CN111451787A - 便携式小型加工机床 - Google Patents

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刘冰
张新新
李涛
李伦操
赵振江
王新龙
侯俊凯
韦尧
王华健
徐丽萍
周婷婷
陈金钢
赵永杰
赵彬杰
张贵龙
王永将
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Abstract

本发明是一种应用于工厂生产中对特大型工件加工的设备，主要应用于工程中小批量生产、工件尺寸大、铁质的构件，此加工机床采用模块化结构设计，在加工时候只需要把机床放到大型构件需要加工的表面，机床下面的磁铁得电后会自动吸住铁制构件，机床会被固定，再进行机加工，加工好一块区域后，机床会自动移动到构件待加工的区域进行机加工，最后完成此大型构件的整体加工。这种发明机床具有小型化，高精度，以及能够自动移动的特点，可以在现场对大型构件进行机加工，此机床的好处是安装移动方便，极大的缩短了加工用的准备时间，同时节约了大型构件的加工生产成本，因此可以广泛应用于工程实际生产中。

Description

便携式小型加工机床
技术领域
本发明是一种具有自动定位、行走并加工的智能化机床，是一种对大型构件进行现场机加工的便携式小型加工机床。
背景技术
随着科学技术不断的发展，在工程中，对特大型工件的需求越来越多，对数控加工机床也提出了新的要求，但现有的数控机床加工设备存在许多不足之处，比如当工件尺寸超过工厂现有的机床尺寸时，我们就需要再为这个工件单独设计一种数控机床，极为不便且耗时耗力、成本昂贵。
在传统的机加工过程中，工人们首先采用先把工件定位好，再固定紧，然后加工工件，这样不仅需要确定工件的定位基准，还要设计适合该工件的定位卡具，然后通过数控设备算出工件和机床的坐标系，数控机床再根据已输入的编程算法进行加工。
国内外传统加工大型构件的机床主要有大型龙门数控机床，加工大型环形零件采用专用的摇臂机床，若是在实际工厂生产中，只加需要加工一两个或者小批量工件，那么将用不到这样的大型数控机床，而且如果工件的尺寸比机床的加工尺寸上限大，那么这些机床将不能用，对于工厂中日益发展的各种类型各种规格的大型构件来说，这些机床应用的局限性比较大。
采用传统的加工方式加工大型零件时，会存在如下问题：
1.当工人把工件放在数控机床工作台上时，再用卡具进行加紧，人为因素出现的加工误差会占很大比重，影响加工质量。2.若是工件的尺寸超过数控机床的加工最大尺寸上限，则需要再专门制作一种数控机床，来加工这种大型工件。3.施工准备时间较长，在安装大型的专用数控加工机床之前，需要搭建加工台，将会浪费很多时间。4.加工大型工件的数控机床都比较笨重，不利于移动或者摆放。
发明内容
本发明的针对传统机床不足之处，设计一种新型的便携式小型加工机床，克服了传统的加工机床不足之处，在加工时，机床可以自动检测加工过程，当加工完成一块区域后，机床会自动移动，并固定在待加工区域，直到全部加工完成。
本发明的目的是这样实现的：一种便携式小型加工机床，包括机床架、加工装置、温度传感器、冷却装置、机床移动装置、机床固定装置和控制装置。所述的机床架采用无工作台结构形式，具有小型化特点，可以直接把机床放在大型工件上。所述的加工装置采用三轴联动的结构，可以上下、左右、前后移动，并且装备有刀具库，可以很方便的换刀。所述的温度传感器当加工温度超过设定的最高温度时，温度传感器会自动报警，并且停止加工。所述的冷却装置包括水管、阀门和喷头。在得到温度传感器的报警信号后，喷头会自动喷出冷却液，以降低加工区域温度，当温度降低到适合加工的温度时，机床会继续运行。所述的移动机构采用万向行走轮移动结构，可以360度方向转向并行走。所述的机床固定装置，底部具有电磁铁，通电时电磁铁吸住待加工工件，同时万向轮被压缩进入支腿管道内，起到固定支撑作用。所述的控制装置，具有数控***模块、移动控制模块、定位***模块、传感器模块。
上述便携式小型加工机床，特征在于：用外部的激光跟踪测量仪测量待加工的毛坯件，并传到外部电脑中输入其位姿，建立工件坐标系，电脑会自动把待加工的工件分割成许多部分，并生成待加工区域的刀具加工路径，然后测量出放置在待加工区域中机床的位姿，并建立出机床坐标系。电脑设备把工件坐标系和机床坐标系联系起来，把工件坐标系中的待加工区域的刀具路径变换到机床坐标系中，生成数控程序并传到机床的芯片中，再进行加工。该区域完成加工完成后，机床会自动移动并固定在下一个待加工区域，随后继续测量机床的位姿，建立机床坐标系，然后重复之前的命令，把工件坐标系中的待加工区域的刀具路径变换到机床坐标系中，生成数控程序并传到机床的芯片中，再进行加工。反复的重复以上命令，最后完成大型构件的整体加工。
本发明比现有技术有如下特点：
1.加工时没有工作台，机床采用自动定位，只需要把机床放在工件上面，可以加工各种尺寸的大型工件，加工范围不受限制，加工的数控程序通过检测装置计算并生成，也减少了数控机床的成本，由于工件在定位和加工时不受卡具和导轨精度的影响，所以加工精度比传统数控机床有显著的提高。
2.机床的固定装置利用电磁铁来固定，目前绝大多数的工件都是钢铁制的，所以本发明的适用性很大，固定方法也比较简单，不需要人工来固定，从另一个方面缩短了加工准备时间，节约了人力。
3.可以自动移动，当机床加工完成后一块区域，通过芯片控制，机床会自动移动到下一块待加工的区域，不需要人工来操作移动。
4.机床带有温度传感器，当温度超过设定的最高温度时，机床会自动报警，并停止加工，喷头喷射出冷却液，给工件降温，更加智能化。
5.加工场地不受限制，传统的大型工件的加工都是在车间里完成的，本发明可以在现场进行加工，而且机床体积小、智能化。
附图说明
图1为本发明便携式小型加工机床结构示意图：1-机床架；2-数控轴；3-管道；4-刀具库；5-弹簧；6-控制芯片；7-限位开关；8-支架；9-驱动电机；10-万向行走轮；
11-电磁铁；
图2为本发明数控轴和刀头的示意图：12-水管；13-阀门；14-喷头；15-温度传感器；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行详细的描述：
参照图1、图2所示，是本发明便携式小型加工机床的结构示意图，其包括机床架1、加工装置、温度传感器15、冷却装置、机床移动装置、机床固定装置和控制装置。所述的温度传感器15和冷却装置是一体化结构，都内置在数控轴2中，当机床在加工时，工件的表面温度达到设定的最高温度时，温度传感器15会自动报警，然后机床停止加工，随后数控轴2内的阀门13打开，水管12里面的水通过阀门13从喷头14流出来，对工件进行降温，当温度传感器15检测到工件表面温度降低到适合加工的温度后，阀门13关闭，喷头14停止出水，机床继续开始加工。
参照图1所示，是本发明便携式小型加工机床的结构示意图，其移动和固定结构如下，在机床移动的时候由驱动电机8控制万向行走轮10移动，当机床移动到预设位置时，触碰到限位开关7，驱动电机9停止运动，万向行走轮10停止行走，此时由支架8连接的电磁铁11得电，得电过程为电流由小到大，电磁铁11的磁性也慢慢增加，万向行走轮10连接弹簧5慢慢被压缩进入管道3中，这时电磁铁11吸住工件表面，机床被固定住。然后机床开始加工，当加工好一块区域后，机床停止加工，芯片控制电磁铁11失电，电磁铁11不再有磁性，这时弹簧5慢慢把万向行走轮10弹起，控制芯片6控制驱动电机9，万向行走轮10开始移动到下一个待加工区域，机床重复上面的动作，直到工件的整体加工完成。

Claims (2)

1.一种便携式小型加工机床，包括以下结构：机床架、加工装置、温度传感器、冷却装置、机床移动装置、机床固定装置和控制装置，所述的机床架采用无工作台结构形式，具有小型化特点，可以直接把机床放在大型工件上，所述的加工装置采用三轴联动的结构，并且装备有刀具库，所述的温度传感器当加工温度超过设定的最高温度时，温度传感器会自动报警，并且停止加工，所述的冷却装置在得到温度传感器的报警信号后，会自动喷出冷却液，以降低加工区域温度，当温度降低到适合加工的温度时，机床会继续运行。
2.所述的移动机构采用万向行走轮移动结构，可以360度方向转向并行走，所述的机床固定装置，底部具有电磁铁，通电时电磁铁吸住待加工工件，同时万向轮被压缩进入支腿管道内，起到固定支撑作用，当加工好一块区域后，电磁铁失电，且不再有磁性，弹簧慢慢把万向行走轮弹起，控制芯片控制驱动电机，万向行走轮开始移动到下一个待加工区域，机床重复上述的加工过程，完成对整个工件的加工。
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