dòng)板，其中ー個(gè)固定板固定于外殼上，另ー個(gè)固定板固定于上部的端齒盤上，兩個(gè)固定板上均有梯形槽，浮動(dòng)板兩端面有相對垂直的梯形鍵，浮動(dòng)板上梯形鍵分別與兩個(gè)固定板上的梯形槽相配合。上述B軸組件和A軸組件均包括角度檢測組件，所述角度檢測組件包括電位器和ー對角度檢測齒輪，電位器安裝于外殼上，其中ー個(gè)角度檢測齒輪安裝于主軸上，另ー個(gè)角度檢測齒輪安裝于電位器的旋轉(zhuǎn)軸上。本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技木，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果1.將本實(shí)用新型安裝在三坐標(biāo)測量機(jī)上，可利用三坐標(biāo)測量機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制和高精度特性完成模型加工，加工過程中通過B軸、A軸旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)與三坐標(biāo)三軸聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)快速成型加工，提高設(shè)備利用率，降低企業(yè)成本。2.采用端齒盤嚙合鎖緊技術(shù)，可抵抗較大的切削カ矩。3.徑向復(fù)位裝置采用十字連接器，減小因端齒盤嚙合徑向跳動(dòng)，保證銑削頭重復(fù)定位精度，從而保證銑削加工精度。4.軸向復(fù)位裝置采用推力軸承和復(fù)位彈簧，推力軸承可承受軸向載荷，在彈簧的作用下可使主軸完成軸向的復(fù)位。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型十字連接器的分解說明圖；其中1-B軸外殼、I’ -A軸外殼、2-B軸主軸、2’ -A軸主軸、3_密珠軸承、4_伺服電機(jī)、5-B軸齒輪組、5’ -A軸齒輪組、6-B軸上部的端齒盤、6’ -A軸上部的端齒盤、7-B軸下部的端齒盤、7’-A軸下部的端齒盤、8-B軸氣嘴、8’-A軸氣嘴、9-B軸活塞、9’-A軸活塞、10-安裝板、11-銑削電機(jī)、12-減速箱、13-銑削刀具、14-推力軸承、15-復(fù)位彈簧、16-十字連接器、17-固定板、18-浮動(dòng)板、19-電位器、20-角度檢測齒輪。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明參照圖1，一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，包括B軸組件、A軸組件和銑削系統(tǒng)，所述B軸組件和A軸組件相互垂直設(shè)置，A軸組件通過安裝板10與銑削系統(tǒng)連接，所述B軸組件和A軸組件均包括外殼以及設(shè)置于外殼內(nèi)的主軸、主軸旋轉(zhuǎn)組件和主軸軸向位移組件，主軸安裝于外殼內(nèi)且和外殼之間設(shè)有密珠軸承3，所述主軸旋轉(zhuǎn)組件包括伺服電機(jī)
4、齒輪組和端齒盤組件，所述端齒盤組件包括上下布置的可相互嚙合的兩個(gè)端齒盤，其中上部的端齒盤與外殼連接，下部的端齒盤與主軸連接，所述伺服電機(jī)4設(shè)置于外殼內(nèi)，伺服電機(jī)4與下部的端齒盤之間通過齒輪組傳遞動(dòng)力，所述外殼內(nèi)頂部為氣缸結(jié)構(gòu)，且設(shè)有氣嘴，所述主軸軸向位移組件包括活塞和軸向復(fù)位裝置，所述活塞設(shè)置于主軸上且活塞頭部的外壁與外殼內(nèi)頂部的氣缸內(nèi)壁相配合，B軸組件的主軸下端與A軸組件的外殼連接，A軸組件的主軸兩端伸出A軸組件的外殼且與安裝板10連接，安裝板10與銑削系統(tǒng)連接，所述銑削系統(tǒng)包括銑削電機(jī)11、減速箱12和銑削刀具13，銑削電機(jī)11與減速箱12的輸入軸連接，減速箱12的輸出軸與銑削刀具13連接。上述軸向復(fù)位裝置包括推力軸承14和復(fù)位彈簧15，所述推力軸承14套設(shè)于主軸上，所述復(fù)位彈簧15 —端固定于外殼上，另一端與推力軸承14的端面相對設(shè)置。上述三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭還包括徑向復(fù)位裝置，所述徑向復(fù)位裝置為十字連接器16，所述十字連接器16包括兩個(gè)固定板17和設(shè)置于兩個(gè)固定板17之間的浮動(dòng)板18，其中ー個(gè)固定板17固定于外殼上，另ー個(gè)固定板17固定于上部的端齒盤上，兩個(gè)固定板17上均有梯形槽，浮動(dòng)板18兩端面設(shè)有相對垂直的梯形鍵，浮動(dòng)板18上的梯形鍵分別與兩個(gè)固定板17上的梯形槽相配合。由于端齒盤組件存在制造誤差，在上部的端齒盤和下部的端齒盤嚙合過程中存在徑向力。上部的端齒盤固定在十字連接器固定板上，上部的端齒盤、固定板17、浮動(dòng)板18的內(nèi)徑與外殼之間有小量間隙，上部的端齒盤、固定板17、浮動(dòng)板18在端齒盤嚙合徑向力作用下可沿徑向微量移動(dòng)，同時(shí)由于梯形鍵槽配合使上部的端齒盤、固定板17、浮動(dòng)板18徑向移動(dòng)同時(shí)不會(huì)繞軸旋轉(zhuǎn)，消除了端齒盤2及主軸的徑向力，保證了主軸旋轉(zhuǎn)分度的重復(fù)定位性。上述B軸組件和A軸組件均包括角度檢測組件，所述角度檢測組件包括電位器19和ー對角度檢測齒輪20，電位器19安裝于外殼上，其中ー個(gè)角度檢測齒輪20安裝于主軸上，另ー個(gè)角度檢測齒輪20安裝于電位器19的旋轉(zhuǎn)軸上。主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，電位器19會(huì)根據(jù)角度檢測齒輪20轉(zhuǎn)過的角度計(jì)算出主軸旋轉(zhuǎn)的角度，然后將主軸旋轉(zhuǎn)的角度反饋給連接在外部的控制器，以便控制器控制主軸旋轉(zhuǎn)到指定角度。由于主軸與外殼間裝有密珠軸承3，主軸可在外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可軸向移動(dòng)。加工過程中需要通過B軸、A軸旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)與三坐標(biāo)三軸聯(lián)動(dòng)，本實(shí)用新型在控制器的控制下通過下列動(dòng)作實(shí)現(xiàn)B軸、A軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。實(shí)施例1 :一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，包括B軸組件、A軸組件和銑削系統(tǒng)，所述B軸組件和A軸組件相互垂直設(shè)置，A軸組件通過安裝板10與銑削系統(tǒng)連接，所述B軸組件包括B軸外殼I以及設(shè)置于B軸外殼I內(nèi)的B軸主軸2、B軸旋轉(zhuǎn)組件和B軸軸向位移組件，B軸主軸2安裝于B軸外殼I內(nèi)且和B軸外殼I之間設(shè)有密珠軸承3，所述B軸旋轉(zhuǎn)組件包括伺服電機(jī)4、B軸齒輪組5和端齒盤組件，所述端齒盤組件包括上下布置的可相互嚙合的兩個(gè)端齒盤，其中B軸上部的端齒盤6與B軸外殼I連接，B軸下部的端齒盤7與B軸主軸2連接，所述伺服電機(jī)4設(shè)置于B軸外殼I內(nèi)，伺服電機(jī)4與B軸下部的端齒盤7之間通過B軸齒輪組5傳遞動(dòng)力，所述B軸外殼I內(nèi)頂部為氣缸結(jié)構(gòu)，且設(shè)有B軸氣嘴8，所述B軸軸向位移組件包括B軸活塞9和軸向復(fù)位裝置，所述B軸活塞9設(shè)置于B軸主軸2上且活塞頭部的外壁與B軸外殼I內(nèi)頂部的氣缸內(nèi)壁相配合，所述軸向復(fù)位裝置包括推力軸承14和復(fù)位彈簧15，所述推力軸承14套設(shè)于B軸主軸2上，所述復(fù)位彈簧15 —端固定于B軸外殼I上，另一端與推力軸承14的端面相對設(shè)置。上述B軸組件還包括徑向復(fù)位裝置，所述徑向復(fù)位裝置為十字連接器16，所述十字連接器16包括兩個(gè)固定板17和設(shè)置于兩個(gè)固定板17之間的浮動(dòng)板18,其中ー個(gè)固定板17固定于B軸外殼I上,另ー個(gè)固定板17固定于B軸上部的端齒盤6上，兩個(gè)固定板17上均有梯形槽，浮動(dòng)板18兩端面設(shè)有相對垂直的梯形鍵，浮動(dòng)板18上的梯形鍵分別與兩個(gè)固定板17上的梯形槽相配合。所述B軸組件還包括角度檢測組件，所述角度檢測組件包括電位器19和ー對角度檢測齒輪20，電位器19安裝于B軸外殼I上，其中ー個(gè)角度檢測齒輪20安裝于B軸主軸2上，另ー個(gè)角度檢測齒輪20安裝于電位器19的旋轉(zhuǎn)軸上。B軸主軸2旋轉(zhuǎn)吋，電位器19會(huì)根據(jù)角度檢測齒輪20轉(zhuǎn)過的角度計(jì)算出B軸主軸2旋轉(zhuǎn)的角度，然后將B軸主軸2旋轉(zhuǎn)的角度反饋給連接在外部的控制器，以便控制器控制B軸主軸2旋轉(zhuǎn)到指定角度。所述A軸組件包括A軸外殼I’以及設(shè)置于A軸外殼I’內(nèi)的A軸主軸2’、A軸旋轉(zhuǎn)組件和A軸軸向位移組件，A軸主軸2’安裝于A軸外殼I’內(nèi)且和A軸外殼I’之間設(shè)有密珠軸承3，所述A軸旋轉(zhuǎn)組件包括伺服電機(jī)4、A軸齒輪組5’和端齒盤組件，所述端齒盤組件包括上下布置的可相互嚙合的兩個(gè)端齒盤，其中A軸上部的端齒盤6’與A軸外殼I’連接，A軸下部的端齒盤7’與A軸主軸2’連接，所述伺服電機(jī)4設(shè)置于A軸外殼I’內(nèi)，伺服電機(jī)4與A軸下部的端齒盤V之間通過A軸齒輪組5’傳遞動(dòng)力，所述A軸外殼I’內(nèi)頂部為氣缸結(jié)構(gòu)，且設(shè)有A軸氣嘴8’，所述A軸軸向位移組件包括A軸活塞9’和軸向復(fù)位裝置，所述A軸活塞9’設(shè)置于A軸主軸2’上且活塞頭部的外壁與A軸外殼I，內(nèi)頂部的氣缸內(nèi)壁相配合，所述軸向復(fù)位裝置包括推力軸承14和復(fù)位彈簧15，所述推力軸承14套設(shè)于A軸主軸2’上，所述復(fù)位彈簧15 —端固定于A軸外殼I’上，另一端與推力軸承14的端面相對設(shè)置。上述A軸組件還包括徑向復(fù)位裝置，所述徑向復(fù)位裝置為十字連接器16，所述十字連接器16包括兩個(gè)固定板17和設(shè)置于兩個(gè)固定板17之間的浮動(dòng)板18，其中ー個(gè)固定板17固定于A軸外殼I’上，另ー個(gè)固定板17固定于A軸上部的端齒盤6’上，兩個(gè)固定板17上均有梯形槽，浮動(dòng)板18兩端面設(shè)有相對垂直的梯形鍵，浮動(dòng)板18上的梯形鍵分別與兩個(gè)固定板17上的梯形槽相配合。所述A軸組件還包括角度檢測組件，所述角度檢測組件包括電位器19和ー對角度檢測齒輪20，電位器19安裝于A軸外殼I’上，其中ー個(gè)角度檢測齒輪20安裝于A軸主軸2’上，另ー個(gè)角度檢測齒輪20安裝于電位器19的旋轉(zhuǎn)軸上。A軸主軸2’旋轉(zhuǎn)吋，電位器19會(huì)根據(jù)角度檢測齒輪20轉(zhuǎn)過的角度計(jì)算出A軸主軸2’旋轉(zhuǎn)的角度，然后將A軸主軸2’旋轉(zhuǎn)的角度反饋給連接在外部的控制器，以便控制器控制A軸主軸2’旋轉(zhuǎn)到指定角度。所述B軸主軸2的下端與A軸外殼I’連接，A軸主軸2’兩端伸出A軸外殼I’且與安裝板10連接，安裝板10與銑削系統(tǒng)連接，所述銑削系統(tǒng)包括銑削電機(jī)11、減速箱12和銑削刀具13，銑削電機(jī)11與減速箱12的輸入軸連接，減速箱12的輸出軸與銑削刀具13連接。實(shí)際工作中，以B軸組件為例氣缸通氣后在氣缸的作用下推動(dòng)B軸主軸2軸向移動(dòng)，B軸上部的端齒盤6和B軸下部的端齒盤7脫開(銑削過程中B軸上部的端齒盤6和B軸下部的端齒盤7處于嚙合狀態(tài))。伺服電機(jī)通過B軸齒輪組5帶動(dòng)A軸外殼I’轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)B軸主軸2轉(zhuǎn)動(dòng)到指定位置時(shí)伺服電機(jī)4去掉使能，氣缸斷氣，在復(fù)位彈簧15的作用下推動(dòng)B軸主軸2軸向移動(dòng)復(fù)位，B軸上部的端齒盤6和B軸下部的端齒盤7嚙合。在十字連接器16的作用下B軸上部的端齒盤6徑向調(diào)整，保證B軸主軸2的重復(fù)定位性。A軸組件結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)的功能與B軸一致，A軸主軸2’帶動(dòng)銑削系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)。B軸主軸2和A軸主軸2’旋轉(zhuǎn)到指定位置后銑削系統(tǒng)開始銑削工作。
權(quán)利要求1.一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，其特征在于包括B軸組件、A軸組件和銑削系統(tǒng)，所述B軸組件和A軸組件相互垂直設(shè)置，A軸組件通過安裝板(10)與銑削系統(tǒng)連接，所述B軸組件和A軸組件均包括外殼以及設(shè)置于外殼內(nèi)的主軸、主軸旋轉(zhuǎn)組件和主軸軸向位移組件，主軸安裝于外殼內(nèi)且和外殼之間設(shè)有密珠軸承(3)，所述主軸旋轉(zhuǎn)組件包括伺服電機(jī)(4)、齒輪組和端齒盤組件，所述端齒盤組件包括上下布置的可相互嚙合的兩個(gè)端齒盤，其中上部的端齒盤與外殼連接，下部的端齒盤與主軸連接，所述伺服電機(jī)(4)設(shè)置于外殼內(nèi)，伺服電機(jī)(4)與下部的端齒盤之間通過齒輪組傳遞動(dòng)力，所述外殼內(nèi)頂部為氣缸結(jié)構(gòu)，且設(shè)有氣嘴，所述主軸軸向位移組件包括活塞和軸向復(fù)位裝置，所述活塞設(shè)置于主軸上且活塞頭部的外壁與外殼內(nèi)頂部的氣缸內(nèi)壁相配合，B軸組件的主軸下端與A軸組件的外殼連接，A軸組件的主軸兩端伸出A軸組件的外殼且與安裝板(10)連接，安裝板(10)與銑削系統(tǒng)連接，所述銑削系統(tǒng)包括銑削電機(jī)(11)、減速箱(12)和銑削刀具(13)，銑削電機(jī)(11)與減速箱(12)的輸入軸連接，減速箱(12)的輸出軸與銑削刀具(13)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，其特征在于所述軸向復(fù)位裝置包括推力軸承(14)和復(fù)位彈簧(15)，所述推力軸承(14)套設(shè)于主軸上，所述復(fù)位彈簧(15) 一端固定于外殼上,另一端與推力軸承(14)的端面相對設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，其特征在于還包括徑向復(fù)位裝置，所述徑向復(fù)位裝置為十字連接器(16 )，所述十字連接器(16 )包括兩個(gè)固定板(17)和設(shè)置于兩個(gè)固定板(17)之間的浮動(dòng)板(18),其中一個(gè)固定板(17)固定于外殼上，另一個(gè)固定板(17)固定于上部的端齒盤上，兩個(gè)固定板(17)上均有梯形槽，浮動(dòng)板(18)兩端面設(shè)有相對垂直的梯形鍵，浮動(dòng)板(18)上的梯形鍵分別與兩個(gè)固定板(17)上的梯形槽相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，其特征在于所述B軸組件和A軸組件均包括角度檢測組件，所述角度檢測組件包括電位器(19)和一對角度檢測齒輪(20)，電位器(19)安裝于外殼上，其中一個(gè)角度檢測齒輪(20)安裝于主軸上，另一個(gè)角度檢測齒輪(20)安裝于電位器(19)的旋轉(zhuǎn)軸上。
專利摘要本實(shí)用新型屬于三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭。本實(shí)用新型的目的是實(shí)現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)上對模型進(jìn)行快速、高精度加工。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種三坐標(biāo)測量機(jī)用數(shù)控雙旋轉(zhuǎn)銑削頭，包括B軸組件、A軸組件和銑削系統(tǒng)，所述B軸組件和A軸組件相互垂直設(shè)置，A軸組件通過安裝板與銑削系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型可在三坐標(biāo)測量機(jī)上對模型實(shí)現(xiàn)快速成型加工，提高設(shè)備利用率，降低企業(yè)成本。
文檔編號(hào)B23Q5/10GK202845902SQ20122050689
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者徐少臣, 李海濤, 薛軍鵬, 李旭華, 朱陽光 申請人:西安愛德華測量設(shè)備股份有限公司