移動龍門式多主軸數控鉆銑中心的制作方法
【專利摘要】一種移動龍門式多主軸數控鉆銑中心，該數控鉆銑中心主體采用移動梁式龍門鉆銑中心框架，其特征在于：工件安裝臺直接安裝在底座上；在工件安裝臺的另一端，并在移動龍門架的行程內，安裝有平置式刀庫；Y向或Z向滑臺的滑板上安裝有三個或三個以上設置有自動換刀機構的主軸單元；其移動龍門架、Y向滑臺、Z向滑臺采用數控伺服驅動；該加工中心可進行多主軸同時加工，并可同步自動換刀，裝卸時間少，生產效率高；廣泛適用于中小型零件的機械切削加工。
【專利說明】移動龍門式多主軸數控鉆銑中心
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機械加工設備，尤其是一種多主軸式加工中心。
技術背景
[0002]目前市面上的加工中心基本都是單主軸結構，其對于一些中小零件的大批量加工而言，效率相對較低，因為同一時間內僅一把刀參于加工。然而組合機床，雖然可以多主軸同時參于切削，提高效率，但其通用性差，并且調整與維護也麻煩。中國專利公開了一種龍門多軸加工中心(專利號:201120550910.9)，其雖采用了多主軸結構，但其刀具不能進行自動更換，從而約束了生產力。目前市面上也有一些龍門加工中心采用雙主軸結構，但其不能進行兩主軸同步換刀,從而影響了加工效率。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種可自動多主軸同步換刀,加工效率高的多主軸加工中心。
[0004]為了達到上述的發明目的，本發明所采用的技術方案為:該數控鉆銑中心主體采用移動梁式龍門加工中心框架，它主要由底座、移動龍門架、工件安裝臺、Y向滑臺、Z向滑臺、主軸單元、控制系統組成；其特征在于:工件安裝臺直接安裝在底座上；在工件安裝臺的另一端，并在移動龍門架的行程內，安裝有平置式刀庫；Y向或Z向滑臺的滑板上安裝有三個或三個以上設置有自動換刀機構的主軸單元；其移動龍門架、Y向滑臺、Z向滑臺采用數控伺服驅動。
[0005]上述的平置式刀庫是指刀庫中的刀具放置的軸心與主軸的軸心相平行的刀庫結構。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進，所述工件安裝臺采用回轉分度工作臺，該回轉分度工作臺優選兩等分回轉分度工作臺；該結構可有效解決大批量零件機加工中，零件的裝卸影響總加工效率的問題，從而大幅提聞生廣效率。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進，所述Z向滑臺的滑板與Y向滑臺的滑板間安裝有立式平衡缸，從而改善Z向滑臺進給時的平穩度；減少絲桿及電機因主軸與滑臺板的垂直重力，而增加的負荷。
[0008]作為上述技術方案的進一步改進，所述X向滑臺可以根據工作條件需求增加一個或一個以上回轉工作軸，以增加加工工作面。
[0009]本發明的有益效果是:1.采用多主軸結構后，加工中有多把刀具同時參于加工，成倍提高了生產效率。2.由于自動換刀的刀庫采用平置式刀庫，因而就可方便的進行多主軸同時換刀，從而減少換刀時間。3.刀庫安裝在回轉分度工作臺的另一端，并在移動龍門架的行程內，可充分利用Y、Z軸的精確定位功能，與移動龍門架組成三維系統進行可靠的平置式自動換刀。4.由于工件安裝臺采用回轉分度工作臺，并且采用移動式龍門架結構，這樣就可以把回轉分度工作臺分成兩臺面來應用，前一半先用于裝卸工件，后一半用于工件的加工進行中；當后一半工作臺上的工件加工好后，另一半工作臺的工件早已裝卸好，從而系統即可自動進行回轉工作臺，由此減少了工件的裝卸時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明第一實施例的主體結構示意圖；其中:1為底座，2為回轉分度工作臺，3為移動龍門架,4為Y向滑臺，5為Z向滑臺,6為主軸單元,7為滾動絲桿,8為2號滾動絲桿，9為2號伺服電機,10為3號滾動絲桿，11為3號伺服電機,12為氮氣平衡缸。
[0011]圖2是圖1的側面結構示意圖；其中13為有機玻璃擋板，14為平置式直排刀庫，15為主軸電機。
[0012]圖3是本發明實施例的加工件主視圖。
[0013]圖4是本發明實施例的直排式平置刀庫示意圖。
[0014]圖5本發明第二實施例的主體結構示意圖；其中:16為A滑臺，17為B滑臺，18為C滑臺，19為D滑臺，20為E滑臺，21為主軸單元。
[0015]圖6本發明第三實施例的主體結構示意圖；其中:22為移動龍門架，23為伺服電機，24為滾動絲桿,25為Y向滑臺，26為主軸單元,27為平置直排式刀庫,28為滾動導軌，30為Z向滑臺。
[0016]圖7是圖6的側面結構示意圖；其中29為無桿汽缸。
【具體實施方式】
[0017]參照圖3所示加工件,它需要加工6個牙孔、6個沉孔、2個定位孔,另外相同結構產品還有最少5種規格，它們結構都是這類法蘭型，只是尺寸上有幾毫米的來去，其每種規格月需求量都在5千左右。由于孔間距比較小，多軸器一次難以使用，并且其兩個定位銷孔的間距要求在正負0.03毫米以內，用多軸器精度也難以保證；如果用組合起來的專機，其最少要7個多軸器才組合完成各孔的加工，而且精度還沒有保障；另外其品種又比較多，但單品種的數量又不多，開發專機的話每種都需要一臺，設備成本就很高；而且該類產品的尺寸與形位每年都有可能變化，因而用專機相對很沒有保障；用傳統單軸加工中心雖加工精度得到保證，但效率又很低。然而采用本發明中實施例一中的14主軸加工中心，其就可有效解決該類零件的加工問題。
[0018]實施例1:參照圖1、2所示，本實施例該加工中心采用移動龍門的架構；其乂向采用兩個數控伺服電機與滾動絲桿7組成的的傳動機構來同步推動移動龍門架3的來回精確移動。其安裝在移動龍門架3上的Y向滑臺4用2號伺服電機9與2號滾動絲桿8帶動其來回精確移動。Z向滑臺5安裝在Y向滑臺4上，其Z向滑臺5采用兩個3號伺服電機11與兩個3號滾動絲桿10推動一個安裝有14個帶有自動換刀裝置的BT30加工中心主軸單元6的滑臺板，14個主軸單元6采用一字等距排列；在Z向滑臺5的滑臺板與Y向滑臺4的滑臺板間，安裝了兩根氮氣平衡缸12，該氮氣平衡缸12的拉力剛好等于Z向滑臺5滑板上加載的全部垂直重力總和。工件安裝臺采用兩等分液壓回轉分度工作臺2，在回轉臺的中間裝了一塊有機玻璃板13，用于擋加工中的鐵屑與冷卻液；回轉分度工作臺2后方裝有一個平置式直排刀庫14。
[0019]工作時，先在回轉分度工作臺2的前半部分上裝好工件，按啟動鍵后，回轉分度工作臺2轉位；接著就可對回轉分度工作臺2的另一半進行裝卸工件，與此同時系統自動與移動龍門架3、Y向滑臺4、Z向滑臺5組成三維系統，進行加工產品；當要換刀時，Z向滑臺5升到頂部，然后移動龍門架3移至刀庫14要交換的刀具位上方，Z向滑臺5伸下去進行刀具的更換；刀具更換好后，Z向滑臺5再升到頂部，移動龍門架3移至加工件處進行加工產品。當工件裝卸好后，按一下啟動鍵，系統即可等回轉分度工作臺2后半部分工件加工好后，自動轉位；如果回轉分度工作臺2的后半部分工作已經加工好了，而前半部分的工件還沒裝卸好，此時系統會等著工件裝卸好后，按了啟動鍵之后才會開始工作。
[0020]上述實施例1中采用了一字等距排開的14主軸形式，實際應用中可以根據工作條件采用更多主軸及不同排列方式的結構，例如矩陣排列、蛇形排列。刀庫方式也可采用鏈條平置式，以及專利號為200880010051.5的加工中心的自動交換工具裝置，不同結構的平置式刀庫結構均可根據工作條件在本發明中使用；刀庫也可用數控、汽動、液壓來驅動。
[0021]實施例2:參照圖5所示，本實施例與第一實施例不同在于:Z向滑臺采用了 A滑臺16、B滑臺17、C滑臺18、D滑臺19、E滑臺20共五個并列滑臺組成，并且每個滑臺的滑板上各裝了兩個帶有打刀油缸的加工中心主軸單元21。本實施例相對實施例一的好處在于，當加工件深度公差要求比較一致時，可以僅用五把刀來進行加工，由于是獨立伺服滑臺，其深度可以很容易的通過輸入參數來調整。
[0022]上述實施例2中Z向滑臺采用了五個并列的數控伺服滑臺結構，實際應用中可以根據工作條件采用兩個及更多的滑臺并列結構；其每個滑臺的滑板也可安裝一個或兩個以上主軸。
[0023]實施例3:參照圖6、7所示，本實施例與第一實施例不同在于:一、Z向滑臺30直接安裝在移動龍門架22上，并采用兩套伺服電機23與滾動絲桿24組成的同步傳動機構來實現Z軸的精確移動；二、Y向滑臺25裝在Z向滑臺30上，Y向滑臺25上安裝有14個帶有打刀油缸的加工中心主軸單元26 ;三、刀庫27通過滾動導軌28安裝在底座上，并與移動龍門架22平行移動，換刀時采用無桿汽缸29進行推進到底，然后再由移動龍門架22、Z向滑臺30、Y向滑臺25組成三維系統進行換刀。
[0024]本實施例相對實施例一的好處在于，由于Z向滑臺30直接安裝在移動龍門架22上，因而Z向行程容易設計得比較高；另外由于刀庫27可與移動龍門架22平行移動，因而整機長度可縮短。
[0025]上述實施例3中刀庫也可通過滾動導軌安裝在移動龍門架上，并用伺服電機與滾動絲桿來傳動該刀庫。
[0026]以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明的結構特征并不局限于此，任何本領域的技術人員，在本發明的領域內所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明的專利范圍之中。
【權利要求】
1.一種移動龍門式多主軸數控鉆銑中心,該數控鉆銑中心主體采用移動梁式龍門加工中心框架，它主要由底座、移動龍門架、工件安裝臺、Y向滑臺、Z向滑臺、主軸單元、控制系統組成；其特征在于:工件安裝臺直接安裝在底座上；在工件安裝臺的另一端，并在移動龍門架的行程內，安裝有平置式刀庫；Y向或Z向滑臺的滑板上安裝有三個或三個以上設置有自動換刀機構的主軸單元；其移動龍門架、Y向滑臺、Z向滑臺采用數控伺服驅動。
2.根據權利要求1所述的移動龍門式多主軸數控鉆銑中心,其特征在于:所述的工件安裝臺采用回轉分度工作臺。
3.根據權利要求2所述的移動龍門式多主軸數控鉆銑中心，其特征在于:所述的回轉分度工作臺采用兩等分式回轉分度工作臺。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的移動龍門式多主軸數控鉆銑中心，其特征在于:所述的移動龍門架采用左右各一套數控電機加絲桿的位移傳動機構。
5.根據權利要求1-4任意一項所述的移動龍門式多主軸數控鉆銑中心，其特征在于:所述的Z向滑臺的滑板與Y向滑臺的滑板間安裝有立式平衡缸。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的移動龍門式多主軸數控鉆銑中心，其特征在于:所述的回轉分度工作臺上可以根據工作條件需求增加一個或一個以上回轉工作軸。
7.根據權利要求1-6任意一項所述的移動龍門式多主軸數控鉆銑中心，其特征在于:所述的Y向滑臺安裝在移動龍門架上，Z向滑臺安裝在Y向滑臺上，Z向滑臺為并列多數控伺服滑臺結構。
8.根據權利要求7所述的移動龍門式多主軸數控鉆銑中心，其特征在于:所述的并列多數控伺服滑臺的滑板上安裝有兩個主軸。
【文檔編號】B23Q1/26GK103786028SQ201210433064
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月4日 優先權日:2012年11月4日
【發明者】林志賀 申請人:林志賀