【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械设计，涉及一种支撑机构的多角度控制，具体是一种多自由度混合支撑机构及其控制方法。
技术介绍
1、机械加工是通过一种机械设备对工件的外形尺寸或者性能进行改变的过程，cnc加工，通常是指计算机数字化控制精密机械加工的过程，通过编制的程序对工件进行车、铣、镗等工序。
2、在这些对工件的加工过程，需要使用专门的支撑机构对工件进行夹持支撑，随着现代机械工业的发展，越来越多的工件为了适应不同领域和功能的需要，形状变得不再是统一标准的规则形状，传统的夹持支撑机构，已经不能完全适应和满足机械工业生产的需要。
3、而在一些现有的cnc加工用工件的换向机构中，往往也是通过一些辅助配件对不规则工件进行固定，再通过电机带动基板转动，从而调整基板和工件的角度。而工件的支撑角度是不能任意方向变化调整的，只能在单一方向上对工件进行调节，使得对工件特别是一些异型工件的加工变得繁琐，需要反复多次进行位置变换和调试，加工定位过程不连贯，费时费力，降低了生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是提供一种多自由度混合支撑机构及其控制方法，能够解决现有工件夹持支撑机构不能进行多方向的角度调节，对异型工件的加工流程不连贯，效率不高的问题。
2、本专利技术为了实现上述目的所采用的技术方案是：
3、一种多自由度混合支撑机构，包括底座、支撑架、多自由度混合调节机构以及电控装置，底座和支撑架之间设置多自由度混合调节机构，多自由度混合调节机构包括螺纹铰接杆组件、
4、所述的螺纹铰接杆组件包括螺纹杆、第一内螺纹移动块、铰接杆、连接杆、弧形防脱滑块；螺纹杆的外侧连接第二伺服电机，所述螺纹杆的螺纹上连接有第一内螺纹移动块，第一内螺纹移动块滑动连接在底座的螺纹杆槽内，第一内螺纹移动块的上面通过轴销铰接有铰接杆，铰接杆远离第一内螺纹移动块的一端通过销轴铰接有连接杆，连接杆远离铰接杆的一端固定连接有弧形防脱滑块，弧形防脱滑块滑动连接在所述环形滑轨的内壁。
5、所述支撑柱设置在底座中央的螺纹杆的延长线上。
6、所述环形滑轨的侧表面固定连接有齿环，螺纹铰接杆组件的连接杆的外侧固定连接第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴端固定连接有齿轮，齿轮与齿环相啮合，在齿环和齿轮的啮合作用下，第一伺服电机带动环形滑轨和支撑架转动。
7、所述螺纹杆靠近第二伺服电机的一端贯穿底座并延伸到底座的外部，螺纹杆靠近第二伺服电机的一端固定连接在第二伺服电机的输出轴端。
8、所述夹持机构包括夹持架和第三伺服电机，第三伺服电机连接夹持架驱动加持工件，第三伺服电机与plc电控箱电性连接。
9、上述多自由度混合支撑机构的控制方法，包括如下步骤：
10、步骤1，电控调节第三伺服电机，将待加工工件通过夹持架，固定在支撑架上，并保持支持架水平；
11、步骤2，电控调节第一伺服电机，通过驱动齿轮带动齿环旋转，调节工件的待加工点坐标z；根据坐标z的目标值，结合齿轮与齿环的尺寸和齿比，匹配第一伺服电机驱动齿轮的转速和时长，以调整坐标z；
12、步骤3，电控调节第二伺服电机，推动或者拉动支撑架，以支撑柱的球形铰链为原点旋转支撑架上工件，第二伺服电机通过驱动螺纹杆，带动第一内螺纹移动块、铰接杆、连接杆、弧形防脱滑块向上运动，推动支撑架，以调整工件待加工点的坐标x；
13、步骤4，同时电控调节支撑柱底端的电动推杆一和第二伺服电机，第二伺服电机通过驱动螺纹杆，带动第一内螺纹移动块、铰接杆、连接杆、弧形防脱滑块向上运动，推动支撑架，与支撑柱底端的电动推杆共同作用，调节支撑架上工件待加工点的坐标y；
14、步骤5，电控调节顶杆的电动推杆二，根据顶杆的电动推杆二的位置和支撑架上的对应支撑点的坐标，调节顶杆长度，实现对支撑架的辅助支撑。
15、所述步骤2根据给定的调节坐标z的目标值，结合已知的齿轮与齿环的尺寸和齿比，计算得出第一伺服电机驱动齿轮的运行转速及时长，并形成相应的plc电控箱驱动指令，发送给第一伺服电机。
16、所述步骤3根据给定的调节坐标x目标值和所述步骤2中坐标x的变化值，结合已知的铰接杆和连接杆的长度以及螺纹杆螺纹每旋转一周第一内螺纹移动块的移动距离，计算得出第二伺服电机驱动螺纹杆的运行转速和时长，并形成plc电控箱驱动指令，发送给第二伺服电机。
17、所述步骤4第二伺服电机通过驱动螺纹杆，带动第一内螺纹移动块、铰接杆、连接杆、弧形防脱滑块向上运动，推动或者拉动支撑架；根据给定的坐标y目标值和所述步骤3中的坐标y的变化值，调整支撑架上的工件待加工点的坐标y，结合已知的铰接杆和连接杆的长度以及螺纹杆螺纹每旋转一周第一内螺纹移动块的移动距离，计算得出第二伺服电机驱动螺纹杆的运行转速和时长，可形成plc电控箱驱动指令，发送给第二伺服电机，同时根据给定的坐标y目标值和所述步骤3中的坐标y的变化值，计算得出电动推杆一的运行速度和时长，形成plc电控箱驱动指令，发送给电动推杆一。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术实现了对支撑架上工件的支撑角度进行多自由度的混合调整，相对于现有支撑装置的单一方向的角度调整更加方便、快速灵活，实现了对一些异型工件进行支撑时也能够快速调整至加工位置和加工角度；且调节控制过程简单高效，提高了加工作业的连贯性和流畅性，能够明显提升加工效率。
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1.一种多自由度混合支撑机构，其特征在于：包括底座（1）、支撑架（2）、多自由度混合调节机构以及电控装置，底座（1）和支撑架（2）之间设置多自由度混合调节机构，多自由度混合调节机构包括螺纹铰接杆组件（31）、支撑柱（32）、顶杆（33）、环形滑轨（34）和伺服电机；伺服电机包括第一伺服电机（351）和第二伺服电机（352）；所述螺纹铰接杆组件（31）转动连接在底座（1）内螺纹杆槽内，螺纹铰接杆组件（31）与支撑柱（32）一起支撑起支撑架（2）；所述环形滑轨（34）安装在支撑架（2）底面；所述第一伺服电机（351）驱动环形滑轨（34）旋转，所述第二伺服电机（352）驱动螺纹铰接杆组件（31）伸缩；所述支撑架（2）的上方还设置有夹持机构（5）用于夹持工件，所述支撑柱（32）固定连接在底座（1）中央上表面，支撑柱（32）底端为电动推杆一（321），支撑柱（32）顶端通过球形铰链铰接在支撑架（2）的底面中心；所述底座（1）的表面固定连接有顶杆（33），顶杆（33）用于对支撑架（2）进行辅助支撑；所述顶杆（33）顶端连接固定有半球顶块（331），所述顶杆（33）底端为电动推杆二（332）；
2.根据权利要求1所述的一种多自由度混合支撑机构，其特征在于：所述的螺纹铰接杆组件（31）包括螺纹杆（311）、第一内螺纹移动块（312）、铰接杆（313）、连接杆（314）、弧形防脱滑块（315）；所述螺纹杆（311）的外侧连接第二伺服电机（352），所述螺纹杆（311）的螺纹上连接有第一内螺纹移动块（312），第一内螺纹移动块（312）滑动连接在底座（1）的螺纹杆槽内，第一内螺纹移动块（312）的上面通过轴销铰接有铰接杆（313），铰接杆（313）远离第一内螺纹移动块（312）的一端通过销轴铰接有连接杆（314），连接杆（314）远离铰接杆（313）的一端固定连接有弧形防脱滑块（315），弧形防脱滑块（315）滑动连接在所述环形滑轨（34）的内壁。
3.根据权利要求2所述的一种多自由度混合支撑机构，其特征在于：所述支撑柱（32）设置在底座（1）中央所述螺纹杆（311）的延长线上。
4.根据权利要求2所述的一种多自由度混合支撑机构，其特征在于：所述螺纹杆（311）靠近所述第二伺服电机（352）的一端贯穿底座（1）并延伸到底座（1）的外部，螺纹杆（311）靠近第二伺服电机（352）的一端固定连接在第二伺服电机（352）的输出轴端。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度混合支撑机构，其特征在于：所述环形滑轨（34）的侧表面固定连接有齿环（36），所述螺纹铰接杆组件（31）的连接杆（314）的外侧固定连接所述第一伺服电机（351），第一伺服电机（351）的输出轴端固定连接有齿轮（37），所述齿轮（37）与齿环（36）相啮合，在齿环（36）和齿轮（37）的啮合作用下，所述第一伺服电机（351）带动环形滑轨（34）和支撑架（2）转动。
6.根据权利要求1所述的一种多自由度混合支撑机构，其特征在于：所述夹持机构（5）包括夹持架（51）和第三伺服电机（52），第三伺服电机（52）连接夹持架（51）驱动加持工件，所述第三伺服电机（52）与所述PLC电控箱电性连接。
7.权利要求1-6所述的任意一种自由度混合支撑机构的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多自由度混合支撑机构，其特征在于：包括底座（1）、支撑架（2）、多自由度混合调节机构以及电控装置，底座（1）和支撑架（2）之间设置多自由度混合调节机构，多自由度混合调节机构包括螺纹铰接杆组件（31）、支撑柱（32）、顶杆（33）、环形滑轨（34）和伺服电机；伺服电机包括第一伺服电机（351）和第二伺服电机（352）；所述螺纹铰接杆组件（31）转动连接在底座（1）内螺纹杆槽内，螺纹铰接杆组件（31）与支撑柱（32）一起支撑起支撑架（2）；所述环形滑轨（34）安装在支撑架（2）底面；所述第一伺服电机（351）驱动环形滑轨（34）旋转，所述第二伺服电机（352）驱动螺纹铰接杆组件（31）伸缩；所述支撑架（2）的上方还设置有夹持机构（5）用于夹持工件，所述支撑柱（32）固定连接在底座（1）中央上表面，支撑柱（32）底端为电动推杆一（321），支撑柱（32）顶端通过球形铰链铰接在支撑架（2）的底面中心；所述底座（1）的表面固定连接有顶杆（33），顶杆（33）用于对支撑架（2）进行辅助支撑；所述顶杆（33）顶端连接固定有半球顶块（331），所述顶杆（33）底端为电动推杆二（332）；所述电控装置包括plc电控箱，plc电控箱与所述第一伺服电机（351）、第二伺服电机（352）、电动推杆一（321）、电动推杆二（332）电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度混合支撑机构，其特征在于：所述的螺纹铰接杆组件（31）包括螺纹杆（311）、第一内螺纹移动块（312）、铰接杆（313）、连接杆（314）、弧形防脱滑块（315）；所述螺纹杆（311）的外侧连接第二伺服电机（352），所述螺纹杆（311）的螺纹上连接有第一内螺纹移动块（312），第一内螺纹移动块（3...
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