一種高效率數控機床的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高效率數控機床，包括機架、驅動裝置與位于機架一側的數控裝置，驅動裝置在數控裝置的控制下運動，機架上設置有固定夾具，機架的上方設置有刀架，刀架上設置有伺服電機與多個不同種類的、規則排列的刀具，刀具通過一根設置有狹長型凹槽的連桿與第一氣缸連接，連桿外活動套有相對連桿較短的金屬套，金屬套設置有與凹槽相對應的槽口，槽口內安裝有卡位件，卡位件嵌入凹槽內且沿著凹槽上下滑動，金屬套的外表面固定套有傳動輪，多根連桿外的傳動輪均通過同一個傳動帶與伺服電機連接。數控裝置可以控制一個刀具靠近待加工產品，控制原工作刀具恢復原位，且兩個控制命令之間互不影響，同時也并不改變其高速旋轉的狀態。
【專利說明】
一種高效率數控機床
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種數控機床，尤其是涉及一種能夠實現高效率的數控機床。
【背景技術】
[0002]數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精密、批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。
[0003]采用數控機床來生產加工產品的生產商來說，高效率的完成產品的加工是有效提高其生產效益的重要途徑。在數控加工中，數控銑削加工最為復雜，需解決的問題也最多。除數控銑削加工之外的數控線切割、數控電火花成型、數控車削、數控磨削等的數控編程各有其特點。為了完成不同工序的加工工藝，需使用多種刀具，采用手動換刀即無法使得整個系統自動化，因此必須有自動換刀裝置。自動換刀裝置應滿足換刀時間短、刀具重復定位精度高、刀具儲存量足夠、結構緊湊及安全可靠等要求。現常見的換刀裝置是旋轉式自動換刀裝置與刀庫式自動換刀。
[0004]使用旋轉式自動換刀裝置的數控機床采用轉塔頭轉位更換主軸頭。這種機床的主軸頭就是轉塔頭，在轉塔的各主軸頭上，根據加工的工序預先安裝所用刀具，轉塔依次轉位，就可以實現自動換刀。主軸頭有臥式和立式兩種，工作時只有位于加工位置的主軸頭才與主運動接通，而其它處于不加工位置的主軸都與主運動脫開。刀庫式自動換刀裝置是由刀庫和刀具交換機構組成，目前它是多工序數控機床上應用最廣泛的換刀方法。刀庫用來儲存刀具，刀庫可裝在主軸箱上、或固定夾具上、或裝在機床的其它部件上。有的自動換刀裝置因刀庫距主軸較遠，還需要增加中間搬運裝置。選刀時，刀具交換機構根據數控指令從刀庫中選出所指定的刀具，然后從刀庫和主軸(或刀架)取出刀具，并進行交換;將新刀裝入主軸(或刀架)，把用過的舊刀放回刀庫。
[0005]以上兩種換刀裝置整體的體積較大，結構較為復雜，換刀時較長，效率不高，同樣會影響整個數控機床的工作效率。而且這兩種換刀裝置基本只針對大型的數控機床，造價頗高，一般的小型企業消費不起。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種高效率數控機床，能夠有效提高換刀速率，且整體造價不高。
[0007]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種高效率數控機床，包括機架、驅動裝置與位于機架一側的數控裝置，所述的驅動裝置在數控裝置的控制下運動，所述的機架上設置有固定夾具，機架的上方設置有刀架，所述的刀架上設置有伺服電機與多個不同種類的、規則排列的刀具，所述的刀具通過一根設置有狹長型凹槽的連桿與第一氣缸連接，所述的連桿外活動套有相對連桿較短的金屬套，金屬套設置有與凹槽相對應的槽口，所述的槽口內安裝有卡位件，所述的卡位件嵌入凹槽內且沿著凹槽上下滑動，所述的金屬套的外表面固定套有傳動輪，多根連桿外的傳動輪均通過同一個傳動帶與伺服電機連接；
[0008]工作狀態下伺服電機轉動通過傳動帶帶動設置在刀架上的多個傳動輪做繞軸自轉的運動，運動的傳動輪通過金屬套以及卡位件帶動連桿同樣做繞軸自轉的運動，此時多個刀具均為旋轉狀態，再由數控裝置控制第一氣缸運動，運動的第一氣缸推動旋轉的連桿，連桿相對金屬套做軸向移動帶動刀具移動靠近待加工產品進行加工。
[0009]所述的刀架上設置有銑刀與第一軌道，所述的銑刀固定在旋轉電機上，所述的旋轉電機通過第一滑塊與第一軌道連接，所述的第一滑塊上連接有第二氣缸，第二氣缸推動第一滑塊帶動旋轉電機上下移動。在數控加工中，數控銑削加工最為復雜，需解決的問題也最多。因此將銑刀單獨出來設置，靈活性更高，也易于控制。
[0010]所述的刀架上設置有多個第二軌道，所述的多個第二軌道與多個連桿一一對應設置，所述的第二軌道上均安裝有第二滑塊，多個第二滑塊分別與多個連桿連接，所述的第一氣缸帶動連桿沿著第二軌道運動。第二軌道與第二連桿的設置為了保證刀具在做平移運動的穩定性，有助于提尚零部件加工的精度。
[0011]所述的第一氣缸上均設置有電磁閥，所述的電磁閥與數控裝置連接，所述的數控裝置通過電磁閥控制第一氣缸。便于實現與數控裝置的聯系，數控裝置能夠簡單的實現對第一氣缸的控制。
[0012]所述的驅動裝置包括設置在機架左右兩側的縱向驅動組件、以及設置在機架上方的橫向驅動組件，所述的刀架安裝安裝在所述的橫向驅動組件，所述的橫向驅動組件通過兩端的立架安裝在縱向驅動組件上。橫向驅動組件、縱向驅動組件的設置，使得刀架能夠在水平范圍內移動到任意位置，加工位置靈活可控。
[0013]所述的機架上縱向設置有滑軌，所述的滑軌延伸至機架的前后兩側，所述的固定夾具安裝在滑軌上，所述的滑軌與固定夾具之間還設置有第三氣缸，所述的第三氣缸帶動固定夾具沿著滑軌移動。滑軌與第三氣缸的相互配合，能夠帶動固定夾具沿著滑軌移動。
[0014]所述的固定夾具包括豎直設置的多個導軌、水平安裝在導軌上用于放置產品的擱置板、以及多個設置在導軌頂部用于將產品固定的鎖緊組件，所述的擱置板上連接有豎直方向移動的第四氣缸，所述的鎖緊組件上設置有與橫置的第五氣缸連接的壓緊件，所述的壓緊件與擱置板所在平面相對，壓緊件包括位于其底部的下壓面與限位面，所述的下壓面為平面結構，所述的限位面為弧形面且一側與下壓面弧形過渡連接，限位面低于整個下壓面，限位面相對于下壓面更靠近擱置板的中心。采用擱置板向上移動的方式，通過鎖緊組件扣入產品開口的邊沿的方法來固定。特別是針對結構多樣的燈具外殼體來說，總有一處開口使得安裝在外殼體內的光源能夠透過開口照射到外面，可以通過固定夾具來固定。
[0015]所述的刀架通過移動組件與驅動裝置連接，移動組件帶動刀架在豎直方向移動，所述的刀架上設置有八個刀具，八個刀具按照預定的間距規則排列成兩排，所述的多個刀具包括鉆削刀、球頭刀、鏜刀、切槽刀、內螺紋車刀、外螺紋車刀。不同的刀具類型為了實現不同的加工需求。八個刀具是較為理想的狀態，并不難以控制也能夠滿足一般的加工需求。而兩個固定夾具的設置，在其中一個固定夾具上的產品加工完成后，需要一段時間來將完成的產品卸下，并安裝上待加工的產品，此時刀具可以對另一個固定夾具上的產品進行加工。而兩個固定夾具就是較為理想的設置，整個數控機床可以一直處于工作狀態，也不會占據過大的空間。
[0016]所述的傳動輪的外表面與傳動帶的內表面設置有互相嚙合的輪齒。齒輪的設置確保傳動輪與傳動帶之間不容易發生打滑脫落等情況。所述的第一氣缸為鎖緊氣缸。
[0017]與現有技術相比，本發明的優點在于采用一個伺服電機來帶動多個刀具做繞軸自轉的運動，同時每一個刀具上都各自連接有第一氣缸，由此設計使得多個刀具之間互不影響。在連桿上開設狹長型槽口，并由一個卡位件連接連桿與金屬套，卡位件既能夠限制連桿能夠在伺服電機的作用下繞軸轉動，同時也能夠在第一氣缸的作用下相對于金屬套做軸向的移動。多個刀具始終處于繞軸自轉的狀態，也就是說多個刀具始終處于準備好對待加工產品進行加工的狀態，即使在更換刀具的情況下，也不改變其狀態，這就大大減少了更換刀具所需要的時間。
[0018]正因為每個刀具之間互不影響，數控裝置在控制更換刀具的時候，完全可以同時發出運動命令，同時控制一個刀具的上升以及一個刀具的下降。甚至可以預先控制下一個刀具運動到合適位置，待上一個刀具加工完成后，數控裝置發送回升上一個刀具以及下一個刀具開始工作的命令。也是因為如此，一般的單固定夾具已經無法跟上本發明的工作效率，設置多個固定夾具，能夠使得在更換待加工零件的同時刀具可以繼續加工下一個固定夾具上的待加工零件。整個刀架可以始終處于有效的工作狀態，大大提高了數控機床的工作效率。
[0019]此外，本發明不管是控制刀具還是控制刀架的動力都可以通孔普通常見的動力裝置來實現，因此本發明的整體造價并不高，一般的中小型企業也能夠消費。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的結構不意圖；
[0021]圖2為刀架部分的結構示意圖；
[0022]圖3為連接桿部分的分解圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0024]如圖1至圖3所示:一種高效率數控機床，包括機架1、驅動裝置與位于機架I一側的數控裝置3，驅動裝置在數控裝置3的控制下運動，機架I上設置有固定夾具5，機架I的上方設置有刀架4，刀架4上設置有伺服電機5與多個不同種類的、規則排列的刀具6，刀具6通過一根設置有狹長型凹槽7的連桿8與第一氣缸9連接，連桿8外活動套有相對連桿8較短的金屬套10，金屬套10設置有與凹槽7相對應的槽口 11，槽口 11內安裝有卡位件12，卡位件12嵌入凹槽7內且沿著凹槽7上下滑動，金屬套10的外表面固定套有傳動輪13，多根連桿8外的傳動輪13均通過同一個傳動帶14與伺服電機5連接；
[0025]工作狀態下伺服電機5轉動通過傳動帶14帶動設置在刀架4上的多個傳動輪13做繞軸自轉的運動，運動的傳動輪13通過金屬套10以及卡位件12帶動連桿8同樣做繞軸自轉的運動，此時多個刀具6均為旋轉狀態，再由數控裝置3控制第一氣缸9運動，運動的第一氣缸9推動旋轉的連桿8，連桿8相對金屬套10做軸向移動帶動刀具6移動靠近待加工產品進行加工。
[0026]刀架4上設置有銑刀21與第一軌道22，銑刀21固定在旋轉電機23上，旋轉電機23通過第一滑塊24與第一軌道22連接，第一滑塊24上連接有第二氣缸25，第二氣缸25推動第一滑塊24帶動旋轉電機23上下移動。
[0027]刀架4上設置有多個第二軌道31，多個第二軌道31與多個連桿8—一對應設置，第二軌道31上均安裝有第二滑塊32，多個第二滑塊32分別與多個連桿8連接，第一氣缸9帶動連桿8沿著第二軌道32運動。
[0028]第一氣缸9上均設置有電磁閥，電磁閥與數控裝置3連接，數控裝置3通過電磁閥控制第一氣缸9。
[0029]驅動裝置包括設置在機架I左右兩側的縱向驅動組件51、以及設置在機架I上方的橫向驅動組件52，刀架4安裝安裝在橫向驅動組件52，橫向驅動組件52通過兩端的立架53安裝在縱向驅動組件51上。
[0030]機架I上縱向設置有滑軌61，滑軌61延伸至機架I的前后兩側，固定夾具5安裝在滑軌61上，滑軌61與固定夾具5之間還設置有第三氣缸，第三氣缸帶動固定夾具5沿著滑軌61移動。
[0031]固定夾具5包括豎直設置的多個導軌71、水平安裝在導軌71上用于放置產品的擱置板72、以及多個設置在導軌71頂部用于將產品固定的鎖緊組件73，擱置板72上連接有豎直方向移動的第四氣缸，鎖緊組件73上設置有與橫置的第五氣缸連接的壓緊件74，壓緊件74與擱置板72所在平面相對，壓緊件74包括位于其底部的下壓面與限位面，下壓面為平面結構，限位面為弧形面且一側與下壓面弧形過渡連接，限位面低于整個下壓面，限位面相對于下壓面更靠近擱置板72的中心。
[0032]刀架4通過移動組件2與驅動裝置連接，移動組件2帶動刀架4在豎直方向移動，刀架4上設置有八個刀具6，八個刀具6按照預定的間距規則排列成兩排，多個刀具6包括鉆削刀、球頭刀、鏜刀、切槽刀、內螺紋車刀、外螺紋車刀。
[0033]傳動輪13的外表面與傳動帶14的內表面設置有互相嗤合的輪齒。第一氣缸9為鎖緊氣缸。
[0034]使用時，將多個待加工產品安置到各個固定夾具5上并固定，啟動本發明。數控裝置3根據預先輸入的加工程序發送命令，驅動裝置帶動刀架在水平面上移動至預定位置，第三氣缸帶動固定夾具5移動到預定的位置上。數控裝置3再控制伺服電機5以及第一氣缸9運動，將加工需要的刀具6以高速旋轉的狀態靠近待加工產品進行加工。進行下一道工序要換刀的時候，數控裝置3可以控制下一個刀具6靠近待加工產品，控制原工作刀具6恢復原位，且兩個控制命令之間互不影響，同時也并不改變其高速旋轉的狀態。就由此實施下一道加工工序，直至完成整個產品的加工。
[0035]此外本發明在機架I上采用滑軌來安裝固定夾具5，滑軌61延伸至機架I的前后兩偵U。也就說，本發明除了可以獨立作為一臺加工機床來用以外，可以將滑軌61與其他機床上的滑軌連接起來，形成一條流水線式的加工。
【主權項】
1.一種高效率數控機床，包括機架、驅動裝置與位于機架一側的數控裝置，所述的驅動裝置在數控裝置的控制下運動，其特征在于所述的機架上設置有固定夾具，機架的上方設置有刀架，所述的刀架上設置有伺服電機與多個不同種類的、規則排列的刀具，所述的刀具通過一根設置有狹長型凹槽的連桿與第一氣缸連接，所述的連桿外活動套有相對連桿較短的金屬套，金屬套設置有與凹槽相對應的槽口，所述的槽口內安裝有卡位件，所述的卡位件嵌入凹槽內且沿著凹槽上下滑動，所述的金屬套的外表面固定套有傳動輪，多根連桿外的傳動輪均通過同一個傳動帶與伺服電機連接； 工作狀態下伺服電機轉動通過傳動帶帶動設置在刀架上的多個傳動輪做繞軸自轉的運動，運動的傳動輪通過金屬套以及卡位件帶動連桿同樣做繞軸自轉的運動，此時多個刀具均為旋轉狀態，再由數控裝置控制第一氣缸運動，運動的第一氣缸推動旋轉的連桿，連桿相對金屬套做軸向移動帶動刀具移動靠近待加工產品進行加工。2.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的刀架上設置有銑刀與第一軌道，所述的銑刀固定在旋轉電機上，所述的旋轉電機通過第一滑塊與第一軌道連接，所述的第一滑塊上連接有第二氣缸，第二氣缸推動第一滑塊帶動旋轉電機上下移動。3.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的刀架上設置有多個第二軌道，所述的多個第二軌道與多個連桿一一對應設置，所述的第二軌道上均安裝有第二滑塊，多個第二滑塊分別與多個連桿連接，所述的第一氣缸帶動連桿沿著第二軌道運動。4.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的第一氣缸上均設置有電磁閥，所述的電磁閥與數控裝置連接，所述的數控裝置通過電磁閥控制第一氣缸。5.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的驅動裝置包括設置在機架左右兩側的縱向驅動組件、以及設置在機架上方的橫向驅動組件，所述的刀架安裝安裝在所述的橫向驅動組件，所述的橫向驅動組件通過兩端的立架安裝在縱向驅動組件上。6.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的機架上縱向設置有滑軌，所述的滑軌延伸至機架的前后兩側，所述的固定夾具安裝在滑軌上，所述的滑軌與固定夾具之間還設置有第三氣缸，所述的第三氣缸帶動固定夾具沿著滑軌移動。7.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的固定夾具包括豎直設置的多個導軌、水平安裝在導軌上用于放置產品的擱置板、以及多個設置在導軌頂部用于將產品固定的鎖緊組件，所述的擱置板上連接有豎直方向移動的第四氣缸，所述的鎖緊組件上設置有與橫置的第五氣缸連接的壓緊件，所述的壓緊件與擱置板所在平面相對，壓緊件包括位于其底部的下壓面與限位面，所述的下壓面為平面結構，所述的限位面為弧形面且一側與下壓面弧形過渡連接，限位面低于整個下壓面，限位面相對于下壓面更靠近擱置板的中心。8.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的刀架通過移動組件與驅動裝置連接，移動組件帶動刀架在豎直方向移動，所述的刀架上設置有八個刀具，八個刀具按照預定的間距規則排列成兩排，多個刀具包括鉆削刀、球頭刀、鏜刀、切槽刀、內螺紋車刀、外螺紋車刀。9.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的傳動輪的外表面與傳動帶的內表面設置有互相嚙合的輪齒。10.根據權利要求1所述的一種高效率數控機床，其特征在于所述的第一氣缸為鎖緊氣缸。
【文檔編號】B23Q39/02GK105881109SQ201610414105
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】葛智全
【申請人】寧波源泉節能科技有限公司