CN109877653A - 一种双头机加工设备 - Google Patents
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Abstract
一种双头机加工设备，包括工作台、第一直线导轨、第二直线导轨、滑动件、竖直安装架、主轴和加工台；在工作台上端两侧均设置机架；工作台上还设有用于控制加工台沿Y轴方向移动的的第一动力装置；加工台设置在工作台上，并位于两组机架之间；第一直线导轨与第二直线导轨两端分别与机架连接；第一直线导轨与第二直线导轨沿X轴方向水平设置；滑动件设置两组，滑动件上部与第一直线导轨滑动连接，滑动件的下部与第二直线导轨滑动连接；第一直线导轨与第二直线导轨之间分别设有用于控制两组滑动件沿X轴方向滑动的第二动力机构。本发明中，设备稳定性更高，适用于不同情况下工件的加工方式，提高了加工效率以及加工精度高，进而提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工设备领域，尤其涉及一种双头机加工设备。
背景技术
目前市面上常规的加工中心，加工设备仅具有单一加工头；加工设备使用传统的伺服电机与丝杆传动方式无法稳定长期的生产出合格的产品，效率底下(原因是丝杆是通过摩擦滚动方式驱动，固有的摩擦发热导致精度变化，高速的状态导致丝杆寿命急剧下降)，远不及目前市场给出的加工报价。同时，多头的丝杆传动方式对整体的结构增加非常大的难度及稳定性；
部分加工设备在在同一轴上加入了多个传动头，但是其排布的走向相对是固定的不可以移动的，这样会对实际加工造成非常严重的工艺问题，再有者采用直线电机方式采取三个或以上的加工头，虽然规避了丝杆布局和定位工艺等问题，但是加工设备还有一个至关重要的是刀库分布问题：左右分布中间的又存在不好分布，如果采用目前市面上在Z轴上布置刀库，首先占据位置较大，自身负载过大，对同一轴向的排布横梁造成很大的负荷精度和寿命也难以保证，故改用在工作台上分布多个刀库，这样分布缺陷在于刀柄的防护和整体换刀的效率都无法提升。
综合目前市面上已有的设备的一些缺陷，为解决上述问题，本申请中提出一种双头机加工设备，用两个加工头分布在同一横梁上，左右配置对应的刀库。这样排布采用直线电机两头可以交叉重叠的行程，两头同时加工时均分行程，如有大行程时可以采用一头工作，另一头避让待命，兼容了大批量的效率和大行程的冲突。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种双头机加工设备，设备稳定性更高，适用于不同情况下工件的加工方式，提高了加工效率以及加工精度高，进而提高生产效率。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种双头机加工设备，包括工作台、第一直线导轨、第二直线导轨、滑动件、竖直安装架、主轴和加工台；
在工作台上端两侧均设置机架；工作台上还设有用于控制加工台沿Y轴方向移动的的第一动力装置；加工台设置在工作台上，并位于两组机架之间；
第一直线导轨与第二直线导轨两端分别与机架连接；第一直线导轨与第二直线导轨沿X轴方向水平设置；滑动件设置两组，滑动件上部与第一直线导轨滑动连接，滑动件的下部与第二直线导轨滑动连接；第一直线导轨与第二直线导轨之间分别设有用于控制两组滑动件沿X轴方向滑动的第二动力机构；
竖直安装架设置两组且别与两组滑动件连接；竖直安装架上设有用于驱动主轴的第三动力机构，以及用于辅助主轴沿Z轴方向运动的平衡气缸；主轴设置在竖直安装架的前端，主轴底端驱动连接刀具安装架，竖直安装架上设有用于供给刀具安装架更换刀具的刀库。
优选的，第二动力机构为直线电机。
优选的，两组主轴沿Y轴方向的相对偏差小于等于0.005毫米。
本发明根据上述的双头机加工设备，还提出一种双头机加工设备的使用方法，包括以下步骤：
S1、将工件夹紧在加工台上，第一动力装置控制加工台移动，以将工件移动至加工工位；
S2、通过第二动力机构和第三动力机构共同调节主轴进行移动，以控制主轴的移动距离；
S3、控制主轴对工件进行加工。
优选的，在S3中，设备加工方式为如下的一种或多种：
A：工件较长超出两头同时加工的行程，且宽度仅容纳一件工件时，工件需放置在两个头均能行走的行程范围时：加工台上放置一组工件；控制第一个主轴对工件进行第一道工序加工，同时，第二个主轴安装下第二道工序用刀；第一个工件的第一道工序完毕后，第一个主轴安装第三道工序用刀，同时，第二个主轴对第一个工件进行第二道工序加工；以此类推至加工完成；
B：加工台上放置两组工件，两组主轴刀具分别同时对两组工件进行加工，加工完成后，同时换刀以进行下一道工序，至加工完成；
C：工件较长超出两头同时加工的行程，且宽度可以容纳两件工件时：控制第一个主轴对第一个工件和第二个工件进行第一道工序加工，同时，第二个主轴安装下一个工序用刀；第一道工序完毕后，第二个主轴对第一个工件和第二个工件进行第二道工序加工；之后，第一个主轴对第一个工件和第二工件进行第三道工序加工，以此类推至加工完成
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明中，避免了传动加工中伺服电机与丝杠的传动机构；在X轴方向上，采用直线电机用于对滑动件进行驱动，直线电机驱动方式简化安装和精度较容易实现，方便交叉重叠行程，稳定性更高；在Z轴方向上采用平衡气缸作为辅助机构，且平衡气缸作为配重减轻了整体Z轴的不必要负载，从而才实现高速钻孔攻牙上有非常好的效果。其中，竖直安装架上设有刀库，刀库负载在外部，对移动部件造成动力损失，以提高加工速度。由于，两组滑动件共用同一平台，使得同时加工的工件在Y轴方向的精度得到有效保证，进而提高工件加工精度。
本发明中，加工步骤简单，并且加工方式多样化，适用于不同情况下工件的加工方式；工件加工过程中，提高换刀效率，两组主轴能够独立工作，提高了加工效率以及加工精度高，灵活的控制每个主轴进而可以解决刀具磨损带来的偏差，可以独立进行精度调整；进而提高生产效率。
附图说明
图1为本发明提出的双头机加工设备的结构示意图。
图2为本发明提出的双头机加工设备的使用方法流程图。
图3为本发明提出的双头机加工设备中方法A流程图。
图4为本发明提出的双头机加工设备中方法C流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，本发明提出的一种双头机加工设备，包括工作台1、第一直线导轨2、第二直线导轨3、滑动件5、竖直安装架4、主轴7和加工台9；
在工作台1上端两侧均设置机架；工作台1上还设有用于控制加工台9沿Y轴方向移动的的第一动力装置；加工台9设置在工作台1上，并位于两组机架之间；
第一直线导轨2与第二直线导轨3两端分别与机架连接；第一直线导轨2与第二直线导轨3沿X轴方向水平设置；滑动件5设置两组，滑动件5上部与第一直线导轨2滑动连接，滑动件5的下部与第二直线导轨3滑动连接；第一直线导轨2与第二直线导轨3之间分别设有用于控制两组滑动件5沿X轴方向滑动的第二动力机构；
竖直安装架4设置两组且别与两组滑动件5连接；竖直安装架4上设有用于驱动主轴7转动的第三动力机构，以及用于辅助主轴7沿Z轴方向运动的平衡气缸6；主轴7设置在竖直安装架4的前端，主轴7底端驱动连接刀具安装架，横梁上设有用于供给刀具安装架更换刀具的刀库8。
在一个可选的实施例中，第二动力机构为直线电机。
在一个可选的实施例中，两组主轴7沿Y轴方向的相对偏差小于等于0.005毫米；故两组主轴7之间沿Y轴方向相对偏差小于等于0.005毫米，这样才可以保证两组主轴7加工成品一致性可以控制在很小的范围。
本发明中，避免了传动加工中伺服电机与丝杠的传动机构；在X轴方向上，采用直线电机用于对滑动件5进行驱动，直线电机驱动方式简化安装和精度较容易实现，方便交叉重叠行程，稳定性更高；在Z轴方向上采用平衡气缸6作为动力机构，且平衡气缸6作为配重减轻了整体Z轴的不必要负载，从而才实现高速钻孔攻牙上有非常好的效果。其中，竖直安装架4上设有刀库8，刀库8负载在外部，对移动部件不糊造成动力损失，以提高加工速度。由于，两组滑动件5共用同一平台，使得同时加工的工件在Y轴方向的精度得到有效保证，进而提高工件加工精度。
本发明中，根据上述的双头机加工设备，还提出一种双头机加工设备的使用方法，包括以下步骤：
S1、将工件夹紧在加工台9上，第一动力装置控制加工台9移动，以将工件移动至加工工位；
S2、通过第二动力机构和第三动力机构共同调节主轴7进行移动，以控制主轴7的移动距离；
S3、控制主轴对工件进行加工。
在一个可选的实施例中，在S3中，设备加工方式为如下的一种或多种：
A：工件较长超出两头同时加工的行程，且宽度仅容纳一件工件时，工件需放置在两个头均能行走的行程范围内：加工台9上放置一组工件；控制第一个主轴7对工件进行第一道工序加工，同时，第二个主轴7安装下第二道工序用刀；工件的第一道工序完毕后，第一个主轴7安装第三道工序用刀，同时，第二个主轴7对第一个工件进行第二道工序加工；以此类推至加工完成；
B：加工台9上放置两组工件，两组主轴7刀具分别同时对两组工件进行加工，加工完成后，同时换刀以进行下一道工序，至加工完成；
C：工件较长超出两头同时加工的行程，且宽度可以容纳两件工件时：控制第一个主轴7对第一个工件和第二个工件进行第一道工序加工，同时，第二个主轴7安装下一个工序用刀；第一道工序完毕后，第二个主轴7对第一个工件和第二个工件进行第二道工序加工；之后，第一个主轴7对第一个工件和第二工件进行第三道工序加工，以此类推至加工完成。设备工作效率是高的，整体结构排布决定了，共用同一加工台9的好处在于可以跨行程的加工工件；同时加工一样的东西且行程需平均，不能分别加工超行程的工件。
本发明中，加工步骤简单，并且加工方式多样化，适用于不同情况下工件的加工方式；工件加工过程中，提高换刀效率，两组刀具能够独立工作，提高了加工效率以及加工精度高，进而提高生产效率。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (5)
1.一种双头机加工设备，其特征在于，包括工作台(1)、第一直线导轨(2)、第二直线导轨(3)、滑动件(5)、竖直安装架(4)、主轴(7)和加工台(9)；
在工作台(1)上端两侧均设置机架；工作台(1)上还设有用于控制加工台(9)沿Y轴方向移动的的第一动力装置；加工台(9)设置在工作台(1)上，并位于两组机架之间；
第一直线导轨(2)与第二直线导轨(3)两端分别与机架连接；第一直线导轨(2)与第二直线导轨(3)沿X轴方向水平设置；滑动件(5)设置两组，滑动件(5)上部与第一直线导轨(2)滑动连接，滑动件(5)的下部与第二直线导轨(3)滑动连接；第一直线导轨(2)与第二直线导轨(3)之间分别设有用于控制两组滑动件(5)沿X轴方向滑动的第二动力机构；
竖直安装架(4)设置两组且别与两组滑动件(5)连接；竖直安装架(4)上设有用于驱动主轴(7)转动的第三动力机构，以及用于辅助主轴(7)沿Z轴方向运动的平衡气缸(6)；主轴(7)设置在竖直安装架(4)的前端，主轴(7)底端驱动连接刀具安装架，横梁上设有用于供给刀具安装架更换刀具的刀库(8)。
2.根据权利要求1所述的双头机加工设备，其特征在于，第二动力机构为直线电机。
3.根据权利要求1所述的双头机加工设备，其特征在于，两组主轴(7)沿Y轴方向的相对偏差小于等于0.005毫米。
4.根据权利要求1-3所述的双头机加工设备，还提出一种双头机加工设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将工件夹紧在加工台(9)上，第一动力装置控制加工台(9)移动，以将工件移动至加工工位；
S2、通过第二动力机构和第三动力机构共同调节主轴(7)进行移动，以控制主轴(7)的移动距离；
S3、控制主轴(7)对工件进行加工。
5.根据权利要求4所述的双头机加工设备，其特征在于，S3中，设备加工方式为如下的一种或多种：
A：工件较长超出两头同时加工的行程，且宽度仅容纳一件工件时，工件需放置在两个头均能行走的行程范围内：加工台(9)上放置一组工件；控制第一个主轴(7)对工件进行第一道工序加工，同时，第二个主轴(7)安装下第二道工序用刀；工件的第一道工序完毕后，第一个主轴(7)安装第三道工序用刀，同时，第二个主轴(7)对第一个工件进行第二道工序加工；以此类推至加工完成；
B：加工台(9)上放置两组工件，两组主轴(7)刀具分别同时对两组工件进行加工，加工完成后，同时换刀以进行下一道工序，至加工完成；
C：工件较长超出两头同时加工的行程，且宽度可以容纳两件工件时：控制第一个主轴(7)对第一个工件和第二个工件进行第一道工序加工，同时，第二个主轴(7)安装下一个工序用刀；第一道工序完毕后，第二个主轴(7)对第一个工件和第二个工件进行第二道工序加工；之后，第一个主轴(7)对第一个工件和第二工件进行第三道工序加工，以此类推至加工完成。
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