[發明專利]具有直線運動軸雙驅動結構的五軸聯動數控鉆鉚設備

有效

• 申請號: 201610100948.3
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105665790B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 蔣君俠;柯映林;李江雄;柯臻錚;費少華;李文軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B23B47/20
• 分類號: B23B47/20;B23Q5/40
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 鄭紅莉

技術領域

本發明涉及飛機裝配技術與裝備領域，尤其涉及一種具有直線運動軸雙驅動結構的五軸聯動數控鉆鉚設備。

背景技術

鉚接技術是航空制造業中普遍使用的一項機械連接技術，其加工工藝相對簡單，鉚接質量易于控制，并具有重量輕、強度高的優勢，在航空制造領域得到廣泛的應用。傳統的鉚接產品質量受工人個體因素的影響比較大，因此難以確保穩定、高質高效的連接。為了保證飛機的裝配質量、提高飛機裝配效率，發展自動鉆鉚技術，使用自動鉆鉚設備進行自動化鉆鉚是一種必然的趨勢。

五軸聯動數控鉆鉚設備的直線運動軸驅動機構是數控鉆鉚機的核心功能部件，它是一個集機械、電氣等于一體的高度集成系統。傳統的五軸聯動數控機床運動軸驅動部件承載能力較小，針對五軸聯動數控鉆鉚設備，無法滿足設備高承載能力，高加工精度的要求。當前國內外數控加工設備正朝著大型化方向發展。機床的高承載能力，加工的高精度，廣泛的加工范圍已成為大型數控機床的顯著特點。因此研發一種精度高、承載能力大的五軸聯動數控設備直線運動軸雙驅動方法及結構，滿足五軸聯動數控鉆鉚設備及大負載五軸聯動數控機床X、Y、Z方向直線運動的功能需求具有重要的現實意義。

發明內容

本發明提供一種具有直線運動軸雙驅動結構的五軸聯動數控鉆鉚設備，可以實現X、Y、Z三個方向的直線運動，定位精度高，運行平穩，保證工作安全、穩定、可靠；作為基礎核心模塊，通過合理的配置可以構成滿足不同工作性能要求的五軸聯動數控鉆鉚設備。

本發明的具體技術方案如下：

一種具有直線運動軸雙驅動結構的五軸聯動數控鉆鉚設備，包括底座，沿底座在X向滑動的X軸托板，固定在X軸托板上的支架，沿支架升降的Z軸托板，安裝在Z軸托板上且具有Y向自由度的Y軸滑枕；

所述底座上設有X軸齒條，X軸托板安裝有第一X軸伺服電機及減速器組件和第二X軸伺服電機及減速器組件，兩個X軸伺服電機及減速器組件分別驅動有與X軸齒條嚙合的齒輪；

所述支架上安裝有用于Z軸托板在Z方向升降的第一Z軸進給滾動絲杠螺母組件和第二Z軸進給滾動絲杠螺母組件；

所述Z軸托板上安裝有用于Y軸滑枕在Y方向進行直線運動的第一Y軸進給滾動絲杠螺母組件和第二Y軸進給滾動絲杠螺母組件，且第一Y軸進給滾動絲杠螺母組件和第二Y軸進給滾動絲杠螺母組件分別位于Y軸滑枕兩側上下錯位的對角邊上。

本發明中，利用兩個X軸伺服電機及減速器組件驅動與與X軸齒條嚙合的齒輪帶動X軸托板沿X方向直線運動；通過豎立的第一Z軸進給滾動絲杠螺母組件和第二Z軸進給滾動絲杠螺母組件驅動Z軸托板在Z方向直線運動，并在第一Y軸進給滾動絲杠螺母組件和第二Y軸進給滾動絲杠螺母組件的配合下帶動Y軸滑枕在Y方向進行直線運動。

作為改進，所述底座和X軸托板間設有兩條平行布置的X軸直線滾動導軌滑塊副，用于減少X軸托板的摩擦損失，提高傳動精度。

作為改進，所述支架包括安裝在X軸托板上的第一立柱和第二立柱，兩立柱頂部通過立柱頂部支架連接，所述的第一Z軸進給滾動絲杠螺母組件和第二Z軸進給滾動絲杠螺母組件分別安裝在第一立柱和第二立柱上，Z軸托板安裝在支架內。

作為改進，所述第一Z軸進給滾動絲杠螺母組件和第二Z軸進給滾動絲杠螺母組件由分別安裝在兩立柱上的第一Z軸伺服電機及減速器組件和第二Z軸伺服電機及減速器組件驅動。

作為改進，所述第一立柱和第二立柱上分別安裝有用于引導Z軸托板運動的Z軸直線滾動導軌滑塊副。

作為改進，所述Y軸滑枕的兩側設有Y軸直線滾動導軌滑塊副。

作為改進，所述Z軸托板上設有驅動第一Y軸進給滾動絲杠螺母組件和第二Y軸進給滾動絲杠螺母組件的Y軸伺服電機及減速器組件。

作為改進，所述的X向、Y方向和Z方向的滑動極限位置均設有限位開關，用以提高設備的安全可靠性。

本發明的優點如下：

(1)X、Y、Z方向的直線運動運動均采用雙驅動消隙機構，定位精度及重復定位精度高。

(2)X軸方向，X軸拖板通過X軸齒條與底座聯接在一起，直線運動采用了齒輪傳動，因此傳動扭矩大、平穩、傳動精度高、工作可靠。

(3)兩個Y軸進給滾動絲杠螺母組件對稱地分布在Y軸滑枕的對角邊上,有利于載荷的分布；采用了滾珠絲杠傳動，摩擦損失小，傳動效率高，傳動精度高。