CN110039376B - 一种六轴双刀库加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种六轴双刀库加工中心。所述的加工中心在机座上装有滑座导轨、滑座、立柱移动导轨、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、立柱，立柱上分别装有卧式动力头主轴进给电机、卧式动力头主轴变速伺服电机、卧式动力头主轴、卧式动力头、卧式动力头刀库升降导轨、卧式动力头升降轴、立式动力头刀库、卧式动力头升降伺服电机、立式动力头、立式动力头主轴进给伺服电机、立式动力头主轴变速伺服电机、主轴升降轴，机座的前面设置有工作台，工作台上装有多边形分度盘、工作台旋转伺服电机，一侧设置有刀库安装架并装有卧式动力头刀库、控制台和机械手。该加工中心具有一次装夹、强力切削、精度好、效率高、使用成本低等特点。

Description

一种六轴双刀库加工中心

技术领域

本发明涉及到机械和加工中心领域，特别涉及到一种六轴双刀库加工中心。

背景技术

加工中心是高度自动化的机械加工设备，其特点为 ：具备一个刀库，可以完成自动换刀工作，工件一次装夹后，根据事先编制好的数控加工程序， 加工中心可以自动选择加工方式、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间。现有技术中的加工中心设备多是为工业生产加工而设计，工业加工中心的设计目的是为生产使用，其结构特点要求高效率，高稳定性，加工中心的使用功能越多，其效率与稳定性就越差，因此工业加工中心功能往往较为单调，且现有的加工中心多为四轴以下，所能加工的机械工件比较单一，往往一台加工中心只能加工一、两种产品，在产品众多的机械类企业中，则需要很多加工中心才能完成所有产品的生产和加工，因此投资巨大，厂房占地面积也相应的增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有六轴和双刀库具有立式机加工、卧式机加工、立车、铣、镗、钻、磨、分度和十分度等功能的六轴双刀库加工中心。

本发明的设计思想是为适应对盘类、套类（如汽车轮毂、刹车盘、阀门、电机壳体、法兰、模具等）大小复杂零件的机械加工，加工中心设计了卧式动力头主轴、立式动力头主轴、X轴、Y轴、卧式动力头升降轴、主轴升降轴，以及所装的双刀库、机械手和控制台等主要部件。在加工工件时，可以根据工件所需要的加工要求，由X轴、Y轴、主轴升降轴和卧式动力头升降轴各自的相对移动，对加工中心所需的长度、宽度和高度进行有效的调节，以满足各种零部件的加工要求，设计的加工中心通过立式动力头、卧式动力头、升降机构、平移机构和旋转机构，可以实现立式机加工、卧式机加工、立车、铣、镗、钻、磨、分度和十分度等功能，同时可以根据在控制单元中的设定，自动选择加工方式、在双刀库中更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成多种工序，减少了工件装夹、 水平度的测量和机床调整等辅助工序所耗费的时间。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种六轴双刀库加工中心，包括：机座、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、滑座、卧式动力头主轴进给伺服电机、卧式动力头主轴变速伺服电机、卧式动力头、立式动力头、立柱、立式动力头主轴进给伺服电机、立式动力头主轴变速电机、工作台、工作台旋转伺服电机、X轴移动丝杆、主轴升降轴、卧式动力头升降轴、立式动力头主轴、卧式动力头主轴、卧式动力头升降伺服电机、Y轴移动丝杆、卧式动力头刀库、立式动力头刀库、卧式动力头刀库升降导轨、滑座导轨、立柱移动导轨、机械手、刀库安装架、多边形分度盘、立柱支臂、立式滑枕、卧式滑枕和控制台，所述的加工中心在机座上装有滑座导轨，滑座导轨上装有滑座，滑座上装有立柱移动导轨，机座的一端装有X轴伺服电机，X轴伺服电机与X轴移动丝杆相连接，机座的后端装有Y轴伺服电机，Y轴伺服电机与Y轴移动丝杆相连接，立柱移动导轨上装有立柱，立柱的下部分别装有卧式动力头主轴进给电机和卧式动力头主轴变速伺服电机，卧式动力头主轴变速伺服电机的一端装有卧式滑枕，卧式滑枕上装有卧式动力头主轴，卧式动力头主轴与卧式动力头相连接，立柱的柱体两侧分别装有卧式动力头刀库升降导轨和卧式动力头升降轴，卧式动力头刀库升降导轨的内侧装有卧式动力头升降轴，卧式动力头升降轴与卧式动力头相连接，立柱的上部装有立式动力头刀库，立柱的顶部装有卧式动力头升降伺服电机并与卧式动力头升降轴相连接，立柱在立柱支臂的端部装有立式动力头，立式动力头的顶部分别装有立式动力头主轴进给伺服电机和立式动力头主轴变速伺服电机，立式动力头主轴变速伺服电机的一端装有立式滑枕，立式滑枕上装有主轴升降轴，主轴升降轴与立式动力头主轴相连接。

所述的加工中心在机座的前面设置有工作台，工作台的上面装有多边形分度盘，工作台的一侧装有工作台旋转伺服电机，工作台旋转伺服电机通过丝杆联动机构与多边形分度盘相连接。

所述的加工中心一侧设置有刀库安装架，刀库安装架上分别装有卧式动力头刀库和控制台，刀库安装架支臂的端部装有机械手。

所述的加工中心的X轴伺服电机、Y轴伺服电机、卧式动力头主轴进给电机、卧式动力头主轴变速伺服电机、立式动力头主轴进给伺服电机、立式动力头主轴变速伺服电机、卧式动力头升降伺服电机和工作台旋转伺服电机中的控制单元和驱动单元分别用数据线和导线与控制台相连接，机械手中的控制单元和驱动单元分别用数据线和导线与控制台相连接。

与现有技术相比，本发明的积极效果为：

1、该加工中心由卧式动力头主轴、立式动力头主轴、X轴、Y轴、卧式动力头升降轴、主轴升降轴，以及所装的双刀库组成，在加工工件时，能完成横向、纵向、提升、下降和旋转的工件的机械加工；

2、该加工中心的机床可以自动选择加工方式、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成多种工序，减少了工件装夹、 测量和机床调整等辅助工序时间；

3、该加工中心可以根据工件的加工需要，对加工的长度×宽×高度进行调节，来满足各种零部件的加工要求；

4、该加工中心适合加工对盘类、套类（如汽车轮毂、刹车盘、阀门、电机壳体、法兰、模具等）大小复杂零件的加工；

5、该加工中心具有一次装夹，多工序依次进行加工、强力切削、精度好、效率高、使用成本低等特点。

附图说明

图1、六轴双刀库加工中心主视结构示意图；

图2、六轴双刀库加工中心侧视结构示意图；

图3、六轴双刀库加工中心俯视结构示意图。

图中：1、机座，2、X轴伺服电机，3、Y轴伺服电机，4、滑座，5、卧式动力头主轴进给伺服电机，6、卧式动力头主轴变速伺服电机，7、卧式动力头，8、立式动力头，9、立柱，10、立式动力头主轴进给伺服电机，11、立式动力头主轴变速伺服电机，12、工作台，13、工作台旋转伺服电机，14、X轴移动丝杆，15、主轴升降轴，16、卧式动力头升降轴，17、立式动力头主轴，18、卧式动力头主轴，19、卧式动力头升降伺服电机，20、Y轴移动丝杆，21、卧式动力头刀库，22、立式动力头刀库，23、立式动力头刀库升降导轨，24、滑座导轨，25、立柱移动导轨，26、机械手，27、刀库安装架，28、分度盘，29立柱支臂，30、立式滑枕，31、卧式滑枕，32、控制台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

参见附图1-3，所述的加工中心在机座1上装有滑座导轨24，滑座导轨24上装有滑座4，滑座4上装有立柱移动导轨25，机座1的一端装有X轴伺服电机2，X轴伺服电机2与X轴移动丝杆14相连接，机座1的后端装有Y轴伺服电机3，Y轴伺服电机3与Y轴移动丝杆20相连接，立柱移动导轨25上装有立柱9，立柱9的下部分别装有卧式动力头主轴进给电机5和卧式动力头主轴变速伺服电机6，卧式动力头主轴变速伺服电机6的一端装有卧式滑枕31，卧式滑枕31上装有卧式动力头主轴18，卧式动力头主轴18与卧式动力头7相连接，立柱9的柱体两侧分别装有立式动力头刀库升降导轨23，立式动力头刀库升降导轨23的内侧装有卧式动力头升降轴16，卧式动力头升降轴16与卧式动力头7相连接，立柱9的上部装有立式动力头刀库22，立式动力头刀库22与立式动力头刀库升降导轨23相连接，立柱9的顶部装有卧式动力头升降伺服电机19并与卧式动力头升降轴16相连接，立柱9在立柱支臂29的端部装有立式动力头8，立式动力头8的顶部分别装有立式动力头主轴进给伺服电机10和立式动力头主轴变速伺服电机11，立式动力头主轴变速伺服电机11的一端装有立式滑枕30，立式滑枕30上装有主轴升降轴15，主轴升降轴15与立式动力头主轴17相连接。

所述的加工中心在机座1的前面设置有工作台12，工作台12的上面装有多边形分度盘28，工作台12的一侧装有工作台旋转伺服电机13，工作台旋转伺服电机13通过丝杆联动机构与多边形分度盘28相连接。

所述的加工中心一侧设置有刀库安装架27，刀库安装架27上分别装有卧式动力头刀库21和控制台32，刀库安装架27支臂的端部装有机械手26。

所述的加工中心的X轴伺服电机2、Y轴伺服电机3、卧式动力头主轴进给电机5、卧式动力头主轴变速伺服电机6、立式动力头主轴进给伺服电机10、立式动力头主轴变速伺服电机11、卧式动力头伺服电机19和工作台旋转伺服电机13中的控制单元和驱动单元分别用数据线和导线与控制台32相连接，机械手26中的控制单元和驱动单元分别用数据线和导线与控制台32相连接。

实施例一

汽车轮毂、刹车盘及大型圆形工件的加工

参见附图1-3，工件加工前，按照图纸的工艺要求将X轴伺服电机2、Y轴伺服电机3、卧式动力头主轴进给电机5、卧式动力头主轴变速伺服电机6、立式动力头主轴进给伺服电机10、立式动力头主轴变速伺服电机11、卧式动力头伺服电机19、工作台旋转伺服电机13和机械手26中的控制单元和驱动单元的各种工艺参数输入到装在刀库安装架27上的控制台32中，将工件吊装在工作台12上的多边形分度盘28上，然后进行装夹以及工件的找正。在对工件进行加工时，根据加工的需要，装在机座1上的X轴伺服电机2和X轴移动丝杆14驱动装在滑座导轨24上的滑座4和立柱9沿X轴方向移动，Y轴伺服电机3和Y轴移动丝杆20驱动装在立柱移动导轨25上的立柱9沿Y轴方向移动，工作台12上所装的工作台旋转伺服电机13，通过丝杆联动机构驱动多边形分度盘28对工件进行分度或十分度。

当需要用卧式动力头7进行加工时，控制台32发出指令驱动装在刀库安装架27端部的机械手26，从卧式动力头刀库21中取出需要的刀具，安装在卧式动力头主轴18的端部，卧式动力头主轴进给伺服电机5和卧式动力头主轴变速伺服电机6驱动卧式动力头主轴18工作，卧式动力头7通过卧式滑枕31进行小范围的移动。卧式动力头7通过卧式动力头升降伺服电机19和卧式动力头升降轴16进行上下移动，对相应的工件进行工件的车丝、卧车、铣槽、磨削、铣花键，镗孔，钻孔，攻丝等机械加工。

当需要用装在立柱支臂29端部的立式动力头8进行加工时，控制台32发出指令驱动装在刀库安装架27端部的机械手26，从装在立柱9上的立式动力头刀库22中取出需要的刀具，安装在立式动力头主轴17的端部，立式动力头主轴进给伺服电机10和立式动力头主轴变速伺服电机11驱动卧式动力头主轴17工作，立式动力头8通过立式滑枕30和所装的装置升降轴15进行上下移动。当工件需要进行立式车削时，立式动力头主轴17端部安装上相应的车刀，工作台12上的工作台旋转伺服电机13驱动多边形分度盘28转动，立式动力头主轴17和所装的车刀对工件进行立式车削加工。立式动力头刀库升降导轨23用于立式刀库22的上下移动，便于机械手26从立式动力头刀库22中取出相应的刀具，对相应的工件进行工件的车丝、立车、铣槽、磨削、铣花键，镗孔，钻孔，攻丝等机械加工。

当工件固定不动时，卧式动力头7和立式动力头8可以对工件的不同位置进行不同工种的同时加工，例如：可进行车丝、立车、铣槽、磨削、铣花键，镗孔，钻孔，攻丝等机械加工。

实施例二

普通工件的加工

参见附图1-3，工件加工前，按照图纸的工艺要求将X轴伺服电机2、Y轴伺服电机3、卧式动力头主轴进给电机5、卧式动力头主轴变速伺服电机6、立式动力头主轴进给伺服电机10、立式动力头主轴变速伺服电机11、卧式动力头伺服电机19、工作台旋转伺服电机13和机械手26中的控制单元和驱动单元的各种工艺参数输入到装在刀库安装架27上的控制台32中，将工件吊装在工作台12上的多边形分度盘28上，然后进行装夹以及工件的找正。在对工件进行加工时，根据加工的需要，装在机座1上的X轴伺服电机2和X轴移动丝杆14驱动装在滑座导轨24上的滑座4和立柱9沿X轴方向移动，Y轴伺服电机3和Y轴移动丝杆20驱动装在立柱移动导轨25上的立柱9沿Y轴方向移动，工作台12上所装的工作台旋转伺服电机13，通过丝杆联动机构驱动多边形分度盘28对工件进行分度或十分度。

卧式动力头7和立式动力头8的工作过程与实施例一相同。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有部件的组合，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何合理的方式进行组合。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种六轴双刀库加工中心，包括：机座(1)、X轴伺服电机(2)、Y轴伺服电机(3)、滑座(4)、卧式动力头主轴进给伺服电机(5)、卧式动力头主轴变速伺服电机(6)、卧式动力头(7)、立式动力头(8)、立柱(9)、立式动力头主轴进给伺服电机(10)、立式动力头主轴变速伺服电机(11)、工作台(12)、工作台旋转伺服电机(13)、X轴移动丝杆(14)、主轴升降轴(15)、卧式动力头升降轴(16)、立式动力头主轴(17)、卧式动力头主轴(18)、卧式动力头升降伺服电机(19)、Y轴移动丝杆(20)、卧式动力头刀库(21)、立式动力头刀库(22)、立式动力头刀库升降导轨(23)、滑座导轨(24)、立柱移动导轨(25)、机械手(26)、刀库安装架(27)、多边形分度盘(28)、立柱支臂(29)、立式滑枕(30)、卧式滑枕(31)和控制台(32)，其特征在于：所述的加工中心在机座(1)上装有滑座导轨(24)，滑座导轨(24)上装有滑座(4)，滑座(4)上装有立柱移动导轨(25)，机座(1)的一端装有X轴伺服电机(2)，X轴伺服电机(2)与X轴移动丝杆(14)相连接，机座(1)的后端装有Y轴伺服电机(3)，Y轴伺服电机(3)与Y轴移动丝杆(20)相连接，立柱移动导轨(25)上装有立柱(9)，立柱(9)的下部分别装有卧式动力头主轴进给伺服电机(5)和卧式动力头主轴变速伺服电机(6)，卧式动力头主轴变速伺服电机(6)的一端装有卧式滑枕(31)，卧式滑枕(31)上装有卧式动力头主轴(18)，卧式动力头主轴(18)与卧式动力头(7)相连接，立柱(9)的柱体两侧分别装有立式动力头刀库升降导轨(23)，立式动力头刀库升降导轨(23)的内侧装有卧式动力头升降轴(16)，卧式动力头升降轴(16)与卧式动力头(7)相连接，立柱(9)的上部装有立式动力头刀库(22)，立式动力头刀库(22)与立式动力头刀库升降导轨(23)相连接，立柱(9)的顶部装有卧式动力头升降伺服电机(19)并与卧式动力头升降轴(16)相连接，立柱(9)在立柱支臂(29)的端部装有立式动力头(8)，立式动力头(8)的顶部分别装有立式动力头主轴进给伺服电机(10)和立式动力头主轴变速伺服电机(11)，立式动力头主轴变速伺服电机(11)的一端装有立式滑枕(30)，立式滑枕(30)上装有主轴升降轴(15)，主轴升降轴(15)与立式动力头主轴(17)相连接；所述的加工中心在机座(1)的前面设置有工作台(12)，工作台(12)的上面装有多边形分度盘(28)，工作台(12)的一侧装有工作台旋转伺服电机(13)，工作台旋转伺服电机(13)通过丝杆联动机构与多边形分度盘(28)相连接；所述的加工中心一侧设置有刀库安装架(27)，刀库安装架(27)上分别装有卧式动力头刀库(21)和控制台(32)，刀库安装架(27)支臂的端部装有机械手(26)。

2.根据权利要求1所述的六轴双刀库加工中心，其特征在于：所述的加工中心的X轴伺服电机(2)、Y轴伺服电机(3)、卧式动力头主轴进给电机(5)、卧式动力头主轴变速伺服电机(6)、立式动力头主轴进给伺服电机(10)、立式动力头主轴变速伺服电机(11)、卧式动力头升降伺服电机(19)和工作台旋转伺服电机(13)中的控制单元和驱动单元分别用数据线和导线与控制台(32)相连接，机械手(26)中的控制单元和驱动单元分别用数据线和导线与控制台(32)相连接。