一种三轴加工装置及设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及自动化设备领域，尤其涉及一种三轴加工装置及设备。


背景技术：

[0002]
自动化设备广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业和医疗等方面。自动化设备不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，还能实现常人不能做到的效果，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。
[0003]
其中，如图1所示，三轴加工装置是自动化设备中的重要组成部分，起着关键的作用。行业内普遍通过购买标准单轴，再将其搭拼组装的方式制作三轴加工装置。但是对于用于加工小型产品的设计移动行程小于75mm的设备而言，由于标准单轴行程长，不利于安装到设备上，需要占用好几个工位，且标准单轴之间的安装方式占地面积大，空间利用率低。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供一种三轴加工装置及设备，来解决目前三轴加工装置占地面积大的问题。
[0005]
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0006]
一种三轴加工装置，包括底座、x轴移动平台、y轴移动平台及z轴移动平台；
[0007]
所述y轴移动平台设置于所述底座上；所述x轴移动平台与所述y轴移动平台滑动连接；所述z轴移动平台与所述x轴移动平台滑动连接，且所述z轴移动平台滑动连接有加工平台；
[0008]
其中，所述x轴移动平台包括x轴电机、x轴传动部、x轴移动部及x轴底板；所述x轴底板与所述y轴移动平台滑动连接；所述x轴电机和所述x轴移动部均设置于所述x轴底板上，且所述x轴电机和所述x轴移动部沿y轴方向依次设置；所述x轴传动部的一端与所述x轴电机的动子固定连接，所述x轴传动部的另一端与所述x轴移动部连接。
[0009]
可选地，所述x轴电机、所述x轴传动部及所述x轴移动部呈“u”型分布，所述x轴电机和所述x轴移动部相对设置。
[0010]
可选地，所述x轴传动部包括第一传动轮、第二传动轮及传动带；所述x轴移动部包括x轴丝杆模块，所述x轴丝杆模块设置于所述x轴底板上；
[0011]
所述第一传动轮与所述x轴电机的动子固定连接，所述第二传动轮与所述x轴丝杆模块的丝杆连接端固定连接，所述传动带套设在所述第一传动轮和所述第二传动轮上。
[0012]
可选地，所述x轴移动部还包括平行设置的第一x轴滑轨和第二x轴滑轨；所述第一x轴滑轨及所述第二x轴滑轨分别与所述x轴底板固定连接，且分别位于所述x轴丝杆模块的两侧；所述第一x轴滑轨和所述第二x轴滑轨上分别滑动连接有x轴滑块；
[0013]
所述z轴移动平台通过所述x轴滑块与所述x轴移动平台滑动连接，且与所述x轴丝杆模块的x轴丝杆滑块固定连接。
[0014]
可选地，所述z轴移动平台包括z轴固定架、z轴电机及z轴丝杆模块；
[0015]
所述z轴电机和所述z轴丝杆模块沿z轴方向设置在所述z轴固定架上，所述z轴丝杆模块的丝杆连接端与所述z轴电机的定子固定连接，所述z轴丝杆模块的z轴丝杆滑块与所述加工平台固定连接。
[0016]
可选地，所述z轴固定架为“l”型，所述z轴固定架的横板与所述x轴移动平台滑动连接，所述z轴固定架的立板设置所述z轴电机及所述z轴丝杆模块；
[0017]
所述z轴固定架的横板和立板之间连接有一肋板。
[0018]
可选地，所述y轴移动平台包括y轴电机、y轴丝杆模块及两条y轴滑轨；所述y轴电机、所述y轴丝杆模块及两条所述y轴滑轨均设置于所述底座上；
[0019]
所述y轴电机和所述y轴丝杆模块沿y轴方向设置，所述y轴电机的动子与所述y轴丝杆模块的丝杆连接端固定连接；两条所述y轴滑轨分别设置于所述y轴丝杆模块的两侧，且均滑动连接有y轴滑块；所述x轴移动平台通过所述y轴滑块与所述y轴移动平台滑动连接，且与所述y轴丝杆模块的y轴丝杆滑块固定连接。
[0020]
可选地，所述底座包括底板、顶板及支撑板，所述支撑板的一端与所述底板固定连接，另一端与所述顶板固定连接，用于支撑所述顶板。
[0021]
一种设备，包括基台和如上所述的三轴加工装置，所述三轴加工装置与所述基台可拆卸地固定连接。
[0022]
可选地，所述设备还包括前卡位块和后卡位块，所述前卡位块和所述后卡位块分别与所述基台可拆卸地固定连接，用于限制所述三轴加工装置的位置。
[0023]
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0024]
本实用新型提供的三轴加工装置及设备，通过x轴传动部的设置，令x轴移动平台的x轴电机和x轴移动部沿y轴方向依次设置，无需将x轴移动平台突出于y轴移动平台，在行程下不变的情况下，减少了x轴移动平台的占用面积，令三轴加工装置结构更紧凑，从而提高了空间利用率。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026]
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0027]
图1为现有技术中的三轴加工装置；
[0028]
图2为本实用新型实施例一提供的三轴加工装置的整体结构示意图；
[0029]
图3为本实用新型实施例一的x轴移动平台整体结构示意图；
[0030]
图4为本实用新型实施例一的x轴移动平台俯视结构示意图；
[0031]
图5为本实用新型实施例一的y轴移动平台整体结构示意图；
[0032]
图6为本实用新型实施例一的z轴移动平台整体结构示意图；
[0033]
图7为本实用新型实施例一的底座整体结构示意图。
[0034]
图示说明：1、底座；11、底板；12、顶板；13、支撑板；
[0035]
2、x轴移动平台；21、x轴电机；22、x轴传动部；221、第一传动轮；222、第二传动轮；223、传动带；23、x轴移动部；2311、第一x轴滑轨；2312、第二x轴滑轨；232、x轴滑块；233、x轴丝杆模块；24、x轴底板；
[0036]
3、y轴移动平台；31、y轴电机；32、y轴丝杆模块；33、y轴滑轨；34、y轴滑块；
[0037]
4、z轴移动平台；41、z轴固定架；42、z轴电机；43、z轴丝杆模块；5、前卡位块；6、后卡位块。
具体实施方式
[0038]
为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0039]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
[0040]
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0041]
请参考图2至图7，图2为本实用新型实施例一提供的三轴加工装置的整体结构示意图，图3为本实用新型实施例一的x轴移动平台整体结构示意图，图4为本实用新型实施例一的x轴移动平台俯视结构示意图，图5为本实用新型实施例一的y轴移动平台整体结构示意图，图6为本实用新型实施例一的z轴移动平台整体结构示意图，图7为本实用新型实施例一的底座整体结构示意图。
[0042]
实施例一
[0043]
本实用新型实施例提供的三轴加工装置，主要用于带动加工平台对工件进行对应的工序，其中，本实施例的三轴加工装置适用于加工小型产品的场景，结构紧凑，释放更多空间，以能容置更多工位。
[0044]
如图2和图3所示，三轴加工装置，包括底座1、x轴移动平台2、y轴移动平台3及z轴移动平台4；
[0045]
y轴移动平台3设置于底座1上；x轴移动平台2与y轴移动平台3滑动连接；z轴移动平台4与x轴移动平台2滑动连接，且z轴移动平台4滑动连接有加工平台；
[0046]
其中，x轴移动平台2包括x轴电机21、x轴传动部22、x轴移动部23及x轴底板24；x轴底板24与y轴移动平台3滑动连接；x轴电机21和x轴移动部23均设置于x轴底板24上，且x轴电机21和x轴移动部23沿y轴方向依次设置；x轴传动部22的一端与x轴电机21的动子固定连
接，x轴传动部22的另一端与x轴移动部23连接。
[0047]
在对工件进行加工时，x轴移动平台2、y轴移动平台3及z轴移动平台4在插补程序的控制下同步运动，以达到指定的xyz坐标。其中，x轴方向指的是x轴丝杆模块233的轴向，y轴方向指的是y轴丝杆模块32的轴向，z轴方向指的是z轴丝杆模块43的轴向。xy平面指的是，x轴方向与y轴方向共同所在的平面。为了实现空间运动，以上的三个方向是相互垂直的。
[0048]
具体地，通过对x轴传动部22的设置，令x轴移动平台2的x轴电机21和x轴移动部23沿y轴方向依次设置，结构紧凑，无需将x轴移动平台2突出于y轴移动平台3，其中，x轴移动平台2在y轴移动平台3上的投影落入y轴移动平台3内，即x轴移动平台2并不会额外占用三轴加工装置的在xy平面内的空间；在行程下不变的情况下，减少了x轴移动平台2的占用面积，从而提高了空间利用率。在同等的行程设计下，x轴占用面积减少50％。
[0049]
进一步地，如图3和图4所示，x轴电机21、x轴传动部22及x轴移动部23呈“u”型分布，x轴电机21和x轴移动部23分别位于两侧，即x轴电机21和x轴移动部23相对设置，x轴传动部22位于x轴电机21和x轴移动部23之间。“u”型分布使得x轴移动平台2更加紧凑，同时质量更加集中，使重心往形心靠近，从而降低了转动惯量，提高了传动精度。
[0050]
具体地，如图3和图4所示，x轴传动部22包括第一传动轮221、第二传动轮222及传动带223；x轴移动部23包括x轴丝杆模块233，x轴丝杆模块233设置于x轴底板24上；
[0051]
第一传动轮221与x轴电机21的动子固定连接，第二传动轮222与x轴丝杆模块233的丝杆连接端固定连接，传动带223套设在第一传动轮221和第二传动轮222上。
[0052]
进一步地，x轴移动部23还包括平行设置的第一x轴滑轨2311和第二x轴滑轨2312；第一x轴滑轨2311及第二x轴滑轨2312分别与x轴底板24固定连接，且分别位于x轴丝杆模块233的两侧；第一x轴滑轨2311和第二x轴滑轨2312上分别滑动连接有两个x轴滑块232；
[0053]
z轴移动平台4通过x轴滑块232与x轴移动平台2滑动连接，且与x轴丝杆模块233的x轴丝杆滑块固定连接。
[0054]
通过设置第一x轴滑轨2311及第二x轴滑轨2312使得z轴移动平台4与x轴移动平台2发生相对滑动时，传动更加稳定，且容易替换。并且第一x轴滑轨2311及第二x轴滑轨2312均设有x轴滑块232，使得z轴移动平台4不易从x轴移动平台2上脱轨，且有利于传动稳定，减少了震动。其中，x轴滑块232在第一x轴滑轨2311及第二x轴滑轨2312上均设有两个。且通过上述设置，减少了体积，更加安全可靠，成本更低，占用面积更小，自动化程度更高，加工精度更高，加工领域更广泛。
[0055]
在一个具体的实施例中，如图6所示，z轴移动平台4包括z轴固定架41、z轴电机42及z轴丝杆模块43；
[0056]
z轴电机42和z轴丝杆模块43沿z轴方向设置在z轴固定架41上，z轴丝杆模块43的丝杆连接端与z轴电机42的定子固定连接，z轴丝杆模块43的z轴丝杆滑块与加工平台固定连接。其中，z轴丝杆模块43的丝杆连接端与z轴电机42的定子可通过联轴器连接，也可以通过键连接。
[0057]
进一步地，z轴固定架41为“l”型，z轴固定架41的横板与x轴移动平台2滑动连接，z轴固定架41的立板设置z轴电机42及z轴丝杆模块43；
[0058]
z轴固定架41的横板和立板之间连接有一肋板。通过肋板的设置，使得z轴移动平
台4在加工时更加稳定，不易因反作用力而变形。
[0059]
进一步地，如图5所示，y轴移动平台3包括y轴电机31、y轴丝杆模块32及两条y轴滑轨33；y轴电机31、y轴丝杆模块32及两条y轴滑轨33均设置于底座1上；
[0060]
y轴电机31和y轴丝杆模块32沿y轴方向设置，y轴电机31的动子与y轴丝杆模块32的丝杆连接端固定连接；两条y轴滑轨33分别设置于y轴丝杆模块32的两侧，且均滑动连接有y轴滑块34；其中，y轴滑块34在两根y轴滑轨33的数量均为两个；该设置使得y轴移动平台3在保持稳定的前提下，降低了y轴移动平台3的成本。x轴移动平台2通过y轴滑块34与y轴移动平台3滑动连接，且与y轴丝杆模块32的y轴丝杆滑块固定连接。其中，y轴丝杆模块32的丝杆连接端与y轴电机31的定子可通过联轴器连接，也可以通过键连接。
[0061]
进一步地，如图7所示，底座1包括底板11、顶板12及支撑板13，支撑板13的一端与底板11固定连接，另一端与顶板12固定连接，用于支撑顶板12。当需要改变三轴加工装置的高度时，仅需替换支撑板13即可，通用性高。
[0062]
综上所述，本实施例的三轴加工装置针对小产品的加工作了优化，结构紧凑，空间利用率高，同时，其传动更加平稳，震动更少，更加安全可靠，占用面积更小，体积更小巧，成本更低，自动化程度更高，加工精度更高，适用的加工领域更广泛。
[0063]
实施例二
[0064]
一种设备，包括基台和如实施例一的三轴加工装置，三轴加工装置与基台可拆卸地固定连接。实施例一种叙述了关于三轴加工装置的具体结构，本实施例包括上述三轴加工装置，同样具有上述技术效果。
[0065]
进一步地，如图2所示，设备还包括前卡位块5和后卡位块6，前卡位块5和后卡位块6分别与基台可拆卸地固定连接，用于限制三轴加工装置的位置。从而提高了三轴加工装置安装时的精度，从而提高了设备的加工精度。同时，三轴加工装置适用性高，能适用于不同的设备，或根据设备的特点改变部分零件即可适配，具有模块化的特点，可换性高。
[0066]
综上所述，本实施例的设备应用于加工小产品的场景，具有结构紧凑，空间利用率高的特点，同时，具有传动平稳，震动少，安全可靠，占用面积小，体积小巧，成本低，自动化程度高，加工精度高，适用的加工领域广泛的特点。
[0067]
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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