[發明專利]一種五軸混聯光學加工設備及其工作方法

在審

• 申請號: 201711210527.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107984331A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 程剛;周振中;丁海港;山顯雷;陳世彪;郭鋒
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B13/005;B24B41/02;B24B47/20
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 張婷婷

1.一種五軸混聯光學加工設備，其特征在于：包括設置在機體(33)內部的混聯單元、定位夾緊單元和加工刀具(11)，其中，所述混聯單元設置在機體(33)頂部位置，混聯單元的下端通過刀具安裝臺(10)與所述加工刀具(11)固連，所述刀具安裝臺(10)帶動加工刀具(11)進行位姿調整；所述定位夾緊單元設置于機體(33)底部，鏡片通過定位夾緊單元固定；

所述混聯單元由絲杠滑臺與并聯運動單元上下連接組成，所述絲杠滑臺水平設置，即絲杠軸線方向與X軸方向一致，并通過螺母(20)與所述絲杠滑臺垂直連接，在螺母(20)的帶動下沿X軸方向水平直線運動；

所述并聯運動單元由位于滑臺(17)下方與其連接的第一支鏈和第二支鏈組成，所述第一支鏈包括連接在滑臺(17)下方并沿Y軸方向水平滑動的滑塊(5)，所述滑塊(5)通過支鏈桿(14)連接所述刀具安裝臺(10)；所述第二支鏈包括連接在滑臺(17)上的轉動盤(6)，所述轉動盤(6)通過電動推桿(7)連接所述刀具安裝臺(10)，所述電動推桿(7)與轉動盤(6)轉動連接，電動推桿(7)繞X、Y軸線方向轉動，構成十字節。

2.根據權利要求1所述的五軸混聯光學加工設備，其特征在于：并聯運動單元由兩條第一支鏈和兩條第二支鏈組成，兩條第一支鏈布置在y軸方向上，沿滑臺(17)的幾何中心對稱布置在滑臺(17)上；兩條第二支鏈布置在x軸方向上，沿滑臺(17)的幾何中心對稱布置在滑臺(17)上。

3.根據權利要求1所述的五軸混聯光學加工設備，其特征在于：所述第一支鏈的滑塊(5)連接在一滾珠絲杠a(4)上，且滑塊(5)中有內螺紋，與滾珠絲杠a(4)相配傳動，所述滾珠絲杠a(4)由減速電機a(1)驅動運動，帶動滑塊(5)沿Y軸方向水平滑動；減速電機a(1)的轉子與滾珠絲杠a(4)通過聯軸器a(2)固連傳遞扭矩；滑塊(5)由兩根導向桿(16)導向，構成滾珠絲杠副，所述滾珠絲杠a(4)和導向桿(16)的兩端由軸承座a(3)支承。

4.根據權利要求1或3所述的五軸混聯光學加工設備，其特征在于：所述支鏈桿(14)為定長桿，一端通過銷軸(15)與滑塊(5)轉動連接，即轉動副；另一端通過球鉸鏈b(13)與球鉸座b(12)連接，即球副；球鉸座b(12)通過螺紋元件固定于刀具安裝臺(10)上。

5.根據權利要求1所述的五軸混聯光學加工設備，其特征在于：所述第二支鏈的轉動盤(6)與滑臺(17)轉動連接，電動推桿(7)與轉動盤(6)轉動連接，電動推桿(7)繞X、Y軸線方向轉動，構成十字節；電動推桿(7)通過球鉸鏈a(8)與球鉸座a(9)連接，即球副；球鉸座a(9)通過螺紋元件固定于刀具安裝臺(10)上。

6.根據權利要求1所述的五軸混聯光學加工設備，其特征在于：所述絲杠滑臺由減速電機b(18)帶動沿X軸方向水平設置的滾珠絲杠b(24)作旋轉運動，滑臺(17)通過設置在滾珠絲杠b(24)的螺母(20)與所述絲杠滑臺連接，并在所述螺母(20)的帶動下隨滾珠絲杠b(24)沿X軸方向的水平滑動。

7.根據權利要求1或6所述的五軸混聯光學加工設備，其特征在于：所述絲杠滑臺由減速電機b(18)驅動沿X軸方向水平設置的滾珠絲杠b(24)作旋轉運動，減速電機b(18)的轉子與滾珠絲杠b(24)通過聯軸器b(19)固連傳遞扭矩；螺母(20)有內螺紋結構，與滾珠絲杠b(24)相配傳動，通過螺母(20)帶動滑臺(17)平動；

滾珠絲杠b(24)設置在絲杠滑臺的中心位置，兩端由兩個軸承座b(25)支承，四個輔助滑塊(22)滑動連接在兩側的滑軌(26)上以X軸對稱設置，構成滾珠絲杠副；其中所述滑軌(26)通過螺紋元件a(21)固定于機體(33)上；滑臺(17)通過螺紋元件b(23)實現一個螺母(20)、四個輔助滑塊(22)的連接。