双摆头及具有该双摆头的五轴运动系统技术方案

本发明专利技术提供了一种双摆头及具有该双摆头的五轴运动系统。双摆头包括：C轴驱动装置，具有C轴驱动轴；A轴驱动装置，通过第一传动机构与C轴驱动轴相连，并随C轴驱动轴同步旋转，并具有A轴驱动轴；加工装置安装座，通过第二传动机构与A轴驱动装置的输出轴相连，并随A轴驱动轴的转动而摆动。本发明专利技术提供的双摆头，利用第一传动机构和第二传动机构，将C轴驱动装置和A轴驱动装置的动力传递给需要被带动的加工装置，就可以采用普通的伺服电机代替盘式伺服电机，进而可以降低双摆头的制造成本，并能够符合无模铸造成形机等对加工精度要求不高的加工设备的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工设备领域，特别地，涉及一种双摆头。此外，本专利技术还涉及一种包括上述双摆头的五轴运动系统。
技术介绍
目前，应用于机械加工中心上的双摆头，都采用盘式伺服电机作为C轴驱动装置A 轴驱动装置，双摆头工作时，盘式伺服电机的输出轴直接与被驱动的装置相连，带动加工工具进行精确的加工。此种双摆头虽然加工精度较高，但是价格昂贵，无法应用到加工精度要求不高、低成本需求强烈的机械加工领域。例如，对于无模铸造成形机，由于加工工件为砂块，加工精度要求不高，若采用现有的双摆头，使得无模铸造成型机的整体成本提高，无法满足铸件的单件、小批量的生产需求。因此，有必要提供一种成本较低双摆头，以适应小规模、低成本、精度要求不高的生产的需要。另外，安装在双摆头上的加工工具，如铣刀等一般都由一个驱动装置进行驱动，在加工工具进行作业时，驱动装置处于高速运转的状态，会产生较多的热量，使驱动装置自身及周围环境的温度升高，容易影响驱动装置的使用寿命。而且，对于无模铸造成形机一类的加工设备，在对工件进行加工过程的过程中，会产生废屑，对加工工具造成污染，影响加工工具及整个加工设备的工作质量。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种双摆头及具有该双摆头的五轴运动系统，以解决现有双摆头成本高、不能应用到无模铸造成形机以及其他加工精度要求低、低成本加工需求强烈的加工设备上的技术问题。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种双摆头，包括C轴驱动装置，具有C轴驱动轴；A轴驱动装置，通过第一传动机构与C轴驱动轴相连，并随C轴驱动轴同步旋转，并具有A轴驱动轴；加工装置安装座，通过第二传动机构与A轴驱动装置的输出轴相连，并随A轴驱动轴的转动而摆动。进一步地，第一传动机构包括C轴驱动装置安装座，C轴驱动装置设置在C轴驱动装置安装座内；旋转台，设置于C轴驱动装置安装座的下方，与C轴驱动轴相连并随C轴驱动轴同步转动。进一步地，C轴驱动装置安装座具有与C轴驱动轴同轴的轴向阶梯安装孔，C轴驱动装置的外壳卡在轴向阶梯安装孔的外阶梯上，旋转台具有延伸至轴向阶梯安装孔内的凸起部，凸起部套设于C轴驱动轴的外周并与C轴驱动轴相连，凸起部的外周与轴向阶梯安装孔的内壁之间设置有滚子轴承。进一步地，A轴驱动轴贯穿加工装置安装座，第二传动机构包括套设在A轴驱动轴的第一端的传动法兰，传动法兰与A轴驱动轴键连接，传动法兰的朝向加工装置安装座的端面与加工装置安装座固定连接。进一步地，旋转台的下方设置有A轴驱动装置安装座，A轴驱动装置的外壳固定在 A轴驱动装置安装座的外侧，A轴驱动轴贯穿A轴驱动装置安装座，传动法兰设置于A轴驱动装置安装座的第一侧壁与加工装置安装座的第一侧壁之间。进一步地，A轴驱动装置安装座的第二侧壁的中部设置有与A轴驱动轴同轴的通孔，A轴驱动轴的第二端设置在通孔内，A轴驱动装置安装座的第二侧壁与加工装置安装座的第二侧壁之间设置有固定在加工装置安装座的第二侧壁上的支撑法兰，支撑法兰具有延伸至通孔内并位于A轴驱动轴外周的支撑部，支撑部的外周与通孔的内壁之间设置有深沟球轴承。进一步地，A轴驱动装置安装座还包括底座，A轴驱动装置安装座的第一侧壁与底座一体成型，A轴驱动装置安装座的第二侧壁可拆卸地与底座相连。进一步地，C轴驱动装置和A轴驱动装置均为伺服电机。进一步地，加工装置安装座的上方设置有进气口，下方设置有出气口，进气口通过第一输气管路与冷却气体供给源相连。进一步地，加工装置安装座的下方设置有加工装置，加工装置的上方设置有朝向加工装置的吹气嘴，吹气嘴通过第二输气管路与冷却气体供给源的相连。根据本专利技术的另一个方面，还提供了五轴运动系统，包括XYZ三轴运动单元，还包括上述双摆头，该双摆头设置在XYZ三轴运动单元中的Z轴运动单元上。进一步地，双摆头的C轴驱动装置通过C轴驱动装置安装座固定在Z轴运动单元中的Z轴运动滑块上。本专利技术具有以下有益效果1.本专利技术提供的双摆头，利用第一传动机构将C轴驱动装置的输出轴的动力传递给A轴驱动装置，带动A轴驱动装置同步旋转，再利用第二传动机构，将A轴驱动装置输出轴的动力传递给加工装置安装座，进而可以采用普通的伺服电机代替盘式伺服电机实现动力的传递，从而实现降低双摆头的制造成本的目的。2.由于在加工装置安装座上设置便于冷却气体流通的进气口和出气口，因而能够有效降低加工装置的工作温度，并在加工装置的上方设置朝向加工装置的吹风嘴，同时能够对加工装置进行清洁机降温，提高加工装置及其驱动装置的使用寿命，提高双摆头及具有该双摆头的物质运动系统的工作效率。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是本专利技术优选实施例的双摆头的剖视结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的双摆头的整体结构示意图；图3是本专利技术优选实施例的加工装置与冷却气体供给装置之间的结构示意图；以及图4是本专利技术优选实施例的五轴运动系统的结构示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1所示，根据本专利技术的一个方面，提供了一种双摆头，旨在主要应用于单件加工、批量小、精度要求不高并且对成本控制较为严格的机械加工设备中。该双摆头包括C轴驱动装置21，具有C轴驱动轴211 ；A轴驱动装置23，通过第一传动机构与C轴驱动轴211相连，并随C轴驱动轴211同步旋转，并具有A轴驱动轴231 ； 加工装置安装座25，通过第二传动机构与A轴驱动装置22的输出轴相连，并随A轴驱动轴 231的转动而摆动。本专利技术提供的双摆头利用第一传动机构和第二传动机构能将C轴驱动装置21和 A轴驱动装置23的输出动力传递到下一级需要带动的部件上，无需如盘式伺服电机一样直接由驱动轴驱动需要带动的部件转动，这样，就可以采用普通的伺服电机代替盘式伺服电机，虽然加工精度有所下降，但是制造成本会显著下降，而且，对于无模铸造成形机等加工精度要求相对低一些的加工设备而言，已经完全能够满足要求。第一传动机构可以包括C轴驱动装置安装座213，C轴驱动装置21设置在C轴驱动装置安装座213内；旋转台215，设置于C轴驱动装置安装座213的下方，与C轴驱动轴 211相连并随C轴驱动轴211同步转动。具体地说，C轴驱动装置安装座213具有与C轴驱动轴211同轴的轴向阶梯安装孔，C轴驱动装置21的外壳卡在轴向阶梯安装孔的外阶梯上，旋转台215具有延伸至轴向阶梯安装孔内的凸起部215a，凸起部215a套设于C轴驱动轴211的外周并与C轴驱动轴 211相连，凸起部215a的外周与轴向阶梯安装孔的内壁之间设置有滚子轴承217。滚子轴承217可以为圆锥滚子轴承，旋转台215的上部可以安装有一对圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承上方用制动螺母218锁紧，下方通过C轴驱动装置安装座213的肩台固定。利用滚子轴承217可以实现旋转台215与C轴驱动装置安装座213之间的相对转动，进而将C轴驱动轴211的驱动力传递给旋转台215。旋转台215的外侧还设置有罩盖 219。A轴驱动轴231本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种双摆头，其特征在于，包括：Ｃ轴驱动装置（２１），具有Ｃ轴驱动轴（２１１）；Ａ轴驱动装置（２３），通过第一传动机构与所述Ｃ轴驱动轴（２１１）相连，并随所述Ｃ轴驱动轴（２１１）同步旋转，并具有Ａ轴驱动轴（２３１）；加工装置安装座（２５），通过第二传动机构与所述Ａ轴驱动装置（２２）的输出轴相连，并随所述Ａ轴驱动轴（２３１）的转动而摆动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单忠德，刘丽敏，刘丰，
申请(专利权)人：机械科学研究总院先进制造技术研究中心，
类型：发明
国别省市：11