1.一种五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，所述五轴四联动智慧型

　　高精密数控复合磨床采用倒π字形布局结构，所述五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床

　　包括床身、X轴驱动装置、B轴单元、；W轴、活头架部件、Z1轴驱动单元、Z2轴驱动单元、外圆磨

　　所述床身设有X轴驱动部件安装基准面、Z1轴驱动部件安装基准面和Z2轴驱动部件安

　　装基准面，所述X轴驱动部件安装基准面、Z1轴驱动部件安装基准面、Z2轴驱动部件安装基

　　所述X轴驱动装置包括壳体、滑板、高精度光栅尺、DDL直线电机、调整垫板、两组高刚性

　　滚柱线轨和两套线轨气动钳制器，调整垫板用于调整DDL直线电机的气隙，所述DDL直线电

　　机设有定子和动子，所述DDL直线电机的定子与壳体固定连接，所述调整垫板位于滑板和

　　DDL直线电机的动子之间，滑板的中部与调整垫板通过螺钉连接，调整垫板与DDL直线电机

　　的动子通过螺钉连接，所述滑板的两侧分别与两组高刚性滚柱线轨的滑块连接；所述线轨

　　气动钳制器与滑板连接，线轨气动钳制器与高刚性滚柱线轨的导轨配合用来锁死滑板，所

　　述高精度光栅尺与壳体连接，所述高精度光栅尺的读数头与滑板连接；所述壳体与床身的X

　　所述B轴单元采用DDR旋转直驱电机，所述DDR旋转直驱电机固定连接于X轴驱动装置的

　　所述Z1轴驱动单元包括基座、前轴承座、丝杆、Z1轴驱动滑板、丝杆丝母座、后轴承座、

　　弹性联轴器和伺服电机，所述前轴承座和后轴承座固定连接在基座内，所述丝杆的一端与

　　前轴承座连接，丝杆的另一端与后轴承座连接，所述丝杆上连接有丝杆螺母，所述丝杆丝母

　　座与丝杆螺母连接，所述Z1轴驱动滑板与丝杆丝母座固定连接，所述伺服电机的输出轴通

　　过弹性联轴器与丝杆直连；所述基座固定连接于所述床身的Z1轴驱动部件安装基准面上；

　　所述Z2轴驱动单元包括基座、前轴承座、后轴承座、丝杆、Z2轴驱动滑板、丝杆螺母、丝

　　杆丝母座、弹性联轴器、伺服电机；所述Z2轴驱动单元的基座固定连接在所述床身的Z2轴驱

　　2.根据权利要求1所述的五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，所述W

　　轴为燕尾型导轨，所述燕尾型导轨设有燕尾型导轨面，燕尾型导轨面与活头架部件连接。

　　3.根据权利要求2所述的五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，所述活

　　头架部件包括头架壳体、锁紧压块、伺服电机、同步带、主动同步带轮、从动同步带轮、头架

　　主轴1和三爪自定心卡盘，所述伺服电机与头架壳体连接，所述头架主轴与头架壳体转动连

　　接，所述三爪自定心卡盘与头架主轴的端部连接，所述主动同步带轮与伺服电机的输出轴

　　连接，所述从动同步带轮与头架主轴连接，所述同步带连接于主动同步带轮和从动同步带

　　轮之间；所述头架壳体的底部设有燕尾槽，所述燕尾型导轨的燕尾型导轨面与燕尾槽连接

　　配合；所述锁紧压块用于将头架壳体固定，所述锁紧压块为上下双V型结构，用锁紧螺钉穿

　　过锁紧压块后头架体壳底部的螺纹孔连接，锁紧压块的上V型面顶压头架体壳的上V型面，

　　4.根据权利要求1、2或3所述的五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，

　　所述外圆磨头部件包括外圆磨头壳体、多楔带、主轴带轮、外圆磨头主轴、主轴轴瓦、壳体盖

　　板、电机底座、电机皮带轮、电机和外圆砂轮，所述壳体盖板固定连接于外圆磨头壳体的上

　　端，所述电机底座与壳体盖板连接，所述电机底座能够在壳体盖板上前后滑动，用于调整多

　　楔带工作时的皮带张力，所述电机固定连接于电机底座上，所述外圆磨头主轴与主轴轴瓦

　　连接于外圆磨头壳体内，磨头主轴在主轴轴瓦内部旋转工作，主轴轴瓦与外圆磨头主轴之

　　间充满润滑油，所述外圆砂轮与外圆磨头主轴连接，所述主轴带轮与外圆磨头主轴固定连

　　接，所述电机皮带轮与电机的输出轴固定连接，所述多楔带连接于主轴带轮和电机皮带轮

　　5.根据权利要求1、2或3所述的五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，

　　所述内圆磨头电主轴部件包括内圆磨头壳体、内圆砂轮、内圆磨杆、内圆电主轴、水冷入口、

　　信号及电源接口和水冷出口，所述内圆磨头电主轴部件的壳体与Z2轴驱动单元的Z2轴驱动

　　滑板固定连接，所述内圆电主轴与内圆磨头电主轴部件的壳体连接，所述内圆砂轮与内圆

　　6.根据权利要求3所述的五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，所述头

　　7.根据权利要求1所述的五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，所述丝

　　杆丝母座内部配置有传感器，可以实现对丝杆间隙的在线监测、润滑状态的在线监测、振动

　　圆磨头主轴为大锥度高精度动压滑动主轴，所述主轴轴瓦为高精度大锥度动压滑动主轴轴

　　9.根据权利要求1所述的五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，所述X

　　轴驱动装置的壳体上连接有线轨锁紧块，所述线轨锁紧块用于对高刚性滚柱线轨的导轨定

　　10.根据权利要求4所述的五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床，其特征在于，所述

　　表面磨削两个功能简单叠加在一起，实现外圆和内圆的一次装夹磨削。该类机床主机通常

　　采用传统的内孔磨床的布局方式，桥式结构，仅仅将外圆砂轮、内圆砂轮放置在同一滑座上

　　(标准内圆磨床只有一个内圆磨头)，通过一个传动系统X轴实现外圆砂轮和内圆砂轮的磨

　　削定位(即用同一个进给轴X轴同时驱动内外圆磨头)，Z轴滑板上固定工件夹持头架，通过Z

　　轴纵向进给运动实现工件磨削进给，整机采用传统的X、Z两轴联动功能完成内外圆柱表面

　　的磨削。该类机床属于低端复合磨床，功能复合型不强，且精度等级低，仅能满足最简单的

　　初级意义上的零件内外圆柱表面的常规磨削加工，无法对复杂零件进行高精密磨削加工。

　　杂零件进行高精密磨削加工的技术问题，提供了一种五轴四联动智慧型高精密数控复合磨

　　高精密数控复合磨床采用倒π字形布局结构，所述五轴四联动智慧型高精密数控复合磨床

　　包括床身、X轴驱动装置7、B轴单元、；W轴、活头架部件、Z1轴驱动单元、Z2轴驱动单元、外圆

　　所述床身设有X轴驱动部件安装基准面、Z1轴驱动部件安装基准面和Z2轴驱动部

　　件安装基准面，所述X轴驱动部件安装基准面、Z1轴驱动部件安装基准面、Z2轴驱动部件安

　　所述X轴驱动装置包括壳体、滑板、高精度光栅尺、DDL直线电机、调整垫板、两组高

　　刚性滚柱线轨和两套线轨气动钳制器，调整垫板用于调整DDL直线电机的气隙，所述DDL直

　　线电机设有定子和动子，所述DDL直线电机的定子与壳体固定连接，所述调整垫板位于滑板

　　和DDL直线电机的动子之间，滑板的中部与调整垫板通过螺钉连接，调整垫板与DDL直线电

　　机的动子通过螺钉连接，所述滑板的两侧分别与两组高刚性滚柱线轨的滑块连接；所述线

　　轨气动钳制器与滑板连接，线轨气动钳制器与高刚性滚柱线轨的导轨配合用来锁死滑板，

　　所述高精度光栅尺与壳体连接，所述高精度光栅尺的读数头与滑板连接；所述壳体与床身

　　所述B轴单元采用DDR旋转直驱电机，所述DDR旋转直驱电机固定连接于X轴驱动装

　　所述Z1轴驱动单元包括基座、前轴承座、丝杆、Z1轴驱动滑板、丝杆丝母座、后轴承

　　座、弹性联轴器和伺服电机，所述前轴承座和后轴承座固定连接在基座内，所述丝杆的一端

　　与前轴承座连接，丝杆的另一端与后轴承座连接，所述丝杆上连接有丝杆螺母，所述丝杆丝

　　母座与丝杆螺母连接，所述Z1轴驱动滑板与丝杆丝母座固定连接，所述伺服电机的输出轴

　　通过弹性联轴器与丝杆直连；所述基座固定连接于所述床身的Z1轴驱动部件安装基准面

　　所述Z2轴驱动单元包括基座、前轴承座、后轴承座、丝杆、Z2轴驱动滑板、丝杆螺

　　母、丝杆丝母座、弹性联轴器、伺服电机；所述Z2轴驱动单元的基座固定连接在所述床身的

　　优选地，所述W轴为燕尾型导轨，所述燕尾型导轨设有燕尾型导轨面，燕尾型导轨

　　优选地，所述活头架部件包括头架壳体、锁紧压块、伺服电机、同步带、主动同步带

　　轮、从动同步带轮、头架主轴1和三爪自定心卡盘，所述伺服电机与头架壳体连接，所述头架

　　主轴与头架壳体转动连接，所述三爪自定心卡盘与头架主轴的端部连接，所述主动同步带

　　轮与伺服电机的输出轴连接，所述从动同步带轮与头架主轴连接，所述同步带连接于主动

　　同步带轮和从动同步带轮之间；所述头架壳体的底部设有燕尾槽，所述燕尾型导轨的燕尾

　　型导轨面与燕尾槽连接配合；所述锁紧压块用于将头架壳体固定，所述锁紧压块为上下双V

　　型结构，用锁紧螺钉穿过锁紧压块后头架体壳底部的螺纹孔连接，锁紧压块的上V型面顶压

　　头架体壳的上V型面，锁紧压块的下V型面顶压W轴的燕尾型导轨面的下V型面。

　　优选地，所述外圆磨头部件包括外圆磨头壳体、多楔带、主轴带轮、外圆磨头主轴、

　　主轴轴瓦、壳体盖板、电机底座、电机皮带轮、电机和外圆砂轮，所述壳体盖板固定连接于外

　　圆磨头壳体的上端，所述电机底座与壳体盖板连接，所述电机底座能够在壳体盖板上前后

　　滑动，用于调整多楔带工作时的皮带张力，所述电机固定连接于电机底座上，所述外圆磨头

　　主轴与主轴轴瓦连接于外圆磨头壳体内，磨头主轴在主轴轴瓦内部旋转工作，主轴轴瓦与

　　外圆磨头主轴之间充满润滑油，所述外圆砂轮与外圆磨头主轴连接，所述主轴带轮与外圆

　　磨头主轴固定连接，所述电机皮带轮与电机的输出轴固定连接，所述多楔带连接于主轴带

　　优选地，所述内圆磨头电主轴部件包括内圆磨头壳体、内圆砂轮、内圆磨杆、内圆

　　电主轴、水冷入口、信号及电源接口和水冷出口，所述内圆磨头电主轴部件的壳体与Z2轴驱

　　动单元的Z2轴驱动滑板固定连接，所述内圆电主轴与内圆磨头电主轴部件的壳体连接，所

　　优选地，所述丝杆丝母座内部配置有传感器，可以实现对丝杆间隙的在线监测、润

　　优选地，所述X轴驱动装置的壳体上连接有线轨锁紧块，所述线轨锁紧块用于对高

　　采用伺服直驱智慧丝杆技术，实现进给的单元的亚微米级精确进给，且采用高精密动压滑

　　动外圆轴系以及工件夹持头架轴系，采用高速电主轴内圆磨削技术(内圆主轴转速

　　RPM)，且机床具有恒温控制功能等辅助功能，以此实现复杂零件内外表面的高精密磨

　　6.床身，6.1.X轴驱动部件安装基准面，6.2.Z1轴驱动部件安装基准面，6.3.Z2轴

　　驱动部件安装基准面；7.X轴驱动装置，7.1.壳体，7.2.高刚性滚柱线.DDL直线.DDL直线.头架壳体，10.1.1燕尾

　　槽，10.2.锁紧压块，10.3.伺服电机，10.4.同步带，10.5.头架主轴，10.6.三爪自定心卡盘，

　　11.8.伺服电机；12.Z2轴驱动单元，13.外圆磨头部件，13.1.外圆磨头壳体，13.2.多楔带，

　　13.8.电机皮带轮，13.9.电机，13.10.外圆砂轮；14.内圆磨头电主轴部件，14.1.内圆磨头

　　壳体，14.2.锁紧块，14.3.内圆砂轮，14.4.内圆磨杆，14.5.锁紧螺钉，14.6.内圆电主轴，

　　如图1所示，本发明公开的五轴四联动智慧型数控复合磨床，为5轴4联动机床，机

　　床采用“倒π”字形布局结构，其中X轴为工件前后横向进给的直线轴，X轴驱动的滑板上安装

　　有DDR直驱的旋转B轴，旋转B轴上安装有手动移置导轨W轴，W轴上装有工件夹持头架，该头

　　架主轴为活轴，及可旋转伺服C轴；其中Z1、Z2轴均采用伺服电机直驱滚珠丝杆结构，该滚珠

　　丝杆通过传感器，对丝杆润滑状况、丝杆间隙、丝杆振动情况进行实时监控，通过传感器的

　　数据采集以及与机床CNC控制系统的实时在线信号反馈，实现数控系统对丝杆单元寿命、精

　　度智慧控制；其中Z1轴驱动的滑板上安装有外圆磨头，Z2轴驱动的滑板上安装有内圆磨头，

　　床身6为整体一体式铸造结构，床身6设有X轴驱动部件安装基准面6.1、Z1轴驱动

　　部件安装基准面6.2、Z2轴驱动部件安装基准面6.3。X轴驱动部件安装基准面6.1、Z1轴驱动

　　部件安装基准面6.2、Z2轴驱动部件安装基准面6.3采用“倒π”字形布局结构。床身6内部为

　　直线、DDL直线、线为整个装置的载体。有两组高刚性滚柱线，成对使用。高精度光栅尺7.4

　　线电机的动子和定子之间的间隙)，装配调整垫板7.7时采用不导磁塞尺检测该气隙实际尺

　　寸，通过配磨该调整垫板厚度，确保该处气隙达到0.6mm±0.01mm的设计要求，使直线电机

　　的输出扭矩会变小，间隙过大，输出扭矩曲线直线下降，电机没劲，驱动不了整个部件)。线为两组，成对使用。使用螺钉将两组高刚性滚柱线把合，线的垂直侧面对高刚性

　　机的动子之间，用螺钉穿过滑板3中部与调整垫板7.7上的螺纹孔连接，再用另外的螺钉穿

　　过调整垫板7.7后与DDL直线电机的动子上的螺纹孔连接。滑板7.3的两侧分别与两组高刚

　　性滚柱线的滑块连接。线上，线起作用的时候锁死在高刚性滚柱线就被锁死而不能自由运动；

　　的打开、关闭，进而实现滑板7.3相对于两组高刚性滚柱线进行锁紧固定以及打开进

　　给动作，有两套线，一套线对应一个高刚性滚柱线安装在壳体7.1上，高精度光栅尺7.4的读数头安装在滑板7.3上。

　　通过螺钉将壳体7.1固定安装在床身6的X轴驱动部件安装基准面6.1上。X轴驱动

　　装置7采用DDL直线电机直接驱动方式，内置高分辨率光栅尺与电机闭环控制，两组线轨配

　　置钳制器(气动)。理论加速度可以达到3‑5g,理论线m/min。实现X轴大加速

　　B轴单元8采用DDR旋转直驱电机，将DDR旋转直驱电机固定安装在滑板7.3的上表

　　面上。W轴9与DDR旋转直驱电机的旋转部固定连接。B轴单元带动W轴9在CNC控制系统指令下

　　W轴9为燕尾型导轨，该燕尾型导轨设有燕尾型导轨面9‑1，燕尾型导轨面9‑1上安

　　装有活头架部件10，活头架部件10可沿W轴的燕尾型导轨面进行左右方向调整，用于适应不

　　同长度或深度的零件加工尺寸调整，调整到合适位置后通过锁紧压块10.2将活头架部件10

　　锁紧、固定。活头架部件10在W燕尾轴上的左右位置调整通过手动完成，故而叫机械手动滑

　　活头架部件10完成工件的夹持、转动进给，活头架部件10包括头架壳体10.1、锁紧

　　压块10.2、伺服电机10.3、同步带10.4、主动同步带轮、从动同步带轮、头架主轴10.5、三爪

　　自定心卡盘10.6、法兰盘试磨件10.7，伺服电机10.3固定安装在头架壳体10.1上，头架主轴

　　10.5与头架壳体10.1转动连接，三爪自定心卡盘10.6与头架主轴10.5的端部连接，法兰盘

　　试磨件10.7与三爪自定心卡盘10.6连接，主动同步带轮与伺服电机10.3的输出轴连接，从

　　动同步带轮与头架主轴10.5连接，同步带10.4连接于主动同步带轮和从动同步带轮之间；

　　头架壳体10.1的底部设有燕尾槽10.1.1，W轴9的燕尾型导轨面9‑1与燕尾槽10.1.1连接配

　　合，可以对头架壳体10.1进行手动移置调整。当头架壳体10.1被调整到合适位置时，两个锁

　　紧压块10.2将头架壳体10.1锁死、固定。锁紧压块10.2为上下双“V”型结构，参考图9，分别

　　锁紧头架体壳10.1上V型面和W轴9的燕尾型导轨面下V型面，通过锁紧螺钉施加预紧力，静

　　摩擦力锁紧，锁紧螺钉10.8穿过锁紧压块10.2，锁紧螺钉10.8的螺纹部与头架体壳10.1底

　　部的螺纹孔连接，锁紧压块10.2的上V型面顶压头架体壳10.1的上V型面，锁紧压块10.2的

　　下V型面顶压W轴9的燕尾型导轨面的下V型面。头架主轴10.5为伺服驱动的大锥度、高精密

　　动压轴承结构的旋转C轴，伺服电机10.3通过同步带10.4驱动高精密大锥度动压滑动轴承

　　结构的旋转C轴精确旋转进给，三爪自定心卡盘10.6通过A2‑4标准接口安装于C轴鼻端，与C

　　轴一同旋转，最终实现伺服电机10.3驱动法兰盘试磨件10.7的精确、高精密的旋转进给。

　　Z1轴驱动单元11用于驱动外圆磨头的磨削进给，Z2轴驱动单元12用于驱动内圆磨

　　如图10所示，Z1轴驱动单元11包括基座11.1、前轴承座11.2、丝杆11.3、Z1轴驱动

　　滑板11.4、丝杆丝母座11.5、后轴承座11.6、弹性联轴器11.7、伺服电机11.8，基座11.1固定

　　安装于图4所示床身的Z1轴驱动部件安装基准面6.2上，前轴承座11.2和后轴承座11.6固定

　　安装在基座11.1的内部安装面上，丝杆11.3的一端与前轴承座11.2连接，丝杆11.3的另一