專(zhuān)利名稱(chēng)：龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，特別是指一種由并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)與龍門(mén)型機(jī)架配合構(gòu)成一至少具有五維運(yùn)動(dòng)方向而能進(jìn)行高效率加工的工具機(jī)的技術(shù)。
串聯(lián)式機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)，是懸臂較長(zhǎng)，造成結(jié)構(gòu)負(fù)荷流線長(zhǎng)(longloading path)、剛性不足、結(jié)構(gòu)易受彎矩負(fù)荷變形及結(jié)構(gòu)為熱不對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)(thermally non-symmetric structure)等問(wèn)題，這些問(wèn)題也往往造成系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻寬受到限制，不利于高速化，而目前常見(jiàn)的解決方式，多加以粗加工其結(jié)構(gòu)來(lái)解決，這種方式，不但造成必須以較大的驅(qū)動(dòng)源來(lái)推動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，也提高了制造成本高，并造成大量的能源消耗；另一方面，雖然現(xiàn)代的電腦數(shù)值控制(Computer Numerical Control，CNC)已經(jīng)能夠藉助電腦技術(shù)，以誤差補(bǔ)償方式(error compensation)來(lái)降低機(jī)器的幾何誤差和熱變形，雖然此種利用軟件來(lái)補(bǔ)償機(jī)器誤差的方式，可以讓串聯(lián)構(gòu)造工具機(jī)，以較低成本的軟件技術(shù)來(lái)提高機(jī)器精度，但誤差補(bǔ)償技術(shù)的成功前提，在于機(jī)器必須具有足夠的重復(fù)性(repeatability)，亦即機(jī)器必須具有足夠的剛性及低熱變形等，而這些特點(diǎn)在目前串聯(lián)構(gòu)造工具機(jī)上都很難達(dá)到。
又，在傳統(tǒng)架構(gòu)中的龍門(mén)型五軸工具機(jī)剛性最低而且成本最高的組件，就是具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的主軸頭，以致以串聯(lián)式進(jìn)給機(jī)構(gòu)應(yīng)用在龍門(mén)型五軸工具機(jī)的設(shè)計(jì)與制造上，常遇到的問(wèn)題多是在五軸頭的剛性不足及難以高速化，而且其制造組裝所需要的技術(shù)層次相當(dāng)高，所以使得龍門(mén)型五軸工具機(jī)的售價(jià)居高不下，而如果能提高龍門(mén)型五軸工具機(jī)主軸頭的剛性與降低成本，將會(huì)使得國(guó)內(nèi)的龍門(mén)型五軸工具機(jī)更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
由此可見(jiàn)，上述習(xí)用物品仍有設(shè)計(jì)不足之處，實(shí)非一完善的設(shè)計(jì)者，而亟符加以改良。
本創(chuàng)作人鑒于上述現(xiàn)有的龍門(mén)型五軸工具機(jī)所衍生的各項(xiàng)缺點(diǎn)，乃亟思加以改良創(chuàng)新，并經(jīng)多年苦心孤詣潛心研究后，終于成功研發(fā)完成本件龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)。
本實(shí)用新型的內(nèi)容木實(shí)用新型的目的即在于提供一種龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，是由將并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)結(jié)合于各式類(lèi)型的龍門(mén)型架構(gòu)工具機(jī)，而改善傳統(tǒng)龍門(mén)型多軸串聯(lián)式工具機(jī)的較長(zhǎng)懸臂所造成的負(fù)荷流線長(zhǎng)、剛性不足、結(jié)構(gòu)易受彎矩負(fù)荷變形及熱不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題，更可由本實(shí)用新型的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)高剛性、低慣量、結(jié)構(gòu)間單且易于組裝及特別適用于高速化的進(jìn)給機(jī)構(gòu)的特性，并提高加工時(shí)的動(dòng)頻寬及精密度。
本實(shí)用新型主要是將本申請(qǐng)人所提出的“混合機(jī)構(gòu)式多軸工具機(jī)”(中國(guó)臺(tái)灣實(shí)用新型專(zhuān)利公告第363480號(hào)案，美國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利US6,048,143)內(nèi)的“并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)”技術(shù)，配合運(yùn)用到各式龍門(mén)型機(jī)架結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)技術(shù)，由并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的高剛性及低慣量的特性，更有利應(yīng)用于龍門(mén)型工具的高速化進(jìn)給機(jī)構(gòu)；可達(dá)成本實(shí)用新型目的的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，至少包括有一基板，該基板的一面，至少設(shè)置有兩平行的線性滑軌；一工作承臺(tái)，該工作承臺(tái)朝向基板的一面，至少設(shè)有兩滑槽；一機(jī)架，是由至少一個(gè)機(jī)臺(tái)與兩機(jī)柱所組成，該兩機(jī)柱的一端部，平行固設(shè)于基板的兩側(cè)，兩機(jī)柱的另一端部的端面，則各設(shè)有一線性滑軌，另外，該機(jī)臺(tái)的兩側(cè)各設(shè)置有一滑槽；一并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)，是由復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組以并聯(lián)的方式連結(jié)一基座所構(gòu)成，其中每一個(gè)直線進(jìn)給模組均以一可樞轉(zhuǎn)的方式與該基座結(jié)合，且該復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組結(jié)合于基座的位置，并不在同一點(diǎn)上；一加工模組，設(shè)置于基座朝向工件承臺(tái)的一側(cè)面上；一進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)；以及一控制器。
其中每一組直線進(jìn)給模組至少包括有一線性滑軌，一滑座及一連桿，該連桿的一端，是樞接于該滑座上，該連桿的另一端亦以可樞轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于基座上。
其中該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組的各線性滑軌，是固設(shè)于一導(dǎo)引護(hù)罩殼體內(nèi)，該導(dǎo)引護(hù)罩的一端，是固設(shè)于朝向機(jī)臺(tái)的一側(cè)，導(dǎo)引護(hù)罩的另一端則向基板延伸。
其中該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組的各線性滑軌，是固設(shè)于一導(dǎo)引護(hù)罩殼體內(nèi)，該導(dǎo)引護(hù)罩的一端，是固設(shè)于朝向機(jī)臺(tái)的一側(cè)，導(dǎo)引護(hù)罩的另一端則向基板延伸。
其中該連桿與滑座樞接的方式，是由在連桿與滑座連接的一端設(shè)置有一軸，并于滑座上設(shè)有一個(gè)可與該軸對(duì)應(yīng)配合的軸承。
其中該連桿與基座的連結(jié)方式，是在連桿與基座連結(jié)處設(shè)置有一萬(wàn)向軸節(jié)，該萬(wàn)向軸節(jié)是由兩組軸心相交的軸與軸承所組成。
其中該連桿與基座的連結(jié)方式，是在連桿與基座連結(jié)處設(shè)置有一球形關(guān)節(jié)。
其中該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組的數(shù)量，是為三組，該三組的直線進(jìn)給模組的線性滑軌，是相互等距并平設(shè)置于導(dǎo)引護(hù)罩殼體內(nèi)，并且，該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的三組連桿，是結(jié)合于基座的周緣的不同點(diǎn)上，并相互等距分開(kāi)。
其中該加工模組是為一切削主軸，其一端設(shè)有刀具。
其中該基板、工作承臺(tái)、機(jī)架及導(dǎo)引護(hù)罩的組立方式，可由另一組立方式，與并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)組合，即，該工作承臺(tái)是固設(shè)于基板的一面，該兩機(jī)柱的一端部，平行固設(shè)于基板的兩側(cè)，兩機(jī)柱的另一端部的端面，則各設(shè)有一線性滑軌，該兩線性滑軌可各別配合兩設(shè)于機(jī)臺(tái)的滑槽，而該機(jī)臺(tái)于設(shè)有滑槽的另一面，則設(shè)有另兩線性滑軌，該兩線性滑軌與設(shè)于機(jī)柱的兩線性滑軌，在XY軸投影平面上相互垂直，該設(shè)于機(jī)臺(tái)的兩線性滑軌，配合于兩設(shè)于導(dǎo)引護(hù)罩的滑槽。
其中該機(jī)架的機(jī)臺(tái)與機(jī)柱成型為一體的冂型機(jī)架，并另于該基板朝向冂型機(jī)架的一面，設(shè)有兩線性滑軌，該兩線性滑軌與設(shè)于機(jī)臺(tái)的兩線性滑軌，在XY軸投影平面上相互垂直，該兩線性滑軌配合于兩設(shè)于工作承臺(tái)底部的滑槽。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)同時(shí)參閱圖2、圖3及圖4，圖2為本實(shí)用新型的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)的立體視圖(此亦為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例視圖)，圖3為該龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)的立體分解視圖，圖4為該龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)的并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)立體視圖；本實(shí)用新型主要是由一基板1(該基板1亦可視為供本實(shí)用新型的其它結(jié)構(gòu)裝置基準(zhǔn)的一固定地面)、一工作承臺(tái)2、一機(jī)架3、一導(dǎo)引護(hù)罩4、一并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)5、一加工模組6、一進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)7及一控制器8所組成，該基板1的一面，至少設(shè)置有兩平行的線性滑軌11，該工作承臺(tái)2朝向基板1的一面，則至少設(shè)有兩滑槽21，由該兩滑槽21配合于基板1所設(shè)的兩線性滑軌11，進(jìn)而可使該工作承臺(tái)2可相對(duì)于基板1做一線性運(yùn)動(dòng)，該機(jī)架3是由一機(jī)臺(tái)31及兩機(jī)柱32及33所組成，該兩機(jī)柱32及33的一端部321及331，是相互平行固設(shè)于基板1的兩側(cè)，而該兩機(jī)柱32及33另一端部322及332的端面323及333，則各設(shè)有一線性滑軌324及334，另外，該機(jī)臺(tái)31的兩側(cè)，各設(shè)置有一滑槽311及312，由該兩滑槽311及312則可分別配合于兩機(jī)柱32及33所設(shè)的兩線性滑軌324及334，再由進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)機(jī)臺(tái)31，使得該機(jī)臺(tái)31可由滑槽311及312的導(dǎo)引，相對(duì)于機(jī)柱32及33做一Y軸方向的線性運(yùn)動(dòng)，該導(dǎo)引護(hù)罩4是為一殼體，其一端固設(shè)于機(jī)臺(tái)31朝向基板1的一側(cè)，該導(dǎo)引護(hù)罩4的另一端，則向基板1方向延伸，而該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)5，是設(shè)置于導(dǎo)引護(hù)罩4內(nèi)，該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)5，是由三個(gè)直線進(jìn)給模組51以并聯(lián)的方式連結(jié)一基座54所構(gòu)成，其中每一個(gè)直線進(jìn)給模組51均以一可樞轉(zhuǎn)的方式與該基座54結(jié)合，且該三個(gè)直線進(jìn)給模組51，結(jié)合于基座1的位置并不在同一點(diǎn)上，而由此三個(gè)直線進(jìn)給模組51，可驅(qū)動(dòng)各基座54，做的軸方向的線性運(yùn)動(dòng)，及至少做二維旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)(如圖4A/C軸所示)，該加工模組6，設(shè)置于基座1朝向工件承臺(tái)2的一側(cè)面上，該進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)7，分別用于驅(qū)動(dòng)上述的機(jī)臺(tái)31、工作承臺(tái)2的滑槽機(jī)構(gòu)，如滑槽21、311及312，而使各滑槽21、311及312可于該滑槽21、311及312所配合的線性滑軌11、324及334上，進(jìn)行一維方向(X軸或Y軸)的線性運(yùn)動(dòng)，而該進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)機(jī)臺(tái)31或工作承臺(tái)2的運(yùn)動(dòng)方式，可為螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)71(即以一伺服馬達(dá)711傳動(dòng)一導(dǎo)螺桿712而可推動(dòng)機(jī)臺(tái)31或工作承臺(tái)2)或油壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)72(即由控制油壓回路721的方式，使油壓缸722帶動(dòng)傳動(dòng)桿723，而可推動(dòng)機(jī)臺(tái)31或工作承臺(tái)2)為之，請(qǐng)配合參看圖4(A)及(B)；該控制器8是用于控制并協(xié)調(diào)并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)5的直線進(jìn)給模組51及進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)7的動(dòng)作，以改變基座54的空間方位，進(jìn)而控制加工模組6與工作承臺(tái)2之間的相對(duì)空間位置。
請(qǐng)?jiān)賲⒖磮D4，本實(shí)用新型的并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)5的每組直線進(jìn)給模組51(在此僅述及單一的直線進(jìn)給模組51，而直線進(jìn)給模組51為復(fù)數(shù)時(shí)，其每個(gè)直線進(jìn)給模組51的相對(duì)構(gòu)件皆相同)，包括有一線性滑軌511，一滑座512、一連桿513，該每一線性滑軌511，是相互分開(kāi)且平行延伸固設(shè)于導(dǎo)引護(hù)罩4的殼體內(nèi)，該各連桿513，是結(jié)合于基座54的周緣的不同位置上，且相互等距分開(kāi)，該滑座512可沿該線性滑軌511做線性運(yùn)動(dòng)(如圖中所示的Z1軸、Z2軸及Z3軸的方向)，該連桿513的一端，是樞接于該滑座512上且至少可做一維方向的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該連桿513的另一端亦以可樞轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于基座54上，而由此三個(gè)直線進(jìn)給模組51的各連桿513分別連結(jié)于基座54的不同點(diǎn)位置，再配合各滑座512于其配合的線性滑軌511上做線性移動(dòng)，而可使基座54進(jìn)行至少一維的平移(Z軸方向)及兩維旋轉(zhuǎn)(A/C軸)的三維運(yùn)動(dòng)，而直線進(jìn)給模組51控制驅(qū)動(dòng)滑座512于線性滑軌511做線性運(yùn)動(dòng)的方式，可為螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)52(即以一伺服馬達(dá)521傳動(dòng)一導(dǎo)螺桿522而可推動(dòng)機(jī)臺(tái)31或工作承臺(tái)2)或油壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)53(即由控制油壓回路531的方式，使油壓缸532帶動(dòng)傳動(dòng)桿533，而可推動(dòng)機(jī)臺(tái)31或工作承臺(tái)2)為之，請(qǐng)配合參看圖四(C)及(D)。
如上所述，該個(gè)直線進(jìn)給模組51的連桿513與滑座512樞接的方式，是由在連桿513與滑座512連接的一端設(shè)置有一軸514，并于滑座512上設(shè)有一個(gè)可與該軸514對(duì)應(yīng)配合的軸承515，由軸514與軸承515的滾動(dòng)配合，達(dá)到使連桿513的另一端，以該滑座512為支點(diǎn)，進(jìn)行至少一維方向的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；另外，該連桿513與基座54的連結(jié)方式，則在連桿513與基座54連結(jié)處，設(shè)置有一萬(wàn)向軸節(jié)516，該萬(wàn)向軸節(jié)516，是由兩組軸心相交的軸與軸承所組成，由萬(wàn)向軸節(jié)516連結(jié)，可達(dá)到以連桿513與基座54連結(jié)處為支點(diǎn)，使基座54進(jìn)行至少二維方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；而另一種亦能達(dá)到萬(wàn)向軸節(jié)516功能的連結(jié)方式，是在連桿513與基座54連結(jié)處設(shè)置一球形關(guān)節(jié)，由該球形關(guān)節(jié)設(shè)置，同樣可達(dá)到以連桿513與基座54連結(jié)處為支點(diǎn)，使基座54進(jìn)行至少二維方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
請(qǐng)參看圖2及圖4，并聯(lián)式連桿機(jī)構(gòu)5主要是由三組可上下直線運(yùn)動(dòng)的滑座512，以樞接的方式結(jié)合在滑座512上的連桿513及加工模組6和三組介于加工模組6與連桿513之間的萬(wàn)向軸節(jié)516所組成，當(dāng)三個(gè)滑座512有著不同移動(dòng)速度或方向(Z1、Z2及Z3)時(shí)，則將會(huì)使得加工模組6產(chǎn)生由萬(wàn)向軸節(jié)516所組成A/C軸旋向配合，而產(chǎn)生在空間的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由控制器8將加工資料(如加工位置、刀具補(bǔ)償?shù)荣Y訊)，可控制進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)7傳動(dòng)機(jī)臺(tái)31及工作承臺(tái)2，使加工模組6相對(duì)于工件9產(chǎn)生XY平面的二維空間位置變化，若控制器8再配合控制并聯(lián)式連桿機(jī)構(gòu)5進(jìn)行Z軸(即滑座512在Z1、Z2及Z3軸方向的相同位移量或速度)及A/C軸(即滑座512在Z1、Z2及Z3軸方向的不同位移量或速度)時(shí)，則將會(huì)使得加工模組6產(chǎn)生相對(duì)于工件9的垂直(Z軸)及A/C軸方向的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如此，由上述的控制方式，可使本實(shí)用新型的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)對(duì)工件9進(jìn)行至少五維方位的加工。
請(qǐng)?jiān)賲⒖磮D5及圖6，圖5為該龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)的第二實(shí)施例視圖，圖6為該龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)的第三實(shí)施例視圖；本實(shí)用新型可由變化前述的基板1、工作承臺(tái)2、機(jī)架3及導(dǎo)引護(hù)罩4的組立形態(tài)，與并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)5變化組合，能更發(fā)揮并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)5的效能。如圖5所示，該機(jī)架3a的工作承臺(tái)2a是固設(shè)于基板1a的一面，該兩機(jī)柱32a及33a的一端部321a及331a，是平行固設(shè)于基板1a的兩側(cè)，兩機(jī)柱32a及33a的另一端部322a及332a的端面323a及333a，則各設(shè)有一線性滑軌324a及334a，該兩線性滑軌324a及334a可各別配合兩設(shè)于機(jī)臺(tái)31a的滑槽311a及312a，使得該機(jī)臺(tái)31a可做一維線性運(yùn)動(dòng)(Y軸方向)，而該機(jī)臺(tái)31a于設(shè)有滑槽311a及312a的另一面，則設(shè)有另兩線性滑軌34及35，該兩線性滑軌34及35與設(shè)于機(jī)柱32a及33a的兩線性滑軌324a及334a，在XY軸投影平面上相互垂直，該設(shè)于機(jī)臺(tái)31a的兩線性滑軌34及35，配合于兩設(shè)于導(dǎo)引護(hù)罩4a的滑槽34a及35a(此時(shí)原來(lái)固設(shè)于機(jī)臺(tái)31的導(dǎo)引護(hù)罩4是與機(jī)臺(tái)31分離，滑槽34a及35a設(shè)于原來(lái)固設(shè)機(jī)舍31的一端，并可配合設(shè)于機(jī)臺(tái)31a的兩線性滑軌34及35)，由導(dǎo)引護(hù)罩4a所設(shè)的兩滑槽34a及35a配合設(shè)于機(jī)臺(tái)31a的兩線性滑軌34及35，可使導(dǎo)引護(hù)罩4a做一維線性運(yùn)動(dòng)(X軸方向)；又，如上述的結(jié)構(gòu)組合方式，可做其另一變化(請(qǐng)參看圖6)，即，該機(jī)架3a的機(jī)臺(tái)31a與機(jī)柱32a及33a成型為一體的冂型機(jī)架3b，并另于該基板1b朝向冂型機(jī)架3b的一面，設(shè)有兩線性滑軌11b，該兩線性滑軌11b與設(shè)于原來(lái)機(jī)臺(tái)31a的兩線性滑軌34及35，在XY軸投影平面上相互垂直，該兩線性滑軌配11b合于兩設(shè)于工作承臺(tái)2b底部的滑槽21b，藉由工作承臺(tái)2b底哪所設(shè)的兩滑槽21b配合于基板1b所設(shè)的兩線性滑軌11b，可使工作承臺(tái)26做一維線性運(yùn)動(dòng)(X軸方向)。
本實(shí)用新型所提供的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，與前述其他習(xí)用技術(shù)相互比較時(shí)，更具有下列的優(yōu)點(diǎn)(1)由以并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)取代龍門(mén)型五軸工具機(jī)的主軸頭構(gòu)造的方式，不會(huì)產(chǎn)生像傳統(tǒng)工具機(jī)會(huì)累積各驅(qū)動(dòng)軸誤差，甚至幾何誤差還有平均化的效果，因此容易達(dá)成高精密度及提升復(fù)雜曲面加工能力。
(2)驅(qū)動(dòng)軸大部份承受軸向應(yīng)力，機(jī)器剛性高。
(3)為熱對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(thermal symmetric structure)熱變形量較小。
(4)并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)上以承受軸向應(yīng)力為主，因此在荷重能力要比串聯(lián)機(jī)構(gòu)強(qiáng)，且誤差比較小、結(jié)構(gòu)剛性比較好。
(5)本實(shí)用新型的工具機(jī)成本較傳統(tǒng)五軸工具機(jī)少，極具產(chǎn)業(yè)上的競(jìng)爭(zhēng)性。
上列詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本實(shí)用新型的一可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，惟該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所為的等效實(shí)施或變更，例如變化并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的直線進(jìn)給模組數(shù)量等變化的等效性實(shí)施例，均應(yīng)包含于本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍中。
權(quán)利要求1.一種龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，至少包括一基板，該基板的一面，至少設(shè)置有兩平行的線性滑軌；一工作承臺(tái)，該工作承臺(tái)朝向基板的一面，至少設(shè)有兩滑槽；一機(jī)架，是由至少一個(gè)機(jī)臺(tái)與兩機(jī)柱所組成，該兩機(jī)柱的一端部，平行固設(shè)于基板的兩側(cè)，兩機(jī)柱的另一端部的端面，則各設(shè)有一線性滑軌，另外，該機(jī)臺(tái)的兩側(cè)各設(shè)置有一滑槽；一并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)，是由復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組以并聯(lián)的方式連結(jié)一基座所構(gòu)成，其中每一個(gè)直線進(jìn)給模組均以一可樞轉(zhuǎn)的方式與該基座結(jié)合，且該復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組結(jié)合于基座的位置，并不在同一點(diǎn)上；一加工模組，設(shè)置于基座朝向工件承臺(tái)的一側(cè)面上；一進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)；以及一控制器。
2.按權(quán)利要求1所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中每一組直線進(jìn)給模組至少包括有一線性滑軌，一滑座及一連桿，該連桿的一端，是樞接于該滑座上，該連桿的另一端亦以可樞轉(zhuǎn)的方式連結(jié)于基座上。
3.按權(quán)利要求1所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組的各線性滑軌，是固設(shè)于一導(dǎo)引護(hù)罩殼體內(nèi)，該導(dǎo)引護(hù)罩的一端，是固設(shè)于朝向機(jī)臺(tái)的一側(cè)，導(dǎo)引護(hù)罩的另一端則向基板延伸。
4.按權(quán)利要求2所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組的各線性滑軌，是固設(shè)于一導(dǎo)引護(hù)罩殼體內(nèi)，該導(dǎo)引護(hù)罩的一端，是固設(shè)于朝向機(jī)臺(tái)的一側(cè)，導(dǎo)引護(hù)罩的另一端則向基板延伸。
5.按權(quán)利要求2所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該連桿與滑座樞接的方式，是由在連桿與滑座連接的一端設(shè)置有一軸，并于滑座上設(shè)有一個(gè)可與該軸對(duì)應(yīng)配合的軸承。
6.按權(quán)利要求2所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該連桿與基座的連結(jié)方式，是在連桿與基座連結(jié)處設(shè)置有一萬(wàn)向軸節(jié)，該萬(wàn)向軸節(jié)是由兩組軸心相交的軸與軸承所組成。
7.按權(quán)利要求2所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該連桿與基座的連結(jié)方式，是在連桿與基座連結(jié)處設(shè)置有一球形關(guān)節(jié)。
8.按權(quán)利要求1所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)數(shù)個(gè)直線進(jìn)給模組的數(shù)量，是為三組，該三組的直線進(jìn)給模組的線性滑軌，是相互等距并平設(shè)置于導(dǎo)引護(hù)罩殼體內(nèi)，并且，該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)的三組連桿，是結(jié)合于基座的周緣的不同點(diǎn)上，并相互等距分開(kāi)。
9.按權(quán)利要求1所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該加工模組是為一切削主軸，其一端設(shè)有刀具。
10.按權(quán)利要求1所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該基板、工作承臺(tái)、機(jī)架及導(dǎo)引護(hù)罩的組立方式，可由另一組立方式，與并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)組合，即，該工作承臺(tái)是固設(shè)于基板的一面，該兩機(jī)柱的一端部，平行固設(shè)于基板的兩側(cè)，兩機(jī)柱的另一端部的端面，則各設(shè)有一線性滑軌，該兩線性滑軌可各別配合兩設(shè)于機(jī)臺(tái)的滑槽，而該機(jī)臺(tái)于設(shè)有滑槽的另一面，則設(shè)有另兩線性滑軌，該兩線性滑軌與設(shè)于機(jī)柱的兩線性滑軌，在XY軸投影平面上相互垂直，該設(shè)于機(jī)臺(tái)的兩線性滑軌，配合于兩設(shè)于導(dǎo)引護(hù)罩的滑槽。
11.按權(quán)利要求10所述的龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī)，其特征在于，其中該機(jī)架的機(jī)臺(tái)與機(jī)柱成型為一體的冂型機(jī)架，并另于該基板朝向冂型機(jī)架的一面，設(shè)有兩線性滑軌，該兩線性滑軌與設(shè)于機(jī)臺(tái)的兩線性滑軌，在XY軸投影平面上相互垂直，該兩線性滑軌配合于兩設(shè)于工作承臺(tái)底部的滑槽。
專(zhuān)利摘要一種龍門(mén)型并聯(lián)式五軸工具機(jī),主要是由一機(jī)架、一并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)、一進(jìn)給軸機(jī)構(gòu)及一控制器單元所組成;該并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu)是由三組直線進(jìn)給模組以可樞轉(zhuǎn)的連結(jié)方式,并聯(lián)連結(jié)一基座所構(gòu)成,而由直線進(jìn)給模組的可樞動(dòng)基座,來(lái)進(jìn)行一維線性及兩維旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng),并另由控制器單元運(yùn)算并控制進(jìn)給軸機(jī)構(gòu),可使固設(shè)于機(jī)架的并聯(lián)式空間連桿機(jī)構(gòu),同時(shí)進(jìn)行二維平面空間的運(yùn)動(dòng),而能更有效率并精確地進(jìn)行加工的工具機(jī)。
文檔編號(hào)B23Q41/00GK2500427SQ0127014
公開(kāi)日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2001年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月5日
發(fā)明者張燦輝, 陳冠文, 康兆安 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院