四轴干式牙科铣床的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种四轴干式牙科铣床，包括床架以及设置于床架的主轴组件和工作台组件，主轴组件包括沿Y轴设置并且沿X轴、Y轴和Z轴滑动连接于床架的主轴、用于驱动主轴旋转的主轴电机以及连接于主轴与床架之间的用于控制主轴滑动的X轴模组、Y轴模组和Z轴模组；主轴前端设有用于装夹刀具的刀夹；工作台组件包括沿Y轴方向设于主轴前方并且沿环绕于X轴的A轴转动连接于床架的用于装夹工件的工作台和安装于床架的用于控制工作台转动的A轴模组，本实用新型的四轴干式牙科铣床，能够对表面为不规则曲面的义齿自动化加工成型，可实现义齿自动化大批量生产，提高义齿加工效率，降低生产成本。
【专利说明】四轴干式牙科铣床

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种铣床，尤其涉及一种四轴干式牙科铣床。

【背景技术】
[0002] 牙齿是影响一个人咀嚼、发音功能及美观的重要因素，当牙齿由于外因或疾病导 致脱落或拔除后一般采用镶补义齿的方式来补救，现有技术中对于义齿加工通多为手工 加工，由于义齿表面为不规则曲面，且要求表面光滑、有光泽，无气孔、裂纹、缩坑、麻点和毛 刺，加工难度大，不能实现自动化大批量生产，生产效率低、成本高，且我国老龄化进程逐步 加快，人的牙齿随年龄增长自身性能下降，易感染疾病损坏，使得对义齿需求量逐渐增大， 义齿价格逐渐攀升，给普通收入家庭造成较大经济负担。
[0003] 因此，需要一种可实现义齿自动化大批量生产的加工设备，以满足社会需要，提高 义齿加工效率，降低生产成本。 实用新型内容
[0004] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种四轴干式牙科铣床，可实现义齿自动化 大批量生产，能提高义齿加工效率，降低生产成本。
[0005] 本实用新型的四轴干式牙科铣床，包括床架以及设置于床架的主轴组件和工作台 组件，所述主轴组件包括沿Y轴设置并且沿X轴、Y轴和Z轴滑动连接于床架的主轴、用于驱 动主轴旋转的主轴电机以及连接于主轴与床架之间的用于控制主轴滑动的X轴模组、Y轴 模组和Z轴模组；所述主轴前端设有用于装夹刀具的刀夹；所述工作台组件包括沿Y轴方 向设于主轴前方并且沿环绕于X轴的A轴转动连接于床架的用于装夹工件的工作台和安装 于床架的用于控制工作台转动的A轴模组；
[0006] 进一步，所述X轴模组、Y轴模组和Z轴模组均包括直线滑轨、单自由度滑动连接 于直线滑轨的滑座和用于驱动滑座滑动的第一驱动部分；其中X轴模组的直线滑轨沿X轴 方向布置并固定于床架，Z轴模组的直线滑轨沿Z轴方向布置并固定于X轴模组的滑座，Y 轴模组的直线滑轨沿Y轴方向布置并固定于Z轴模组的滑座；所述主轴电机沿Y轴方向布 置并固定于Y轴模组的滑座；
[0007] 进一步，所述A轴模组包括固定于床架的支座和绕X轴输出扭矩并固定于支座的 第二驱动部分；所述工作台固定于第二驱动部分的动力输出端；
[0008] 进一步，所述第一驱动部分包括第一驱动电机和丝杠螺母副；丝杠螺母副的丝杠 沿相应直线滑轨设置并由相应的第一驱动电机带动转动，丝杠螺母副的螺母固定于相应滑 座；第一驱动电机固定于相应的直线滑轨；
[0009] 进一步，所述第二驱动部分包括第二驱动电机和减速器；第二驱动电机和减速器 均嵌于支座内部固定；
[0010] 进一步，所述床架包括底板、坚直隔架、水平隔板和外罩；所述坚直隔架固定于底 板用于沿Y轴方向将主轴组件与工作台组件隔开，坚直隔架中部设有供主轴穿过并具有一 定移动空间的孔；所述支座固定于坚直隔架前侧面；所述外罩罩于主轴组件和工作台组件 外部并固定于底板四周边部；所述水平隔板设于坚直隔架上方并固定于外罩内壁；
[0011] 进一步，所述工作台组件还包括固定于第二驱动部分动力输出端的刀库组件以及 位于坚直隔架前侧并固定于水平隔板底面的对刀器。
[0012] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的四轴干式牙科铣床，能够对表面为不规 则曲面的义齿自动化加工成型，可实现义齿自动化大批量生产，提高义齿加工效率，降低生 产成本。

【专利附图】

【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0014] 图2为工作台组件剖视图；
[0015] 图3为对刀器剖视图。

【具体实施方式】
[0016] 图1为本实用新型的结构示意图，图2为工作台组件剖视图，图3为对刀器剖视 图，如图所示：本实施例的四轴干式牙科铣床，包括床架以及设置于床架的主轴组件和工作 台组件，所述主轴组件包括沿Y轴设置并且沿X轴、Y轴和Z轴滑动连接于床架的主轴、用于 驱动主轴旋转的主轴电机1以及连接于主轴与床架之间的用于控制主轴滑动的X轴模组、 Y轴模组和Z轴模组；所述主轴前端设有用于装夹刀具2的刀夹3 ;所述工作台组件包括沿 Y轴方向设于主轴前方并且沿环绕于X轴的A轴转动连接于床架的用于装夹工件的工作台 4和安装于床架的用于控制工作台4转动的A轴模组；X向、Y向、Z向依次为四轴干式牙科 铣床左右方向、前后方向和上下方向，以四轴干式牙科铣床的工作台4所在的一侧为前，反 之为后；将用于加工义齿的工件装夹于工作台4后，主轴带动刀具2转动并沿X、Y、Z三个 方向的移动，结合工作台4沿A轴的转动能实现义齿的自动加工，可实现义齿自动化大批量 生产，提高义齿加工效率，降低生产成本。
[0017] 本实施例中，所述X轴模组、Y轴模组和Z轴模组均包括直线滑轨（X轴直线滑轨 5a、Y轴直线滑轨5b、Z轴直线滑轨5c)、单自由度滑动连接于直线滑轨（X轴直线滑轨5a、Y 轴直线滑轨5b、Z轴直线滑轨5c)的滑座（X轴滑座6a、Y轴滑座6b、Z轴滑座6c)和用于驱 动滑座（X轴滑座6a、Y轴滑座6b、Z轴滑座6c)滑动的第一驱动部分；其中X轴模组的直线 滑轨5a沿X轴方向布置并固定于床架，Z轴模组的直线滑轨5c沿Z轴方向布置并固定于X 轴模组的滑座6a，Y轴模组的直线滑轨5b沿Y轴方向布置并固定于Z轴模组的滑座6c ;所 述主轴电机1沿Y轴方向布置并固定于Y轴模组的滑座6b ;实现X、Y、Z三个方向的联动， 第一驱动部分可以是直线电机、双作用油缸、丝杠螺母副、齿轮齿条副等直线输出装置。
[0018] 本实施例中，所述Α轴模组包括固定于床架的支座7和绕X轴输出扭矩并固定于 支座7的第二驱动部分；所述工作台4固定于第二驱动部分的动力输出端，第二驱动部分为 扭转输出装置，并且能够正反双向输出和切换，通过直接控制第二驱动部分输出的转向和 转速来控制工作台4的运动。
[0019] 本实施例中，所述第一驱动部分包括第一驱动电机（X轴驱动电机8a、Y轴驱动电 机8b、Z轴驱动电机8c)和丝杠螺母副（X轴丝杠螺母副9a、Y轴丝杠螺母副9b、Z轴丝杠 螺母副9c);丝杠螺母副（X轴丝杠螺母副9a、Y轴丝杠螺母副9b、Z轴丝杠螺母副9c)的丝 杠沿相应直线滑轨（X轴直线滑轨5a、Y轴直线滑轨5b、Z轴直线滑轨5c)设置并由相应的 第一驱动电机（X轴驱动电机8a、Y轴驱动电机8b、Z轴驱动电机8c)带动转动，丝杠螺母 副（X轴丝杠螺母副9a、Y轴丝杠螺母副9b、Z轴丝杠螺母副9c)的螺母固定于相应滑座（X 轴滑座6a、Y轴滑座6b、Z轴滑座6c);第一驱动电机（X轴驱动电机8a、Y轴驱动电机8b、 Z轴驱动电机8c)固定于相应的直线滑轨（X轴直线滑轨5a、Y轴直线滑轨5b、Z轴直线滑 轨5c)，能实现主轴移动位置的精确控制，保证义齿加工精度；第一驱动电机（X轴驱动电机 8a、Y轴驱动电机8b、Z轴驱动电机8c)为伺服电机。
[0020] 本实施例中，所述第二驱动部分包括第二驱动电机10和减速器11 ;第二驱动电机 10和减速器11均嵌于支座7内部固定，减速器11的输入端连接于第二驱动电机10的输 出端，减速器11的输出端曝露于支座7表面作为整个第二驱动部分的动力输出端，不仅实 现了第二驱动电机10和减速器11的安装固定，而且能对第二驱动电机10和减速器11进 行有效的防护；可在支座7上加工用于容纳第二驱动电机10和减速器11的通孔，使减速器 11的输出端由通孔一端曝露出来，通孔的另一端采用封盖进行封闭，便于支座7的加工及 第二驱动电机10和减速器11的安装；第二驱动电机10为伺服电机。
[0021] 本实施例中，所述床架包括底板12、坚直隔架13、水平隔板14和外罩（图中未示 出）；所述坚直隔架13固定于底板12用于沿Y轴方向将主轴组件与工作台组件隔开，坚直 隔架13中部设有供主轴穿过并具有一定移动空间的孔；所述支座7固定于坚直隔架13前 侧面；所述外罩（图中未示出）罩于主轴组件和工作台组件外部并固定于底板12四周边 部；所述水平隔板14设于坚直隔架13上方并固定于外罩（图中未示出）内壁。
[0022] 本实施例中，所述工作台组件还包括固定于第二驱动部分动力输出端的刀库组件 15以及位于坚直隔架13前侧并固定于水平隔板14底面的对刀器16 ;刀库组件15包括固 定于第二驱动部分动力输出端的刀盘17和绕第二驱动部分动力输出轴排列固定于刀盘17 的多个刀座18 ;通过第二驱动电机10能够直接驱动刀盘17转动，使不同刀座18转至Y向 与主轴相对，实现刀具2的装取和更换，使刀库组件15与工作台组件组合在一起，节约刀库 组件15的布置空间，简化刀库组件15的运转驱动结构，刀座18为内径略小于刀具2外径的 套体，套体对应刀具2取放的一端侧壁周向排列有多个豁口形成花瓣形结构，利用套体的 弹性变径作用，对刀具2产生一定的夹持力，使刀具2可靠的放置于刀库中，配合刀夹3的 控制实现刀具2的装取和更换，套体由铜材制成；工作台4和刀盘17通过螺栓紧固于驱动 部分动力输出端，工作台4与刀盘17之间通过矩形轴和矩形槽配合沿周向进行相对定位， 工作台4上设有矩形轴，刀盘17上加工有径向向外开口的矩形槽，使刀盘17与工作台4之 间沿周向自行定位，能保证刀盘17与工作台4之间的相对位置关系，利于保证刀盘17和工 作台4的相对安装精度；刀库组件15还包括固定于支座7的用于检测刀具2是否放置于相 应刀座18中的感应器19,感应器19为光电传感器，当刀座带动刀具2在光电传感器工作 端顶部扫过时，能使光电传感器产生相应电信号，进而利用现有的自动检测技术判定刀具2 是否成功装取；确保加工的顺利进行，防止因刀具2使用错误而加工出废品；对刀器16包 括对刀连杆20、对刀器座21、感应装置22和复位件23 ;对刀连杆20铰接于对刀器座21形 成杠杆，对刀连杆20的一端位于对刀器座21内部，另一端伸出至对刀器座21外部；复位件 23连接于对刀器座21与对刀连杆20之间；感应装置22对应对刀连杆20内端固定安装于 对刀器座21内部；每次取用刀具2或更换刀具2后，通过现有技术的自动控制技术控制主 轴带动其刀夹3上的刀具2沿垂直于对刀连杆20转轴的方向来触碰对刀连杆20,使对刀连 杆20产生一定转角，利用感应装置22对对刀连杆20内端的位置进行检测并在对刀连杆20 内端产生预设的位移量时作为刀具2初始位置，感应装置22为光电传感器，该对刀器16结 构简单，制造方便，成本低，对刀器座21可作为外壳部件，能对其内部的感应装置22、复位 件23和对刀连杆20进行有效的防护，不易损坏，结构独立、稳定，便于生产和安装；对刀器 16还包括密封连接于对刀器座21上供对刀连杆20伸出的伸出孔与对刀连杆20之间的密 封圈24,实现对刀连杆20与对刀器座21之间的密封，防止进入杂物而影响感应装置22的 使用性能，确保对刀精度；复位件23为压缩弹簧，容易加工制作，使用性能能好，寿命久，成 本低；对刀连杆20外端设有用于与刀具2接触对刀的接触平面25,对刀连杆20采用圆柱 杆件制成，通过在对刀连杆20上加工接触平面25能确保刀具2触碰于对刀连杆20的初始 位置的精确性，对刀连杆20与对刀器座21铰接处为锪平面；感应装置22制作成凹形块结 构，其凹陷处为工作腔，对刀连杆20内端伸至感应装置22的工作腔内，对刀连杆20内端为 将感应装置22上对应位于其工作腔两侧的部分有效的隔开的平板型结构，利于提高感应 装置22的工作精度。
[0023] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本 实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范 围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种四轴干式牙科铣床，其特征在于：包括床架以及设置于床架的主轴组件和工作 台组件，所述主轴组件包括沿Y轴设置并且沿X轴、Y轴和Z轴滑动连接于床架的主轴、用 于驱动主轴旋转的主轴电机以及连接于主轴与床架之间的用于控制主轴滑动的X轴模组、 Y轴模组和Z轴模组；所述主轴前端设有用于装夹刀具的刀夹；所述工作台组件包括沿Y轴 方向设于主轴前方并且沿环绕于X轴的A轴转动连接于床架的用于装夹工件的工作台和安 装于床架的用于控制工作台转动的A轴模组。
2. 根据权利要求1所述的四轴干式牙科铣床，其特征在于：所述X轴模组、Y轴模组和 Z轴模组均包括直线滑轨、单自由度滑动连接于直线滑轨的滑座和用于驱动滑座滑动的第 一驱动部分；其中X轴模组的直线滑轨沿X轴方向布置并固定于床架，Z轴模组的直线滑轨 沿Z轴方向布置并固定于X轴模组的滑座，Y轴模组的直线滑轨沿Y轴方向布置并固定于Z 轴模组的滑座；所述主轴电机沿Y轴方向布置并固定于Y轴模组的滑座。
3. 根据权利要求2所述的四轴干式牙科铣床，其特征在于：所述A轴模组包括固定于 床架的支座和绕X轴输出扭矩并固定于支座的第二驱动部分；所述工作台固定于第二驱动 部分的动力输出端。
4. 根据权利要求3所述的四轴干式牙科铣床，其特征在于：所述第一驱动部分包括第 一驱动电机和丝杠螺母副；丝杠螺母副的丝杠沿相应直线滑轨设置并由相应的第一驱动电 机带动转动，丝杠螺母副的螺母固定于相应滑座；第一驱动电机固定于相应的直线滑轨。
5. 根据权利要求4所述的四轴干式牙科铣床，其特征在于：所述第二驱动部分包括第 二驱动电机和减速器；第二驱动电机和减速器均嵌于支座内部固定。
6. 根据权利要求5所述的四轴干式牙科铣床，其特征在于：所述床架包括底板、坚直隔 架、水平隔板和外罩；所述坚直隔架固定于底板用于沿Y轴方向将主轴组件与工作台组件 隔开，坚直隔架中部设有供主轴穿过并具有一定移动空间的孔；所述支座固定于坚直隔架 前侧面；所述外罩罩于主轴组件和工作台组件外部并固定于底板四周边部；所述水平隔板 设于坚直隔架上方并固定于外罩内壁。
7. 根据权利要求6所述的四轴干式牙科铣床，其特征在于：所述工作台组件还包括固 定于第二驱动部分动力输出端的刀库组件以及位于坚直隔架前侧并固定于水平隔板底面 的对刀器。
【文档编号】A61C13/08GK203885647SQ201420262236
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】汪元武 申请人:重庆卓田齿克科技有限公司