CN108115421A - 一种双工位四轴加工数控高光机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面加工的技术领域，具体涉及一种双工位四轴加工数控高光机,所述高光机包括：加工基台，所述加工基台具有龙门结构床身；加工平台；翻转单元，在加工平台上设置至少两组翻转单元，所述翻转单元对工件进行装夹、翻转，交替加工零件，构成双工位机床；两组主轴单元分别独立控制移动，并对同一工件的不同位置进行高光处理。通过双工作台反复交替加工零件，节省工人装夹时间，大幅度提高机床的加工率和利用率；通过分别独立控制Z向运动单元、及主轴单元，双头独立运行，且分别设有独立的刀库，可进行换刀，效率是普通机床的3‑4倍，对于同一工件实现不同位置的同步加工，从而大幅度提高工件的加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面加工的技术领域，具体涉及一种双工位四轴加工数控高光机。
背景技术
在现有技术中，高光机是一种用于金属表面切削，可提高金属表面光滑度和反光度的机械设备。加工主轴选用100000RPM的气浮主轴，在加工产品时，可达到镜面效果，看不到切削刀纹，因此在很多精加工领域高光机得到了非常广泛的应用。
但传统的高光机机台结构在使用时，每次只能加工一个工件，并且需要人工进行手动更换工件，在需要加工工件正反面时，同样需要人工更换，这样往往就会浪费大量的工作时间，进而很会降低生产效率，而目前还没有出现解决此类问题的设备。
发明内容
为了有效解决上述问题，本发明提供一种双工位四轴加工数控高光机。
本发明的具体技术方案如下：一种双工位四轴加工数控高光机，所述高光机包括：
加工基台，所述加工基台具有龙门结构床身；
加工平台，所述加工平台设置在加工基台的上表面，并穿过龙门结构的开口，往复移动；
翻转单元，在加工平台上设置至少两组翻转单元，所述翻转单元对工件进行装夹、翻转，交替加工零件，构成双工位机床；
主轴单元，在龙门结构的横梁上设置至少两组主轴单元，两组主轴单元分别独立控制移动，并对同一工件的不同位置进行高光处理。
进一步地，所述高光机还包括X向运动单元，Y向运动单元、至少两组Z向运动单元；
所述X向运动单元固定设置在所述龙门结构的横梁上，并界定所述龙门结构的横梁方向为所述加工基台的X轴方向；
所述Y向运动单元固定设置在所述加工基台上表面，并界定垂直于所述龙门结构开口面的方向为所述加工基台的Y轴方向；
所述Z向运动单元竖直垂直于所述龙门结构的横梁，固定设置在所述X向运动单元上，并界定竖直垂直加工基台的方向为Z轴方向。
进一步地，所述Y向运动单元包括加工平台、Y轴丝杆、至少两条Y轴滑轨、Y轴伺服电机、至少两个Y轴滑块；
所述Y轴滑轨沿所述加工基台的Y轴方向均匀铺设，每个Y轴滑轨上设置有至少一个Y轴滑块，Y轴滑块能在Y轴滑轨上滑动，在所述Y轴滑块相反于加工基台的一侧面上固定设置所述加工平台；
在所述加工基台上表面固定设置所述Y轴伺服电机，所述Y轴伺服电机沿平行于Y轴滑轨的方向连接所述Y轴丝杆，所述Y轴丝杆上活动配合设置有Y轴丝杆支撑座，所述Y轴丝杆支撑座与所述加工平台的下表面固定连接。
进一步地，所述X向加工单元包括X轴运动基体、X轴直线轨道、至少两个X轴滑块；
所述X轴运动基体设置在所述龙门结构的横梁处，在所述X轴运动基体上设置沿加工基台X轴方轴的X轴直线轨道，在X轴直线轨道上设置有X轴滑块，X轴滑块能在X轴直线轨道上滑动，在X轴滑块相反于所述X轴直线轨道的一侧固定设置有X轴滑块固定板，所述X轴滑块固定板上固定设置所述Z向运动单元；
在X轴运动基体面向所述Z向运动单元的一侧上固定设置有X轴磁板，在X轴滑块固定板相对应所述X轴磁板的位置处设置有X轴直线电机线圈；
所述X轴磁板与X轴直线电机线圈组成X轴直线电机。
进一步地，所述Z向运动单元包括Z轴电箱、Z轴电机、Z轴丝杆、Z轴丝杆支撑座；
所述X轴滑块固定板上固定设置所述Z轴电箱，在Z轴电箱内，垂直于加工基台X轴方向竖直设置Z轴电机，所述Z轴电机与Z轴丝杆连接，在所述Z轴丝杆相反于所述Z轴电机的一端设置所述Z轴丝杆支撑座，所述Z轴丝杆支撑座固定连接所述主轴单元。
进一步地，所述翻转单元包括第一立卧端、第二立卧端、及驱动电机；
所述第一立卧端与第二立卧端平行所述加工基台的X轴方向相对设置，在所述第一立卧端旁侧设置所述驱动电机，所述驱动电机通过齿轮传动，驱动所述第一立卧端绕所述第一立卧端的轴心线进行旋转，在所述第一立卧端与第二立卧端之间夹持工件时，所述第二立卧端内设置有轴承。
进一步地，所述X向运动基体上均设置有至少两个光栅尺以及和相应光栅尺配合的光栅尺读数头。
进一步地，高光机包括电控箱，电控箱与X轴直线电机、Y轴伺服电机、Z轴电机、光栅尺读数头连接。
进一步地，所述高光机还包括机台防护，机台防护包括设置在所述高光机的顶面、及周侧的护板，在所述护板上还开设有便于观察的多孔隔窗。
本发明的有益之处：应用所述双工位四轴加工数控高光机，所述加工平台上可同时放置安装两个工件，通过Y向运动单元的移动，使得加工平台可穿过龙门结构的开口，进行整体移动，同时实现工件进行高光加工、及装夹工件，通过双工作台反复交替加工零件，节省工人装夹时间，大幅度提高机床的加工率和利用率；
所述双工位四轴加工数控高光机上具有两组Z向运动单元、及两组主轴单元，通过分别独立控制Z向运动单元、及主轴单元，双头独立运行，且分别设有独立的刀库，可进行换刀，效率是普通机床的3-4倍，对于同一工件实现不同位置的同步加工，从而大幅度提高工件的加工效率；
所述光栅尺通过安装在X轴运动基体上，当Z向运动单元移动时，所述光栅尺读数头随Z向运动单元一起移动，读取相应的位移数据，通过Z向运动单元下端的主轴单元，带动刀具转动，实现对工件的高光处理。
附图说明
图1为本发明第一实施例的整体结构示意图；
图2为本发明所述Y向运动单元的结构拆分图；
图3为本发明所述翻转单元的结构示意图；
图4为本发明所述X向加工单元的结构拆分图；
图5为本发明所述Z向运动单元的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
如图1所示，为本发明第一实施例的整体结构示意图，该实施例提供了一种双工位四轴加工数控高光机，所述高光机包括加工基台1、及加工组件，所述加工基台1上设置加工组件，所述加工基台1为上方具有龙门结构的基台，整机采用大理石床身基台，从而提高机床的精密度，稳定度；所述加工组件包括X向运动单元2，Y向运动单元3、翻转单元4、至少两组Z向运动单元5、及至少两组主轴单元6，通过所述Y向运动单元3、及翻转单元4，实现对工件装夹、及双工位移动，并在不拆卸工件情况下，迅速翻转工件，通过X向运动单元2、及Z向运动单元5，实现对主轴单元6的独立控制，实现同时对工件进行高光处理。
如图2所示，在所述龙门结构之间固定设置所述Y向运动单元3，所述Y向运动单元3包括加工平台31、Y轴丝杆32、至少两条Y轴滑轨33、Y轴伺服电机34、至少两个Y轴滑块35，所述Y轴滑轨33沿所述加工基台1的Y轴方向均匀铺设，每个Y轴滑轨33上设置有至少一个Y轴滑块35，Y轴滑块35能在Y轴滑轨33上滑动，在所述Y轴滑块35相反于加工基台1的一侧面上固定设置所述加工平台31；
在所述加工基台1上表面固定设置所述Y轴伺服电机34，所述Y轴伺服电机34沿平行于Y轴滑轨33的方向连接所述Y轴丝杆32，所述Y轴丝杆32上活动配合设置有Y轴丝杆支撑座36，所述Y轴丝杆支撑座36与所述加工平台31的下表面固定连接，所述Y轴伺服电机34通过丝杆传动方式，带动整个加工平台31沿所述加工基台1的Y轴方向移动；
如图3所示，在所述加工平台31上表面四周处固定设置两个翻转单元4，所述翻转单元4包括第一立卧端41、第二立卧端42、及驱动电机43，所述第一立卧端41与第二立卧端42沿所述加工基台1的X轴方向相对设置，在所述第一立卧端41旁侧设置所述驱动电机43，所述驱动电机43通过齿轮传动，驱动所述第一立卧端41绕所述第一立卧端41的轴心线进行旋转，在所述第一立卧端41与第二立卧端42之间夹持工件时，所述第二立卧端42配合所述第一立卧端41，带动工件进行旋转运动；
进一步地，所述加工平台31在Y轴方向上可移动穿过所述龙门结构，在所述第二立卧42端面对所述第一立卧端41的一侧面内设置有轴承，通过与第一立卧端41的相互配合，实现装夹工件，通过在所述加工平台31上设置至少两组翻转单元4，在加工平台31的一边进行装夹工件的同时，另一边加工工件，两组翻转单元4的交替工作，提高整个高光机的生产效率。
在其他实施例中，所述第一立卧端41与第二立卧端42的装夹高度，以夹持的工件可自由绕所述加工基台1的X轴方向进行旋转动作为准，在此不做具体限定。
如图4所示，所述X向加工单元2包括X轴运动基体21、X轴直线轨道22、至少两个X轴滑块23，所述X轴运动基体21设置在所述龙门结构的横梁处，在所述X轴运动基体21上设置沿加工基台X轴方轴的X轴直线轨道22，在X轴直线轨道22上设置X轴滑块23，X轴滑块23能在X轴直线轨道22上滑动，在X轴滑块23相反于所述X轴直线轨道22的一侧固定设置有X轴滑块固定板，在图中未示意出所述X轴滑块固定板的具体结构，在不同的X轴滑块固定板上固定设置独立Z向运动单元5，在X轴运动基体21面向所述Z向运动单元5的一侧上固定设置有X轴磁板24，在X轴滑块固定板相对应所述X轴磁板24的位置处设置有X轴直线电机线圈，所述X轴磁板24与X轴直线电机线圈组成X轴直线电机，在图中未示意出所述X轴直线电机的具体结构；
当X轴直线电机充电时，X轴直线电机与X轴磁板24产生互作用力，使X轴滑块固定板带动各自的Z向运动单元5沿X轴方向滑动，X轴直线轨道22的先后两端均设置有限位装置，用于防止X轴滑块23滑出X轴直线轨道；
进一步地，所述X轴运动基体21上均设置有至少一个光栅尺25以及和相应光栅尺配合的光栅尺读数头，光栅尺读数头能根据光栅尺25分别独立读出Z向运动单元5的位移信息。
如图5所示，所述Z向运动单元5包括Z轴电箱51、Z轴电机52、Z轴丝杆53、Z轴丝杆支撑座54，所述X轴滑块23固定板上固定设置所述Z轴电箱52，在Z轴电箱52内，垂直于加工基台1的X轴方向竖直设置Z轴电机52，所述Z轴电机52与Z轴丝杆53连接，在所述Z轴丝杆53相反于所述Z轴电机52的一端设置所述Z轴丝杆支撑座54，所述Z轴丝杆支撑座54固定连接所述主轴单元6；
所述主轴单元6包括主轴固定座61、主轴电机62、主轴钻头63，所述Z轴丝杆支撑座54与所述主轴固定座61固定连接，所述主轴电机62沿所述加工基台1的Z轴方向设置在所述主轴固定座61上，所述主轴电机62下端设置刀具安装位，所述刀具安装位正对着加工平台31的上表面，通过刀具安装位安装所述主轴钻头63，实现对工件的高光处理。
在其他实施例中，高光机包括电控箱，电控箱与X轴直线电机、Y轴伺服电机34、Z轴电机52、光栅尺读数头连接，汇总各个结构的信息并控制相应结构的电源开关。
在其他实施例中个，所述主轴电机62外还设置有主轴防护壳，保护主轴电机62正常工作。
在其他实施例中，所述高光机还包括机台防护，机台防护包括设置在所述高光机的顶面、及周侧的护板，在所述护板上还开设有便于观察的多孔隔窗。
在其他实施例中，所述X轴运动基体21上设置有防撞块，X轴直线轨道的两侧末端设置有X轴行程开关，X轴滑块23靠近X轴行程开关时，X轴直线电机断电，实现X轴滑块23的限位保护。
工作过程：应用所述双工位四轴加工数控高光机，所述加工平台31上可同时放置安装两个工件，通过Y向运动单元3的移动，使得加工平台31可穿过龙门结构的开口，进行整体移动，同时实现工件进行高光加工、及装夹工件，通过双工作台反复交替加工零件，节省工人装夹时间，大幅度提高机床的加工率和利用率；
所述双工位四轴加工数控高光机上具有两组Z向运动单元5、及两组主轴单元6，通过分别独立控制Z向运动单元5、及主轴单元6，双头独立运行，且分别设有独立的刀库，可进行换刀，效率是普通机床的3-4倍，对于同一工件实现不同位置的同步加工，从而大幅度提高工件的加工效率；
所述光栅尺通过安装在X轴运动基体21上，当Z向运动单元5移动时，所述光栅尺读数头随Z向运动单元5一起移动，读取相应的位移数据，通过Z向运动单元5下端的主轴单元6，带动刀具转动，实现对工件的高光处理。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，所述高光机包括：
加工基台，所述加工基台具有龙门结构床身；
加工平台，所述加工平台设置在加工基台的上表面，并穿过龙门结构的开口，往复移动；
翻转单元，在加工平台上设置至少两组翻转单元，所述翻转单元对工件进行装夹、翻转，交替加工零件，构成双工位机床；
主轴单元，在龙门结构的横梁上设置至少两组主轴单元，两组主轴单元分别独立控制移动，并对同一工件的不同位置进行高光处理。
2.根据权利要求1所述一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，所述高光机还包括X向运动单元，Y向运动单元、至少两组Z向运动单元；
所述X向运动单元固定设置在所述龙门结构的横梁上，并界定所述龙门结构的横梁方向为所述加工基台的X轴方向；
所述Y向运动单元固定设置在所述加工基台上表面，并界定垂直于所述龙门结构开口面的方向为所述加工基台的Y轴方向；
所述Z向运动单元竖直垂直于所述龙门结构的横梁，固定设置在所述X向运动单元上，并界定竖直垂直加工基台的方向为Z轴方向。
3.根据权利要求2所述一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，所述Y向运动单元包括加工平台、Y轴丝杆、至少两条Y轴滑轨、Y轴伺服电机、至少两个Y轴滑块；
所述Y轴滑轨沿所述加工基台的Y轴方向均匀铺设，每个Y轴滑轨上设置有至少一个Y轴滑块，Y轴滑块能在Y轴滑轨上滑动，在所述Y轴滑块相反于加工基台的一侧面上固定设置所述加工平台；
在所述加工基台上表面固定设置所述Y轴伺服电机，所述Y轴伺服电机沿平行于Y轴滑轨的方向连接所述Y轴丝杆，所述Y轴丝杆上活动配合设置有Y轴丝杆支撑座，所述Y轴丝杆支撑座与所述加工平台的下表面固定连接。
4.根据权利要求1所述一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，所述X向加工单元包括X轴运动基体、X轴直线轨道、至少两个X轴滑块；
所述X轴运动基体设置在所述龙门结构的横梁处，在所述X轴运动基体上设置沿加工基台X轴方轴的X轴直线轨道，在X轴直线轨道上设置有X轴滑块，X轴滑块能在X轴直线轨道上滑动，在X轴滑块相反于所述X轴直线轨道的一侧固定设置有X轴滑块固定板，所述X轴滑块固定板上固定设置所述Z向运动单元；
在X轴运动基体面向所述Z向运动单元的一侧上固定设置有X轴磁板，在X轴滑块固定板相对应所述X轴磁板的位置处设置有X轴直线电机线圈；
所述X轴磁板与X轴直线电机线圈组成X轴直线电机。
5.根据权利要求2所述一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，所述Z向运动单元包括Z轴电箱、Z轴电机、Z轴丝杆、Z轴丝杆支撑座；
所述X轴滑块固定板上固定设置所述Z轴电箱，在Z轴电箱内，垂直于加工基台X轴方向竖直设置Z轴电机，所述Z轴电机与Z轴丝杆连接，在所述Z轴丝杆相反于所述Z轴电机的一端设置所述Z轴丝杆支撑座，所述Z轴丝杆支撑座固定连接所述主轴单元。
6.根据权利要求1所述一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，所述翻转单元包括第一立卧端、第二立卧端、及驱动电机；
所述第一立卧端与第二立卧端平行所述加工基台的X轴方向相对设置，在所述第一立卧端旁侧设置所述驱动电机，所述驱动电机通过齿轮传动，驱动所述第一立卧端绕所述第一立卧端的轴心线进行旋转，在所述第一立卧端与第二立卧端之间夹持工件时，所述第二立卧端内设置有轴承。
7.根据权利要求4所述一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，所述X向运动基体上均设置有至少两个光栅尺以及和相应光栅尺配合的光栅尺读数头。
8.根据权利要求1所述一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，高光机包括电控箱，电控箱与X轴直线电机、Y轴伺服电机、Z轴电机、光栅尺读数头连接。
9.根据权利要求1所述一种双工位四轴加工数控高光机，其特征在于，所述高光机还包括机台防护，机台防护包括设置在所述高光机的顶面、及周侧的护板，在所述护板上还开设有便于观察的多孔隔窗。
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