CN106113161B - 木材五轴加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木材五轴加工中心，包含底座、X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构、C轴驱动机构、A轴驱动机构、刀具和加工平台，X轴移动机构驱动刀具沿底座横向移动，Y轴移动机构驱动刀具沿底座纵向移动，Z轴移动机构驱动刀具沿竖直方向移动，C轴驱动机构驱动刀具沿水平方向转动，A轴驱动机构驱动刀具沿竖直方向转动，加工平台设置在底座上并位于刀具下侧。本发明能够进行X轴、Y轴、Z轴的刀具移动，同时进行刀具A轴和C轴的旋转，从而实现不同角度斜面加工并且能够自由进行刀具切换，一机多用，大大提高了木材加工的效率。

Description

木材五轴加工中心

技术领域

本发明涉及一种加工中心，特别是一种木材五轴加工中心。

背景技术

木材加工，以木材为原料，主要用机械或化学方法进行的加工，其产品仍保持木材的基本特性。在森林工业中，木材加工业和林产化学加工同为森林采伐运输的后续工业，是木材资源综合利用的重要部门。木材加工技术包括木材切削、木材干燥、木材胶合、木材表面装饰等基本加工技术，以及木材保护、木材改性等功能处理技术。切削有锯、刨、铣、钻、砂磨等方法。由于木材组织、纹理等的影响，切削的方法与其他材料有所不同。木材含水率对切削加工也有影响，如单板制法与木片生产需湿材切削，大部加工件则需干材切削等。干燥通常专指成材干燥。其他木质材料如单板、刨花、木纤维等的干燥，都分别是胶合板、刨花板、纤维板制造工艺的组成部分。

传统的木材加工中心功能单一，只能进行简单的切割旋铣加工，对于复杂工件的加工则需要通过特定的夹具配合并经过多道工序的加工才能达到最终的加工成品，操作麻烦对操作工人的要求高，同时加工的效率非常的慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种木材五轴加工中心，它能够完成复杂件加工并且加工效率高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种木材五轴加工中心，其特征在于：包含底座、X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构、C轴驱动机构、A轴驱动机构、刀具和加工平台，X轴移动机构驱动刀具沿底座横向移动，Y轴移动机构驱动刀具沿底座纵向移动，Z轴移动机构驱动刀具沿竖直方向移动，C轴驱动机构驱动刀具沿水平方向转动，A轴驱动机构驱动刀具沿竖直方向转动，加工平台设置在底座上并位于刀具下侧。

进一步地，所述刀具包含刀具支架、双头电机和方孔钻驱动电机，方孔钻竖直设置在刀具支架上侧并且由方孔钻驱动电机驱动，双头电机水平设置并且固定在刀具支架内，双头电机左侧输出轴上设置有小型旋铣刀和锯片，双头电机右侧输出轴上设置有大型旋铣刀。

进一步地，所述C轴驱动机构包含C轴固定支架、C轴滑动支架、C轴伺服电机、C轴谐波减速机和C轴旋转支架，C轴固定支架设置在Z轴移动机构上由Z轴移动机构驱动，C轴滑动支架沿竖直方向滑动设置在C轴固定支架上，C轴伺服电机和C轴谐波减速机固定在C轴滑动支架上，C轴旋转支架上端转动设置在C轴固定支架下侧，刀具的大型旋铣刀和方孔钻根部均设置有弹性夹头，C轴谐波减速机输出轴上设置有与弹性夹头匹配的夹具，Z轴移动机构两侧设置有竖直气缸，C轴滑动支架连接通过连接支架与竖直气缸连接由竖直气缸驱动。

进一步地，所述A轴驱动机构包含A轴伺服电机和A轴谐波减速机，A轴伺服电机和A轴谐波减速机固定在C轴旋转支架下端，A轴谐波减速机与A轴伺服电机连接由A轴伺服电机驱动，刀具一侧转动设置在C轴旋转支架下端侧面并且与A轴谐波减速机输出端连接由A轴谐波减速机驱动。

进一步地，所述Y轴移动机构包含Y轴丝杠、Y轴丝杠电机、Y轴丝杠减速器、Y轴螺母、Y轴轨道和竖直支架，Y轴丝杠沿底座纵向设置并且两端转动设置在底座上，Y轴丝杠一端与Y轴丝杠减速器连接由Y轴丝杠减速器驱动，Y轴丝杠减速器与Y轴丝杠电机连接由Y轴丝杠电机驱动，Y轴螺母套设在Y轴丝杠上与Y轴丝杠螺纹连接，Y轴轨道平行于Y轴丝杠固定在Y轴丝杠两侧底座上，竖直支架下端滑动设置在Y轴轨道上并且与Y轴螺母固定连接。

进一步地，所述X轴移动机构包含水平支架、X轴丝杠、X轴轨道、X轴丝杠电机、X轴丝杠减速器和X轴螺母，水平支架水平设置固定在竖直支架上端，X轴丝杠沿底座横向设置并且两端转动设置在水平支架上，X轴丝杠一端与X轴丝杠减速器连接由X轴丝杠减速器驱动，X轴丝杠减速器与X轴丝杠电机连接由X轴丝杠电机驱动，X轴螺母套设在X轴丝杠与X轴丝杠螺纹连接，X轴轨道平行于X轴丝杠设置在X轴丝杠两侧的水平支架上，Z轴移动机构滑动设置在X轴轨道上并且与X轴螺母固定连接。

进一步地，所述Z轴移动机构包含Z轴支架、Z轴丝杠、Z轴轨道、Z轴丝杠电机、Z轴丝杠减速器和Z轴螺母，Z轴支架竖直设置，Z轴丝杠沿竖直方向设置并且两端转动设置在Z轴支架上，Z轴丝杠一端与Z轴丝杠减速器连接由Z轴丝杠减速器驱动，Z轴丝杠减速器与Z轴丝杠电机连接由Z轴丝杠电机驱动，Z轴螺母套设在Z轴丝杠上与Z轴丝杠螺纹连接，Z轴轨道平行于Z轴丝杠设置在Z轴丝杠两侧的Z轴支架上，C轴固定支架侧面滑动设置在Z轴轨道上并且与Z轴螺母固定连接。

进一步地，所述加工平台包含平台支架、板材夹具、滑竿和夹持气缸，板材夹具水平设置在平台支架上侧，板材夹具一端固定在滑竿上端，滑竿滑动设置在平台支架侧面，夹持气缸竖直设置，滑竿上端设置有横向夹板，横向夹板与夹持气缸连接由夹持气缸驱动。

进一步地，所述C轴驱动机构的旋转角度为±120°。

进一步地，所述A轴驱动机构的旋转角度为±135°。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：木材五轴加工中心能够进行X轴、Y轴、Z轴的刀具移动，同时进行刀具A轴和C轴的旋转，从而实现不同角度斜面加工并且能够自由进行刀具切换，一机多用，大大提高了木材加工的效率。

附图说明

图1是本发明的木材五轴加工中心的示意图。

图2是本发明的木材五轴加工中心上半部分的剖视图。

图3是本发明的木材五轴加工中心下半部分的剖视图。

图4是本发明的木材五轴加工中心下半部分的局部示意图。

图5是本发明的木材五轴加工中心工作平台示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图所示，本发明的一种木材五轴加工中心，包含底座1、X轴移动机构2、Y轴移动机构3、Z轴移动机构4、C轴驱动机构5、A轴驱动机构6、刀具7和加工平台8，X轴移动机构2驱动刀具7沿底座1横向移动，Y轴移动机构3驱动刀具7沿底座1纵向移动，Z轴移动机构4驱动刀具7沿竖直方向移动，C轴驱动机构驱5动刀具7沿水平方向转动，A轴驱动机构6驱动刀具7沿竖直方向转动，加工平台8设置在底座1上并位于刀具7下侧。

刀具7包含刀具支架9、双头电机和方孔钻驱动电机，方孔钻10竖直设置在刀具支架9上侧并且由方孔钻驱动电机驱动，双头电机水平设置并且固定在刀具支架9内，双头电机左侧输出轴上设置有小型旋铣刀11和锯片12，双头电机右侧输出轴上设置有大型旋铣刀13。

C轴驱动机构5包含C轴固定支架14、C轴滑动支架15、C轴伺服电机16、C轴谐波减速机17和C轴旋转支架18，C轴固定支架14设置在Z轴移动机构4上由Z轴移动机构4驱动， C轴滑动支架15沿竖直方向滑动设置在C轴固定支架14上，C轴伺服电机16和C轴谐波减速机17固定在C轴滑动支架15上，C轴旋转支架18上端转动设置在C轴固定支架14下侧，刀具7的大型旋铣刀13和方孔钻10根部均设置有弹性夹头19，C轴谐波减速机17输出轴上设置有与弹性夹头19匹配的夹具20，Z轴移动机构4两侧设置有竖直气缸21，C轴滑动支架15连接通过连接支架22与竖直气缸21连接由竖直气缸21驱动。使用的时候，竖直气缸21驱动C轴滑动支架15向下滑动，C轴谐波减速机17输出轴上的夹具20向下与弹性夹头19啮合，C轴伺服电机16转动一定角度从而带动C轴旋转支架18转动，C轴驱动机构的旋转角度为±120°。

A轴驱动机构6包含A轴伺服电机23和A轴谐波减速机24，A轴伺服电机23和A轴谐波减速机24固定在C轴旋转支架18下端，A轴谐波减速机24与A轴伺服电机23连接由A轴伺服电机23驱动，刀具7一侧转动设置在C轴旋转支架18下端侧面并且与A轴谐波减速机24输出端连接由A轴谐波减速机24驱动。A轴驱动机构的旋转角度为±135°

Y轴移动机构3包含Y轴丝杠25、Y轴丝杠电机26、Y轴丝杠减速器27、Y轴螺母、Y轴轨道28和竖直支架29，Y轴丝杠25沿底座1纵向设置并且两端转动设置在底座1上，Y轴丝杠25一端与Y轴丝杠减速器27连接由Y轴丝杠减速器27驱动，Y轴丝杠减速器27与Y轴丝杠电机26连接由Y轴丝杠电机26驱动，Y轴螺母套设在Y轴丝杠25上与Y轴丝杠25螺纹连接，Y轴轨道28平行于Y轴丝杠25固定在Y轴丝杠25两侧底座1上，竖直支架29下端滑动设置在Y轴轨道28上并且与Y轴螺母固定连接。

X轴移动机构2包含水平支架30、X轴丝杠31、X轴轨道32、X轴丝杠电机33、X轴丝杠减速器34和X轴螺母，水平支架30水平设置固定在竖直支架29上端，X轴丝杠31沿底座1横向设置并且两端转动设置在水平支架30上，X轴丝杠31一端与X轴丝杠减速器34连接由X轴丝杠减速器34驱动，X轴丝杠减速器34与X轴丝杠电机33连接由X轴丝杠电机33驱动，X轴螺母套设在X轴丝杠31与X轴丝杠31螺纹连接，X轴轨道32平行于X轴丝杠31设置在X轴丝杠31两侧的水平支架30上，Z轴移动机构4滑动设置在X轴轨道32上并且与X轴螺母固定连接。

Z轴移动机构4包含Z轴支架35、Z轴丝杠36、Z轴轨道37、Z轴丝杠电机38、Z轴丝杠减速器39和Z轴螺母，Z轴支架35竖直设置，Z轴丝杠36沿竖直方向设置并且两端转动设置在Z轴支架35上，Z轴丝杠36一端与Z轴丝杠减速器39连接由Z轴丝杠减速器39驱动，Z轴丝杠减速器39与Z轴丝杠电机38连接由Z轴丝杠电机38驱动，Z轴螺母套设在Z轴丝杠36上与Z轴丝杠36螺纹连接，Z轴轨道37平行于Z轴丝杠36设置在Z轴丝杠36两侧的Z轴支架35上，C轴固定支架14侧面滑动设置在Z轴轨道37上并且与Z轴螺母固定连接。

加工平台8包含平台支架40、板材夹具41、滑竿42和夹持气缸43，板材夹具41水平设置在平台支架40上侧，板材夹具41一端固定在滑竿42上端，滑竿42滑动设置在平台支架40侧面，夹持气缸43竖直设置，滑竿42上端设置有横向夹板44，横向夹板44与夹持气缸43连接由夹持气缸43驱动。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种木材五轴加工中心，其特征在于：包含底座、X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构、C轴驱动机构、A轴驱动机构、刀具和加工平台，X轴移动机构驱动刀具沿底座横向移动，Y轴移动机构驱动刀具沿底座纵向移动，Z轴移动机构驱动刀具沿竖直方向移动，C轴驱动机构驱动刀具沿水平方向转动，A轴驱动机构驱动刀具沿竖直方向转动，加工平台设置在底座上并位于刀具下侧；所述刀具包含刀具支架、双头电机和方孔钻驱动电机，方孔钻竖直设置在刀具支架上侧并且由方孔钻驱动电机驱动，双头电机水平设置并且固定在刀具支架内，双头电机左侧输出轴上设置有小型旋铣刀和锯片，双头电机右侧输出轴上设置有大型旋铣刀；

所述C轴驱动机构包含C轴固定支架、C轴滑动支架、C轴伺服电机、C轴谐波减速机和C轴旋转支架， C轴固定支架设置在Z轴移动机构上并由Z轴移动机构驱动，C轴滑动支架沿竖直方向滑动设置在C轴固定支架上，C轴伺服电机和C轴谐波减速机固定在C轴滑动支架上，C轴旋转支架上端转动设置在C轴固定支架下侧，刀具的大型旋铣刀和方孔钻根部均设置有弹性夹头，C轴谐波减速机输出轴上设置有与弹性夹头匹配的夹具，Z轴移动机构两侧设置有竖直气缸，C轴滑动支架通过连接支架与竖直气缸连接并由竖直气缸驱动；

所述A轴驱动机构包含A轴伺服电机和A轴谐波减速机，A轴伺服电机和A轴谐波减速机固定在C轴旋转支架下端，A轴谐波减速机与A轴伺服电机连接并由A轴伺服电机驱动，刀具一侧转动设置在C轴旋转支架下端侧面并且与A轴谐波减速机输出端连接由A轴谐波减速机驱动；所述Y轴移动机构包含Y轴丝杠、Y轴丝杠电机、Y轴丝杠减速器、Y轴螺母、Y轴轨道和竖直支架，Y轴丝杠沿底座纵向设置并且两端转动设置在底座上，Y轴丝杠一端与Y轴丝杠减速器连接并由Y轴丝杠减速器驱动，Y轴丝杠减速器与Y轴丝杠电机连接并由Y轴丝杠电机驱动，Y轴螺母套设在Y轴丝杠上与Y轴丝杠螺纹连接，Y轴轨道平行于Y轴丝杠固定在Y轴丝杠两侧底座上，竖直支架下端滑动设置在Y轴轨道上并且与Y轴螺母固定连接；所述X轴移动机构包含水平支架、X轴丝杠、X轴轨道、X轴丝杠电机、X轴丝杠减速器和X轴螺母，水平支架水平设置固定在竖直支架上端，X轴丝杠沿底座横向设置并且两端转动设置在水平支架上，X轴丝杠一端与X轴丝杠减速器连接并由X轴丝杠减速器驱动，X轴丝杠减速器与X轴丝杠电机连接并由X轴丝杠电机驱动，X轴螺母套设在X轴丝杠与X轴丝杠螺纹连接，X轴轨道平行于X轴丝杠设置在X轴丝杠两侧的水平支架上，Z轴移动机构滑动设置在X轴轨道上并且与X轴螺母固定连接；所述Z轴移动机构包含Z轴支架、Z轴丝杠、Z轴轨道、Z轴丝杠电机、Z轴丝杠减速器和Z轴螺母，Z轴支架竖直设置，Z轴丝杠沿竖直方向设置并且两端转动设置在Z轴支架上，Z轴丝杠一端与Z轴丝杠减速器连接并由Z轴丝杠减速器驱动，Z轴丝杠减速器与Z轴丝杠电机连接并由Z轴丝杠电机驱动，Z轴螺母套设在Z轴丝杠上与Z轴丝杠螺纹连接，Z轴轨道平行于Z轴丝杠设置在Z轴丝杠两侧的Z轴支架上，C轴固定支架侧面滑动设置在Z轴轨道上并且与Z轴螺母固定连接；

所述加工平台包含平台支架、板材夹具、滑竿和夹持气缸，板材夹具水平设置在平台支架上侧，板材夹具一端固定在滑竿上端，滑竿滑动设置在平台支架侧面，夹持气缸竖直设置，滑竿上端设置有横向夹板，横向夹板与夹持气缸连接并由夹持气缸驱动；所述C轴驱动机构的旋转角度为±120°；所述A轴驱动机构的旋转角度为±135°。