專利名稱：四自由度并聯(lián)工作臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于數(shù)控機(jī)床裝夾用具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種四自由度并聯(lián)工作臺(tái)。
背景技術(shù)：
目前人們熟知在數(shù)控機(jī)床上使用的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其類型有平面二自由度、三自由度、球面三自由度和六自由度機(jī)構(gòu)。國(guó)內(nèi)外研究較多的并聯(lián)機(jī)構(gòu)是三自由度和六自由度機(jī)構(gòu)，如平面三自由度、3-RPS機(jī)構(gòu)、6-SPS機(jī)構(gòu)和6-RTS機(jī)構(gòu)等。在公知的并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，三自由度和六自由度的各占40%，四自由度的占6%，五自由度的占3.5%，兩自由度的占10.5%。由此可以看出六自由度和三自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)占主導(dǎo)地位，而與其相比更為實(shí)用的四自由度和五自由度等并聯(lián)機(jī)構(gòu)較少或者說(shuō)缺乏。然而，六自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)存在制造成本高、控制技術(shù)難、工作空間與外形尺寸比不合理和精度低等缺點(diǎn)。當(dāng)出現(xiàn)具有空間任意角度平面的零件(如網(wǎng)架螺栓節(jié)點(diǎn)球)的裝夾和加工時(shí)，六自由度和三自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行裝夾和加工都不方便，因此近幾年已減少用它作為并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，而提供一種能夠在數(shù)控機(jī)床上對(duì)任意角度平面零件加工，且加工精度高的四自由度并聯(lián)工作臺(tái)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采取的技術(shù)方案是:該工作臺(tái)由動(dòng)平臺(tái)、兩個(gè)定長(zhǎng)桿、兩套伸縮桿機(jī)構(gòu)和兩套LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元組成，其中，動(dòng)平臺(tái)通過(guò)四個(gè)球鉸分別與互為對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè) 定長(zhǎng)桿和兩套伸縮桿機(jī)構(gòu)連接，所述伸縮桿機(jī)構(gòu)的另一端分別通過(guò)虎克鉸與數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)相連，所述定長(zhǎng)桿的另一端分別與固定在數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)上的LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元中的螺母滑塊相連，所述LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所述伸縮桿機(jī)構(gòu)包括支座、伸縮桿步進(jìn)電機(jī)、主動(dòng)齒輪、被動(dòng)齒輪、滾珠絲杠、滾珠螺母，伸縮套筒和套筒外管，其中，伸縮桿步進(jìn)電機(jī)固裝在支座的一側(cè)，其電機(jī)軸通過(guò)主動(dòng)齒輪與套裝在滾珠絲杠上的被動(dòng)齒輪相嚙合，滾珠絲杠與設(shè)置在伸縮套筒內(nèi)的滾珠螺母連接，伸縮套筒的伸出端連接有球鉸，其外圓周上設(shè)有導(dǎo)向槽，套筒外管的一端固定在支座上，另一端設(shè)置有滑鍵，該滑鍵與伸縮套筒上的導(dǎo)向槽配合連接，并沿導(dǎo)向槽帶動(dòng)伸縮套筒做直線運(yùn)動(dòng)。按照上述方案制成的四自由度并聯(lián)工作臺(tái)，通過(guò)設(shè)置的LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元和伸縮桿機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)平臺(tái)繞X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度以及沿Y軸和Z軸的兩個(gè)平移自由度，可以與銑、鏜、加工中心等不同類型的數(shù)控機(jī)床組合使用。該工作臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有兩平移和兩轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，而且易于數(shù)控控制，能夠滿足對(duì)具有空間任意角度平面及孔的工件的加工要求，并能保證加工精度和提高加工效率。

[0007]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型伸縮桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參看圖1、2，本實(shí)用新型為四自由度并聯(lián)工作臺(tái)，該工作臺(tái)由動(dòng)平臺(tái)1、兩個(gè)定長(zhǎng)桿2、兩套伸縮桿機(jī)構(gòu)3和兩套LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元4組成，其中，動(dòng)平臺(tái)I通過(guò)四個(gè)球鉸5分別與互為對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)定長(zhǎng)桿2和兩套伸縮桿機(jī)構(gòu)3連接，所述伸縮桿機(jī)構(gòu)3的另一端分別通過(guò)虎克鉸6與數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)相連，所述定長(zhǎng)桿2的另一端分別與固定在數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)上的LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元4中的螺母滑塊7相連，所述LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元4由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所述伸縮桿機(jī)構(gòu)3包括支座8、伸縮桿步進(jìn)電機(jī)9、主動(dòng)齒輪10、被動(dòng)齒輪11、滾珠絲杠12、滾珠螺母13，伸縮套筒14和套筒外管15，其中，伸縮桿步進(jìn)電機(jī)9固裝在支座8的一側(cè)，其電機(jī)軸通過(guò)主動(dòng)齒輪10與套裝在滾珠絲杠12上的被動(dòng)齒輪11相嚙合，滾珠絲杠12與設(shè)置在伸縮套筒14內(nèi)的滾珠螺母13連接，伸縮套筒14的伸出端連接有球鉸5，其外圓周上設(shè)有導(dǎo)向槽16，套筒外管15的一端固定在支座8上，另一端設(shè)置有滑鍵17，該滑鍵17與伸縮套筒14上的導(dǎo)向槽16配合連接，并沿導(dǎo)向槽16帶動(dòng)伸縮套筒14做直線運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型中所述的LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元4可以在市場(chǎng)上直接購(gòu)置，其結(jié)構(gòu)不再贅述。LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元是一種能在最小空間發(fā)揮高剛性、高精度的智能組合單元。在該組合單元中，U型斷面形狀的高剛性軌道與兩側(cè)導(dǎo)軌中間的滾珠絲杠構(gòu)成了一體化的螺母滑塊機(jī)構(gòu)，螺母滑塊7在高剛性軌道上滑動(dòng)，LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元4由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)滾珠絲杠把動(dòng)力傳遞到螺母滑塊7上，且螺母滑塊7與兩側(cè)導(dǎo)軌接觸部分有雙列鋼球，最終實(shí)現(xiàn)螺母滑塊7沿導(dǎo)軌移動(dòng)。伸縮桿機(jī)構(gòu)3采用滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)，通過(guò) 伸縮桿步進(jìn)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置的LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元和伸縮桿機(jī)構(gòu)，具有兩平移和兩轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，從而滿足了對(duì)具有空間任意角度平面及孔的工件的加工要求，并能保證加工精度和提高加工效率。
權(quán)利要求1.一種四自由度并聯(lián)工作臺(tái)，其特征在于:該工作臺(tái)由動(dòng)平臺(tái)、兩個(gè)定長(zhǎng)桿、兩套伸縮桿機(jī)構(gòu)和兩套LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元組成，其中，動(dòng)平臺(tái)通過(guò)四個(gè)球鉸分別與互為對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)定長(zhǎng)桿和兩套伸縮桿機(jī)構(gòu)連接，所述伸縮桿機(jī)構(gòu)的另一端分別通過(guò)虎克鉸與數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)相連，所述定長(zhǎng)桿的另一端分別與固定在數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)上的LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元中的螺母滑塊相連，所述LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四自由度并聯(lián)工作臺(tái)，其特征在于:所述伸縮桿機(jī)構(gòu)包括支座、伸縮桿步進(jìn)電機(jī)、主動(dòng)齒輪、被動(dòng)齒輪、滾珠絲杠、滾珠螺母，伸縮套筒和套筒外管，其中，伸縮桿步進(jìn)電機(jī)固裝在支座的一側(cè)，其電機(jī)軸通過(guò)主動(dòng)齒輪與套裝在滾珠絲杠上的被動(dòng)齒輪相嚙合，滾珠絲杠與設(shè)置在伸縮套筒內(nèi)的滾珠螺母連接，伸縮套筒的伸出端連接有球鉸，其外圓周上設(shè)有導(dǎo)向槽，套筒外管的一端固定在支座上，另一端設(shè)置有滑鍵，該滑鍵與伸縮套筒上的導(dǎo)向槽 配合連接，并沿導(dǎo)向槽帶動(dòng)伸縮套筒做直線運(yùn)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種四自由度并聯(lián)工作臺(tái)，該工作臺(tái)由動(dòng)平臺(tái)、兩個(gè)定長(zhǎng)桿、兩套伸縮桿機(jī)構(gòu)和兩套LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元組成，其中，動(dòng)平臺(tái)通過(guò)四個(gè)球鉸分別與互為對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)定長(zhǎng)桿和兩套伸縮桿機(jī)構(gòu)連接，所述伸縮桿機(jī)構(gòu)的另一端分別通過(guò)虎克鉸與數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)相連，所述定長(zhǎng)桿的另一端分別與固定在數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)上的LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元中的螺母滑塊相連，所述LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。該工作臺(tái)通過(guò)設(shè)置的LM滾動(dòng)導(dǎo)軌智能組合單元和伸縮桿組件，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)平臺(tái)繞X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度以及沿Y軸和Z軸的兩個(gè)平移自由度，可以與銑、鏜、加工中心等不同類型的數(shù)控機(jī)床組合使用。
文檔編號(hào)B23Q1/48GK203125152SQ201320006220
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者柳天杰, 張剛, 李 瑞, 董凱, 吳楠, 馮偉, 朱廣輝 申請(qǐng)人:南陽(yáng)防爆電氣研究所有限公司