[發明專利]雙擺頭及具有該雙擺頭的五軸運動系統

無效

• 申請號: 201110323832.3
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102357828A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 單忠德;劉麗敏;劉豐
• 申請（專利權）人: 機械科學研究總院先進制造技術研究中心
• 主分類號: B23Q5/04
• 分類號: B23Q5/04;B23Q5/22;B23Q11/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本發明涉及機械加工設備領域，特別地，涉及一種雙擺頭。此外，本發明還涉及一種包括上述雙擺頭的五軸運動系統。

背景技術

目前，應用于機械加工中心上的雙擺頭，都采用盤式伺服電機作為C軸驅動裝置A軸驅動裝置，雙擺頭工作時，盤式伺服電機的輸出軸直接與被驅動的裝置相連，帶動加工工具進行精確的加工。此種雙擺頭雖然加工精度較高，但是價格昂貴，無法應用到加工精度要求不高、低成本需求強烈的機械加工領域。例如，對于無模鑄造成形機，由于加工工件為砂塊，加工精度要求不高，若采用現有的雙擺頭，使得無模鑄造成型機的整體成本提高，無法滿足鑄件的單件、小批量的生產需求。因此，有必要提供一種成本較低雙擺頭，以適應小規模、低成本、精度要求不高的生產的需要。

另外，安裝在雙擺頭上的加工工具，如銑刀等一般都由一個驅動裝置進行驅動，在加工工具進行作業時，驅動裝置處于高速運轉的狀態，會產生較多的熱量，使驅動裝置自身及周圍環境的溫度升高，容易影響驅動裝置的使用壽命。而且，對于無模鑄造成形機一類的加工設備，在對工件進行加工過程的過程中，會產生廢屑，對加工工具造成污染，影響加工工具及整個加工設備的工作質量。

發明內容

本發明目的在于提供一種雙擺頭及具有該雙擺頭的五軸運動系統，以解決現有雙擺頭成本高、不能應用到無模鑄造成形機以及其他加工精度要求低、低成本加工需求強烈的加工設備上的技術問題。

為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種雙擺頭，包括：C軸驅動裝置，具有C軸驅動軸；A軸驅動裝置，通過第一傳動機構與C軸驅動軸相連，并隨C軸驅動軸同步旋轉，并具有A軸驅動軸；加工裝置安裝座，通過第二傳動機構與A軸驅動裝置的輸出軸相連，并隨A軸驅動軸的轉動而擺動。

進一步地，第一傳動機構包括：C軸驅動裝置安裝座，C軸驅動裝置設置在C軸驅動裝置安裝座內；旋轉臺，設置于C軸驅動裝置安裝座的下方，與C軸驅動軸相連并隨C軸驅動軸同步轉動。

進一步地，C軸驅動裝置安裝座具有與C軸驅動軸同軸的軸向階梯安裝孔，C軸驅動裝置的外殼卡在軸向階梯安裝孔的外階梯上，旋轉臺具有延伸至軸向階梯安裝孔內的凸起部，凸起部套設于C軸驅動軸的外周并與C軸驅動軸相連，凸起部的外周與軸向階梯安裝孔的內壁之間設置有滾子軸承。

進一步地，A軸驅動軸貫穿加工裝置安裝座，第二傳動機構包括套設在A軸驅動軸的第一端的傳動法蘭，傳動法蘭與A軸驅動軸鍵連接，傳動法蘭的朝向加工裝置安裝座的端面與加工裝置安裝座固定連接。

進一步地，旋轉臺的下方設置有A軸驅動裝置安裝座，A軸驅動裝置的外殼固定在A軸驅動裝置安裝座的外側，A軸驅動軸貫穿A軸驅動裝置安裝座，傳動法蘭設置于A軸驅動裝置安裝座的第一側壁與加工裝置安裝座的第一側壁之間。

進一步地，A軸驅動裝置安裝座的第二側壁的中部設置有與A軸驅動軸同軸的通孔，A軸驅動軸的第二端設置在通孔內，A軸驅動裝置安裝座的第二側壁與加工裝置安裝座的第二側壁之間設置有固定在加工裝置安裝座的第二側壁上的支撐法蘭，支撐法蘭具有延伸至通孔內并位于A軸驅動軸外周的支撐部，支撐部的外周與通孔的內壁之間設置有深溝球軸承。

進一步地，A軸驅動裝置安裝座還包括底座，A軸驅動裝置安裝座的第一側壁與底座一體成型，A軸驅動裝置安裝座的第二側壁可拆卸地與底座相連。

進一步地，C軸驅動裝置和A軸驅動裝置均為伺服電機。

進一步地，加工裝置安裝座的上方設置有進氣口，下方設置有出氣口，進氣口通過第一輸氣管路與冷卻氣體供給源相連。

進一步地，加工裝置安裝座的下方設置有加工裝置，加工裝置的上方設置有朝向加工裝置的吹氣嘴，吹氣嘴通過第二輸氣管路與冷卻氣體供給源的相連。

根據本發明的另一個方面，還提供了五軸運動系統，包括XYZ三軸運動單元，還包括上述雙擺頭，該雙擺頭設置在XYZ三軸運動單元中的Z軸運動單元上。

進一步地，雙擺頭的C軸驅動裝置通過C軸驅動裝置安裝座固定在Z軸運動單元中的Z軸運動滑塊上。

本發明具有以下有益效果：

1.本發明提供的雙擺頭，利用第一傳動機構將C軸驅動裝置的輸出軸的動力傳遞給A軸驅動裝置，帶動A軸驅動裝置同步旋轉，再利用第二傳動機構，將A軸驅動裝置輸出軸的動力傳遞給加工裝置安裝座，進而可以采用普通的伺服電機代替盤式伺服電機實現動力的傳遞，從而實現降低雙擺頭的制造成本的目的。