CN111993093B - 非金属动梁龙门五轴加工中心及其运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了非金属动梁龙门五轴加工中心，包括：工作台部装、床身部装、龙门部装、Z轴滑板部装、C轴座部装、旋转臂部装；同时，本发明还提供了上述非金属动梁龙门五轴加工中心的运输方法。本发明中，非金属动梁龙门五轴加工中心的改进，具有结构设计合理，方便安装与拆卸，且拆卸后可大大缩短整体宽度，运输时不会有超宽隐患，方便运输，支撑效果好，支撑力更为均衡，有效防止工作台变形的优点，再有，本申请中采用本发明提供的C轴座体结构后，可实现以滑环机构为本设备提供水、气、电三同路的动、静转换，实现了C轴的无限制正反旋转，缩短了刀路，提高了加工效率。

Description

非金属动梁龙门五轴加工中心及其运输方法

技术领域

本发明涉及加工中心技术领域，更具体的说，尤其涉及一种非金属动梁龙门五轴加工中心及其运输方法。

背景技术

目前非金属五轴加工行业对工件尺寸在(长*宽)3米*2米的工件大多采用定梁式龙门五轴加工中心进行加工，当工件尺寸宽度超过2米时，机床的外宽就会超过3.2米，重型货车的宽度约2.5米，机床超过车厢的宽度，运输时就会有安全隐患，并且工作台面的支撑宽度超过1.1米，也会产生中心凹陷，影响加工精度。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种非金属动梁龙门五轴加工中心，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供非金属动梁龙门五轴加工中心，以解决上述背景技术中提出的问题和不足。

为实现上述目的，本发明提供了非金属动梁龙门五轴加工中心，由以下具体技术手段所达成：

非金属动梁龙门五轴加工中心，其特征在于，包括：工作台部装、床身部装、龙门部装、Z轴滑板部装、C轴座部装、旋转臂部装；

所述工作台部装包括有工作台支撑架、铝型材、调节垫板，调节垫板安装在工作台支撑架的底部；铝型材安装在工作台支撑架的上方；

所述床身部装包括左侧床身部装与右侧床身部装，且左侧床身部装与右侧床身部装结构相同，呈对称设置；左侧床身部装包括有：床身框架、床身调节垫板、Y轴导轨、Y轴齿条；所述床身调节垫板安装在床身框架底部；所述Y轴导轨、Y轴齿条安装在床身框架的上方；

所述龙门部装包括有龙门架、X轴导轨、X轴齿条、龙门架滑座、龙门架驱动电机；

龙门架滑座安装在龙门架两侧的底部；龙门架驱动电机安装在龙门架滑座上；所述的龙门架滑座中，与龙门架驱动电机的输出轴连接有齿轮，并与齿轮相邻，安装有滑块；X轴导轨、X轴齿条安装在龙门架的上方；

龙门架与左侧床身框架、右侧床身框架通过龙门架滑座连接；龙门架滑座中的齿轮与Y轴齿条相配合；滑块与Y轴导轨相配合；

所述Z轴滑板部装包括有X轴运动滑座、X轴运动驱动电机、Z轴运动结构；Z轴运动结构包括有丝杠安装壳体、Z轴运动驱动电机、滑板体、丝杠；

Z轴运动结构通过X轴运动滑座安装在龙门架上，X轴运动驱动电机安装在X轴运动滑座上；X轴运动滑座中，与X轴运动驱动电机输出轴连接有齿轮，并临近齿轮安装有滑块；X轴运动滑座中的齿轮与滑块分别配合在X轴齿条、X轴导轨上；

在滑板体外部，安装有Z轴运动驱动电机，并在滑板体内，与Z轴运动驱动电机输出轴连接有丝杠，在丝杠上配合连接有螺母套将C轴座部装安装在滑板体上，实现C轴座部装在Z轴上升降；所述的滑板体上，还设置有滑轨，C轴座部装中包括有滑块，滑块配合在滑轨上；还包括有C轴旋转单元与C轴座体；

所述C轴旋转单元安装在C轴座体的底部，且旋转臂体通过螺栓安装在C轴旋转单元的底部；A轴旋转单元安装在旋转臂体的下部，且电主轴通过螺栓安装在A轴旋转单元上。

优选地，工作台支撑架为框架式结构，且调节垫板在工作台支撑架的底部安装有多处。

优选地，在床身框架的两端分别固定有封罩与风琴罩一；所述的龙门架的两端分别固定有封板与风琴罩二。

优选地，所述的龙门架滑座上固定有防尘罩。

优选地，所述的滑板体的两侧，设置有汽缸，汽缸动作端连接C轴座部装。

优选地，所述的C轴座体结构壳体内设置有：滑环机构、C轴传动机构、C轴驱动机构；

C轴传动机构安装在C轴驱动机构的一侧，且滑环机构安装在C轴传动机构的上方；C轴驱动机构包括支架、驱动电机、主动同步轮、同步带；驱动电机安装在支架上，且主动同步轮安装在驱动电机的输出轴上；C轴传动机构包括减速机、从动同步轮；减速机安装在支架上，且从动同步轮安装在减速机上；从动同步轮与主动同步轮通过同步带连接；

滑环机构包括静环固定架、柔性固定轴、动环固定架、穿线管、动环连接轴、静环与动环；所述的静环固定架结构为：上端为半圆形固定环，下端为圆形固定环，两环之间通过固定杆连接固定；圆形固定环通过螺栓安装在减速机上；柔性固定轴固定在半圆形固定环上后，插接安装在静环两侧的外壁上，且静环安装在半圆形固定环内；动环连接在静环的底部，且动环以螺栓锁紧连接有动环固定架；动环连接轴的顶端与动环固定架通过螺钉固定，且穿线管通过锁紧套联结固定在动环连接轴内；支架连接C轴旋转单元。

上述非金属动梁龙门五轴加工中心的运输方法，其特征在于，包括如下步骤：

运输前，将龙门架自龙门架滑座处拆下，与床身部装分离；自X轴运动滑座处，将Z轴滑板部装自龙门架上拆下，将非金属动梁龙门五轴加工中心，拆分为四个独立的个体；包装装车运输；

到现场后，在拆分结构处分别组装。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明龙门架通过螺栓安装在龙门架滑座上设置为拆卸装置的设置，方便安装与拆卸，且龙门架拆卸后可大大缩短整体宽度，运输时不会有超宽隐患，方便运输。

2、本发明工作台支撑架为框架式结构，且调节垫板在工作台支撑架的底部呈阵列状分布安装有多处的设置，提高支撑效果，使支撑力更为均衡，有效防止工作台变形。

3、本发明铝型材在工作台支撑架的上方呈线性阵列状分布安装有多处，且铝型材与龙门架平行的设置，方便工件的安装、固定，支撑效果好、承载能力强，同时提高工作台支撑架的结构强度，不易弯折、变形。

4、本发明龙门架相对床身部装可在Y轴运动，Z轴滑板部装相对龙门架，可在X轴运动，C轴座部装相对Z轴滑板部装可在Z轴上下运动；同时，旋转臂部装可在C轴方向上旋转，电主轴可在A轴方向上旋转，从而实现了电主轴的向前、后移动，左、右移动，上、下移动，水平旋转，上、下旋转，灵活性强，便于加工工件。

5、本发明通过对非金属动梁龙门五轴加工中心的改进，具有结构设计合理，方便安装与拆卸，且拆卸后可大大缩短整体宽度，运输时不会有超宽隐患，方便运输，支撑效果好，支撑力更为均衡，有效防止工作台变形的优点，再有，本申请中采用本发明提供的C轴座体结构后，可实现以滑环机构为本设备提供水、气、电三同路的动、静转换，实现了C轴的无限制正反旋转，缩短了刀路，提高了加工效率。从而有效的解决了本发明提出的问题和不足。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的背部结构示意图；

图3为本发明的底部结构示意图；

图4为本发明的A处放大结构示意图；

图5为本发明的B处放大结构示意图；

图6为本发明的C处放大结构示意图；

图7为本发明中实施例2结构示意图；

图8为本发明中实施例3结构示意图；

图9为本发明中C轴座体内结构示意图；

图10为本发明中实施例4中滑环机构结构示意图；

图11为本发明中实施例4中C轴驱动机构结构示意图；

图12为本发明中C轴座体内结构剖视图。

图中：工作台支撑架1、铝型材2、调节垫板3、左侧床身框架4、封罩4.1、风琴罩一4.2、床身调节垫板5、Y轴导轨6、Y轴齿条7、龙门架8、封板8.1、风琴罩二8.2、X轴导轨9、X轴齿条10、滑板体11、Z轴运动结构12、滑轨12.1、Z轴运动驱动电机12.2、丝杠12.3、C轴座体13、滑环机构13.1、C轴传动机构13.2、C轴驱动机构13.3、C轴旋转单元14、旋转臂体15、A轴旋转单元16、电主轴17、右侧床身框架18、龙门架滑座19、防尘罩19.1、龙门架驱动电机20、X轴运动滑座21、X轴运动驱动电机22、汽缸23、

滑环机构13.1、静环固定架101、柔性固定轴102、动环固定架103、穿线管104、动环连接轴105、静环106、动环107、C轴传动机构13.2、减速机201、从动同步轮202；C轴驱动机构13.3、支架301、驱动电机302、主动同步轮303、同步带304。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

同时，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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1

参见附图，非金属动梁龙门五轴加工中心，包括：工作台部装、床身部装、龙门部装、Z轴滑板部装、C轴座部装、旋转臂部装；

所述工作台部装包括有工作台支撑架1、铝型材2、调节垫板3；调节垫板3安装在工作台支撑架1的底部，且调节垫板3与工作台支撑架1通过螺栓固定连接；铝型材2安装在工作台支撑架1的上方，且铝型材2与工作台支撑架1通过螺栓固定连接；

工作台支撑架1为框架式结构，且调节垫板3在工作台支撑架1的底部安装有多处。提高支撑效果，使支撑力更为均衡，有效防止工作台变形。铝型材2在工作台支撑架1的上方固定，且铝型材2与龙门架8平行。方便工件的安装、固定，支撑效果好、承载能力强，同时提高工作台支撑架的结构强度，不易弯折、变形。

所述床身部装中，左侧床身部装与右侧床身部装结构相同，呈对称设置；床身调节垫板5通过螺栓安装在左侧床身框架4、右侧床身框架18的底部；Y轴导轨6、Y轴齿条7安装在左侧床身框架4、右侧床身框架18的上方，且Y轴导轨6、Y轴齿条7与左侧床身框架4、右侧床身框架18通过螺栓固定连接；

所述龙门部装包括有龙门架8、X轴导轨9、X轴齿条10、龙门架滑座19、龙门架驱动电机20；

龙门架滑座19安装在龙门架8两侧的底部，且龙门架滑座19与龙门架8通过螺栓固定连接，参见图1，方便安装与拆卸，且龙门架拆卸后可大大缩短整体宽度，运输时不会有超宽隐患，方便运输；龙门架驱动电机20通过螺栓安装在龙门架滑座19上；所述的龙门架滑座19中，与龙门架驱动电机20的输出轴连接有齿轮，并与齿轮相邻，安装有滑块；X轴导轨9、X轴齿条10安装在龙门架8的上方，且X轴导轨9、X轴齿条10与龙门架8通过螺栓固定；

所述左侧床身框架4安装在龙门架8一侧的下方，右侧床身框架18安装在龙门架8另一侧的下方，且龙门架8与左侧床身框架4、右侧床身框架18通过龙门架滑座19连接；龙门架滑座19中的齿轮与Y轴齿条7相配合；滑块与Y轴导轨6相配合，使龙门架8可在X轴方向滑动；

所述Z轴滑板部装包括有X轴运动滑座21、X轴运动驱动电机22、Z轴运动结构12；Z轴运动结构12包括有滑板体11、Z轴运动驱动电机12.2、丝杠12.3；

Z轴运动结构12通过X轴运动滑座21安装在龙门架8上，X轴运动驱动电机22安装在X轴运动滑座21上；X轴运动滑座21中，与X轴运动驱动电机22输出轴连接有齿轮，并临近齿轮安装有滑块；X轴运动滑座21中的齿轮与滑块分别配合在X轴齿条10、X轴导轨9上，从而带动Z轴运动结构12在X轴方向的运动；

在滑板体11外部，安装有Z轴运动驱动电机12.2，并在滑板体11内，与Z轴运动驱动电机12.2输出轴连接有丝杠12.3，在丝杠12.3上配合连接有螺母套将C轴座部装安装在滑板体11上，实现C轴座部装在Z轴上升降；所述的滑板体11上，还设置有滑轨12.1，C轴座部装中包括有滑块，滑块配合在滑轨12.1上。

C轴旋转单元14安装在C轴座体13的底部，且旋转臂体15通过螺栓安装在C轴旋转单元14的底部，C轴旋转单元14带动旋转臂体15在C轴方向上旋转；A轴旋转单元16安装在旋转臂体15的下部，且电主轴17通过螺栓安装在A轴旋转单元16上，A轴旋转单元16带动电主轴17在A轴方向上旋转。

实施例2

在实施例1结构基础上，在床身框架的两端分别固定有封罩4.1与风琴罩一4.2，将Y轴导轨6与Y轴齿条7罩在其中；所述的龙门架的两端分别固定有封板8.1与风琴罩二8.2，将X轴导轨9与X轴齿条10罩在其中；所述的龙门架滑座19上固定有防尘罩19.1。

实施例3

在实施例1结构基础上，所述的滑板体11的两侧，设置有汽缸23，汽缸23动作端连接C轴座部装，辅助C轴座部装在Z轴上的运动。

实施例4

实施例1结构中：所述的C轴座体13结构壳体内设置有：滑环机构13.1、C轴传动机构13.2、C轴驱动机构13.3；

C轴传动机构13.2安装在C轴驱动机构13.3的一侧，且滑环机构13.1安装在C轴传动机构13.2的上方；

C轴驱动机构13.3包括支架301、驱动电机302、主动同步轮303、同步带304；驱动电机302通过螺栓安装在支架301的顶端，且主动同步轮303安装在驱动电机302的输出轴上；C轴传动机构2包括减速机201、从动同步轮202；减速机201嵌入安装在支架301上，且从动同步轮202安装在减速机201的顶端；从动同步轮202与主动同步轮303通过同步带304连接；

滑环机构1包括静环固定架101、柔性固定轴102、动环固定架103、穿线管104、动环连接轴105、静环106与动环107；

所述的静环固定架101结构为：上端为半圆形固定环，下端为圆形固定环，两环之间通过固定杆连接固定。

圆形固定环通过螺栓安装在减速机201的上方；柔性固定轴102固定在半圆形固定环上后，插接安装在静环106两侧的外壁上，且静环106安装在半圆形固定环内；动环107连接在静环106的底部，且动环107以螺栓锁紧连接有动环固定架103；动环连接轴105的顶端与动环固定架103通过螺钉固定，且穿线管104通过锁紧套联结固定在动环连接轴105内；

通过柔性固定轴102与穿线管104的插接柔性安装方式，保证静环106旋转时的同心度；而且柔性固定轴102的柔性安装方式可以减小静环106在静环固定架102与静环固定架103之间的径向力，保证静环106旋转时不承受力矩的影响，增加了静环的使用寿命，通过精巧的滑环结构实现C轴无限制旋转，减少了空程刀路，提高了切削效率；

支架301连接C轴旋转单元14，从而带动旋转臂体15在C轴上的运动。

实施例5

实施例1中，非金属动梁龙门五轴加工中心的运输方法，包括如下步骤：

运输前，将龙门架8自龙门架滑座19处拆下，与床身部装分离；自X轴运动滑座处，将Z轴滑板部装自龙门架8上拆下，将非金属动梁龙门五轴加工中心，拆分为四个独立的个体；与工作台部装分别包装装车运输；

到现场后，在拆分结构处分别组装。运输时不会有超宽隐患；根据工作台支撑架1的宽度来选择安装合适数量的调节垫板3，提高支撑点数量，避免工作台台面发生变形；电主轴17能够进行上、下旋转，水平旋转、上、下移动，左、右移动、向前、后移动，这些动作可以单一运行，也可以同时运行，实现五轴联动，灵活性强，便于加工工件。

在采用实施例1中的C轴座体结构后，可实现C轴的无限制正反旋转。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.非金属动梁龙门五轴加工中心，其特征在于，

非金属动梁龙门五轴加工中心包括：工作台部装、床身部装、龙门部装、Ｚ轴滑板部装、Ｃ轴座部装、旋转臂部装；

所述工作台部装包括有工作台支撑架、铝型材、调节垫板，调节垫板安装在工作台支撑架的底部；铝型材安装在工作台支撑架的上方；

所述床身部装包括左侧床身部装与右侧床身部装，且左侧床身部装与右侧床身部装结构相同，呈对称设置；左侧床身部装包括有：床身框架、床身调节垫板、Ｙ轴导轨、Ｙ轴齿条；所述床身调节垫板安装在床身框架底部；所述Ｙ轴导轨、Ｙ轴齿条安装在床身框架的上方；

所述龙门部装包括有龙门架、Ｘ轴导轨、Ｘ轴齿条、龙门架滑座、龙门架驱动电机；

龙门架滑座安装在龙门架两侧的底部；龙门架驱动电机安装在龙门架滑座上；所述的龙门架滑座中，与龙门架驱动电机的输出轴连接有齿轮，并与齿轮相邻，安装有滑块；Ｘ轴导轨、Ｘ轴齿条安装在龙门架的上方；

龙门架与左侧床身框架、右侧床身框架通过龙门架滑座连接；龙门架滑座中的齿轮与Ｙ轴齿条相配合；滑块与Ｙ轴导轨相配合；

所述Ｚ轴滑板部装包括有X轴运动滑座、X轴运动驱动电机、Z轴运动结构；Z轴运动结构包括有丝杠安装壳体、Z轴运动驱动电机、滑板体、丝杠；

Z轴运动结构通过X轴运动滑座安装在龙门架上，X轴运动驱动电机安装在X轴运动滑座上；X轴运动滑座中，与X轴运动驱动电机输出轴连接有齿轮，并临近齿轮安装有滑块；X轴运动滑座中的齿轮与滑块分别配合在Ｘ轴齿条、Ｘ轴导轨上；

在滑板体外部，安装有Z轴运动驱动电机，并在滑板体内，与Z轴运动驱动电机输出轴连接有丝杠，在丝杠上配合连接有螺母套将Ｃ轴座部装安装在滑板体上，实现Ｃ轴座部装在Z轴上升降；所述的滑板体上，还设置有滑轨，Ｃ轴座部装中包括有滑块，滑块配合在滑轨上；还包括有Ｃ轴旋转单元与Ｃ轴座体；

所述Ｃ轴旋转单元安装在Ｃ轴座体的底部，且旋转臂体通过螺栓安装在Ｃ轴旋转单元的底部；Ａ轴旋转单元安装在旋转臂体的下部，且电主轴通过螺栓安装在Ａ轴旋转单元上；

所述Ｃ轴座体结构壳体内设置有：滑环机构、C轴传动机构、C轴驱动机构；

C轴传动机构安装在C轴驱动机构的一侧，且滑环机构安装在C轴传动机构的上方；C轴驱动机构包括支架、驱动电机、主动同步轮、同步带；驱动电机安装在支架上，且主动同步轮安装在驱动电机的输出轴上；C轴传动机构包括减速机、从动同步轮；减速机安装在支架上，且从动同步轮安装在减速机上；从动同步轮与主动同步轮通过同步带连接；

滑环机构包括静环固定架、柔性固定轴、动环固定架、穿线管、动环连接轴、静环与动环；所述的静环固定架结构为：上端为半圆形固定环，下端为圆形固定环，两环之间通过固定杆连接固定；圆形固定环通过螺栓安装在减速机上；柔性固定轴固定在半圆形固定环上后，插接安装在静环两侧的外壁上，且静环安装在半圆形固定环内；动环连接在静环的底部，且动环以螺栓锁紧连接有动环固定架；动环连接轴的顶端与动环固定架通过螺钉固定，且穿线管通过锁紧套联结固定在动环连接轴内；支架连接Ｃ轴旋转单元；

非金属动梁龙门五轴加工中心运输方法，包括如下步骤：

运输前，将龙门架自龙门架滑座处拆下，与床身部装分离；自X轴运动滑座处，将Ｚ轴滑板部装自龙门架上拆下，将非金属动梁龙门五轴加工中心，拆分为四个独立的个体；包装装车运输；

到现场后，在拆分结构处分别组装。

2.根据权利要求1所述的非金属动梁龙门五轴加工中心，其特征在于，所述工作台支撑架为框架式结构，且调节垫板在工作台支撑架的底部安装有多处。

3.根据权利要求1所述的非金属动梁龙门五轴加工中心，其特征在于，所述床身框架的两端分别固定有封罩与风琴罩一；所述龙门架的两端分别固定有封板与风琴罩二。

4.根据权利要求1所述的非金属动梁龙门五轴加工中心，其特征在于，所述龙门架滑座上固定有防尘罩。

5.根据权利要求1所述的非金属动梁龙门五轴加工中心，其特征在于，所述滑板体的两侧，设置有汽缸，汽缸动作端连接Ｃ轴座部装。

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