一種復(fù)合連桿機(jī)構(gòu)的立式加工中心的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于制造技術(shù)裝備領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合連桿機(jī)構(gòu)的立式加工中心。
【背景技術(shù)】
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[0002]國內(nèi)外制造企業(yè)必須通過提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期來取得市場競爭優(yōu)勢，這就要求不斷提高加工過程中精度、速度和柔性。這種競爭最終落實到機(jī)床技術(shù)水平的克爭。
[0003]機(jī)床作為生產(chǎn)各種機(jī)械的工作母機(jī)，是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ);機(jī)床工業(yè)的發(fā)展水平是國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。并聯(lián)運動機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，并聯(lián)運動機(jī)床結(jié)構(gòu)以復(fù)合桿系機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)的懸臂梁和兩支點梁來承載切削力和主軸部件重力;具有結(jié)構(gòu)簡單、剛度高、速度快、動態(tài)性能好、可重構(gòu)等優(yōu)點，易于實現(xiàn)較復(fù)雜的空間運動，完成復(fù)雜零件的加工。它是21世紀(jì)新一代機(jī)床的發(fā)展方向。但目前的并聯(lián)機(jī)床還存在運動耦合性強、控制建模困難、工作空間狹小的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的是針對目前的并聯(lián)機(jī)床存在的運動耦合性強、控制建模困難、工作空間狹小的問題，提供一種適用于板塊類零件的減材料與增材料的復(fù)合加工，具備加工便捷、占地空間小的復(fù)合連桿機(jī)構(gòu)的立式加工中心。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種復(fù)合連桿機(jī)構(gòu)的立式加工中心，其中:由外框架裝置、復(fù)合連桿加工裝置、多自由度換刀裝置、可升降加工平臺裝置、導(dǎo)向平衡軸和底座支撐裝置六部分組成;所述復(fù)合連桿加工裝置與所述外框架裝置通過所述外框架裝置中的第一滑臺滑塊與所述復(fù)合連桿加工裝置中的滑塊連接板和所述復(fù)合連桿加工裝置中的電主軸與所述外框架裝置中的下部萬向鉸鏈連接;所述多自由度換刀裝置與可升降加工平臺裝置通過所述多自由度換刀裝置中的第二橫向滑臺的底面與可升降加工平臺中的加工平臺的左端連接，且所述多自由度換刀裝置位于所述可升降加工平臺的上方;所述可升降加工平臺裝置與所述外框架裝置通過所述可升降加工平臺裝置中的第四液壓桿的底端與所述外框架裝置的底座連接;所述導(dǎo)向平衡軸在所述可升降加工平臺的左右位置對稱布置，所述導(dǎo)向平衡軸的前后兩端分別通過所述可升降加工平臺的后端板、前端板，且導(dǎo)向平衡軸的前后兩端面分別與可升降加工平臺的后端板、前端板的外大端面平齊，對稱布置的導(dǎo)向平衡軸的中間位置分別穿過所述外框架裝置的左支撐側(cè)板、右支撐側(cè)板下端的立式圓頭平鍵形導(dǎo)向孔，實現(xiàn)可升降加工平臺與外框架裝置的導(dǎo)向平衡連接;所述底座支撐裝置與所述外框架裝置通過底座支撐裝置中的底支架與外框架裝置中的底座連接，且位于四個角;所述底座支撐裝置位于外框架裝置的底座下方。
[0007]進(jìn)一步，所述外框架裝置由頂蓋、上部萬向鉸鏈、下部萬向鉸鏈、和由第一滑臺軌道、第一滑臺滑塊、第一滑臺絲杠、第一聯(lián)軸器、第一伺服電機(jī)電機(jī)支架、第一伺服電機(jī)組成的第一橫向滑臺、左支撐側(cè)板、右支撐側(cè)板、第一塊肋板、第二塊肋板、第三塊肋板、第四塊肋板、底座、第一液壓桿組成;所述第一滑臺滑塊與第一滑臺軌道通過光杠連接，第一滑臺絲杠與第一滑臺軌道與第一滑臺滑塊通過中間孔連接，第一伺服電機(jī)電機(jī)支架與第一滑臺軌道連接，第一聯(lián)軸器與第一滑臺絲杠連接，第一伺服電機(jī)與第一伺服電機(jī)電機(jī)支架連接，第一伺服電機(jī)與第一聯(lián)軸器連接;所述第一橫向滑臺的左端與所述的左支撐側(cè)板的上端通過螺釘固定連接，所述第一橫向滑臺的右端與右支撐側(cè)板的上端通過螺釘固定連接，構(gòu)成門式框架;所述頂蓋與所述第一橫向滑臺通過所述頂蓋豎直面的下端與所述第一橫向滑臺的背面中央通過螺栓螺母連接;所述左支撐側(cè)板和右支撐側(cè)板的下端分別與底板左右兩側(cè)面通過螺栓螺母連接;所述第一塊肋板與第二塊肋板設(shè)置在左支撐側(cè)板的下端，且第一塊肋板的豎直面位于左支撐側(cè)板的后方，第二塊肋板的豎直面位于左支撐側(cè)板的前方，所述第一塊肋板與第二塊肋板的水平面與底板左端的上表面連接;所述第四塊肋板與第三塊肋板設(shè)置在右支撐側(cè)板的下端，且第四塊肋板的豎直面位于右支撐側(cè)板的后方，第三塊肋板的豎直面位于右支撐側(cè)板的前方，所述第三塊肋板與第四塊肋板的水平面與底板右端的上表面連接;所述第一液壓桿的上端通過上部萬向鉸鏈與頂蓋的內(nèi)表面連接，且所述第一液壓桿位于頂蓋下方空間的中間位置;所述第一液壓桿的下端與下部萬向鉸鏈相連。
[0008]本發(fā)明所述外框架裝置中的第一橫向滑臺為復(fù)合連桿加工裝置提供左右運動支撐，外框架裝置中的左支撐側(cè)板、右支撐側(cè)板為可升降加工平臺裝置提供上下運動平衡導(dǎo)向支撐。
[0009]進(jìn)一步，所述復(fù)合連桿加工裝置由滑塊連接板、左伺服電機(jī)支架、右伺服電機(jī)支架、左伺服電機(jī)、右伺服電機(jī)、A連桿、B連桿、C連桿、D連桿、圓臺、電主軸、立銑刀組成;所述左伺服電機(jī)固定在左伺服電機(jī)支架上，所述右伺服電機(jī)固定在右伺服電機(jī)支架上，所述左伺服電機(jī)支架和右伺服電機(jī)支架通過螺栓螺母固定在滑塊連接板上，所述B連桿設(shè)置在所述A連桿的下方，且所述A連桿的一端與左伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，另一端通過螺栓螺母與B連桿的一端連接;所述D連桿的一端與所述右伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，所述B連桿的另一端與C連桿的一端連接，且所述的B連桿位于C連桿的上方;所述的C連桿的另一端通過圓臺與D連桿的另一端連接，且所述D連桿位于C連桿的上方;所述圓臺位于C連桿的上方，D連桿的下方；所述電主軸的尾部與所述B連桿的另一端、C連桿一端連接，所述電主軸的前部與所述立銑刀的刀柄部連接;所述左伺服電機(jī)和右伺服電機(jī)的輸出速度實時動態(tài)可控，驅(qū)動立銑刀按照特定加工軌跡切削運動，實現(xiàn)預(yù)期的加工工藝動作。
[0010]本發(fā)明所述復(fù)合連桿加工裝置可實現(xiàn)各種不同的加工工藝軌跡，完成各種加工工藝動作。
[0011]進(jìn)一步，所述多自由度換刀裝置是由刀庫、刀庫連接件、刀庫旋轉(zhuǎn)件、第二液壓桿、粗連接件、細(xì)連接件、門式連接件、三角形連接件、第二橫向滑臺、旋轉(zhuǎn)組件、第三液壓桿、第二伺服電機(jī)組成；其中，所述的刀庫是由六個左手指、六個右手指、十二個電吸盤、立銑刀、鉆頭、打磨砂輪、3D打印頭、激光燒結(jié)頭、端面銑刀、刀盤組成;所述的六個左手指、六個右手指均勻分布在刀盤的外緣頂端;所述電吸盤分別設(shè)置在左手指和右手指的手指內(nèi)側(cè)末端，所述立銑刀、鉆頭、打磨砂輪、3D打印頭、激光燒結(jié)頭、端面銑刀依次夾在所述左手指和右手指之間;所述粗連接件是由粗連接軸、粗左套筒和粗右套筒組成，所述粗左套筒和粗右套筒套裝在粗連接軸的外圓柱面上;所述細(xì)連接件是由細(xì)連接軸、細(xì)左套筒和細(xì)右套筒組成，所述細(xì)左套筒和細(xì)右套筒套裝在細(xì)連接軸的外圓柱面上;所述旋轉(zhuǎn)組件是由上部內(nèi)壓板、下部內(nèi)壓板、上部外壓板、下部外壓板、軸承、第一步進(jìn)電機(jī)組成;所述上部內(nèi)壓板和下部內(nèi)壓板通過螺栓分別與所述軸承的軸承內(nèi)圈的上部分和下部分連接，所述上部外壓板、下部外壓板通過螺栓分別與所述軸承的軸承外圈的上部分和下部分連接;所述第一步進(jìn)電機(jī)通過螺栓與所述上部外壓板、下部外壓板連接;所述第二橫向滑臺是由第二滑臺軌道、第二滑臺滑塊、第二滑臺絲杠、第二聯(lián)軸器、第二步進(jìn)電機(jī)支架、第二步進(jìn)電機(jī)組成;所述第二滑臺滑塊與第二滑臺軌道通過光杠連接，第二滑臺絲杠與第二滑臺軌道與第二滑臺滑塊通過中間孔連接，第二步進(jìn)電機(jī)支架與第二滑臺軌道連接，第二聯(lián)軸器與第二滑臺絲杠連接，第二步進(jìn)電機(jī)與第二步進(jìn)電機(jī)支架連接，第二步進(jìn)電機(jī)與第二聯(lián)軸器連接;所述刀庫連接件與所述刀庫背面上的圓環(huán)相連接;所述刀庫連接件與所述第二液壓桿的一端通過螺栓螺母連接，所述第二液壓桿的另一端與所述細(xì)連接件連接;所述細(xì)左套筒和細(xì)右套筒與第二液壓桿另一端的左右兩側(cè)相連接，細(xì)連接件與所述門式連接件通過細(xì)連接軸連接;所述第二伺服電機(jī)與所述刀庫中央連接;所述第二伺服電機(jī)與所述刀庫旋轉(zhuǎn)件的前大平端面連接;所述粗連接件的粗左套筒與粗右套筒分別與所述刀庫旋轉(zhuǎn)件的左小端平面、右小端平面連接;所述粗連接件的粗左套筒與粗右套筒與所述門式連接件通過粗連接軸連接;所述門式連接件與所述三角形連接件的豎直平面通過螺栓螺母連接;所述三角形連接件水平面與所述旋轉(zhuǎn)組件中的上部內(nèi)壓板和下部內(nèi)壓板通過螺栓螺母連接;所述旋轉(zhuǎn)組件中的第一步進(jìn)電機(jī)下部與所述第三液壓桿的上端通過螺栓螺母連接;所述第三液壓桿的下端與所述第二橫向滑臺中的第二滑臺滑塊通過螺栓連接。
[0012]本發(fā)明所述多自由度換刀裝置可實現(xiàn)立銑刀、鉆頭、打磨砂輪、3D打印頭、激光燒結(jié)頭、端面銑刀之間的任意切換，同時也可以實現(xiàn)刀庫的多方向移動。
[0013]進(jìn)一步，所述可升降加工平臺裝置是由短壓板、長壓板、壓板軸、工件、加工平臺、左平板、右平板、第三橫向滑臺、前端板、后端板、第四液壓桿、加工平臺底板組成;所述短壓板與所述壓板軸的上端通過螺母固定連接;所述長壓板與所述壓板軸上端通過螺母固定連接;所述壓板軸下端與所述加工平臺的上平面連接;所述工件固定在所述短壓板、長壓板和所述加工平臺之間，所述短壓板和長壓板在同一平面且位于所述工件上部，所述左平板、右平板左右兩側(cè)分別與所述后端板、前端板固定連接;所述加工平臺底板與所述前端板、后端板固定連接;所述第三橫向滑臺是由第三滑臺軌道、第三滑臺滑塊、第三滑臺絲杠、第三聯(lián)軸器、第三伺服電機(jī)支架、第三伺服電機(jī)組成。所述的第三滑臺滑塊與第三滑臺軌道通過光