專利名稱：雙擺頭及具有該雙擺頭的五軸運(yùn)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械加工設(shè)備領(lǐng)域，特別地，涉及一種雙擺頭。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述雙擺頭的五軸運(yùn)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于機(jī)械加工中心上的雙擺頭，都采用盤式伺服電機(jī)作為C軸驅(qū)動裝置A 軸驅(qū)動裝置，雙擺頭工作時，盤式伺服電機(jī)的輸出軸直接與被驅(qū)動的裝置相連，帶動加工工具進(jìn)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(yīng)用到加工精度要求不高、低成本需求強(qiáng)烈的機(jī)械加工領(lǐng)域。例如，對于無模鑄造成形機(jī)，由于加工工件為砂塊，加工精度要求不高，若采用現(xiàn)有的雙擺頭，使得無模鑄造成型機(jī)的整體成本提高，無法滿足鑄件的單件、小批量的生產(chǎn)需求。因此，有必要提供一種成本較低雙擺頭，以適應(yīng)小規(guī)模、低成本、精度要求不高的生產(chǎn)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(qū)動裝置進(jìn)行驅(qū)動，在加工工具進(jìn)行作業(yè)時，驅(qū)動裝置處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，會產(chǎn)生較多的熱量，使驅(qū)動裝置自身及周圍環(huán)境的溫度升高，容易影響驅(qū)動裝置的使用壽命。而且，對于無模鑄造成形機(jī)一類的加工設(shè)備，在對工件進(jìn)行加工過程的過程中，會產(chǎn)生廢屑，對加工工具造成污染，影響加工工具及整個加工設(shè)備的工作質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種雙擺頭及具有該雙擺頭的五軸運(yùn)動系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有雙擺頭成本高、不能應(yīng)用到無模鑄造成形機(jī)以及其他加工精度要求低、低成本加工需求強(qiáng)烈的加工設(shè)備上的技術(shù)問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種雙擺頭，包括C軸驅(qū)動裝置，具有C軸驅(qū)動軸；A軸驅(qū)動裝置，通過第一傳動機(jī)構(gòu)與C軸驅(qū)動軸相連，并隨C軸驅(qū)動軸同步旋轉(zhuǎn)，并具有A軸驅(qū)動軸；加工裝置安裝座，通過第二傳動機(jī)構(gòu)與A軸驅(qū)動裝置的輸出軸相連，并隨A軸驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動而擺動。進(jìn)一步地，第一傳動機(jī)構(gòu)包括C軸驅(qū)動裝置安裝座，C軸驅(qū)動裝置設(shè)置在C軸驅(qū)動裝置安裝座內(nèi)；旋轉(zhuǎn)臺，設(shè)置于C軸驅(qū)動裝置安裝座的下方，與C軸驅(qū)動軸相連并隨C軸驅(qū)動軸同步轉(zhuǎn)動。進(jìn)一步地，C軸驅(qū)動裝置安裝座具有與C軸驅(qū)動軸同軸的軸向階梯安裝孔，C軸驅(qū)動裝置的外殼卡在軸向階梯安裝孔的外階梯上，旋轉(zhuǎn)臺具有延伸至軸向階梯安裝孔內(nèi)的凸起部，凸起部套設(shè)于C軸驅(qū)動軸的外周并與C軸驅(qū)動軸相連，凸起部的外周與軸向階梯安裝孔的內(nèi)壁之間設(shè)置有滾子軸承。進(jìn)一步地，A軸驅(qū)動軸貫穿加工裝置安裝座，第二傳動機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在A軸驅(qū)動軸的第一端的傳動法蘭，傳動法蘭與A軸驅(qū)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(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)臺的下方設(shè)置有A軸驅(qū)動裝置安裝座，A軸驅(qū)動裝置的外殼固定在 A軸驅(qū)動裝置安裝座的外側(cè)，A軸驅(qū)動軸貫穿A軸驅(qū)動裝置安裝座，傳動法蘭設(shè)置于A軸驅(qū)動裝置安裝座的第一側(cè)壁與加工裝置安裝座的第一側(cè)壁之間。進(jìn)一步地，A軸驅(qū)動裝置安裝座的第二側(cè)壁的中部設(shè)置有與A軸驅(qū)動軸同軸的通孔，A軸驅(qū)動軸的第二端設(shè)置在通孔內(nèi)，A軸驅(qū)動裝置安裝座的第二側(cè)壁與加工裝置安裝座的第二側(cè)壁之間設(shè)置有固定在加工裝置安裝座的第二側(cè)壁上的支撐法蘭，支撐法蘭具有延伸至通孔內(nèi)并位于A軸驅(qū)動軸外周的支撐部，支撐部的外周與通孔的內(nèi)壁之間設(shè)置有深溝球軸承。進(jìn)一步地，A軸驅(qū)動裝置安裝座還包括底座，A軸驅(qū)動裝置安裝座的第一側(cè)壁與底座一體成型，A軸驅(qū)動裝置安裝座的第二側(cè)壁可拆卸地與底座相連。進(jìn)一步地，C軸驅(qū)動裝置和A軸驅(qū)動裝置均為伺服電機(jī)。進(jìn)一步地，加工裝置安裝座的上方設(shè)置有進(jìn)氣口，下方設(shè)置有出氣口，進(jìn)氣口通過第一輸氣管路與冷卻氣體供給源相連。進(jìn)一步地，加工裝置安裝座的下方設(shè)置有加工裝置，加工裝置的上方設(shè)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(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了五軸運(yùn)動系統(tǒng)，包括XYZ三軸運(yùn)動單元，還包括上述雙擺頭，該雙擺頭設(shè)置在XYZ三軸運(yùn)動單元中的Z軸運(yùn)動單元上。進(jìn)一步地，雙擺頭的C軸驅(qū)動裝置通過C軸驅(qū)動裝置安裝座固定在Z軸運(yùn)動單元中的Z軸運(yùn)動滑塊上。本發(fā)明具有以下有益效果1.本發(fā)明提供的雙擺頭，利用第一傳動機(jī)構(gòu)將C軸驅(qū)動裝置的輸出軸的動力傳遞給A軸驅(qū)動裝置，帶動A軸驅(qū)動裝置同步旋轉(zhuǎn)，再利用第二傳動機(jī)構(gòu)，將A軸驅(qū)動裝置輸出軸的動力傳遞給加工裝置安裝座，進(jìn)而可以采用普通的伺服電機(jī)代替盤式伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)動力的傳遞，從而實(shí)現(xiàn)降低雙擺頭的制造成本的目的。2.由于在加工裝置安裝座上設(shè)置便于冷卻氣體流通的進(jìn)氣口和出氣口，因而能夠有效降低加工裝置的工作溫度，并在加工裝置的上方設(shè)置朝向加工裝置的吹風(fēng)嘴，同時能夠?qū)庸ぱb置進(jìn)行清潔機(jī)降溫，提高加工裝置及其驅(qū)動裝置的使用壽命，提高雙擺頭及具有該雙擺頭的物質(zhì)運(yùn)動系統(tǒng)的工作效率。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的雙擺頭的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的雙擺頭的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的加工裝置與冷卻氣體供給裝置之間的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的五軸運(yùn)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種雙擺頭，旨在主要應(yīng)用于單件加工、批量小、精度要求不高并且對成本控制較為嚴(yán)格的機(jī)械加工設(shè)備中。該雙擺頭包括C軸驅(qū)動裝置21，具有C軸驅(qū)動軸211 ；A軸驅(qū)動裝置23，通過第一傳動機(jī)構(gòu)與C軸驅(qū)動軸211相連，并隨C軸驅(qū)動軸211同步旋轉(zhuǎn)，并具有A軸驅(qū)動軸231 ； 加工裝置安裝座25，通過第二傳動機(jī)構(gòu)與A軸驅(qū)動裝置22的輸出軸相連，并隨A軸驅(qū)動軸 231的轉(zhuǎn)動而擺動。本發(fā)明提供的雙擺頭利用第一傳動機(jī)構(gòu)和第二傳動機(jī)構(gòu)能將C軸驅(qū)動裝置21和 A軸驅(qū)動裝置23的輸出動力傳遞到下一級需要帶動的部件上，無需如盤式伺服電機(jī)一樣直接由驅(qū)動軸驅(qū)動需要帶動的部件轉(zhuǎn)動，這樣，就可以采用普通的伺服電機(jī)代替盤式伺服電機(jī)，雖然加工精度有所下降，但是制造成本會顯著下降，而且，對于無模鑄造成形機(jī)等加工精度要求相對低一些的加工設(shè)備而言，已經(jīng)完全能夠滿足要求。第一傳動機(jī)構(gòu)可以包括C軸驅(qū)動裝置安裝座213，C軸驅(qū)動裝置21設(shè)置在C軸驅(qū)動裝置安裝座213內(nèi)；旋轉(zhuǎn)臺215，設(shè)置于C軸驅(qū)動裝置安裝座213的下方，與C軸驅(qū)動軸 211相連并隨C軸驅(qū)動軸211同步轉(zhuǎn)動。具體地說，C軸驅(qū)動裝置安裝座213具有與C軸驅(qū)動軸211同軸的軸向階梯安裝孔，C軸驅(qū)動裝置21的外殼卡在軸向階梯安裝孔的外階梯上，旋轉(zhuǎn)臺215具有延伸至軸向階梯安裝孔內(nèi)的凸起部215a，凸起部215a套設(shè)于C軸驅(qū)動軸211的外周并與C軸驅(qū)動軸 211相連，凸起部215a的外周與軸向階梯安裝孔的內(nèi)壁之間設(shè)置有滾子軸承217。滾子軸承217可以為圓錐滾子軸承，旋轉(zhuǎn)臺215的上部可以安裝有一對圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承上方用制動螺母218鎖緊，下方通過C軸驅(qū)動裝置安裝座213的肩臺固定。利用滾子軸承217可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺215與C軸驅(qū)動裝置安裝座213之間的相對轉(zhuǎn)動，進(jìn)而將C軸驅(qū)動軸211的驅(qū)動力傳遞給旋轉(zhuǎn)臺215。旋轉(zhuǎn)臺215的外側(cè)還設(shè)置有罩蓋 219。A軸驅(qū)動軸231貫穿加工裝置安裝座25，也可以說，加工裝置安裝座25從側(cè)面套設(shè)置在A軸驅(qū)動軸231上，此種情況下，第二傳動機(jī)構(gòu)可以包括套設(shè)在A軸驅(qū)動軸231的第一端(圖1中加工裝置安裝座25左側(cè))的傳動法蘭257，傳動法蘭257與A軸驅(qū)動軸231 鍵連接，傳動法蘭257的朝向加工裝置安裝座25的端面與加工裝置安裝座25的第一側(cè)面 (圖1中加工裝置安裝座25的左側(cè)外側(cè)面)固定連接。也就是說，傳動法蘭257通過花鍵與A軸驅(qū)動軸231同軸同步旋轉(zhuǎn)，加工裝置安裝座25在傳動法蘭257的帶動下，隨著A軸驅(qū)動軸231的旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)擺動(沿圖1中垂直于紙面的方向擺動)，進(jìn)而帶動設(shè)置在加工裝置安裝座25內(nèi)的加工裝置隨A軸驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)而擺動。為了實(shí)現(xiàn)A軸驅(qū)動裝置23與旋轉(zhuǎn)臺215之間的連接，旋轉(zhuǎn)臺215的下方連接有A 軸驅(qū)動裝置安裝座，A軸驅(qū)動裝置安裝座具有開口向下的凹槽，A軸驅(qū)動裝置23的外殼固定在A軸驅(qū)動裝置安裝座的外側(cè)，加工裝置安裝座25設(shè)置在A軸驅(qū)動裝置安裝座的凹槽內(nèi)。 A軸驅(qū)動軸231貫穿A軸驅(qū)動裝置安裝座(A軸驅(qū)動軸231依次從A軸驅(qū)動裝置安裝座的左側(cè)和加工裝置安裝座25的左側(cè)穿入，再從加工裝置安裝座25右側(cè)和A軸驅(qū)動裝置安裝座的右側(cè)穿出)，傳動法蘭257設(shè)置于A軸驅(qū)動裝置安裝座的第一側(cè)壁(左側(cè)壁)233與加工裝置安裝座25的第一側(cè)面(左側(cè)面)之間。為了起到對A軸驅(qū)動軸231的支撐作用，A軸驅(qū)動裝置安裝座的第二側(cè)壁235的中部設(shè)置有與A軸驅(qū)動軸231同軸的通孔，A軸驅(qū)動軸231的第二端設(shè)置在通孔內(nèi)，A軸驅(qū)動裝置安裝座的第二側(cè)壁(右側(cè)壁)235與加工裝置安裝座25的第二側(cè)壁之間設(shè)置有固定在加工裝置安裝座25的第二側(cè)壁上的支撐法蘭259，支撐法蘭259具有延伸至第二側(cè)壁235 的通孔內(nèi)并位于A軸驅(qū)動軸231外周的支撐部。為了支撐部能夠與通孔的內(nèi)壁之間不會發(fā)生干擾，使支撐部能夠隨著A軸驅(qū)動軸231的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，支撐部的外周與通孔的內(nèi)壁之間可以設(shè)置深溝球軸承軸承258。深溝球軸承258的一側(cè)由A軸驅(qū)動裝安裝座的第二側(cè)壁235 的肩臺固定，另一側(cè)由軸承端蓋250固定，軸承端蓋250通過螺栓固定于第二側(cè)壁235上。A軸驅(qū)動裝置安裝座還包括底座，為了便于加工裝置安裝座25的安裝和拆卸，A軸驅(qū)動裝置安裝座的第一側(cè)壁233與底座一體成型構(gòu)成L形基座，第二側(cè)壁235與L形基座之間為分體可拆卸連接。如圖2所示，為了起到對A軸驅(qū)動裝置23的保護(hù)作用，防止切削后的廢砂屑對A 軸驅(qū)動裝置23的污染，A軸驅(qū)動裝置23的外側(cè)還可以設(shè)置有防護(hù)罩，該防護(hù)罩可以包括設(shè)置在A軸驅(qū)動裝置23的本體一側(cè)(第一側(cè)壁233的外側(cè))的左防護(hù)罩237和設(shè)置在A軸驅(qū)動裝置23的A軸驅(qū)動軸的末端一側(cè)(第二側(cè)壁235的外側(cè))的右防護(hù)罩239，左防護(hù)罩 237與L形基座233相連，右防護(hù)罩239與第二側(cè)壁235相連。第二傳動機(jī)構(gòu)可以包括套設(shè)在A軸驅(qū)動軸231的第一端的傳動法蘭257，傳動法蘭 257與A軸驅(qū)動軸231鍵連接，傳動法蘭257的第二端面與加工裝置安裝座25的第一側(cè)面固定連接。通過上述的多個動力傳動機(jī)構(gòu)，C軸驅(qū)動裝置21和A軸驅(qū)動裝置23采用普通的伺服電機(jī)即可，分別利用圓錐滾子軸承和深溝滾子軸承258就可以實(shí)現(xiàn)兩個伺服電機(jī)的動力的穩(wěn)定輸出，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，無需采用高精度的盤式伺服電機(jī)，大大降低了雙擺頭的制造成本。如圖3所示，由于加工裝置安裝座25內(nèi)通常會設(shè)置高速運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置，例如，對于無模鑄造成形機(jī)而言，加工裝置安裝座25內(nèi)就會設(shè)置有用于驅(qū)動切削刀具的電主軸。驅(qū)動裝置在進(jìn)行工作時，會產(chǎn)生較大的熱量，為了降低驅(qū)動裝置，如電主軸所處環(huán)境的溫度， 加工裝置安裝座25的頂面設(shè)置有進(jìn)氣口，冷卻氣體供給源40的輸氣端通過第一輸氣管41 與進(jìn)氣口相連。通過冷卻氣體供給源40以及設(shè)置于加工裝置安裝座25的頂面的進(jìn)氣口， 可以將冷卻氣體吹送至驅(qū)動裝置所處的空間內(nèi)，可以有效地降低驅(qū)動裝置的工作溫度，提高電主軸等驅(qū)動裝置的使用壽命。冷卻氣體供給源可以提供高壓冷卻氣體。為了使經(jīng)過熱交換后的氣體從加工裝置安裝座25中排除，實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動裝置降溫的效果，加工裝置安裝座25的下端面上還可以設(shè)置出氣口，以便于形成流通通路，降低加工裝置安裝座25內(nèi)的溫度。通過在驅(qū)動裝置所在的空間內(nèi)輸入高壓冷卻氣體，可以對驅(qū)動裝置進(jìn)行必要的冷卻，提高驅(qū)動裝置的使用壽命，并能夠有效防止外部廢砂的侵入。當(dāng)然，加工裝置安裝座25內(nèi)也可以設(shè)置操作手等操作手柄等加工工具，采用上述冷卻方式，同樣能夠?qū)Σ僮魇值墓ぷ鳈C(jī)構(gòu)起到一定的保護(hù)作用。為了對設(shè)置在加工裝置安裝座25下方的加工裝置，如切削刀具253進(jìn)行更好的清潔，防止切削后的砂粒存留在刀具上降低刀具的切削效率，可以在切削刀具253的上方設(shè)置朝向切削刀具253的吹氣嘴43。吹氣嘴43上連接有第二輸氣管45，氣源同樣采用高壓冷卻氣體，第二輸氣管45可以與冷卻氣體供給源40的輸出端相連。切削刀具253通過卡頭256與設(shè)置在加工裝置安裝座25內(nèi)的電主軸的轉(zhuǎn)子254相連接，并在電主軸的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，通過朝向切削刀具253的吹氣嘴43，可以將高壓冷卻氣體吹送到切削刀具253上， 將切削刀具253上的碎屑吹掉，起到對切削刀具清潔的作用。對于操作手等其他形式的加工工具，同樣可以利用吹氣嘴43保持清潔及降溫。吹氣嘴43可以安裝在加工裝置安裝座25的下方，也可以利用其他工具安裝在切削刀具253的附近，只要能夠保證從吹氣嘴43中吹出的冷卻氣體能夠?qū)⑶邢鞯毒?53上的碎屑吹掉即可。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種五軸運(yùn)動系統(tǒng)，該五軸運(yùn)動系統(tǒng)具有XYZ 三軸運(yùn)動單元，還具有上述雙擺頭。如圖4所示，為了從整體上對本發(fā)明提供的五軸運(yùn)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，下面對本發(fā)明提供的五軸運(yùn)動系統(tǒng)中的XYZ三軸運(yùn)動單元進(jìn)行說明。XYZ三軸運(yùn)動單元中的X軸運(yùn)動單元包括平行設(shè)置的第一 X軸運(yùn)動導(dǎo)軌11和第二 X軸運(yùn)動導(dǎo)軌13 ；第一 X軸運(yùn)動導(dǎo)軌11和第二 X軸運(yùn)動導(dǎo)軌13上各自設(shè)置兩個同步運(yùn)動的X軸滑塊12以及連接在兩個X軸滑塊12之間的X軸滑塊連接板；X軸驅(qū)動電機(jī)15通過X軸傳動桿16同時驅(qū)動第一 X軸運(yùn)動導(dǎo)軌11和第二 X軸運(yùn)動導(dǎo)軌13上的滑塊沿X軸進(jìn)行滑動。XYZ三軸運(yùn)動單元中的Y軸運(yùn)動單元包括平行設(shè)置的第一 Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌31和第二 Y軸運(yùn)動32，第一 Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌31和第二 Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌32通過螺栓分別固定在第一 X軸運(yùn)動導(dǎo)軌11和第二 X軸運(yùn)動導(dǎo)軌13上的X軸滑塊連接板上；Y軸驅(qū)動電機(jī)33通過Y軸傳動桿34同時驅(qū)動第一 Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌31和第二 Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌32 ；第一 Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌31和第二 Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌32上各自設(shè)置有兩個Y軸滑塊35和連接在兩個Y軸滑塊35之間的Y軸滑塊連接板。Z軸運(yùn)動單元包括垂直設(shè)置的Z軸運(yùn)動導(dǎo)軌及設(shè)置在Z軸運(yùn)動導(dǎo)軌上的Z軸運(yùn)動滑塊(圖中未示出)，ζ軸運(yùn)動滑塊與Y軸滑塊連接板固定連接，Z軸驅(qū)動電機(jī)53固定于Z 軸運(yùn)動導(dǎo)軌的上部，Z軸運(yùn)動滑塊在Z軸方向相對靜止，而是Z軸運(yùn)動導(dǎo)軌整體相對于Z軸運(yùn)動滑塊沿Z軸方向往復(fù)運(yùn)動，Z軸運(yùn)動導(dǎo)軌的底部設(shè)置有Z軸基座52，C軸驅(qū)動裝置21通過C軸驅(qū)動裝置安裝座213與Z軸基座52相連(參見圖2)，Z軸基座52上設(shè)置有將C軸驅(qū)動裝置、C軸驅(qū)動裝置安裝座及旋轉(zhuǎn)臺密封的Z軸蓋板51，并且C軸驅(qū)動裝置安裝座213 可以通過螺栓固定于Z軸基座52的下端。本發(fā)明提供的五軸運(yùn)動系統(tǒng)，利用普通的伺服電機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)C軸運(yùn)動和A軸運(yùn)動，成本較低，可以應(yīng)用到無模鑄造成形機(jī)中，使得無模鑄造成形機(jī)可以加工出結(jié)構(gòu)尺寸較大、型腔曲面較為復(fù)雜、不易加工成形的大型復(fù)雜鑄件的鑄型。另外，對加工裝置安裝座內(nèi)通入高壓冷卻氣體，使得加工裝置及其驅(qū)動裝置得到了必要的冷卻，并有效防止了外部廢砂的侵入，同時很好地對加工裝置進(jìn)行清潔，提高加工裝置的整體使用壽命。
將上述五軸運(yùn)動系統(tǒng)應(yīng)用到無模鑄造成形機(jī)中，能夠有效地解決現(xiàn)有技術(shù)的無模鑄造成形機(jī)中不能加工結(jié)構(gòu)尺寸較大、型腔曲面較復(fù)雜、不易加工成形的大型復(fù)雜鑄件的鑄型的問題，并且降低了無模鑄造成形機(jī)的制造成本。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙擺頭，其特征在于，包括C軸驅(qū)動裝置(21)，具有C軸驅(qū)動軸(211)；A軸驅(qū)動裝置(23)，通過第一傳動機(jī)構(gòu)與所述C軸驅(qū)動軸(211)相連，并隨所述C軸驅(qū)動軸(211)同步旋轉(zhuǎn)，并具有A軸驅(qū)動軸(231)；加工裝置安裝座(25)，通過第二傳動機(jī)構(gòu)與所述A軸驅(qū)動裝置(22)的輸出軸相連，并隨所述A軸驅(qū)動軸(231)的轉(zhuǎn)動而擺動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙擺頭，其特征在于，所述第一傳動機(jī)構(gòu)包括C軸驅(qū)動裝置安裝座(213)，所述C軸驅(qū)動裝置(21)設(shè)置在所述C軸驅(qū)動裝置安裝座 (213)內(nèi)；旋轉(zhuǎn)臺(215)，設(shè)置于所述C軸驅(qū)動裝置安裝座(213)的下方，與所述C軸驅(qū)動軸(211) 相連并隨所述C軸驅(qū)動軸(211)同步轉(zhuǎn)動，所述A軸驅(qū)動裝置(23)與所述旋轉(zhuǎn)臺(215)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙擺頭，其特征在于，所述C軸驅(qū)動裝置安裝座(213)具有與所述C軸驅(qū)動軸(211)同軸的軸向階梯安裝孔，所述C軸驅(qū)動裝置(21)的外殼卡在所述軸向階梯安裝孔的外階梯上，所述旋轉(zhuǎn)臺(215)具有延伸至所述軸向階梯安裝孔內(nèi)的凸起部(215a)，所述凸起部(215a)套設(shè)于所述C軸驅(qū)動軸(211)的外周并與所述C軸驅(qū)動軸 (211)相連接，所述凸起部(215a)的外周與所述軸向階梯安裝孔的內(nèi)壁之間設(shè)置有滾子軸承(217)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙擺頭，其特征在于，所述A軸驅(qū)動軸(231)貫穿所述加工裝置安裝座(25)，所述第二傳動機(jī)構(gòu)包括套設(shè)在所述A軸驅(qū)動軸(231)的第一端的傳動法蘭(257)，所述傳動法蘭(257)與所述A軸驅(qū)動軸(231)鍵連接，所述傳動法蘭(257)的朝向所述加工裝置安裝座(25)的端面與所述加工裝置安裝座(25)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙擺頭，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)臺(215)的下方設(shè)置有A軸驅(qū)動裝置安裝座，所述A軸驅(qū)動裝置(23)的外殼固定在所述A軸驅(qū)動裝置安裝座的外側(cè)，所述A軸驅(qū)動軸(231)貫穿所述A軸驅(qū)動裝置安裝座，所述傳動法蘭(257)設(shè)置于所述A軸驅(qū)動裝置安裝座的第一側(cè)壁(233)與所述加工裝置安裝座(25)的第一側(cè)壁之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙擺頭，其特征在于，所述A軸驅(qū)動裝置安裝座的第二側(cè)壁 (235)的中部設(shè)置有與所述A軸驅(qū)動軸(231)同軸的通孔，所述A軸驅(qū)動軸(231)的第二端設(shè)置在所述通孔內(nèi)，所述A軸驅(qū)動裝置安裝座的第二側(cè)壁(235)與所述加工裝置安裝座 (25)的第二側(cè)壁之間設(shè)置有固定在加工裝置安裝座(25)的第二側(cè)壁上的支撐法蘭(259)， 所述支撐法蘭(259)具有延伸至所述通孔內(nèi)并位于所述A軸驅(qū)動軸(231)外周的支撐部， 所述支撐部的外周與所述通孔的內(nèi)壁之間設(shè)置有深溝球軸承(258)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙擺頭，其特征在于，所述A軸驅(qū)動裝置安裝座還包括底座， 所述第一側(cè)壁(233)與所述底座一體成型，所述A軸驅(qū)動裝置安裝座的第二側(cè)壁(235)可拆卸地與所述底座相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的雙擺頭，其特征在于，所述C軸驅(qū)動裝置(21) 和所述A軸驅(qū)動裝置(23)均為伺服電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的雙擺頭，其特征在于，所述加工裝置安裝座 (25)的上方設(shè)置有進(jìn)氣口，所述加工裝置安裝座(25)的下方設(shè)置有出氣口，所述進(jìn)氣口通過第一輸氣管(41)與冷卻氣體供給源(40)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙擺頭，其特征在于，所述加工裝置安裝座(25)的下方設(shè)置有加工裝置，所述加工裝置的上方設(shè)置有朝向所述加工裝置的吹氣嘴(43)，所述吹氣嘴 (43)通過第二輸氣管(45)與所述冷卻氣體供給源(40)的相連。
11.一種五軸運(yùn)動系統(tǒng)，包括XYZ三軸運(yùn)動單元，其特征在于，還包括權(quán)利要求1至10 中任一項所述的雙擺頭，所述雙擺頭設(shè)置在所述XYZ三軸運(yùn)動單元中的Z軸運(yùn)動單元上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的五軸運(yùn)動系統(tǒng)，其特征在于，所述雙擺頭的所述C軸驅(qū)動裝置(21)通過C軸驅(qū)動裝置安裝座(213)固定在所述Z軸運(yùn)動單元中的Z軸運(yùn)動滑塊上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙擺頭及具有該雙擺頭的五軸運(yùn)動系統(tǒng)。雙擺頭包括C軸驅(qū)動裝置，具有C軸驅(qū)動軸；A軸驅(qū)動裝置，通過第一傳動機(jī)構(gòu)與C軸驅(qū)動軸相連，并隨C軸驅(qū)動軸同步旋轉(zhuǎn)，并具有A軸驅(qū)動軸；加工裝置安裝座，通過第二傳動機(jī)構(gòu)與A軸驅(qū)動裝置的輸出軸相連，并隨A軸驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動而擺動。本發(fā)明提供的雙擺頭，利用第一傳動機(jī)構(gòu)和第二傳動機(jī)構(gòu)，將C軸驅(qū)動裝置和A軸驅(qū)動裝置的動力傳遞給需要被帶動的加工裝置，就可以采用普通的伺服電機(jī)代替盤式伺服電機(jī)，進(jìn)而可以降低雙擺頭的制造成本，并能夠符合無模鑄造成形機(jī)等對加工精度要求不高的加工設(shè)備的需要。
文檔編號B23Q11/00GK102357828SQ20111032383
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者劉豐, 劉麗敏, 單忠德 申請人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心