CN107791043A - 多工位型材加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多工位型材加工机床，涉及型材加工设备技术领域。多工位型材加工机床包括：床身，床身包括床身主体、X轴齿条、X轴滚动导轨和工作台支撑凸台，X轴齿条和X轴滚动导轨设置于床身主体，工作台支撑凸台间隔设置于床身主体；加工工位单元，加工工位单元包括拖板单元，拖板单元包括拖板和X轴驱动结构，X轴驱动结构设置于拖板，X轴驱动结构与X轴齿条传动配合，加工工位单元能够通过X轴驱动结构移动；工作台，部分或者全部工作台支撑凸台设置有工作台；和数控***，数控***能够控制加工工位单元在床身移动且能够控制加工工位单元工作。多工位型材加工机床能够解决型材加工机床的低效、低精度以及可靠性差的问题。

Description

多工位型材加工机床

技术领域

本发明涉及型材加工设备技术领域，具体而言，涉及一种多工位型材加工机床。

背景技术

型材是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料(如塑料、铝、玻璃纤维等)通过轧制，挤出，铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。在型材需求量日益增加的情况下，型材加工的高效性也就显得尤为重要。利用型材加工机床进行加工是常用选择，型材加工机床一般包括床身、加工单元、进给单元、排屑单元和数控***等。目前市场上的型材加工机床多存在这些问题：加工效率低；加工精度低；寿命低，可靠性差。这样一些问题制约了型材的生产效率提升以及产品质量发展，不能满足更高要求的型材生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多工位型材加工机床，其能够解决现有的型材加工机床的低效、低精度以及可靠性差的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种多工位型材加工机床，包括：

床身，以床身主体的长度方向为X轴方向，床身包括床身主体、X轴齿条、X轴滚动导轨和工作台支撑凸台，X轴齿条设置于床身主体，X轴滚动导轨设置于X轴齿条的两侧，工作台支撑凸台间隔设置于床身主体。加工工位单元，加工工位单元包括拖板单元，拖板单元包括拖板和X轴驱动结构，X轴驱动结构设置于拖板，X轴驱动结构与X轴齿条传动配合，加工工位单元能够通过X轴驱动结构沿X轴滚动导轨移动。工作台，部分或者全部工作台支撑凸台设置有工作台。数控***，数控***能够控制加工工位单元在床身移动且能够控制加工工位单元工作。加工工位单元的数量增加时，工作台的数量相应增加。

可选的，以垂直X轴的方向为Y轴方向，以垂直于X轴和Y轴所在平面的方向为Z轴方向，加工工位单元还包括立柱单元和主轴单元，立柱单元包括立柱、Z轴驱动件、Z轴传动***和Z轴滚动导轨。拖板单元还包括Y轴驱动件、Y轴传动***和Y轴滚动导轨。立柱设置于拖板且能够沿Y轴滚动导轨被Y轴驱动件驱动，Z轴驱动件、Z轴传动***和Z轴滚动导轨均设置于立柱，主轴单元设置于立柱且能够沿Z轴滚动导轨被Z轴驱动件驱动。

可选的，多工位型材加工机床包括热伸长补偿***，热伸长补偿***包括第一温度传感器和第二温度传感器，Y轴传动***和Z轴传动***均采用经过预拉伸处理的滚珠丝杠传动，主轴单元包括主轴。第一温度传感器设置于滚珠丝杠的安装处以及主轴附近，第二温度传感器设置于拖板的远离滚珠丝杠的位置、立柱的远离滚珠丝杠的位置以及主轴箱的远离主轴的位置，第一温度传感器和第二温度传感器的检测数据均能反馈至数控***，数控***能够根据检测数据对滚珠丝杠的热伸长或者主轴的热伸长进行补偿。

可选的，X轴齿条的安装处设置有第一温度传感器，床身主体的远离X轴齿条的位置设置有第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器的检测数据均能反馈至数控***，数控***能够根据检测数据对X轴齿条的热伸长进行补偿。

可选的，X轴驱动结构包括第一斜齿轮、第一X轴进给电机、第二斜齿轮、第二X轴进给电机和X轴导轨滑块。X轴导轨滑块设置于拖板的一侧，X轴导轨滑块用于引导拖板在床身的移动，第一斜齿轮与第一X轴进给电机传动配合，第二斜齿轮与第二X轴进给电机传动配合，第一斜齿轮、第二斜齿轮均与X轴导轨滑块位于拖板的同一侧且都能够与床身的齿条配合。X轴驱动结构包括第一状态、第二状态和第三状态，第一状态下，第一斜齿轮与第二斜齿轮均顺时针旋转，第二状态下第一斜齿轮与第二斜齿轮均逆时针旋转，第三状态下，第二斜齿轮保持顺时针旋转，第一斜齿轮逆时针旋转，第一状态与第二状态能够通过第三状态相互切换。

可选的，主轴单元包括主轴箱、第一通道块和Z轴导轨滑块，Z轴导轨滑块设置于主轴箱的一侧，主轴箱能够通过Z轴导轨滑块沿Z轴滚动导轨移动，第一通道块用于安装气液管路，第一通道块设置于主轴箱。

可选的，第一通道块具有第一通道和第二通道。第一通道连接有冷却液喷嘴且能够用于冷却刀具，第二通道连接有油气润滑喷嘴且能够用于冷却刀具。

可选的，主轴单元包括主轴，第一通道块与主轴、主轴与机床油冷机以及机床油冷机与第一通道块连接并构成用于冷却主轴的循环冷却回路。

可选的，多工位型材加工机床包括排屑水泵，床身包括排屑喷嘴，床身主体包括排屑斜面，相邻的两个工作台支撑台与排屑斜面围合成用于排屑的排切屑通道，排屑喷嘴能够通过管路与排屑水泵连接，排屑喷嘴的数量为多个，多个排屑喷嘴设置于床身主体且能够向排切屑通道喷射液体。

可选的，多工位型材加工机床还包括链式自动排屑器，链式自动排屑器设置于床身的一侧且靠近排切屑通道，链式自动排屑器用于收集并排走排切屑通道内冲刷出来的废料。

本发明的有益效果是：

多工位型材加工机床通过设计床身、加工工位单元等部件，能够使得加工时，进给速度以及进给后的定位精度得到提高，主轴转速的提升也使得加工速度得到提高，配合热伸长补偿***的数控补偿以及两种冷却方式的辅助，可以使得加工精度得到提升。进一步的，床身良好的排屑效果，可以使得多工位型材加工机床整体更为可靠，更加上还可以增加加工工位单元的数量，加工效率更加地高。从而解决了现有的型材加工机床的低效、低精度以及可靠性差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的多工位型材加工机床的一个视角的示意图；

图2为图1的另一个视角的视图；

图3为加工工位单元的示意图；

图4为拖板单元的第一视角的视图；

图5为拖板单元的第二视角的视图；

图6为服务于Y轴传动***的滚珠丝杠的第一温度传感器和第二温度传感器的布置示意图；

图7为X轴驱动结构的示意图；

图8为立柱单元的第一视角的视图；

图9为立柱单元的第二视角的视图；

图10为立柱单元的剖视图；

图11为服务于Z轴传动***的滚珠丝杠的第一温度传感器和第二温度传感器的布置示意图；

图12为主轴单元的第一视角的视图；

图13为图12的剖视图；

图14为主轴单元的第二视角的视图；

图15为图14的剖视图；

图16为通道块的示意图；

图17为床身的轴测图；

图18为图17的剖视图；

图19为工作台的第一视角的示意图；

图20为图19的剖视图；

图21为图19所示的工作台的第二视角的示意图。

图标：1000-多工位型材加工机床；100-床身；110-床身主体；120-X轴齿条；130-X轴滚动导轨；131-X轴导轨防护罩；140-工作台支撑凸台；150-排屑喷嘴；160-X轴拖链；161-X轴拖链支架；300-加工工位单元；310-拖板单元；311-拖板；3112-挡屑板；312-X轴驱动结构；3120-第一斜齿轮；3121-第一X轴进给电机；3122-第二斜齿轮；3123-第二X轴进给电机；3124-X轴导轨滑块；3125-毛毡齿轮；3126-行星减速器；313-Y轴驱动件；314-Y轴传动***；315-Y轴滚动导轨；316-Y轴导轨滑块；330-立柱单元；331-立柱；332-Z轴驱动件；333-Z轴传动***；334-Z轴滚动导轨；335-Y轴导轨前防护；336-Y轴导轨后防护；337-Z轴导轨防护；338-Y轴拖链支架；339-Y轴拖链；340-Z轴拖链；350-主轴单元；351-主轴；352-主轴箱；3521-主轴箱防护；353-第一通道块；3531-第一通道；3532-第二通道；3533-第三通道；3534-第四通道；354-Z轴导轨滑块；355-气液转换增压松刀缸；3551-主轴松刀按钮；356-管接头；500-工作台；510-第一固定螺钉；520-第二固定螺钉；530-定位销；540-连接钢管；550-第二通道块；560-螺堵；570-万向接头；580-第一调整块；590-第二调整块；600-调整螺钉；700-电箱；701-操纵箱；702-链式自动排屑器；703-外防护；800-第一温度传感器；801-第二温度传感器；802-冷却液喷嘴；803-油气润滑喷嘴；804-刀具库；805-排切屑通道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1至图21，本实施例提供了一种多工位型材加工机床1000，包括：

床身100，以床身主体110的长度方向为X轴方向，床身100包括床身主体110、X轴齿条120、X轴滚动导轨130和工作台支撑凸台140，X轴齿条120设置于床身主体110，X轴滚动导轨130设置于X轴齿条120的两侧，工作台支撑凸台140间隔设置于床身主体110。其中，X轴滚动导轨130通过X轴导轨防护罩131防护。加工工位单元300，加工工位单元300包括拖板单元310，拖板单元310包括拖板311和X轴驱动结构312，X轴驱动结构312设置于拖板311，X轴驱动结构312与X轴齿条120传动配合，加工工位单元300能够通过X轴驱动结构312沿X轴滚动导轨130移动。工作台500，部分或者全部工作台支撑凸台140设置有工作台500。数控***，数控***能够控制加工工位单元300在床身100移动且能够控制加工工位单元300工作。加工工位单元300的数量增加时，工作台500的数量相应增加。在本实施例中，加工工位单元300的数量为两个。

以垂直X轴的方向为Y轴方向，以垂直于X轴和Y轴所在平面的方向为Z轴方向，加工工位单元300还包括立柱单元330和主轴单元350，立柱单元330包括立柱331、Z轴驱动件332、Z轴传动***333和Z轴滚动导轨334；拖板单元310还包括Y轴驱动件313、Y轴传动***314和Y轴滚动导轨315；立柱331设置于拖板311且能够通过Y轴导轨滑块316沿Y轴滚动导轨315被Y轴驱动件313驱动，Z轴驱动件332、Z轴传动***333和Z轴滚动导轨334均设置于立柱331，主轴单元350设置于立柱331且能够沿Z轴滚动导轨334被Z轴驱动件332驱动。

此外，立柱单元330还包括Y轴导轨前防护335、Y轴导轨后防护336和Z轴导轨防护337。用以对Y轴滚动导轨315和Z轴滚动导轨334进行防护。立柱单元330还包括Y轴拖链支架338，用以支撑Y轴拖链339。

多工位型材加工机床1000包括热伸长补偿***，热伸长补偿***包括第一温度传感器800和第二温度传感器801，第一温度传感器800为测量温度传感器，用来测量相应部件的即时温度，第二温度传感器801为基准温度传感器，用于测量相应部件所处的空间环境温度。

具体的，Y轴传动***314和Z轴传动***333均采用经过预拉伸处理的滚珠丝杠传动，主轴单元350包括主轴351；第一温度传感器800设置于滚珠丝杠的安装处以及主轴351附近，第二温度传感器801设置于拖板311的远离滚珠丝杠的位置、立柱331的远离滚珠丝杠的位置以及主轴箱352的远离主轴351的位置，第一温度传感器800和第二温度传感器801的检测数据均能反馈至数控***，数控***能够根据检测数据对滚珠丝杠的热伸长进行补偿，提高定位精度、加工精度以及热性能或者对主轴351的热伸长进行补偿，提高加工精度以及热性能。

X轴齿条120的安装处设置有第一温度传感器800，床身主体110的远离X轴齿条120的位置设置有第二温度传感器801，第一温度传感器800和第二温度传感器801的检测数据均能反馈至数控***，数控***能够根据检测数据对X轴齿条120的热伸长进行补偿，提高定位精度以及热性能。

热补偿主要是通过比对第一温度传感器800和第二温度传感器801的检测数据得出相应的滚珠丝杠、主轴351以及X轴齿条120的温升数值，结合数控***中的温升模型和算法来进行。数控***中的温升模型和算法可以由机床厂家二次写入。数控***的架构可以参照现有多工位型材加工机床1000的数控***，因此不再进行赘述。

X轴驱动结构312包括第一斜齿轮3120、第一X轴进给电机3121、第二斜齿轮3122、第二X轴进给电机3123和X轴导轨滑块3124；X轴导轨滑块3124设置于拖板311的一侧，X轴导轨滑块3124用于引导拖板311在床身100的移动，第一斜齿轮3120与第一X轴进给电机3121传动配合，第二斜齿轮3122与第二X轴进给电机3123传动配合，第一斜齿轮3120、第二斜齿轮3122均与X轴导轨滑块3124位于拖板311的同一侧且都能够与床身100的齿条配合。

X轴驱动结构312包括三种运动状态：第一状态、第二状态和第三状态。第一状态为X轴方向的正向进给状态，第二状态为反向进给状态，第三状态为进给换向状态。第一状态下，第一斜齿轮3120与第二斜齿轮3122均顺时针旋转，第二状态下第一斜齿轮3120与第二斜齿轮3122均逆时针旋转，第三状态下，第二斜齿轮3122保持顺时针旋转，第一斜齿轮3120逆时针旋转，第一状态与第二状态能够通过第三状态相互切换。特别的，当需要从第二状态转换成第一状态时，第三状态是相反的，即第一斜齿轮3120保持逆时针旋转，第二斜齿轮3122变作顺时针旋转，然后第一斜齿轮3120再变成顺时针旋转，完成状态的转换。

详细的，第一斜齿轮3120和第二斜齿轮3122均为法兰安装型斜齿轮，第一斜齿轮3120通过行星减速器3126第一X轴进给电机3121传动配合，第二斜齿轮3122通过行星减速器3126第二X轴进给电机3123传动配合。

X轴驱动结构312还包括两个毛毡齿轮3125，毛毡齿轮3125设置于拖板311且与多工位型材加工机床1000的润滑脂泵连接，其中一个位于在第一斜齿轮3120的远离第二斜齿轮3122的一侧，另外一个位于第二斜齿轮3122的远离第一斜齿轮3120的一侧。毛毡齿轮3125为第一斜齿轮3120与床身100的齿条、第二斜齿轮3122与床身100的齿条提供润滑。润滑脂泵的数量与加工工位单元300的数量一致。

X轴驱动结构312用于加工工位单元300在床身100移动时消隙。具体的原理是，在加工工位单元300需要进给时，第一X轴进给电机3121与第二X轴进给电机3123均顺时针旋转，X轴驱动结构312为第一状态，此时，第一斜齿轮3120和第二斜齿轮3122均为左齿面与齿条的右齿面啮合接触，可以输出1.5-2倍的单电机扭矩。在加工工位单元300需要换向进给时，第二斜齿轮3122保持旋转方向不变，第一斜齿轮3120从顺时针变为逆时针旋转，X轴驱动结构312为第三状态，此时，第一斜齿轮3120的右齿面与齿条的左齿面啮合接触，第一斜齿轮3120与第二斜齿轮3122处于保持张力的状态，加工工位单元300换向时产生的间隙被消除。之后第二斜齿轮3122也从顺时针变为逆时针旋转，与第一斜齿轮3120一起出力，进而加工工位单元300从第三状态进入第二状态，实现反方向移动。

如此，第一斜齿轮3120与齿条、第二斜齿轮3122与齿条之间的传动间隙都能得到消除，保障传动精度，也保障了定位精度，即使有机械磨损，也能通过上述动作来完成消隙，十分可靠。

具体的，拖板311上还设置有两块挡屑板3112，挡屑板3112位于Y轴滚动导轨315的两侧，可以在进行切削加工时，将切屑挡开，避免切屑进入到拖板311内部。拖板311上还具有X轴拖链支架161，可以用来支撑X轴拖链160。为了使加工工位单元300响应更为及时，降低重量，拖板311设计成焊接件结构，为了提高刚度和强度，拖板311采用箱体结构，箱体中间设计有加强筋板结构。需要说明的是，拖链是现有技术的常用器件，涉及拖链的描述中，不再对其进行赘述。

在本实施例中，Y轴驱动件313和Z轴驱动件332均为伺服电机，并且通过联轴器与对应都要驱动的部件连接。

主轴单元350包括主轴箱352、第一通道块353和Z轴导轨滑块354，Z轴导轨滑块354设置于主轴箱352的一侧，主轴箱352能够通过Z轴导轨滑块354沿Z轴滚动导轨334移动，第一通道块353用于安装气液管路，第一通道块353设置于主轴箱352。更为详细的，主轴单元350还包括Z轴拖链340、主轴松刀按钮3551、管接头356和用于防护主轴箱352的主轴箱防护3521等。

第一通道块353具有第一通道块3531和第二通道3532。第一通道块3531连接有冷却液喷嘴802且能够用于冷却刀具，第二通道3532连接有油气润滑喷嘴803且能够用于冷却刀具。本实施例使用的刀具库804可以参照现有技术，刀具库804同样安装于立柱331，此处不再对刀具库804进行赘述。第一通道块353具有第三通道3533和第四通道3534，主轴单元350包括主轴351和主轴351轴承，第三通道3533用于通气并形成主轴351轴承的保护气幕，第四通道3534配置成主轴351的冷却通道。

详细的，主轴351采用伺服电机并结合联轴器驱动，主轴351最高转速高达13000r/min，额定功率11Kw，主轴351额定扭52.5N·m，主轴351锥孔采用BT40。

详细的，本实施例的第一通道块353具有5个进口和6个出口，其中1个进口与多工位型材加工机床1000的的冷却泵接通，该进口通过第一通道块3531与2个冷却液喷嘴802相连接，用于刀具的冷却液冷却；有2个进口与多工位型材加工机床1000的刀具油气润滑***连通，该2个进口通过第二通道3532两个油气润滑喷嘴803相连接，用于刀具的油气润滑冷却，油气润滑***安装于立柱331的背面。两种冷却方式可以通过数控***随时进行切换。上述连接可以通过管接头356来实现。

第三通道3533对应的进口与多工位型材加工机床1000的气动***连接，然后由气动***通入气体压力在0.5bar以下的干燥气体，在主轴351轴承处构造出一个正压气体的保护气幕，防止杂质进入主轴351轴承。

第一通道块353与主轴351、主轴351与机床油冷机以及机床油冷机与第一通道块353连接并构成用于冷却主轴351的循环冷却回路。详细的，第四通道3534对应的进口与多工位型材加工机床1000的油冷机连接，主轴351内部具有冷却通道，出口与主轴351内部的冷却通道接通，冷却通道又和油冷机连接，从而构造出循环冷却回路，用于给主轴351降温冷却。油冷机可以参照现有技术，此处不再赘述。

此外，主轴箱352还布设有第一温度传感器800和第二温度传感器801，第一温度传感器800设置于主轴351附近，在本实施例中，第一温度传感器800位于主轴351的下端外圆部位。第二温度传感器801设置于主轴箱352远离主轴351的位置。第一温度传感器800和第二温度传感器801的检测数据均能反馈至多工位型材加工机床1000的数控***。数控***根据第一温度传感器800和第二温度传感器801的检测数据能够对主轴351进行热伸长的即时补偿，提高主轴351热性能，提高加工精度。

主轴单元350还包括用于使主轴351松刀的气液转换增压松刀缸355，气液转换增压松刀缸355设置于主轴箱352。气液转换增压松刀缸355可以直接利用多工位型材加工机床1000所处的车间的普通气源来达到液压松刀的效果，松刀压力大、效果好，并且结构小巧。应用型材加工工位单元300的多工位型材加工机床1000可以节省一个液压站的费用。

具体的，多工位型材加工机床1000包括排屑水泵，床身100包括排屑喷嘴150，床身主体110包括排屑斜面，相邻的两个工作台500支撑台与排屑斜面围合成用于排屑的排切屑通道805，排屑喷嘴150能够通过管路与排屑水泵连接，排屑喷嘴150的数量为多个，多个排屑喷嘴150设置于床身主体110且能够向排切屑通道805喷射液体。

其中，排屑水泵的出口流量不低于100L/min，出口压力不低于5bar，排屑水泵的数量为两个，两个排屑水泵设置于床身主体110的两侧。数控***可以控制排屑水泵工作。

多工位型材加工机床1000还包括链式自动排屑器702，链式自动排屑器702设置于床身100的一侧且靠近排切屑通道805，链式自动排屑器702用于收集并排走排切屑通道805内冲刷出来的废料。

具体的，单个排切屑通道805的宽度范围为800-1000mm，高度范围为300-350mm。更为详细的是，排切屑通道805的靠近排屑斜面的部分为宽度最窄处，远离排屑斜面的部分为宽度最大处。排屑斜面的顶端到工作台支撑凸台140的顶端的距离为最小高度，排屑斜面的底端到工作台支撑凸台140的顶端的距离为最大高度。

具体的，排屑斜面的倾斜角度范围为10°-15°。更为详细的是，倾斜角度是指当整个床身100水平放置时，排屑斜面与水平面的夹角。在这个取值范围时，可以确保切屑容易在自身重力的作用下自然滑落，提高排屑效率。同时，这个取值范围不会导致床身主体110过宽，避免影响多工位型材加工机床1000的其他部件的安装，譬如链式自动排屑器702。

具体的，床身主体110具有预留空间，预留空间能够用于加装X轴齿条120。

具体的，工作台500包括第一固定螺钉510、第二固定螺钉520、定位销530、连接钢管540、第二通道块550、螺堵560以及万向接头570等。安装多个工作台500时，先通过第一调整块580、第二调整块590和调整螺钉600来辅助拼接。然后安装第一固定螺钉510，再配合销孔对两只定位销530进行定位安装。

第二通道块550用于为多工位型材加工机床1000的气动夹具提供供气通道，第二通道块550上设计有四个夹具接口。第二通道块550通过第二固定螺钉520安装于工作台支撑凸台140，位于工作台500远离排屑喷嘴150的一侧。气动夹具可以参照现有技术。

具体的，床身主体110具有预留空间，预留空间能够用于加装工作台500。在本实施例中，工作台500的数量为三个，不同工作台500的第二通道块550依次通过连接钢管540连接。第二通道块550可以通过万向接头570与供气设备接通，螺堵560设置于第二通道块550。

此外，工作台500具有T型槽，为了保障多个工作台500拼接后的台面的平面度和T型槽的直线度精度，多个工作台500要先安装到工作台支撑凸台140之后，再一起组合加工台面以及T型槽。

具体的，床身主体110采用型材焊接结构，通过人工时效处理，充分消除焊接应力，保证床身100的稳定性。

除了上文所述器件，本发明的多工位型材加工机床1000还包括电箱700、操纵箱701、外防护703等部件。其中，操纵箱701设计成带有滚轮的可移动结构，方便为多个加工工位单元300进行对刀和操作。设计外防护703是为了防止机床运转时切屑液与切屑飞溅，为了便于工件的吊装，外防护703设计成顶面敞开式结构，为了方便狭长型零件的装夹和对刀，防护正面的移门设计成双层推拉式结构，为了加强刚性，移门采用上下两根滚动导轨支撑。

除此以外，一般机床的润滑***和气动***等相应结构，本发明的多工位型材加工机床1000同样具备，譬如用于润滑***监控的液位检测开关、压力检测开关，用于气动***的气源监控的压力报警开关等。这些在现有技术中有所参照的器件不再进行详细描述。

本实施例的原理是：

通过对现有技术中的型材加工机床的问题的研究，本实施例采用了滚珠丝杠的方式来进行Y轴和Z轴的传动，确保加工时，相应的部件能够快速响应，并且在切削时能够保持平稳。在此基础上，还设计了相应热伸长即时补偿功能，保障Y轴进给的热性能、Z轴进给的热性能。这就避免了温升对滚珠丝杠的影响，提高定位精度和加工精度的同时也提高了响应速度，进而提高加工速度。

此外，X轴驱动结构312可以保障加工工位单元300在床身100上移动时的平稳和快速。并且通过消隙功能可以使得加工工位单元300正向、反向以及换向时都是无隙状态，保障定位精度。结合冷却液冷却和油气润滑冷却两种冷却方式，可以根据需求来进行刀具冷却方式的选择，使得加工时的加工精度更有保障，并且更加低碳环保。再结合对于主轴351的冷却，加工精度能够得到进一步的提升。

通过对床身主体110上的排屑斜面进行设计，结合工作台支撑凸台140构建出排切屑通道805，较之一般的机床的床身100而言，排切屑通道805的尺寸更大，排屑更加容易。进一步的，通过设计相应的排屑喷嘴150，结合适配的排屑水泵，可以对排切屑通道805进行冲刷，进一步保障排屑的便利性以及可靠性。

床身主体110上的预留空间，可以在需要增加加工工位单元300时使用，以便于提高多工位型材加工机床1000的加工效率。如本实施例的三个工作台500的方案，可以对应安装两个加工工位单元300。对于X轴齿条120，可以一开始就安装足够的长度，也可以只安装部分长度，待需要增加加工工位单元300时加装剩余长度的X轴齿条120。

综上所述，本发明的多工位型材加工机床1000通过设计床身100、加工工位单元300等部件，能够使得加工时，进给速度以及进给后的定位精度得到提高，主轴351转速的提升也使得加工速度得到提高，配合热伸长补偿***的数控补偿以及两种冷却方式的辅助，可以使得加工精度得到提升。进一步的，床身100良好的排屑效果，可以使得多工位型材加工机床1000整体更为可靠，更加上还可以增加加工工位单元300的数量，加工效率更加地高。从而解决了现有的型材加工机床的低效、低精度以及可靠性差的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多工位型材加工机床，其特征在于，包括：

床身，以所述床身主体的长度方向为X轴方向，所述床身包括床身主体、X轴齿条、X轴滚动导轨和工作台支撑凸台，所述X轴齿条设置于所述床身主体，所述X轴滚动导轨设置于所述X轴齿条的两侧，所述工作台支撑凸台间隔设置于所述床身主体；

加工工位单元，所述加工工位单元包括拖板单元，所述拖板单元包括拖板和X轴驱动结构，所述X轴驱动结构设置于所述拖板，所述X轴驱动结构与所述X轴齿条传动配合，所述加工工位单元能够通过所述X轴驱动结构沿所述X轴滚动导轨移动；

工作台，部分或者全部所述工作台支撑凸台设置有所述工作台；和

数控***，所述数控***能够控制所述加工工位单元在所述床身移动且能够控制所述加工工位单元工作；

所述加工工位单元的数量增加时，所述工作台的数量相应增加。

2.根据权利要求1所述的多工位型材加工机床，其特征在于，以垂直X轴的方向为Y轴方向，以垂直于X轴和Y轴所在平面的方向为Z轴方向，所述加工工位单元还包括立柱单元和主轴单元，所述立柱单元包括立柱、Z轴驱动件、Z轴传动***和Z轴滚动导轨；

所述拖板单元还包括Y轴驱动件、Y轴传动***和Y轴滚动导轨；

所述立柱设置于所述拖板且能够沿所述Y轴滚动导轨被所述Y轴驱动件驱动，所述Z轴驱动件、所述Z轴传动***和所述Z轴滚动导轨均设置于所述立柱，所述主轴单元设置于所述立柱且能够沿所述Z轴滚动导轨被所述Z轴驱动件驱动。

3.根据权利要求2所述的多工位型材加工机床，其特征在于，所述多工位型材加工机床包括热伸长补偿***，所述热伸长补偿***包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述Y轴传动***和所述Z轴传动***均采用经过预拉伸处理的滚珠丝杠传动，所述主轴单元包括主轴；

所述第一温度传感器设置于滚珠丝杠的安装处以及所述主轴附近，所述第二温度传感器设置于所述拖板的远离滚珠丝杠的位置、所述立柱的远离滚珠丝杠的位置以及所述主轴箱的远离所述主轴的位置，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的检测数据均能反馈至所述数控***，所述数控***能够根据检测数据对滚珠丝杠的热伸长或者所述主轴的热伸长进行补偿。

4.根据权利要求3所述的多工位型材加工机床，其特征在于，所述X轴齿条的安装处设置有所述第一温度传感器，所述床身主体的远离所述X轴齿条的位置设置有所述第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的检测数据均能反馈至所述数控***，所述数控***能够根据检测数据对所述X轴齿条的热伸长进行补偿。

5.根据权利要求2所述的多工位型材加工机床，其特征在于，所述X轴驱动结构包括第一斜齿轮、第一X轴进给电机、第二斜齿轮、第二X轴进给电机和X轴导轨滑块；

所述X轴导轨滑块设置于所述拖板的一侧，所述X轴导轨滑块用于引导所述拖板在所述床身的移动，所述第一斜齿轮与所述第一X轴进给电机传动配合，所述第二斜齿轮与所述第二X轴进给电机传动配合，所述第一斜齿轮、所述第二斜齿轮均与所述X轴导轨滑块位于所述拖板的同一侧且都能够与床身的齿条配合；

所述X轴驱动结构包括第一状态、第二状态和第三状态，所述第一状态下，所述第一斜齿轮与所述第二斜齿轮均顺时针旋转，所述第二状态下所述第一斜齿轮与所述第二斜齿轮均逆时针旋转，所述第三状态下，所述第二斜齿轮保持顺时针旋转，所述第一斜齿轮逆时针旋转，所述第一状态与所述第二状态能够通过所述第三状态相互切换。

6.根据权利要求2所述的多工位型材加工机床，其特征在于，所述主轴单元包括主轴箱、第一通道块和Z轴导轨滑块，所述Z轴导轨滑块设置于所述主轴箱的一侧，所述主轴箱能够通过所述Z轴导轨滑块沿所述Z轴滚动导轨移动，所述第一通道块用于安装气液管路，所述第一通道块设置于所述主轴箱。

7.根据权利要求6所述的多工位型材加工机床，其特征在于，所述第一通道块具有第一通道和第二通道；

所述第一通道连接有冷却液喷嘴且能够用于冷却刀具，所述第二通道连接有油气润滑喷嘴且能够用于冷却刀具。

8.根据权利要求6所述的多工位型材加工机床，其特征在于，所述主轴单元包括主轴，所述第一通道块与所述主轴、所述主轴与机床油冷机以及机床油冷机与所述第一通道块连接并构成用于冷却所述主轴的循环冷却回路。

9.根据权利要求1所述的多工位型材加工机床，其特征在于，所述多工位型材加工机床包括排屑水泵，所述床身包括排屑喷嘴，所述床身主体包括排屑斜面，相邻的两个所述工作台支撑台与所述排屑斜面围合成用于排屑的排切屑通道，所述排屑喷嘴能够通过管路与所述排屑水泵连接，所述排屑喷嘴的数量为多个，多个所述排屑喷嘴设置于所述床身主体且能够向所述排切屑通道喷射液体。

10.根据权利要求9所述的多工位型材加工机床，其特征在于，所述多工位型材加工机床还包括链式自动排屑器，所述链式自动排屑器设置于所述床身的一侧且靠近所述排切屑通道，所述链式自动排屑器用于收集并排走所述排切屑通道内冲刷出来的废料。