三主軸立式加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了三軸立式加工中心，包括有底座1，橫梁5固定安裝在底座1的上平面上，橫架5的上平面滑動(dòng)設(shè)置有鞍座6，鞍座6的上平面有滑動(dòng)連接有立柱4，立柱4的后側(cè)面滑動(dòng)連接有主軸頭3，主軸頭3可同時(shí)并排安裝三根主軸，立柱4的下平面滑動(dòng)連接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑動(dòng)連接在橫架5的上平面上，提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率三倍，也減少了上下料待機(jī)時(shí)間，減少了批量生產(chǎn)時(shí)所需要的機(jī)床臺(tái)數(shù)及操作人員和廠地面積。
【專利說(shuō)明】三主軸立式加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種數(shù)控機(jī)床，具體是一種新型具有三根主軸同時(shí)加工的立式加工中心，配有三根主軸可同時(shí)換刀機(jī)構(gòu)，也可以配第四軸轉(zhuǎn)臺(tái)完成多面加工。
【背景技術(shù)】
[0002]目前單主軸數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，由于置了換刀機(jī)構(gòu)及四軸或五軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)，它在零件的加工，無(wú)論要精度、多面加工、效率及柔性較傳統(tǒng)機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床為優(yōu)。至于專用機(jī)床加工，效率較高，但它是針對(duì)某一特定零件大批生產(chǎn)的。若變換零件，則需要全面更改主軸頭的設(shè)計(jì)，屬于一種剛性加工線。單軸數(shù)控加工中心，雖然它的效率不及專機(jī)，但具有柔性，改變數(shù)控程序則可適應(yīng)不同零件加工需要。單主軸數(shù)控加工中心每次只有一根主軸在加工因此機(jī)床的加工效率的發(fā)揮是受到限制的。今日由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，操作人員的缺乏加工營(yíng)運(yùn)成本增加，場(chǎng)地等因索，對(duì)零件加工的成本有直接的影響。所以需要開發(fā)多主軸同時(shí)加工，并同時(shí)具有自動(dòng)換刀功能，來(lái)提高機(jī)床加工效率，減少操作人員節(jié)省能源和場(chǎng)地。如此才能降低零件加工成本。因而與單主軸立式加工中心在設(shè)計(jì)機(jī)床結(jié)構(gòu)上的理念，必須有新的突破，要解決三根主軸同時(shí)換刀的技巧。再配置第四軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)，則可達(dá)到三主軸同時(shí)多面零件加工，提高機(jī)床加工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種三主軸立式加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)，具備三根主軸，具有三主軸同時(shí)自動(dòng)換刀功能，可同時(shí)加工，并能達(dá)到單主軸數(shù)控機(jī)床加工的功能和加工質(zhì)量的要求。在與單主軸數(shù)控機(jī)床比較，以一個(gè)工件的工時(shí)間，可以完成三件零件加工，提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率三倍，也減少了上下料待機(jī)時(shí)間，減少了批量生產(chǎn)時(shí)所需要的機(jī)床臺(tái)數(shù)及操作人員和廠地面積。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
三軸立式加工中心，包括有底座1，橫梁5固定安裝在底座I的上平面上，橫架5的上平面滑動(dòng)設(shè)置有鞍座6，鞍座6的上平面有滑動(dòng)連接有立柱4，立柱4的后側(cè)面滑動(dòng)連接有主軸頭3，主軸頭3可同時(shí)并排安裝三根主軸，立柱4的下平面滑動(dòng)連接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑動(dòng)連接在橫架5的上平面上，所以主軸頭3內(nèi)的三根主軸可隨主軸頭
3、立柱4、鞍座6可作左右X軸、前后Y軸、上下Z軸方向運(yùn)動(dòng)，底座I前端的臺(tái)階面上與橫架5的兩立柱內(nèi)側(cè)固定安裝有刀庫(kù)7,底座I后端的臺(tái)階面上固定安裝有四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2。
[0005]所述的四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2是固定安裝在底座I的后端臺(tái)階面上，四軸轉(zhuǎn)臺(tái)兩端圓盤上固定連接有橋板，橋板可繞Y、Z平面作360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第四軸聯(lián)動(dòng)功能。
[0006]所述的刀庫(kù)7是安裝在底座I的前端上臺(tái)階面、橫架5的兩襠內(nèi)，由氣缸、馬達(dá)鏈條帶動(dòng)刀夾及刀具作前后運(yùn)動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送刀和換刀功能。
[0007]三主軸立式數(shù)控加工中心，是以同時(shí)實(shí)現(xiàn)三主軸切削功能。
[0008]將主軸頭3內(nèi)并排安裝三根主軸，每根主軸直聯(lián)馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)三根主軸、三把刀具、三個(gè)零件同時(shí)統(tǒng)、鉆、攻牙等功能。
[0009]主軸頭3的前側(cè)面連接在立柱4后側(cè)面上；立柱4的下平面安裝在鞍座6的上平面上；鞍座6的下平面安裝在橫架5的上平面上；橫架5的下平面固定安裝在底座I的前上平面上，通過馬達(dá)帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三主軸能同時(shí)作X軸左右方向、Y軸前后方向、Z軸上下方向滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)功能。
[0010]四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2下平面固定安裝在底座的后上平面上，中間橋板固定安裝在四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2兩端圓盤上，在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，作360旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)第四軸功能。
[0011]刀庫(kù)7的下平面固定安裝在底座I的上平面上，在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，使刀夾及刀具作前后滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)和左右360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三主軸能一次同時(shí)交換三把刀具的功能。
[0012]本發(fā)明結(jié)構(gòu)說(shuō)明:
1:底座I是一個(gè)載體。所承載的主要部件有橫架5、鞍座6、立柱4、內(nèi)并排鑲嵌有三根主軸的主軸頭3和四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2及刀庫(kù)7，夠成三主軸立式加工中心機(jī)床。
[0013]2:橫架5的下平面固定安裝在底座I的前上臺(tái)階面上，橫梁5的上平面，通過滑軌、滑塊連接有鞍座6，鞍座6以馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)，螺母、螺桿為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)鞍座6作X軸左右方向滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)；立柱4的下平面，通過滑軌、滑塊連接在鞍座6的上平面上，立柱4以馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)，螺母、螺桿為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)立柱4作Y軸前后方向滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)；主軸頭3的前側(cè)面，通過滑軌、滑塊連接在立柱4的后側(cè)面上，主軸頭3以馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)，螺母、螺桿為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)三根主軸作Z軸上下方向滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。通過系統(tǒng)指令控制，構(gòu)成X軸、Y軸、Z軸聯(lián)動(dòng)功能。
[0014]3:四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2的下平面固定連接在底座I的后上臺(tái)階面上,兩圓盤由中間橋板固定連接在一起。以馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)，蝸輪、蝸桿為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)圓盤和橋板，作正反360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成第四軸功能。通過系統(tǒng)指令控制，可構(gòu)成四軸聯(lián)動(dòng)功能。
[0015]4:刀庫(kù)7基座的下平面固定安裝在底座I的上平面上，以氣壓為驅(qū)動(dòng),氣缸、活塞為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)刀夾及刀具在Y方向作前后滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成送刀和卸刀功能；以馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)，蝸輪、蝸桿為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)鏈條和刀夾及刀具作360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在三組傳感器分別配合每一根主軸檢測(cè)刀具構(gòu)成和在主軸頭3的配合下三根主軸同時(shí)換刀的功能。
[0016]5.可實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)和三把刀具同時(shí)交換功能。
[0017]根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的三軸立式加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的并且三根主軸配四軸轉(zhuǎn)臺(tái)可同時(shí)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切削功能。三根主軸可以與刀庫(kù)7配合完成三主軸同時(shí)抓刀及換刀功能。
[0018]本發(fā)明的動(dòng)作原理:
本發(fā)明的動(dòng)作原理是:鞍座6、立柱4、和主軸頭3之間的滑動(dòng)連接機(jī)構(gòu)，均由伺服電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力，所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，均由CNC數(shù)控系統(tǒng)控制。當(dāng)操作程序需X向運(yùn)動(dòng)時(shí)，CNC控制系統(tǒng)輸出移動(dòng)鞍座6左右運(yùn)動(dòng)的伺服馬達(dá)啟動(dòng)指令，馬達(dá)啟動(dòng)，并通過滾珠絲桿、螺母、滑軌和滑塊帶動(dòng)鞍座6左右運(yùn)動(dòng)；當(dāng)操作程序需Y向運(yùn)動(dòng)時(shí)，CNC控制系統(tǒng)輸出移動(dòng)立柱4前后運(yùn)動(dòng)的伺服馬達(dá)啟動(dòng)指令，馬達(dá)啟動(dòng)，并通過滾珠絲桿、螺母、滑軌和滑塊帶動(dòng)立柱4前后運(yùn)動(dòng)；當(dāng)操作程序需Z向運(yùn)動(dòng)時(shí)，CNC控制系統(tǒng)輸出移動(dòng)主軸頭3上下運(yùn)動(dòng)的伺服馬達(dá)啟動(dòng)指令，馬達(dá)啟動(dòng)，并通過滾珠絲桿、螺母、滑軌和滑塊帶動(dòng)主軸頭3上下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)?shù)玫紺NC系統(tǒng)切削的指令后，三主軸馬達(dá)啟動(dòng)，帶動(dòng)三主軸和切削刀具旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入切削程序；當(dāng)操作程序需四軸轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，CNC控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)動(dòng)四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的伺服馬達(dá)啟動(dòng)指令，馬達(dá)啟動(dòng)，并通過蝸桿、蝸輪帶動(dòng)四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2正反旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)操作程序需進(jìn)行選擇刀時(shí)，CNC控制系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)動(dòng)刀庫(kù)7旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的伺服馬達(dá)啟動(dòng)指令，停止在需要的刀位，PLC控制系統(tǒng)輸出指令，控制氣缸、活塞帶動(dòng)刀庫(kù)7向前Y方向運(yùn)動(dòng)，停在設(shè)定位置，等待主軸頭3抓刀，由CNC控制立柱4馬達(dá)啟動(dòng)，帶動(dòng)主軸頭3進(jìn)入抓刀位置，主軸頭3馬達(dá)啟動(dòng)，帶動(dòng)主軸向下抓刀三根主軸同時(shí)抓刀，然后立柱4馬達(dá)啟動(dòng)帶動(dòng)主軸頭3離開抓刀位置，進(jìn)行下一步加工程序。四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2馬達(dá)啟動(dòng)，通過蝸輪、蝸桿帶動(dòng)作正反360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？勺鱔、Y、Z、U四軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)三主軸頭3完成加工程序，需要換新刀具時(shí)，在三主軸頭3已有的刀具要放回到刀庫(kù)7空刀夾位置，才能實(shí)行抓新刀的動(dòng)作。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1三主軸立式加工中心機(jī)床結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2三主軸立式加工中心機(jī)床分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參見附圖，三軸立式加工中心，包括有底座1，橫梁5固定安裝在底座I的上平面上，橫架5的上平面滑動(dòng)設(shè)置有鞍座6，鞍座6的上平面有滑動(dòng)連接有立柱4，立柱4的后側(cè)面滑動(dòng)連接有主軸頭3，主軸頭3可同時(shí)并排安裝三根主軸，立柱4的下平面滑動(dòng)連接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑動(dòng)連接在橫架5的上平面上，所以主軸頭4內(nèi)的三根主軸可隨主軸頭3、立柱4、鞍座6可作左右X軸、前后Y軸、上下Z軸方向運(yùn)動(dòng)，底座I前端的臺(tái)階面上與橫架5的兩立柱內(nèi)側(cè)固定安裝有刀庫(kù)7，底座I后端的臺(tái)階面上固定安裝有四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2，四軸轉(zhuǎn)臺(tái)2是固定安裝在底座I的后端臺(tái)階面上，四軸轉(zhuǎn)臺(tái)兩端圓盤上固定連接有橋板，橋板可繞Y、Z平面作360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第四軸聯(lián)動(dòng)功能，刀庫(kù)7是安裝在底座I的前端上臺(tái)階面、橫架5的兩襠內(nèi)，由氣缸、馬達(dá)鏈條帶動(dòng)刀夾及刀具作前后及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在三組傳感器檢測(cè)刀具配合實(shí)現(xiàn)送刀和換刀功能。
【權(quán)利要求】
1.三軸立式加工中心，其特征在于:包括有底座(1)，橫梁(5)固定安裝在底座(I)的上平面上，橫架(5)的上平面滑動(dòng)設(shè)置有鞍座(6)，鞍座(6)的上平面有滑動(dòng)連接有立柱(4)，立柱(4)的后側(cè)面滑動(dòng)連接有主軸頭(3)，主軸頭(3)可同時(shí)并排安裝三根主軸，立柱(4)的下平面滑動(dòng)連接在鞍座(6)的上平面上，鞍座(6)的下平面滑動(dòng)連接在橫架(5)的上平面上，所以主軸頭(4)內(nèi)的三根主軸可隨主軸頭(3)、立柱(4)、鞍座(6)可作左右(X軸)、前后(Y軸)、上下(Z軸)方向運(yùn)動(dòng)，底座(I)前端的臺(tái)階面上與橫架(5)的兩立柱內(nèi)側(cè)固定安裝有刀庫(kù)(7)，底座(I)后端的臺(tái)階面上固定安裝有四軸轉(zhuǎn)臺(tái)(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三主軸立式加工中心，其特征在于:所述的四軸轉(zhuǎn)臺(tái)(2)是固定安裝在底座(I)的后端臺(tái)階面上，四軸轉(zhuǎn)臺(tái)兩端圓盤上固定連接有橋板，橋板可繞X軸平面作360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第四軸聯(lián)動(dòng)功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三主軸立式加工中心，其特征在于:所述的刀庫(kù)(7)是安裝在底座(I)的前端上臺(tái)階面、橫架(5)的兩襠內(nèi)，由氣缸、馬達(dá)鏈條帶動(dòng)刀夾及刀具作前后運(yùn)動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送刀和換刀功能。
【文檔編號(hào)】B23Q37/00GK103465110SQ201310376335
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】嚴(yán)孝誠(chéng) 申請(qǐng)人:安徽省鴻慶精機(jī)有限公司