本實(shí)用新型屬于增材制造領(lǐng)域，尤其涉及一種二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

在切削加工領(lǐng)域常見的多軸聯(lián)動機(jī)床，一般具有X、Y、Z三個方向直線運(yùn)動軸和兩個旋轉(zhuǎn)軸，通常將分別繞X、Y、Z旋轉(zhuǎn)的軸稱為A、B、C軸。根據(jù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能和加工范圍，其旋轉(zhuǎn)軸以兩軸居多，其一是刀具加工回轉(zhuǎn)軸，也就是常說的擺動頭；其二是工件安裝用的單軸回旋工作臺，這樣就組成了一個五軸聯(lián)動加工中心，其擺動頭也屬于高端裝備的關(guān)鍵件。

在增材制造(俗稱3d打印)領(lǐng)域，由于采取的是切片原理，逐層加工堆積成所需的零件，其加工制造中一般采用X、Y、Z三方向直線軸，即一個軸做間歇直線運(yùn)動，加工頭在另兩個坐標(biāo)軸決定的平面內(nèi)做平面運(yùn)動，這種機(jī)床也常稱之為兩軸半機(jī)床，其加工頭為固定非擺動方式。

在電弧增材制造中，由于直接沉積增材制造常用于特種材料的大型復(fù)雜構(gòu)件的生產(chǎn)，原有的三維增材制造的固定式加工頭無法滿足現(xiàn)在加工工藝精度的要求，而切削機(jī)床擺動頭采用單軸回轉(zhuǎn)，且制造或采購成本高，無形中降低了設(shè)備的市場競爭力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置，可實(shí)現(xiàn)電弧增材制造裝備加工頭的多軸聯(lián)動，保證工件成型的內(nèi)部和表面質(zhì)量，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等特點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置，包括可與二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接的安裝底座，安裝底座上方安裝有中空減速機(jī)，安裝底座的下方設(shè)有與中空減速機(jī)相連的連接臂，連接臂的另一端連接有直角減速機(jī)，直角減速機(jī)上設(shè)置有可提供動力輸入的第一電機(jī)，直角減速機(jī)的輸出端安裝有滑臺安裝座，滑臺安裝座上安裝有可沿滑臺安裝座直線運(yùn)動的滑臺，滑臺外連加工頭。

作為優(yōu)選，中空減速機(jī)上設(shè)置有可提供動力輸入的第二電機(jī)。

作為優(yōu)選，第一電機(jī)和第二電機(jī)上均配有可檢測二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角度旋轉(zhuǎn)位置的位置編碼器。

作為優(yōu)選，第一電機(jī)和第二電機(jī)為伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)。

作為優(yōu)選，滑臺外連有可驅(qū)動滑臺做直線運(yùn)動的直線電機(jī)，直線電機(jī)上設(shè)置有光柵。

作為優(yōu)選，滑臺的底部連接有可帶動滑臺做直線運(yùn)動的直線導(dǎo)軌絲杠，直線導(dǎo)軌絲杠的底部設(shè)置有可驅(qū)動直線導(dǎo)軌絲杠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動力輸出端與直線導(dǎo)軌絲杠相嚙合。

作為優(yōu)選，中空減速機(jī)采用蝸桿渦輪減速機(jī)或針輪減速機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：

本實(shí)用新型提供的二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置參照五軸聯(lián)動加工中心的擺動頭和六軸機(jī)器人回轉(zhuǎn)臂的特點(diǎn)，以一個機(jī)械人小臂的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的簡化版為依托，實(shí)現(xiàn)了電弧增材制造裝備加工頭的多軸聯(lián)動，保證工件成型的內(nèi)部和表面質(zhì)量。與普通的五軸數(shù)控加工系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)相比，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。此外，采用空心減速器或空心電機(jī)，還可便于線纜管路的安裝。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型二維旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖1中：1、直角減速機(jī)；2、第一電機(jī)；3、安裝底座；4、中空減速機(jī)；5、第二電機(jī)；6、連接臂；7、滑臺安裝座；8、滑臺。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，空調(diào)室內(nèi)機(jī)的長度方向?yàn)榘惭b后的橫向；術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動裝置，包括可與二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接的安裝底座3，安裝底座3上方安裝有中空減速機(jī)4，安裝底座3的下方設(shè)有與中空減速機(jī)4相連的連接臂6，連接臂6的另一端連接有直角減速機(jī)1，直角減速機(jī)1上設(shè)置有可提供動力輸入的第一電機(jī)2，直角減速機(jī)1的輸出端安裝有滑臺安裝座7，滑臺安裝座7上安裝有可沿滑臺安裝座7直線運(yùn)動的滑臺8，滑臺8外連加工頭。

在上述裝置中，安裝底座是機(jī)床上的一對外機(jī)械連接構(gòu)件，通過安裝底座上的安裝孔可以方便的將二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與機(jī)床上的終端執(zhí)行器連接在一起，為此，安裝底座可以采用金屬材質(zhì)，尤其是通過焊接或鑄造而成。

為了能夠滿足不同工件的加工工藝要求，中空減速機(jī)4上設(shè)置有可提供動力輸入的第二電機(jī)5。同時，為了能夠?qū)崿F(xiàn)二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)時的快速定位以及轉(zhuǎn)角的精確定位，第一電機(jī)2和第二電機(jī)5上均可配有可檢測二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角度旋轉(zhuǎn)位置的位置編碼器。這樣在驅(qū)動二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)時，可采用不同的輸出方式，例如可采用聯(lián)合調(diào)整輸出的方式，即第二電機(jī)5驅(qū)動中空減速機(jī)4，中空減速機(jī)4帶動連接臂6回轉(zhuǎn)，第二電機(jī)5通過安裝其上的位置編碼器檢測其當(dāng)前位置并回饋給機(jī)床上的終端執(zhí)行器來實(shí)現(xiàn)其回轉(zhuǎn)的快速定位，終端執(zhí)行器再在安裝在連接臂6上的直角減速機(jī)1和第一電機(jī)2的驅(qū)動下，并在第一電機(jī)2上的位置檢測編碼器的共同作用下完成滑臺安裝座7的回轉(zhuǎn)或位置、位姿調(diào)整；或者可采用獨(dú)立輸出的方式，即通過第一電機(jī)2和第二電機(jī)5分別輸出得到需要的位姿，來滿足不同的工件加工工藝要求。

可以理解的是，在上述方案中，中空減速機(jī)4與第二電極5的搭配組合并不是必須的，還可以僅使用中空減速機(jī)4代替。中空減速機(jī)4可采用蝸桿渦輪減速機(jī)或針輪減速機(jī)。

需說明的是，在上述裝置中，在對于二維旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角度旋轉(zhuǎn)位置的控制要求很高的情況下，第一電機(jī)2和第二電機(jī)5可采用伺服電機(jī)，但如果對于控制要求不是很高的情況下，第一電機(jī)2和第二電機(jī)5也可以為步進(jìn)電機(jī)。

進(jìn)一步在上述裝置中，滑臺8的運(yùn)動實(shí)現(xiàn)方式可有多種，例如外連有可驅(qū)動滑臺8做直線運(yùn)動的直線電機(jī)，直線電機(jī)上設(shè)置有光柵；或者，滑臺8的底部連接有可帶動滑臺做直線運(yùn)動的直線導(dǎo)軌絲杠，直線導(dǎo)軌絲杠的底部設(shè)置有可驅(qū)動直線導(dǎo)軌絲杠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的動力輸出端與直線導(dǎo)軌絲杠相嚙合。在這種設(shè)置方式下，在增材制造過程中，通過滑臺的直線運(yùn)動可實(shí)現(xiàn)與滑臺外連的加工頭與工件間距離的動態(tài)穩(wěn)定，從而確保工件的精確加工。