一种可平移倾斜复合联动的工作平台的制作方法

1.本实用新型涉及桌面型激光加工设备领域，尤其涉及一种可平移倾斜复合联动的工作平台。


背景技术：

2.目前激光加工平台对于部分复杂零件，在特殊工况下减材加工柔性较低。尤其是零件呈不规则形状且高度不一致时，比如弯通管件或者三通多通等管件加工时，采用平面移动的工作平台，无法一次加工近净成形，分步加工成型增加了零件加工成本和制作工艺的复杂性，零件加工时间长、效率低。更加无法实现同步进行增减材加工，需要将增材加工和减材加工分开进行，增加了重复定位的时间和工序，生产效率低。
3.另一方面，磨削加工时将会产生大量的细小的磨屑，大量磨屑伴随润滑油吸附、堆积在各关键部件的传动啮合处，造成严重磨损现象(此时磨屑充当磨粒作用)，导致设备传动精度与使用寿命的损失，严重时甚至会出现咬死的现象。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种生产柔性高密封性好的可平移倾斜复合联动的工作平台。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种可平移倾斜复合联动的工作平台，包括固定底座、第一立柱、复合移动平台、工作台、第一连接件、固定支撑座；所述复合移动平台包括下移动台和滑设于下移动台上的上移动台，所述上移动台和下移动台分别相对于固定底座可水平移动，所述上移动台和下移动台的水平移动方向互相垂直；工作台至少两端部外侧对应设置有所述第一立柱，所述第一立柱固定于上移动台上方；所述第一立柱内设有用于驱动工作台端部上下移动的第一驱动机构，工作台的端部通过第一连接件与第一驱动机构连接，工作台不同端部向上或向下移动的位移不相等，使工作台倾斜。
7.作为对上述技术方案的进一步改进：
8.所述固定底座内设有第二驱动机构和第三驱动机构，所述第二驱动机构和第三驱动机构分别用于驱动上移动台和下移动台水平移动。
9.所述固定底座包括上底座，所述第三驱动机构位于上底座内且包括第三驱动电机和x向滚珠丝杠；所述下移动台包括下平板和位于下平板下方的多个连接板，所述上底座设有供连接板穿过的条形孔，所述连接板的下部与x向滚珠丝杠连接，其中一所述x向滚珠丝杠由第三驱动电机驱动，连接板下部的x向滚珠丝杠与连接板相对应的条形孔错位设置。
10.所述上移动台包括上平板和位于上平板下方的下滑块，所述下平板上部开设有导向槽，所述下滑块与导向槽滑动配合。
11.所述第一连接件包括球销座、球头销、连接杆，所述球销座一端与工作台一端部连接，另一端与球头销连接配合，所述连接杆套设于球头销外，所述第一驱动机构与连接杆连
接。
12.所述工作台至少两端部设有延伸杆，所述延伸杆与球销座连接。
13.所述第一驱动机构包括第一驱动电机、第一支撑座、第一滚珠丝杠和第一丝杠连接件，所述第一滚珠丝杠竖直设置，所述第一驱动电机用于驱动第一滚珠丝杠旋转，所述第一支撑座支撑在第一滚珠丝杠两端，所述第一丝杠连接件套设在第一滚珠丝杠外，所述第一丝杠连接件自第一立柱内延伸至第一立柱外并与第一连接件连接。
14.所述第一丝杠连接件与连接杆铰接。
15.所述第一立柱在靠近工作台一侧开设有前槽，所述第一丝杠连接件穿过前槽与连接杆铰接，所述第一滚珠丝杠与前槽错位设置。
16.还包括至少两个伸缩杆、伸缩杆固定块、侧板、固定板，所述第二驱动机构包括第二驱动电机和y向滚珠丝杠，所述伸缩杆固定块、固定板、第二驱动机构均分别设置于上底座相对的两侧，所述上移动台通过伸缩杆与伸缩杆固定块连接；所述伸缩杆固定块两端分别与固定板套接所述，第二驱动电机固定于上底座的侧面挖孔内，且通过固定板将侧面挖孔进行密封,所述第二驱动电机与y向滚珠丝杠连接并驱动y向滚珠丝杠转动，所述y向滚珠丝杠驱动伸缩杆固定块水平移动。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
18.本实用新型通过调整第一驱动机构调整工作台倾斜角度，实现具有不同形态曲面的复杂零件，无需重复定位，尤其是可加工成型表面呈曲面形且高度不等的零构件，生产柔性高、生产效率高。
19.本实用新型的复合移动平台，并将控制上移动台和下移动台的驱动机构布置于固定底座内，同时上工作台和下工作台通过下滑块和导向槽的滑动配合形成多轴向复合传动的运动形式。一方面将电机等零部件质量集中在底座下，降低装置整机重心并减轻复合移动平台运动载荷，在提高装置稳定性的同时实现高效节能的功效；另一方面，通过复合移动平台的独立单轴向运动，以实现工件在工作平面内的任意一点定位，突破了传统工作平台单自由度运动的现状，简化了加工模块驱动系统的设计。
20.本实用新型对传动系统设计了较为完善的密封结构，用于驱动下移动台的x向滚珠丝杠和用于驱动下移动台的y向滚珠丝杆等传动系统放置在固定底座内，各滚珠丝杠与条形孔或前槽错位设置，与此同时伸缩杆的内导杆外安装外套筒、内套筒，实现复杂传动系统的全封闭润滑，防止磨屑或粉尘的渗入与堆积。一方面，防止磨屑或粉尘在传动系统的不良堆积，避免传动系统磨损，延长其服役寿命；另一方面，提高装备传动与加工精度，实现一体化加工。
附图说明
21.图1是本实用新型的结构示意图。
22.图2是固定底座、上移动台等的结构示意图。
23.图3是上移动台、下移动台及其驱动机构的结构示意图。
24.图4是上移动台、下移动台及其驱动机构的俯视图。
25.图5是上移动台、下移动台及其驱动机构的另一视角的结构示意图。
26.图6是上底座的结构示意图。
27.图7是伸缩杆的结构示意图。
28.图8是图4中a处的剖视图。
29.图9是下移动台的结构示意图。
30.图10是上移动台的结构示意图。
31.图11是固定支撑座及其上零件的结构示意图。
32.图12是固定支撑座及其上零件的主视图(移除第一立柱的立柱盖)。
33.图13是固定支撑座及其上零件的俯视图。
34.图14是图13中b
‑
b线剖视图。
35.图15是图14中c处的局部放大图。
36.图16是第一连接件的爆炸分解图。
37.图17是工作台的结构示意图。
38.图中各标号表示：
39.1、固定底座；101、上底座；1011、条形孔；102、下底壳；3、第一立柱；5、上移动台；501、上平板；5011、平板通孔；502、下滑块；6、下移动台；601、下平板；6011、导向槽；6012、限位块；602、连接板；6021、竖板；6022、横板；60221、限位孔；9、工作台；91、延伸杆；10、伸缩杆；1001、外套筒；1002、内套筒；1003、内导杆；11、伸缩挡板；111、中部挡板；112、端部挡板；12、伸缩杆固定块；13、侧板；14、固定板；15、第二驱动机构；151、第二驱动电机；152、第二支撑座；153、y向滚珠丝杠；16、第三驱动机构；161、第三驱动电机；162、x向滚珠丝杠；163、第三支撑座；19、第一驱动机构；191、第一驱动电机；192、第一支撑座；193、第一滚珠丝杠；194、第一丝杠连接件；20、第一连接件；201、球销座；202、球头销；203、连接杆；21、固定支撑座。
具体实施方式
40.以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。除非特殊说明，本实用新型采用的仪器或材料为市售。
41.实施例1：
42.如图1至17所示，一种可平移倾斜复合联动的工作平台，包括固定底座1、第一立柱3、复合移动平台、工作台9、第一连接件20；复合移动平台包括下移动台6和滑设于下移动台6上的上移动台5，上移动台5和下移动台6分别相对于固定底座1可水平移动，上移动台5和下移动台6的水平移动方向互相垂直；工作台9至少两端部外侧对应设置有第一立柱3，第一立柱3固定于上移动台5上方；第一立柱3内设有用于驱动工作台9端部上下移动的第一驱动机构19，工作台9的端部通过第一连接件20与第一驱动机构19连接，工作台9不同端部向上或向下移动的位移不相等，使工作台9倾斜。
43.本实用新型中，通过第一立柱3内第一驱动机构19带动工作台9端部向上或向下移动，第一驱动机构19分别控制工作台9不同端部的位移，当上下移动的位移不相等时，工作台9发生倾斜，配合下移动台6和上移动台5的水平移动，能够将工作台9上的工件移动到所需位置。
44.固定底座1内设有第二驱动机构15和第三驱动机构16，第二驱动机构15和第三驱动机构16分别用于驱动上移动台5和下移动台6水平移动。
45.固定底座1包括上底座101，第三驱动机构16位于上底座101内，包括第三驱动电机161和x向滚珠丝杠162；下移动台6包括下平板601和位于下平板601下方的多个连接板602，上底座101设有供连接板602穿过的条形孔1011，连接板602的下部与x向滚珠丝杠162连接，其中一x向滚珠丝杠162由第三驱动电机161驱动，连接板602下部的x向滚珠丝杠162与连接板602相对应的条形孔1011错位设置。
46.如图2至10所示，复合移动平台包括上移动台5和下移动台6，下移动台6连接于上移动台5的下方；固定底座1包括上底座101，装置还包括固定于上底座101下部的第三驱动机构16，第三驱动机构16包括第三驱动电机161和至少一个x向滚珠丝杠162，下移动台6包括下平板601和位于下平板601下方的多个连接板602，上底座101设有供连接板602穿过的条形孔1011，连接板602的下部与x向滚珠丝杠162连接，其中一x向滚珠丝杠162由第三驱动电机161驱动，连接板602下部的x向滚珠丝杠162与连接板602相对应的条形孔1011错位设置；上移动台5包括上平板501和位于上平板501下方的下滑块502，下平板601上部开设有导向槽6011，下滑块502与导向槽6011滑动配合。上移动台5和下移动台6通过下滑块502和导向槽6011的滑动配合形成多轴向复合传动的运动形式。
47.本实施例中，固定底座1还包括下底壳102，下底壳102位于上底座101下，用于密封固定上底座101下部的第三驱动电机161等装置。一方面将第三驱动机构16的第三驱动电机161、x向滚珠丝杠162等零部件运动设置在上底座101下部，将质量集中在上底座101下，降低装置整机重心并减轻移动平台运动载荷，在提高装置稳定性的同时实现高效节能的功效；另一方面，通过复合移动平台的独立单轴向运动，以实现工件在工作平面内任意一点的定位，突破了传统工作平台单自由度运动的现状，简化了加工模块驱动系统的设计；再者，x向滚珠丝杠162与连接板602相对应的条形孔1011错位设置，当磨削时，即便磨屑掉入条形孔1011时，随着条形孔1011向下掉落，而不会影响用于传动的x向滚珠丝杠162的运动，延长了本实用新型传动零件的使用寿命。
48.如图9所示，本实施例中，连接板602包括横板6022和竖板6021，竖板6021的一端连接于下平板601，竖板6021的另一端与横板6022的一端连接，横板6022的另一端与x向滚珠丝杠162连接，第三驱动电机161与其中一个x向滚珠丝杠162的一端连接并驱动x向滚珠丝杠162旋转，以带动横板6022沿x向移动。
49.横板6022在靠近x向滚珠丝杠162一侧设有限位孔60221，限位孔60221与x向滚珠丝杠162凹凸配合连接。本实施例中，共有三个x向滚珠丝杠162，其中位于中间的x向滚珠丝杠162与第三驱动电机161连接并由第三驱动电机161驱动，为主动件，位于两侧的x向滚珠丝杠162为从动件，起一定的支撑作用。本实施例中，第三驱动电机161输出端直接驱动x向滚珠丝杠162。在其他实施例中，第三驱动电机161输出端连接有齿轮，x向滚珠丝杠162端部设有齿轮，通过齿轮与齿轮配合实现传动。
50.三个x向滚珠丝杠162两端分别通过第三支撑座163固定于上底座101下方。本实施例中，第三支撑座163为橡胶材料制备而成。
51.下移动台6还包括限位块6012，限位块6012安装于导向槽6011一端并用于阻挡下滑块502运动。本实施例中，导向槽6011为燕尾槽，下滑块502为燕尾滑块，采用燕尾槽和燕尾滑块连接，即有助于导向定位也起到支撑的作用，限位块6012为橡胶块。
52.装置还包括至少两个伸缩杆10、伸缩杆固定块12、侧板13、固定板14、第二驱动机
构15，第二驱动机构15包括第二驱动电机151、第二支撑座152和y向滚珠丝杠153，伸缩杆固定块12、固定板14、第二驱动机构15均分别设置于上底座101相对的两侧，上移动台5通过伸缩杆10与伸缩杆固定块12连接；伸缩杆固定块12两端分别与固定板14套接，第二驱动电机151固定于上底座101的侧面挖孔内，且通过固定板14将侧面挖孔进行密封，第二驱动电机151与y向滚珠丝杠153连接并驱动y向滚珠丝杠153转动，y向滚珠丝杠153驱动伸缩杆固定块12沿y向移动，第二支撑座152用于支撑y向滚珠丝杠153两端。
53.y向滚珠丝杠153布置在上底座101侧面下方，加长行程，螺母与横板6022连接，可在其内部滑动。条形孔1011通过两块橡胶相夹实现相对密封，在上移动台5和伸缩杆固定块12之间，于上底座101上设有伸缩挡板11，伸缩杆10自上移动台5穿过伸缩挡板11与伸缩杆固定块12连接。伸缩挡板11包括中部挡板111和套设于中部挡板111外的两端部挡板112，端部挡板112呈中空状，如此伸缩杆10在带动中部挡板111运动的同时，也可实现中部挡板111的密封。
54.如图7、8所示，伸缩杆10包括内导杆1003和多个外套筒1001、内套筒1002，外套筒1001、内套筒1002均套设于内导杆1003外且沿上移动台5对称设置，内导杆1003穿过上移动台5并与伸缩杆固定块12连接，外套筒1001的一端与伸缩杆固定块12连接，另一端套设于内套筒1002外侧或内侧且与内套筒1002滑动配合，内套筒1002的另一端与上移动台5的一侧连接。本实施例中，伸缩杆10的内套筒1002和外套筒1001均为中空，以实现套接，伸缩杆10的内导杆1003外安装外套筒1001、内套筒1002，实现复杂传动系统的全封闭润滑，以此将涂有润滑油的内导杆1003与外界工作环境相隔绝，防止磨屑的渗入与堆积。一方面，防止磨屑在传动系统的不良堆积，避免传动系统磨损，延长其服役寿命；另一方面，提高装备传动与加工精度，实现一体化加工。
55.本实施例中，上平板501两侧开设有供伸缩杆10通过的平板通孔5011。
56.下移动台6由固定底座1下方的第三驱动电机161连接x向滚珠丝杠162进行传动，带动上移动台5沿x轴方向移动。上移动台5与下移动台6在x轴方向上相对固定。上移动台5与下移动台6之间通过两道燕尾槽与燕尾滑块契合固定，上移动台5由x轴方向的一根伸缩杆10带动实现y轴方向的运动，并且下移动台6的燕尾槽起导向的作用。带动上移动台5的伸缩杆10固定于两边的伸缩杆固定块12上，各自位于下移动台6移动区间两侧，伸缩杆固定块12由固定底座1下方的第二驱动电机151和y向滚珠丝杠153带动。上移动台5上固定工件，一方面，通过以上传动机构实现工件在底座平面内的x、y轴方向运动，所以工件可位于加工区域平面内的任意位置。另一方面，底座平面内的x、y轴方向运动，可以调整并保证工作台9倾斜之后的工作中心与增减材加工中心的重合，避免工作台9倾斜之后导致定位出错。
57.如图11至17所示，第一连接件20包括球销座201、球头销202、连接杆203，球销座201一端与工作台9一端部连接，另一端与球头销202连接配合，连接杆203套设于球头销202外，第一驱动机构19与连接杆203连接。本实施例中，连接杆203采用弹性材料制成，可沿长度方向弹性延伸，与球头销202螺纹连接。
58.如图17所示，工作台9至少两端部设有延伸杆91，延伸杆91与球销座201连接。本实施例中，含有四个第一立柱3，每个第一立柱3内均设有分别用于驱动工作台9四个端部的第一驱动机构19，第一驱动机构19各自独立驱动对应工作台9延伸杆91，通过不同延伸杆91在高度方向上不同距离的移动，使工作台9倾斜不同角度。在其他实施例中，可根据零件的复
杂程度，工作台9设置不同数量的延伸杆91达到倾斜角度的不同。
59.本实施例中，通过一固定支撑座21固定于上移动台5上，第一立柱3底部与固定支撑座21连接固定，工作台9与固定支撑座21间隔设置，一方面防止上移动台5尺寸过小，不足以放置多个第一立柱3以及工作台9，突破了上移动台5尺寸的限制，另一方面便于整体替换不同大小的第一立柱3和工作台9。
60.如图12所示，第一驱动机构19包括第一驱动电机191、第一支撑座192、第一滚珠丝杠193和第一丝杠连接件194，第一滚珠丝杠193竖直设置，第一驱动电机191用于驱动第一滚珠丝杠193旋转，第一支撑座192支撑在第一滚珠丝杠193两端，第一丝杠连接件194套设在第一滚珠丝杠193外，第一丝杠连接件194自第一立柱3内延伸至第一立柱3外并与第一连接件20连接。
61.本实施例中，第一立柱3在靠近工作台9一侧开设有立柱前槽，立柱前槽用于供第一丝杠连接件194穿过，立柱前槽与第一立柱3内孔相连通，且立柱前槽与第一滚珠丝杠193错位设置，防止磨屑影响第一驱动机构19的传动。
62.本发明以x向滚珠丝杠162的长度方向为x向，以y向滚珠丝杠153的方向为y向，以z向滚珠丝杠172的方向为z向。
63.虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。