一种三轴数控设备

1.本技术涉及数控设备技术领域，具体涉及一种三轴数控设备。


背景技术：

2.随着全球制造业转型升级的步伐明显加快，特别是基于云平台、大数据的全球物联网、新一代移动宽带网络、下一代互联网等新一轮电子信息技术的迅速发展和深入应用，必然不断催生新型电子材料的问世，随之而来的是新型加工工艺和设备的蓬勃需求。
3.目前，在数控机床教学及实训基底建设上，我国近百分之九十的高校所引进的数控机床基本以传统型数控机床(金属切削机床)为主，其重量重、体积大、开放性不足、操作不便等因素是现阶段传统数控机床的不足之处，以至于学生对数控机床的原理、构造和制造系统的了解不够深入。由此，一方面，传统的数控机床设备结构复杂，不利于教学，另一方面，成本高，增加实训成本。


技术实现要素：

4.本技术旨在提供一种结构简单、利于教学，且具有成本优势的三轴数控设备，
5.本技术提供了一种三轴数控设备，包括：工作台，x轴驱动机构，y轴驱动机构，z轴驱动机构，以及加工机构；所述y轴驱动机构用于输出沿y轴方向的往复运动；所述x轴驱动机构设置在所述y轴驱动机构上，用于输出沿x轴方向的往复运动；所述z轴驱动机构设置在所述x轴驱动机构上，用于输出沿z轴方向的往复运动；所述工作台用于承载待加工工件；所述加工机构设置在所述z轴驱动机构上，并位于所述工作台的上方，用于对待加工工件进行加工。一种实施例中，还包括：底座，所述工作台架设在所述底座上，所述y轴驱动机构安装在所述底座上，并位于所述工作台与所述底座之间。
6.一种实施例中，所述x轴驱动机构包括：横梁，x轴驱动电机，以及x轴传动组件；所述横梁沿x轴方向安装在所述y轴驱动机构上，所述x轴驱动电机安装在所述横梁上，所述x轴传动组件连接在所述x轴驱动电机的输出端，所述x轴驱动电机用于驱动所述x轴传动组件输出沿x轴方向的往复运动。
7.一种实施例中，所述y轴驱动机构包括：y轴驱动电机，以及y轴传动组件，所述横梁安装在所述y轴传动组件上，所述y轴传动组件连接在所述y轴驱动电机的输出端，所述y轴驱动电机用于驱动所述y轴传动组件输出沿y轴方向的往复运动。
8.一种实施例中，所述z轴驱动机构包括：z轴驱动电机，z轴传动组件，以及连接件，所述连接件安装在所述z轴传动组件上，所述z轴驱动电机安装在所述x轴传动组件上，所述z轴传动组件连接在所述z轴驱动电机的输出端，所述z轴驱动电机用于驱动所述z轴传动组件输出沿z轴方向的往复运动；所述加工机构安装在所述z轴传动组件上。
9.一种实施例中，所述z轴驱动机构还包括：z轴导轨和z轴滑块，所述z轴导轨沿z轴方向设置在所述z轴传动组件的外侧，所述z轴滑块安装在所述连接件上，所述z轴滑块与所述z轴导轨可滑动地连接。
10.一种实施例中，所述底座上还设置有工具抽屉箱，所述工具抽屉箱用于储存工具。
11.一种实施例中，所述底座上还设置有电气抽屉箱，所述电气抽屉箱用于储存电气设备。
12.一种实施例中，还包括：控制器，所述控制器与所述x轴驱动机构、y轴驱动机构、z轴驱动机构、加工机构电连接，所述控制器用于控制所述x轴驱动机构输出沿x轴方向的往复运动，控制所述y轴驱动机构输出沿y轴方向的往复运动，控制所述z轴驱动机构输出沿z轴方向的往复运动，控制所述加工机构对待加工工件进行加工。
13.一种实施例中，所述底座为可移动式底座。
14.依据本技术所提供的三轴数控设备，x轴驱动机构、y轴驱动机构带动z轴驱动机构移动至工作台(预设位置)的上方，z轴驱动机构在带动加工机构朝向工作台上的待加工工件移动，从而通过加工机构对待加工工件进行加工。本设备结构简单、易于操作，有助于学员能够理解数控设备的结构、原理。
附图说明
15.图1为本技术提供的三轴数控设备的立体图一；
16.图2为本技术提供的三轴数控设备的立体图二；
17.图3为本技术提供的三轴数控设备的左视图；
18.图4为本技术提供的三轴数控设备中电气抽屉箱中的结构示意图；
19.图5为本技术提供的三轴数控设备中z轴驱动机构的主视图；
20.图6为本技术提供的三轴数控设备中z轴驱动机构的左视图；
21.图7为本技术提供的三轴数控设备中z轴驱动机构的俯视图。
具体实施方式
22.下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
23.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
24.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
25.本技术提供了一种三轴数控设备，应用于教学领域，结构简单、易于操作，以便于能够理解数控设备的结构、原理。
26.参见图1和图2所示，本实施例提供的三轴数控设备包括：工作台10，x轴驱动机构20，y轴驱动机构30，z轴驱动机构40，以及加工机构50。
27.x轴驱动机构20安装在y轴驱动机构30上，z轴驱动机构40安装在x轴驱动机构20上，加工机构50安装在z轴驱动机构40上，并且，加工机构50位于工作台10的上方。y轴驱动机构30用于输出沿y轴方向的往复运动，x轴驱动机构20可随y轴驱动机构30沿y轴方向同步往复运动，x轴驱动机构20用于输出沿x轴方向的往复运动，z轴驱动机构可随x轴驱动机构20沿x轴方向同步往复运动，z轴驱动机构40用于输出沿z轴方向的往复运动，加工机构50可随z轴驱动机构40沿z轴方向同步往复运动，工作台10用于承载待加工工件，加工机构50用于对待加工工件进行加工。
28.本实施例中，x轴驱动机构20、y轴驱动机构30带动z轴驱动机构40移动至工作台10(预设位置)的上方，z轴驱动机构40在带动加工机构50朝向工作台10上的待加工工件移动，从而通过加工机构50对待加工工件进行加工。
29.在一实施例中，加工机构50可以执行钻孔、点胶、激光打标、激光切割等加工作业，相应的，加工机构50可采用不同的结构，例如，可以是夹紧钻头的夹具，挤出胶水的挤胶机构，进行激光打标的激光打标机构，进行激光切割的激光切割机构等，可根据所选择的加工方式的不同，选择对应的加工机构。
30.本实施例所提供的三轴数控设备还包括：底座60，前述的工作台10架设在底座60上，y轴驱动机构30安装在底座60上，并且，y轴驱动机构30位于工作台10与底座60之间。工作台10架设在底座60上的高度能够满足y轴驱动机构30沿y轴方向自由往复移动，节省设备安装空间。
31.本实施例中，底座60为可移动式底座，可在底座60的底部设置行走轮和刹车轮，并且，行走轮和/或刹车轮可采用万向连接结构连接在底座60的底部。
32.参见图2和图3所示，x轴驱动机构20包括：横梁21，x轴驱动电机22，以及x轴传动组件(图中未示出)。横梁21沿x轴方向安装在y轴驱动机构30上，x轴驱动电机22安装在横梁21上，x轴传动组件连接在x轴驱动电机22的输出端，x轴驱动电机22用于驱动x轴传动组件输出沿x轴方向的往复运动。
33.y轴驱动机构30包括：y轴驱动电机31，以及y轴传动组件，前述x轴驱动机构20中的横梁21安装在y轴传动组件上，y轴传动组件连接在y轴驱动电机31的输出端，y轴驱动电机21用于驱动y轴传动组件输出沿y轴方向的往复运动。
34.本实施例中，x轴驱动电机22和y轴驱动电机31都可采用直线电机，不仅结构简单，还能够能够提供更加精准的移动行程。另一些实施例中，x轴驱动电机22和y轴驱动电机31可采用旋转电机，相应的x轴传动组件和y轴传动组件可为沿x轴方向安装在横梁21上的丝杠副，旋转电机驱动丝杠副转动，以使丝杠副将旋转运动转化为沿x轴方向或者沿y轴方向的直线运动。
35.如图5-图7所示，z轴驱动机构40包括：z轴驱动电机41，z轴传动组件42，以及连接件43，连接件43安装在z轴传动组件42上，z轴驱动电机41安装在x轴传动组件上，一些实施例中，z轴驱动电机41可安装在电机座44上，电机座44安装在x轴传动组件上。z轴传动组件42连接在z轴驱动电机41的输出端，该z轴驱动电机41用于驱动z轴传动组件42输出沿z轴方向的往复运动；前述的加工机构50安装在z轴传动组件42上。
36.本实施例中，z轴驱动电机41为旋转电机，z轴传动组件42为z轴丝杠副，通过旋转电机的驱动，使得z轴丝杠副将旋转电机的旋转运动转化为沿z轴方向的直线运动。
37.z轴驱动机构40还包括：z轴导轨45和z轴滑块46，z轴导轨45沿z轴方向设置在z轴传动组件42的外侧，z轴滑块46安装在连接件43上，z轴滑块46与z轴导轨45可滑动地连接，导轨滑块的设置，可对连接件43的移动方向进行限位，以保证连接件43能够输出沿z周方向的直线运动。
38.在一实施例中，本技术所提供的三轴数控设备还包括：控制器，控制器与x轴驱动机构20、y轴驱动机构30、z轴驱动机构40、加工机构50电连接，控制器用于控制x轴驱动机构20输出沿x轴方向的往复运动，控制y轴驱动机构30输出沿y轴方向的往复运动，控制z轴驱动机构40输出沿z轴方向的往复运动，控制加工机构50对待加工工件进行加工。
39.本技术中，在底座60上还设置有键盘鼠标63以及电脑显示器64，如图4所示，为节省安装空间，电脑主机65设置在电气抽屉箱61中。电脑显示器64通过支架以可在预设角度范围内(0-90
°
)转动的安装。
40.本实施例中，在底座60上还设置有工具抽屉箱61，工具抽屉箱61用于储存工具，工具可以是装配工具或检测工具。
41.一种实施例中，在底座60上还设置有电气抽屉箱62，该电气抽屉箱62用于储存电气设备。
42.前述的控制器安装在电气抽屉箱62中，该控制器可以是用于控制x轴驱动电机的x轴伺服驱动器71，用于控制y轴驱动电机的y轴伺服驱动器72，用于控制z轴驱动电机的z轴伺服驱动器73。在电气抽屉箱62中还设置有变频器74，用于供电的开关电源75，用于接线的接线端子76，用于控制各驱动机构运动的运动控制器77，用于安装继电器的继电器端子78，以及交流接触器79。
43.综上所述，本实施例所提供的三轴数控设备，x轴驱动机构、y轴驱动机构带动z轴驱动机构移动至工作台(预设位置)的上方，z轴驱动机构在带动加工机构朝向工作台上的待加工工件移动，从而通过加工机构对待加工工件进行加工。本设备结构简单、易于操作，有助于学员能够理解数控设备的结构、原理。
44.以上内容是结合具体的实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。