一種復合連桿機構的立式加工中心的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發明屬于制造技術裝備領域，具體涉及一種復合連桿機構的立式加工中心。
【背景技術】
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[0002]國內外制造企業必須通過提高產品質量、降低成本和縮短新產品開發周期來取得市場競爭優勢，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床技術水平的克爭。
[0003]機床作為生產各種機械的工作母機，是裝備制造業的基礎;機床工業的發展水平是國家工業化水平的重要標志。并聯運動機床與傳統機床相比，并聯運動機床結構以復合桿系機構代替傳統機床結構的懸臂梁和兩支點梁來承載切削力和主軸部件重力;具有結構簡單、剛度高、速度快、動態性能好、可重構等優點，易于實現較復雜的空間運動，完成復雜零件的加工。它是21世紀新一代機床的發展方向。但目前的并聯機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。
【發明內容】
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[0004]本發明的目的是針對目前的并聯機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合加工，具備加工便捷、占地空間小的復合連桿機構的立式加工中心。
[0005]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:
[0006]—種復合連桿機構的立式加工中心，其中:由外框架裝置、復合連桿加工裝置、多自由度換刀裝置、可升降加工平臺裝置、導向平衡軸和底座支撐裝置六部分組成;所述復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合連桿加工裝置中的滑塊連接板和所述復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板、右支撐側板下端的立式圓頭平鍵形導向孔，實現可升降加工平臺與外框架裝置的導向平衡連接;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、第一聯軸器、第一伺服電機電機支架、第一伺服電機組成的第一橫向滑臺、左支撐側板、右支撐側板、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，第一伺服電機電機支架與第一滑臺軌道連接，第一聯軸器與第一滑臺絲杠連接，第一伺服電機與第一伺服電機電機支架連接，第一伺服電機與第一聯軸器連接;所述第一橫向滑臺的左端與所述的左支撐側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板的上端通過螺釘固定連接，構成門式框架;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;所述左支撐側板和右支撐側板的下端分別與底板左右兩側面通過螺栓螺母連接;所述第一塊肋板與第二塊肋板設置在左支撐側板的下端，且第一塊肋板的豎直面位于左支撐側板的后方，第二塊肋板的豎直面位于左支撐側板的前方，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置在右支撐側板的下端，且第四塊肋板的豎直面位于右支撐側板的后方，第三塊肋板的豎直面位于右支撐側板的前方，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]本發明所述外框架裝置中的第一橫向滑臺為復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板、右支撐側板為可升降加工平臺裝置提供上下運動平衡導向支撐。
[0009]進一步，所述復合連桿加工裝置由滑塊連接板、左伺服電機支架、右伺服電機支架、左伺服電機、右伺服電機、A連桿、B連桿、C連桿、D連桿、圓臺、電主軸、立銑刀組成;所述左伺服電機固定在左伺服電機支架上，所述右伺服電機固定在右伺服電機支架上，所述左伺服電機支架和右伺服電機支架通過螺栓螺母固定在滑塊連接板上，所述B連桿設置在所述A連桿的下方，且所述A連桿的一端與左伺服電機的轉軸連接，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的轉軸連接，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;所述左伺服電機和右伺服電機的輸出速度實時動態可控，驅動立銑刀按照特定加工軌跡切削運動，實現預期的加工工藝動作。
[0010]本發明所述復合連桿加工裝置可實現各種不同的加工工藝軌跡，完成各種加工工藝動作。
[0011]進一步，所述多自由度換刀裝置是由刀庫、刀庫連接件、刀庫旋轉件、第二液壓桿、粗連接件、細連接件、門式連接件、三角形連接件、第二橫向滑臺、旋轉組件、第三液壓桿、第二伺服電機組成；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;所述電吸盤分別設置在左手指和右手指的手指內側末端，所述立銑刀、鉆頭、打磨砂輪、3D打印頭、激光燒結頭、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;所述細連接件是由細連接軸、細左套筒和細右套筒組成，所述細左套筒和細右套筒套裝在細連接軸的外圓柱面上;所述旋轉組件是由上部內壓板、下部內壓板、上部外壓板、下部外壓板、軸承、第一步進電機組成;所述上部內壓板和下部內壓板通過螺栓分別與所述軸承的軸承內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;所述第一步進電機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、第二聯軸器、第二步進電機支架、第二步進電機組成;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，第二步進電機支架與第二滑臺軌道連接，第二聯軸器與第二滑臺絲杠連接，第二步進電機與第二步進電機支架連接，第二步進電機與第二聯軸器連接;所述刀庫連接件與所述刀庫背面上的圓環相連接;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連接件連接;所述細左套筒和細右套筒與第二液壓桿另一端的左右兩側相連接，細連接件與所述門式連接件通過細連接軸連接;所述第二伺服電機與所述刀庫中央連接;所述第二伺服電機與所述刀庫旋轉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組件中的上部內壓板和下部內壓板通過螺栓螺母連接;所述旋轉組件中的第一步進電機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]本發明所述多自由度換刀裝置可實現立銑刀、鉆頭、打磨砂輪、3D打印頭、激光燒結頭、端面銑刀之間的任意切換，同時也可以實現刀庫的多方向移動。
[0013]進一步，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、第三聯軸器、第三伺服電機支架、第三伺服電機組成。所述的第三滑臺滑塊與第三滑臺軌道通過光