一种应用于金属异构件精密研磨的
α
型五轴双摆头装置
技术领域
1.本实用新型涉及数控机床配件技术领域，特别涉及一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置。
背景技术：2.近年来，五轴加工中心以其高精度、高刚性、高效率、五轴联动等特点在航空航天、国防军工等高端行业领域应用越来越多，主要用来加工具有复杂型面的高精度零件。五轴加工中心可在三轴联动的标准型加工中心的基础上，在主轴或工作台上增加两个联动的回转轴加以实现，而具有主轴摆动功能的摆头是标准型加工中心升级为五轴加工中心的关键功能部件之一。由于五轴加工中心目前多用来加工钛合金等难加工材料复杂型面零件，故要求摆头部件具有高刚性、大扭矩、高精度等特点。目前，少有国内机床制造厂家能够生产满足上述特性的五轴加工中心机床用的摆头。
技术实现要素：3.针对背景技术中所存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，包括支撑架、第一驱动源、承载架、第二驱动源和夹具机构。所述的第一驱动源固定在所述支撑架一侧，所述的承载架与所述第一驱动源的输出端相连并可在其驱动下作摆动动作。所述的第二驱动源固定在所述承载架顶部，所述的夹具机构与所述第二驱动源的输出端相连并可在其驱动下旋转。
6.进一步地，所述的夹具机构包括法兰盘、固定在所述法兰盘底部的连接板、固定在所述连接板底部的伸缩气缸以及与所述伸缩气缸的输出端相连并用于抓拿工件的抓拿组件。
7.其中，所述的抓拿组件包括固定在所述连接板底部两侧的两块支承板、固定在两块支承板底部的托板、固定在所述托板底部的套筒、活动安装在所述套筒内部的光轴、用于驱动所述光轴上下移动的杠杆以及固定在所述光轴底部的胀套。所述光轴的顶部固定连接有一支点座，所述托板的顶部在所述支点座和伸缩气缸之间固设有一杠杆座，所述杠杆的一端与所述支点座相铰接，另一端与所述伸缩气缸的输出端相铰接，所述杠杆的中部与所述杠杆座相铰接。
8.进一步地，所述的支撑架包括第一支撑板、垂直固定在所述第一支撑板侧边的第二支撑板以及分别与所述第一支撑板和第二支撑板相固接的一至多块第一加强板，所述的第一驱动源固定在所述第一支撑板上。
9.进一步地，所述的承载架包括第一承载板、垂直固定在所述第一承载板底部的第二承载板以及分别与所述第一承载板和第二承载板相固接的一至多块第二加强板，所述的
第二驱动源固定在所述第一承载板顶部，所述的第二承载板与所述第一驱动源的输出端相连。
10.进一步地，所述的第一驱动源包括第一伺服电机以及与所述第一伺服电机的输出端相连的第一减速器。
11.优选地，所述的第一伺服电机为永磁同步伺服电机，所述的第一减速器为rv减速器。
12.进一步地，所述的第二驱动源包括第二伺服电机以及与所述第二伺服电机的输出端相连的第二减速器。
13.优选地，所述的第二伺服电机为永磁同步伺服电机，所述的第二减速器为中空旋转平台。
14.优选地，所述承载架与所述夹具机构在竖直方向不同轴。
15.本实用新型具有如下有益效果：
16.1、能够实现钛合金等难加工材料复杂型面零件的加工，还可根据不同的加工零件来制定不同的夹治具更换加工，极大化地满足了客制化要求，具有结构紧凑、设计合理、连接稳定可靠等优点；
17.2、第一减速器采用rv减速器，相比较于普通的行星减速器，rv减速器的传动比范围大，扭转刚度大，传动效率高，单位体积的承载能力大的优点，占用空间更小，更能满足对功能实现的要求；
18.3、第二减速器采用中空旋转平台，方便夹具机构的气管的连接，极大节省了气管的长度，节省整个摆头所占空间；
19.4、承载架与夹具机构在竖直方向不同轴，通过这样不同心的设计，使工件在加工的过程中规避了与承载架的干涉，使摆头在工作过程中能运动更大的幅度；
20.5、第一伺服电机和第二伺服电机均采用高精度高响应特性的永磁同步电机，该电机转矩与惯量比最优，使其能获得最佳的动态性能，上述的伺服电机优点确保了整个摆头机构的功能性的完整。
附图说明
21.图1为本实用新型的立体结构示意图。
22.图2为本实用新型另一角度的立体结构示意图。
23.图3为本实用新型的零件爆炸图。
24.主要组件符号说明：1、支撑架；11、第一支撑板；12、第二支撑板；13、第一加强板；2、第一驱动源；21、第一伺服电机；22、第一减速器；3、承载架；31、第一承载板；32、第二承载板；33、第二加强板；4、第二驱动源；41、第二伺服电机；42、第二减速器；51、法兰盘；52、连接板；53、伸缩气缸；54、支承板；55、托板；550、杠杆座；56、套筒；57、光轴；570、支点座；58、杠杆；59、胀套。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。
26.如图1-3所示，一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，包括支撑
架1、第一驱动源2、承载架3、第二驱动源4和夹具机构。第一驱动源2固定在支撑架1一侧，承载架3与第一驱动源2的输出端相连并可在其驱动下作摆动动作。第二驱动源4固定在承载架3顶部，夹具机构与第二驱动源2的输出端相连并可在其驱动下旋转。优选地，承载架3与夹具机构在竖直方向不同轴。
27.夹具机构包括法兰盘51、固定在法兰盘51底部的连接板52、固定在连接板52底部的伸缩气缸53以及与伸缩气缸53的输出端相连并用于抓拿工件的抓拿组件。抓拿组件包括固定在连接板52底部两侧的两块支承板54、固定在两块支承板54底部的托板55、固定在托板55底部的套筒56、活动安装在套筒56内部的光轴57、用于驱动光轴57上下移动的杠杆58以及固定在光轴57底部的胀套59。光轴57的顶部固定连接有一支点座570，托板55的顶部在支点座570和伸缩气缸53之间固设有一杠杆座550，杠杆58的一端与支点座570相铰接，另一端与伸缩气缸53的输出端相铰接，杠杆58的中部与杠杆座550相铰接。
28.支撑架1包括第一支撑板11、垂直固定在第一支撑板11侧边的第二支撑板12以及分别与第一支撑板11和第二支撑板12相固接的一至多块第一加强板13，第一驱动源2固定在第一支撑板11上。
29.承载架3包括第一承载板31、垂直固定在第一承载板31底部的第二承载板32以及分别与第一承载板31和第二承载板32相固接的一至多块第二加强板33，第二驱动源4固定在第一承载板31顶部，第二承载板32与第一驱动源2的输出端相连。
30.第一驱动源2包括第一伺服电机21以及与第一伺服电机21的输出端相连的第一减速器22，第二承载板32与第一减速器22的输出端相连。优选地，第一伺服电机21为永磁同步伺服电机，第一减速器22为rv减速器。
31.第二驱动源4包括第二伺服电机41以及与第二伺服电机41的输出端相连的第二减速器42。优选地，第二伺服电机41为永磁同步伺服电机，第二减速器42为中空旋转平台。
32.第一伺服电机21和第二伺服电机41均使用独特的弱磁设计，使其在高转速时仍能输出极高的转矩，凭借电机编码器的高分辨率以及高精度的轴-法兰式安装，可获得极佳的电机精度；编码器与电机轴机械解耦，大大提高了耐用性，其防护等级为ip65，可是适应于各种研磨环境。
33.本实用新型的工作原理为：摆动体绕水平轴线顺时针旋转为第一伺服电机21正转，逆时针旋转为第一伺服电机21反转；绕竖直轴线顺时针旋转称为第二伺服电机41正转，逆时针旋转称为第二伺服电机41反转。工作时，第一伺服电机21通过第一减速器22带动整个承载架3摆动，第二伺服电机41通过第二减速器42带动整个夹具机构运动，夹具内部通过外置气管将气体输送到伸缩气缸53中，通过伸缩气缸53推拉带动夹具内的杠杆58连接光轴57，使得胀套59收缩，实现摆头抓拿工件的功能。
34.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：包括支撑架、第一驱动源、承载架、第二驱动源和夹具机构，所述的第一驱动源固定在所述支撑架一侧，所述的承载架与所述第一驱动源的输出端相连并可在其驱动下作摆动动作，所述的第二驱动源固定在所述承载架顶部，所述的夹具机构与所述第二驱动源的输出端相连并可在其驱动下旋转。2.如权利要求1所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述的夹具机构包括法兰盘、固定在所述法兰盘底部的连接板、固定在所述连接板底部的伸缩气缸以及与所述伸缩气缸的输出端相连并用于抓拿工件的抓拿组件。3.如权利要求2所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述的抓拿组件包括固定在所述连接板底部两侧的两块支承板、固定在两块支承板底部的托板、固定在所述托板底部的套筒、活动安装在所述套筒内部的光轴、用于驱动所述光轴上下移动的杠杆以及固定在所述光轴底部的胀套，所述光轴的顶部固定连接有一支点座，所述托板的顶部在所述支点座和伸缩气缸之间固设有一杠杆座，所述杠杆的一端与所述支点座相铰接，另一端与所述伸缩气缸的输出端相铰接，所述杠杆的中部与所述杠杆座相铰接。4.如权利要求1所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述的支撑架包括第一支撑板、垂直固定在所述第一支撑板侧边的第二支撑板以及分别与所述第一支撑板和第二支撑板相固接的一至多块第一加强板，所述的第一驱动源固定在所述第一支撑板上。5.如权利要求1所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述的承载架包括第一承载板、垂直固定在所述第一承载板底部的第二承载板以及分别与所述第一承载板和第二承载板相固接的一至多块第二加强板，所述的第二驱动源固定在所述第一承载板顶部，所述的第二承载板与所述第一驱动源的输出端相连。6.如权利要求1所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述的第一驱动源包括第一伺服电机以及与所述第一伺服电机的输出端相连的第一减速器。7.如权利要求6所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述的第一伺服电机为永磁同步伺服电机，所述的第一减速器为rv减速器。8.如权利要求1所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述的第二驱动源包括第二伺服电机以及与所述第二伺服电机的输出端相连的第二减速器。9.如权利要求8所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述的第二伺服电机为永磁同步伺服电机，所述的第二减速器为中空旋转平台。10.如权利要求1所述的一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，其特征在于：所述承载架与所述夹具机构在竖直方向不同轴。
技术总结本实用新型公开了一种应用于金属异构件精密研磨的α型五轴双摆头装置，包括支撑架、第一驱动源、承载架、第二驱动源和夹具机构；所述的第一驱动源固定在所述支撑架一侧，所述的承载架与所述第一驱动源的输出端相连并可在其驱动下作摆动动作；所述的第二驱动源固定在所述承载架顶部，所述的夹具机构与所述第二驱动源的输出端相连并可在其驱动下旋转。本实用新型的装置能够实现钛合金等难加工材料复杂型面零件的加工，还可根据不同的加工零件来制定不同的夹治具更换加工，极大化地满足了客制化要求，具有结构紧凑、设计合理、连接稳定可靠等优点。等优点。等优点。
技术研发人员：赵瑞兴
受保护的技术使用者：厦门鼎运智能股份有限公司
技术研发日：2022.05.26
技术公布日：2022/12/16
