CN117644403A - 一种数控机床工件加工平台及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床工件加工平台及加工方法，包括有用于工件装夹加工的上机台，及设置于上机台下方的、可使上机台横向移动的下机台，所述上机台包括有工作台，及同轴安装于工作台上方中心位置的转轴座，及安装于工作台下方的转台，及设置于转台一侧并驱动转台的转轴转动以带动工作台旋转的转台驱动机构，及设置于转轴座上、能够在转轴座中绕转轴座中心轴线转动的外圈支臂，及设置于工作台上方的、与外圈支臂固定连接的转动加工工位，及设置于转动加工工位上的升降加工工位，升降加工工位上设置有工件定位机构，该数控机床工件加工平台能够根据需要调整增加加工工位和减少加工工位，以适应不用的工序和工件。

Description

一种数控机床工件加工平台及加工方法

技术领域

本发明涉及机床设备领域，具体涉及一种数控机床工件加工平台及加工方法。

背景技术

数控机床工件加工平台是用于在数控机床上进行工件加工的平台或工作台，数控机床是一种通过计算机控制来完成工件加工的机床，与传统的手动或半自动机床相比，它具有更高的精度、效率和灵活性。

数控机床工件加工平台通常由工作台、夹具和辅助***组成，工作台是用来固定和支撑待加工工件的平台，可以按照需要进行移动、旋转或倾斜，夹具则用于固定工件在工作台上的位置，以确保工件在加工过程中的稳定性和精度，辅助***包括切削液供给***、冷却***等，用于提供必要的工艺条件和保护工具。

数控机床工件加工平台的优点在于可以实现高精度、高效率和高重复性的工件加工，通过编写数控程序，操作人员可以精确控制工件加工过程，减少人为因素对加工质量的影响，但是目前的数控机床工件加工平台对一些标准化的零件，其平台是共享的，但却不能用于不同的零件，尤其是非标的零件，不同的零件加工需要采用不同的加工平台，或者更换不同的夹具，不仅增加了设备投资，同时也降低了生产效率，而且目前常用的加工平台一般只能依次加工一个零件，零件加工好后需要停机，才能进行下一个零件的装夹、加工，增加了停机和操作次数，降低了生产效率，因此有必要研究能适用于各种不同工件、且能同时加工多个工件的自动化加工平台。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种用于同时加工多个不同的零件，尤其是非标零件的数控机床工件加工平台及加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种数控机床工件加工平台，包括有用于工件装夹加工的上机台，及设置于上机台下方的、可使上机台横向移动的下机台，所述上机台包括有工作台，及同轴安装于工作台上方中心位置的转轴座，及安装于工作台下方的转台，及设置于转台一侧并驱动转台的转轴转动以带动工作台旋转的转台驱动机构，及设置于转轴座上的、能够在转轴座中绕转轴座中心轴线转动的外圈支臂，及设置于工作台上方的、与外圈支臂固定连接的转动加工工位，及设置于转动加工工位上的升降加工工位，所述升降加工工位包括有安装在转动加工工位上的升降座，及安装于升降座内的升降气缸，及经由升降气缸驱动进行升降的升降平台，所述升降平台上固定设置有用于对工件进行固定、限位的工件定位机构，所述工件定位机构包括工件放置基台和工件紧固装置。

进一步地，所述下机台包括有平台底座，及设置于平台底座上的横向轨道，及设置于横向轨道上的横向移动座，及设置于平台底座上一侧中间的上机台移动电机，及设置于平台底座上方中间并由上机台移动电机带动旋转的丝杠，丝杠与转台通过螺纹配合，所述横向轨道设置有两条，分别设置于平台底座长度方向的两侧，所述横向移动座设置有四块，并两两设置于两条横向轨道上，转台通过横向移动座安装于横向轨道上。

进一步地，所述转轴座上设有外圈支臂安装槽，外圈支臂安装槽内设有环形轨道，环形轨道上设有可容置外圈支臂进出的轨道进出口，所述外圈支臂卡入于环形轨道内，并与转轴座之间采用螺栓连接，所述转动加工工位呈L字形设置，并在转动加工工位的底部设有可在工作台上进行环形移动的移动轮，所述移动轮上设置有刹车片。

作为优选，所述外圈支臂安装槽内壁上设有配合螺栓固定外圈支臂的沿水平方向成槽形的螺栓孔，所述在转轴座的上方设置有用于固定外圈支臂的螺孔，所述刹车片设置有两片，且对称设置于移动轮的左右两侧。

作为优选，所述工件放置基台上设置有工件紧固装置安装槽，所述工件紧固装置包括固定于工件紧固装置安装槽前端的设置有第一通孔的固定件安装滑块推动螺杆第一支座，固定于工件紧固装置安装槽后端部的、设置有第二通孔的固定件安装滑块推动螺杆第二支座，前后两端分别通过轴承安装于固定件安装滑块推动螺杆第一支座和固定件安装滑块推动螺杆第二支座内的固定件安装滑块推动螺杆，穿设于固定件安装滑块推动螺杆上，并与工件紧固装置安装槽两侧槽壁呈滑动配合的固定件安装滑块，固定件安装滑块下部开设有沿工件紧固装置安装槽长度方向的第三通孔，与固定件安装滑块推动螺杆螺旋配合，在伸出固定件安装滑块推动螺杆第二支座的固定件安装滑块推动螺杆上设置有滑块锁紧螺母，固定件安装滑块前端左右分别对称设置有导向槽，导向槽沿固定件安装滑块前端的上下方向设置，导向槽中分别插设有正紧固块，正紧固块为凸形结构，正紧固块的后端插设于导向槽内，正紧固块的前端内侧设置有可拆卸齿条，固定件安装滑块的中部开设有贯穿固定件安装滑块长度方向的第四通孔，第四通孔的前后两端分别安装有齿轮旋转柄安装轴承，第四通孔前后两端的齿轮旋转柄轴承内孔穿装有齿轮旋转柄，齿轮旋转柄后端伸出第四通孔的一端设置有齿轮旋转锁紧机构，齿轮旋转柄的前端伸出固定件安装滑块的前端面装配有齿轮，齿轮与正紧固块的可拆卸齿条啮合，能够带动正紧固块沿导向槽上下滑动。

作为优选，所述固定件安装滑块两侧壁设置有沿工件紧固装置安装槽长度方向的第一凸条，工件紧固装置安装槽两侧槽壁开设有与固定件安装滑块两侧壁的第一凸条滑动配合的第一凹槽。

作为优选，所述齿轮旋转锁紧机构为螺母或销槽结构。

作为优选，所述正紧固块位于齿轮上方的侧面开设有贯穿两正紧固块宽度方向的第五通孔，两正紧固块的第五通孔内穿设有横杆，横杆与两正紧固块的第五通孔紧配合，横杆位于两正紧固块的外侧通过螺母固定。

作为优选，所述固定件安装滑块的上部设置有工件侧向卡紧机构，工件侧向卡紧机构包括开设于固定件安装滑块上部的卡紧机构滑动槽，卡紧机构滑动槽的前端设置有第三支座，卡紧机构滑动槽内设置有侧紧固夹杆可升降推块，侧紧固夹杆可升降推块为可升降的伸缩杆结构，侧紧固夹杆可升降推块下部设置于卡紧机构滑动槽内，且与卡紧机构滑动槽两侧槽壁呈滑动紧配合，上部超出固定件安装滑块上表面，侧紧固夹杆可升降推块下部中部设置有侧紧固夹杆推块螺杆螺孔，侧紧固夹杆推块螺杆螺孔内穿设有沿卡紧机构滑动槽长度方向设置的侧紧固夹杆推块螺杆，固定件安装滑块的后端设置有侧紧固夹杆推块螺杆安装孔，侧紧固夹杆推块螺杆的后端通过轴承安装于侧紧固夹杆推块螺杆安装孔内，并在伸出固定件安装滑块的部分设置有推块螺杆锁紧螺母，侧紧固夹杆推块螺杆的前端通过轴承安装于第三支座内，侧紧固夹杆可升降推块位于固定件安装滑块上方的部分设置有两根侧紧固夹杆，每根侧紧固夹杆的一端沿平行于固定件安装滑块上表面的方向可旋转状态连接于侧紧固夹杆可升降推块上，另一端设置于正紧固块上端，两侧紧固夹杆之间设置有拉簧，正紧固块上端设置有可沿平行于正紧固块上表面方向旋转的侧紧固夹杆可旋转支架，侧紧固夹杆的另一端穿设于侧紧固夹杆可旋转支架上。

作为优选，所述两根侧紧固夹杆上靠近拉簧处设置有连接两侧紧固夹杆的平衡伸缩杆。

作为优选，所述两根侧紧固夹杆的前端均设置有沿固定件安装滑块上表面平行方向并与侧紧固夹杆成角度设置的侧紧固卡件。

本发明所要解决的另一技术问题为提供一种数控机床工件加工平台的加工方法，包括以下步骤：

（1）根据加工工件数量要求增、减外圈支臂：

增外圈支臂：在转轴座的外圈支臂安装槽处通过轨道进出口***新的外圈支臂，并调整已装入的外圈支臂位置，以使各个外圈支臂在工作台上形成均布状态，也可以根据各工件的大小具体调整外圈支臂的位置，以保证每个工件都具有足够的加工空间，接着使用螺栓将外圈支臂固定在转轴座上，并固定牢靠，最后在每个外圈支臂的外端安装转动加工工位和升降加工工位，使转动加工工位的移动轮以及刹车片置于工作台上表面；

减外圈支臂：将外圈支臂与转轴座之间的连接螺栓拆开，在转轴座的外圈支臂安装槽处通过轨道进出口123取出拆下的外圈支臂，并调整其余的外圈支臂位置，以使各个外圈支臂在工作台上形成均布状态，接着使用螺栓将外圈支臂固定在转轴座上，并固定牢靠，最后在每个外圈支臂的外端安装转动加工工位和升降加工工位，使转动加工工位的移动轮以及刹车片置于工作台上表面；

（2）安装工件：

将工件放置于工件放置基台上，先旋转固定件安装滑块推动螺杆将固定件安装滑块移动到靠近工件的附近，然后根据工件的高度旋转齿轮旋转柄，使齿轮旋转，通过齿轮与可拆卸齿条的啮合以及横杆，将两正紧固块调整到能够从正面压住工件的高度，同时调整侧紧固夹杆可升降推块高度，使侧紧固夹杆平行于固定件安装滑块上表面方向，然后旋转固定件安装滑块推动螺杆，使正紧固块压紧工件，同时旋转侧紧固夹杆推块螺杆，使侧紧固夹杆穿过侧紧固夹杆可旋转支架向两侧向方向移动，从侧面包夹住工件，然后再旋转侧紧固卡件，使侧紧固卡件顶夹工件，通过工件放置基台上相对设置的工件紧固装置安装槽和工件紧固装置，从而将工件可靠固定于工件定位机构上；

当工件较大或者为异形时，可以通过调整外圈支臂的位置，或通过两组或多组工件定位机构同时完成对工件的装夹；

（3）移动工件到待加工位置：

控制下机台的上机台移动电机旋转，使上机台的工作台在丝杠的旋转作用下沿横向轨道移动到设定的位置，启动转台驱动机构驱动工作台和转轴座旋转，同时外圈支臂也随之转动，转动加工工位随着外圈支臂的转动定位到目标位置；

（4）工件加工：

在转动加工工位定位完成后，启动升降气缸，使升降座和升降平台进行升降运动，升降平台将工件移动到加工位置，通过程序设置，完成固定于工作台上的所有工件定位机构上的全部工件以及工件的全部工序的加工；

（5）取下工件：

完成加工操作后，启动升降气缸，使升降座和升降平台下降到初始位置，启动转台驱动机构，将转动加工工位复位到初始位置，控制下机台的上机台移动电机旋转，使工作台横向移回初始位置，再取下加工好的工件。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

（1）工件定位机构实现在对各种适用范围内的工件尤其是非标工件的前、后、左、右的可靠装夹，也可以根据加工要求选择单一的前后固定或左右夹紧，或单正紧固块固定，能适用不同的工件加工，操作方便，灵活，适用性强，还可以通过几个工件定位机构的组合实现大工件、异形工件的装夹，扩大了加工平台的适用范围，保证了加工的精度；

（2）工作台、转动加工工位和升降加工工位实现了工件位置的精确定位，提高了加工效率和加工精度，同时也便于实现多工件的一次装夹、多工序加工，进一步提高了工作效率，增强了机床的适应性和通用性；

（3）转轴座和外圈支臂为多工件的装夹提供了灵活、可靠的结构，通过外圈支臂的增减，可以实现装夹数量的增减，而转轴座为外圈支臂提供了可靠的固定结构，并且可以根据工件的具体形状、尺寸以及在加工过程中的具体工艺要求，对外圈支臂相对于转轴座的角度进行微调，大大提高了加工的效率和精度，并且可以进一步通过对转动加工工位移动轮的固定，进一步实现工件的可靠固定，简单、快捷；

（4）转台采用卧式凸轮转台结构，实现了工作台转动的精确控制，且转动平稳，保证了工件位置的精确性，提高了工件的加工精度；

（5）转台和工作台通过电机带动丝杠转动的方式实现横向移动，大大提高了横向移动的位置精度和效率，提高了工件加工的精度和效率；

（6）通过数控机床控制***的程序设计以及相应的传动机构、气缸、传感器等的应用，可以实现工件定位机构的工件装夹、升降加工工位的工件升降、工作台的旋转、横向移动的全自动精确控制，整个加工过程不需要人工操作，达到对工件加工平台的全自动化操作，提高了生产效率和加工精度；

（7）工件加工平台的各部分完全可以通过模块化设计，能够满足更多用户的需求，并且易于维护和更换零部件，大大降低了机床使用和维护成本。

附图说明

图1为本发明的一种数控机床工件加工平台的侧面结构示意图；

图2为本发明的一种数控机床工件加工平台的整体结构示意图；

图3为本发明的一种数控机床工件加工平台的转轴座结构示意图；

图4为本发明的一种数控机床工件加工平台的工件定位机构的底座结构示意图；

图5为本发明的一种数控机床工件加工平台的工件定位机构结构示意图；

图6为本发明的一种数控机床工件加工平台的工件定位机构结构放大图；

图7为本发明的一种数控机床工件加工平台的工件定位机构结构***图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例

参阅图1-7所示，一种数控机床工件加工平台，包括有用于工件装夹加工的上机台1，及设置于上机台1下方的、可使上机台1横向移动的下机台2，该上机台1包括有工作台11，及同轴安装于工作台11上方中心位置的转轴座12，及安装于工作台11下方的转台17，及设置于转台17一侧并驱动转台17的转轴转动以带动工作台11旋转的转台驱动机构13，及设置于转轴座12上的、能够在转轴座12中绕转轴座12中心轴线转动的外圈支臂14，及设置于工作台11上方的、与外圈支臂14固定连接的转动加工工位15，及设置于转动加工工位15上的升降加工工位16。

首先，转台17为卧式凸轮转台，转台驱动机构13为驱动电机，转台驱动机构13安装于转台17的一侧，用于驱动转台17的转轴转动，工作台11固定连接于转台17的转轴上端，能够随转台17的转轴转动而旋转，在工作台11上方的中心位置同轴安装转轴座12，根据工艺要求将外圈支臂14安装于转轴座12上，在外圈支臂14外端的工作台11上方安装转动加工工位15，确保其与外圈支臂14外端固定连接。

在转动加工工位15上安装升降加工工位16，升降加工工位16可以在加工过程中对工具或工件进行上下移动，以实现不同的加工需求；安装数控***和相应的电气控制元件，用于控制整个加工平台的运行和加工过程。

所述下机台2包括有平台底座21，及设置于平台底座21上的横向轨道24，及设置于横向轨道24上的横向移动座22，及设置于平台底座21上一侧中间的上机台移动电机23，及设置于平台底座21上方中间并由上机台移动电机23带动旋转的丝杠25，横向轨道24设置有两条，分别设置于平台底座21长度方向的两侧，转台17通过横向移动座22安装于横向轨道24上，为了使转台17在横向轨道24上安装、移动平稳，横向移动座22设置有四块，并两两设置于两条横向轨道24上，用于更好地支撑转台17沿横向轨道24移动，丝杠25与转台17通过螺纹配合，这样上机台移动电机23的转动就带动丝杠25旋转，使转台17沿横向轨道24移动，从而带动固定于转台17上方的工作台11沿横向轨道24移动，通过丝杠25带动转台17和工作台11沿横向轨道24移动，保证了移动距离的精确可控，提高了工件加工的精度，且速度快，提高了工件加工效率，更加提高了机床自动化控制的精度，同时平台底座21可以整体安装于各类机床的床身上，可以固定，也可以沿床身移动，使加工平台能适用于各类机床，满足各类机床对工件的装夹要求，扩大了加工平台的适用范围。

转轴座12同轴固定安装于工作台11上方，转轴座12上设有外圈支臂安装槽121，外圈支臂安装槽121内设有环形轨道122，环形轨道122上设有可容置外圈支臂14进出的轨道进出口123，该外圈支臂14卡入于环形轨道122内，并与转轴座12之间采用螺栓连接，外圈支臂安装槽121内壁上设有配合螺栓固定外圈支臂14的螺栓孔，螺栓孔可以设置成沿水平方向的槽形，这样可以根据工件的形状和加工工艺要求在装夹工件前以及工件加工时将外圈支臂14绕转轴座12的中心轴线相对于转轴座12和工作台11进行一定角度的旋转调整，使工件处于更有利于加工的位置，提高加工的效率和加工平台的适用性，该情况下，为保证外圈支臂14固定的可靠性，在转轴座12的上方设置有相应的螺孔，可以沿纵向将外圈支臂14固定于转轴座12上，确保工作台11旋转过程中以及工件加工过程中外圈支臂14固定牢靠，确保工件加工的精度。

通过设置外圈支臂安装槽121和环形轨道122，外圈支臂14可以灵活地安装和进出于转轴座12，这种设计使得上机台1可以适应不同尺寸和形状的工件加工需求，提供更大的灵活性，外圈支臂14与转轴座12之间采用螺栓连接，提供了稳定和牢固的支撑结构，这对于加工过程中的稳定性和精度非常重要。

该方案使得外圈支臂14可以方便地进出，并且可以在上机台1运行时快速更换，以适应加工工件的数量要求，以及适应不同工件的形状和尺寸要求，这简化了操作流程，减少了上机台1停机时间，提高了生产效率，通过环形轨道122的设计，工件可以被可靠地保持在上机台1的工作台11上，从而避免了工件因摆动或震动而出现位置偏差或损坏等问题，外圈支臂14的安装槽和环形轨道122的设计使得上机台1运行期间不会出现支臂脱落或摆动等安全隐患，并且外圈支臂安装槽121内壁上设有配合螺栓固定外圈支臂14的沿水平方向成槽形的螺栓孔，使每个外圈支臂14可以绕转轴座12的中心轴线相对于转轴座12和工作台11有一定的旋转角度，便于适应不同形状和尺寸的工件以及不同工序的加工要求，方便、灵活、高效，适用性强。

所述转动加工工位15呈L字形设置，并在转动加工工位15的底部设有可在工作台11上进行环形移动的移动轮151，该移动轮151上设置有刹车片152，该刹车片152可以用于对移动轮151进行限位、固定，为保证转动加工工位15在限位、固定时的可靠性，刹车片152设置有两片，且对称设置于移动轮151的左右两侧；具体的，转动加工工位15由两块钢板焊接或螺栓连接固定成L字形结构，呈L字形结构的两块钢板中的竖向钢板固定于外圈支臂14的外端，呈L字形结构的两块钢板中的横向钢板下方固定安装有移动轮151。

通过将转动加工工位15呈L字形设置，并在底部可进行环形移动，有效地利用了上机台1的空间，这种设计可以在有限的空间内同时容纳转动加工和升降加工两个工位，提高了上机台1的加工能力和灵活性；由于转动加工工位15底部设有移动轮151，可以方便地在工作台11上进行环形移动。这使得上机台1的操作更加便捷灵活，可以快速调整工件的位置和角度，适应不同工件和工序的加工需求，同时也可以根据需要通过螺栓等将移动轮151固定于工作台11上，以保证加工的稳定性和精度要求。

所述升降加工工位16包括有安装在转动加工工位15上的升降座161，及安装于升降座161内的升降气缸162，及经由升降气缸162驱动进行升降的升降平台163，该升降平台163上设有用于对工件进行固定、限位的工件定位机构164；具体的，升降加工工位16的升降座161安装于转动加工工位15呈L字形结构的两块钢板中横向钢板上方。

升降加工工位16采用升降座161、升降气缸162和升降平台163的组合，通过气缸的升降驱动实现对工件的精准升降定位与加工；升降平台163上固定设置有工件定位机构164，工件定位机构164用于对工件进行固定、限位，所述工件定位机构164包括工件放置基台1641和工件紧固装置1642，工件放置基台1641上设置有工件紧固装置安装槽16411，工件紧固装置1642包括固定于工件紧固装置安装槽16411前端的设置有第一通孔的固定件安装滑块推动螺杆第一支座16421，固定于工件紧固装置安装槽16411后端部的、设置有第二通孔的固定件安装滑块推动螺杆第二支座16422，前后两端分别通过设置于固定件安装滑块推动螺杆第一支座16421和固定件安装滑块推动螺杆第二支座16422的通孔内的轴承安装于固定件安装滑块推动螺杆第一支座16421和固定件安装滑块推动螺杆第二支座16422内的固定件安装滑块推动螺杆16424，穿设于固定件安装滑块推动螺杆16424上，并与工件紧固装置安装槽16411两侧槽壁呈滑动配合的固定件安装滑块16423，固定件安装滑块16423下部开设有沿工件紧固装置安装槽16411长度方向的第三通孔，与固定件安装滑块推动螺杆16424螺旋配合，固定件安装滑块16423两侧壁设置有沿工件紧固装置安装槽16411长度方向的第一凸条，工件紧固装置安装槽16411两侧槽壁开设有与固定件安装滑块16423两侧壁的第一凸条滑动配合的第一凹槽，使得固定件安装滑块16423能够在工件紧固装置安装槽16411内移动平稳，当然固定件安装滑块16423和工件紧固装置安装槽16411的配合也可以采用滚轮配合的方式，在伸出固定件安装滑块推动螺杆第二支座16422的固定件安装滑块推动螺杆16424一端设置有滑块锁紧螺母，可以对固定件安装滑块推动螺杆16424进行锁紧，使其不再有任何转动，固定件安装滑块16423前端沿工件紧固装置安装槽16411深度方向也即固定件安装滑块16423前端的上下方向左右分别对称设置有导向槽164231，即导向槽沿固定件安装滑块16423前端的上下方向设置，所述导向槽164231中分别插设有正紧固块164232，正紧固块164232为凸形结构，凸形结构的正紧固块164232的后端插设于导向槽164231内，凸形结构的正紧固块164232的前端位于固定件安装滑块16423前端面外，凸形结构的正紧固块164232的前端内侧设置有可拆卸齿条，固定件安装滑块16423的中部开设有贯穿固定件安装滑块16423长度方向的第四通孔164233，第四通孔164233的前后两端分别安装有齿轮旋转柄安装轴承，第四通孔164233前后两端的齿轮旋转柄轴承内孔穿装有齿轮旋转柄164234，齿轮旋转柄164234后端伸出第四通孔164233的一端设置有齿轮旋转锁紧机构，可以锁紧齿轮旋转柄164234，使其无法作任何旋转，齿轮旋转锁紧机构可以是螺母，也可以是销槽结构，齿轮旋转柄164234的后端可设置伸出工件紧固装置安装槽16411的后端面，以方便操作，齿轮旋转柄164234的前端伸出固定件安装滑块16423的前端面装配有齿轮164235，齿轮164235与正紧固块164232的前端内侧设置的可拆卸齿条啮合，能够带动正紧固块164232沿导向槽164231上下滑动，通过齿轮164235的正反转，以及正紧固块164232的前端内侧的可拆卸齿条，可分别带动左右的正紧固块164232的上升，为了确保在需要两正紧固块164232同时上升工作的时候，两正紧固块164232能同时可靠上升，在位于齿轮164235上方的两正紧固块164232的侧面开设有贯穿两正紧固块164232宽度方向的第五通孔164237，两正紧固块164232的第五通孔164237内穿设有横杆164236，横杆164236与两正紧固块的第五通孔164237紧配合，横杆164236穿出于两正紧固块164232的外侧可通过螺母固定，以防止横杆164236滑出第五通孔164237；所述固定件安装滑块16423的上部设置有工件侧向卡紧机构16425，工件侧向卡紧机构16425包括开设于固定件安装滑块16423上部的卡紧机构滑动槽164251，卡紧机构滑动槽164251的前端设置有第三支座164258，第三支座164258设置有轴承，卡紧机构滑动槽164251内设置有侧紧固夹杆可升降推块164252，侧紧固夹杆可升降推块164252为可升降的伸缩杆结构，侧紧固夹杆可升降推块164252下部设置于卡紧机构滑动槽164251内，且与卡紧机构滑动槽164251两侧槽壁呈滑动紧配合，上部超出固定件安装滑块16423上表面，侧紧固夹杆可升降推块164252下部中部设置有侧紧固夹杆推块螺杆螺孔164257，侧紧固夹杆推块螺杆螺孔164257内穿设有沿卡紧机构滑动槽164251长度方向设置的侧紧固夹杆推块螺杆164253，固定件安装滑块16423的后端设置有侧紧固夹杆推块螺杆安装孔，侧紧固夹杆推块螺杆安装孔内设置有轴承，侧紧固夹杆推块螺杆164253的后端通过侧紧固夹杆推块螺杆安装孔内的轴承安装于固定件安装滑块16423的后端，并在伸出固定件安装滑块16423的部分设置有推块螺杆锁紧螺母，侧紧固夹杆推块螺杆164253的前端安装于第三支座164258的轴承内，侧紧固夹杆可升降推块164252位于固定件安装滑块16423上方的部分设置有两根侧紧固夹杆164254，每根侧紧固夹杆164254的一端沿平行于固定件安装滑块16423上表面的方向可旋转状态连接于侧紧固夹杆可升降推块164252上，另一端设置于正紧固块164232上端，两侧紧固夹杆164254之间设置有拉簧164255，靠近拉簧164255的两根侧紧固夹杆164254上设置有连接两侧紧固夹杆164254的平衡伸缩杆164238，正紧固块164232上端设置有可沿平行于正紧固块164232上表面方向旋转的侧紧固夹杆可旋转支架164256，侧紧固夹杆164254的另一端穿设于侧紧固夹杆可旋转支架164256上，每根侧紧固夹杆164254的前端都设置有沿固定件安装滑块16423上表面平行方向并与侧紧固夹杆164254成角度设置的侧紧固卡件164259，侧紧固卡件164259与侧紧固夹杆164254的角度最佳为90度，侧紧固卡件164259可根据工件加工要求采用不同的材质，当对工件进行固定时，先旋转固定件安装滑块推动螺杆16424将固定件安装滑块16423移动到靠近工件的附近，然后根据工件的高度旋转齿轮旋转柄164234，使齿轮164235旋转，此时两个正紧固块164232只有一个安装有可拆卸齿条，齿轮164235与该正紧固块164232的可拆卸齿条啮合，将该正紧固块164232调整到能够从正面压住工件的高度，同时由于两个正紧固块164232通过横杆164236连接，因此另一个正紧固块164232也随着上升到相应的高度，此时锁紧齿轮旋转锁紧机构，防止齿轮旋转柄164234旋转，同时调整侧紧固夹杆可升降推块164252高度，使侧紧固夹杆164254平行于固定件安装滑块16423上表面方向，然后旋转固定件安装滑块推动螺杆16424，使正紧固块164232压紧工件，并旋紧滑块锁紧螺母，同时旋转侧紧固夹杆推块螺杆164253，使侧紧固夹杆164254穿过侧紧固夹杆可旋转支架164256向两侧向方向移动，从侧面包夹住工件，并旋紧推块螺杆锁紧螺母，然后再旋转侧紧固卡件164259，使侧紧固卡件164259顶夹工件，可以调整侧紧固卡件164259的距离使侧紧固夹杆164254触碰或不触碰工件，当然，一工件前后两侧都没固定时，该工件定位机构164的工件紧固装置安装槽16411和工件紧固装置1642应对称设置，该工件定位机构在有限的空间内通过工件紧固装置1642能实现前后、左右的同时夹紧，同时也可以根据加工要求选择单一的前后固定或左右夹紧，或单正紧固块固定，能适用不同的工件加工，操作方便，灵活，适用性强，也可通过传动机构、气缸、传感器等的设置与应用实现自动化夹紧控制，达到机床自动化加工的目的，尤其适用于异形非标工件的批量化加工。

该方案可以实现不同类型的加工工艺组合，例如，可以在转动加工过程中使用升降加工工位16进行钻孔或切割操作，增加了加工平台的多功能加工能力；工件定位机构164的设置可以有效地保证工件的可靠定位与夹紧，提高加工的安全性、稳定性和精度，同时，通过合理的程序设计和控制，可以确保转动、升降、加工过程的稳定性、安全性和全自动化控制。

采用一种数控机床工件加工平台的加工方法，包括以下步骤：

（1）根据加工工件数量要求增、减外圈支臂14：

当工件较多时，在进行加工前，先进行外圈支臂14数量的增加，在转轴座12的外圈支臂安装槽121处通过轨道进出口123***新的外圈支臂14，并调整已装入的外圈支臂14位置，以使各个外圈支臂14在工作台11上形成均布状态，当然，如果各个工件大小有差异，需要一起加工时，也可以根据各工件的大小具体调整外圈支臂14的位置，以保证每个工件都具有足够的加工空间，接着使用螺栓将外圈支臂14固定在转轴座12上，并固定牢靠，最后在每个外圈支臂14的外端安装转动加工工位15和升降加工工位16，使转动加工工位15的移动轮151放置于工作台上表面，以便实现工件在工作台11上的环形移动和升降，需要固定时放下刹车片152，使外圈支臂14固定更加可靠；

当工件数量少时，为节约加工时间，提高效率，在进行加工前，先进行外圈支臂14的减少，将外圈支臂14与转轴座12之间的连接螺栓拆开，在转轴座12的外圈支臂安装槽121处通过轨道进出口123取出拆下的外圈支臂14，并调整其余的外圈支臂14位置，以使各个外圈支臂14在工作台11上形成均布状态，接着使用螺栓将外圈支臂14固定在转轴座12上，并固定牢靠，最后在每个外圈支臂14的外端安装转动加工工位15和升降加工工位16，使转动加工工位15的移动轮151放置于工作台上表面，以便实现工件在工作台11上的环形移动和升降，需要固定时放下刹车片152，使外圈支臂14固定更加可靠；

（2）安装工件：

将工件放置于工件放置基台1641上，先旋转固定件安装滑块推动螺杆16424将固定件安装滑块16423移动到靠近工件的附近，然后根据工件的高度旋转齿轮旋转柄164234，使齿轮164235旋转，通过齿轮与可拆卸齿条的啮合以及横杆164236，将两正紧固块164232调整到能够从正面压住工件的高度，同时调整侧紧固夹杆可升降推块164252高度，使侧紧固夹杆164254平行于固定件安装滑块16423上表面方向，然后旋转固定件安装滑块推动螺杆16424，使正紧固块164232压紧工件，同时旋转侧紧固夹杆推块螺杆164253，使侧紧固夹杆164254穿过侧紧固夹杆可旋转支架164256向两侧向方向移动，从侧面包夹住工件，然后再旋转侧紧固卡件164259，使侧紧固卡件164259顶夹工件，通过工件放置基台1641上相对设置的工件紧固装置安装槽16411和工件紧固装置1642，从而将工件可靠固定于工件定位机构164上；

当工件较大时，或者为异形，单一工件定位机构164不能完成装夹时，还可以通过调整外圈支臂14的位置，或通过两组或多组工件定位机构164同时完成对工件的可靠装夹，方便、灵活、可靠、高效；

（3）移动工件到待加工位置：

控制下机台2的上机台移动电机23旋转，使上机台1的工作台11在丝杠25的旋转作用下沿横向轨道24移动到设定的位置，以便后续加工操作，启动转台驱动机构13驱动工作台11和转轴座12进行旋转，同时外圈支臂14也随之转动，转动加工工位15随着外圈支臂14的转动定位到目标位置；

（4）工件加工：

在转动加工工位15定位完成后，启动升降气缸162，使升降座161和升降平台163进行升降运动，升降平台163将工件移动到加工位置，通过程序设置，完成固定于工作台11上的所有工件定位机构164上的全部工件以及工件的全部工序的加工；

（5）取下工件：

完成加工操作后，启动升降气缸162，使升降座161和升降平台163下降到初始位置，启动转台驱动机构13，将转动加工工位15复位到初始位置，控制下机台2的上机台移动电机23旋转，使工作台11横向移回初始位置，再取下加工好的工件。

当然本发明的实施例还可以配合机械臂完成上、下工件的全部自动化操作。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种数控机床工件加工平台，包括有用于工件装夹加工的上机台，及设置于上机台下方的、可使上机台横向移动的下机台，其特征在于，所述上机台包括有工作台，及同轴安装于工作台上方中心位置的转轴座，及安装于工作台下方的转台，及设置于转台一侧并驱动转台的转轴转动以带动工作台旋转的转台驱动机构，及设置于转轴座上的、能够在转轴座中绕转轴座中心轴线转动的外圈支臂，及设置于工作台上方的、与外圈支臂固定连接的转动加工工位，及设置于转动加工工位上的升降加工工位，所述升降加工工位包括有安装在转动加工工位上的升降座，及安装于升降座内的升降气缸，及经由升降气缸驱动进行升降的升降平台，所述升降平台上固定设置有用于对工件进行固定、限位的工件定位机构，所述工件定位机构包括工件放置基台和工件紧固装置。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述下机台包括有平台底座，及设置于平台底座上的横向轨道，及设置于横向轨道上的横向移动座，及设置于平台底座上一侧中间的上机台移动电机，及设置于平台底座上方中间并由上机台移动电机带动旋转的丝杠，丝杠与转台通过螺纹配合，所述横向轨道设置有两条，分别设置于平台底座长度方向的两侧，所述横向移动座设置有四块，并两两设置于两条横向轨道上，转台通过横向移动座安装于横向轨道上。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述转轴座上设有外圈支臂安装槽，外圈支臂安装槽内设有环形轨道，环形轨道上设有可容置外圈支臂进出的轨道进出口，所述外圈支臂卡入于环形轨道内，并与转轴座之间采用螺栓连接，所述转动加工工位呈L字形设置，并在转动加工工位的底部设有可在工作台上进行环形移动的移动轮，所述移动轮上设置有刹车片。

4.根据权利要求3所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述外圈支臂安装槽内壁上设有配合螺栓固定外圈支臂的沿水平方向成槽形的螺栓孔，所述在转轴座的上方设置有用于固定外圈支臂的螺孔，所述刹车片设置有两片，且对称设置于移动轮的左右两侧。

5.根据权利要求3或4所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述工件放置基台上设置有工件紧固装置安装槽，所述工件紧固装置包括固定于工件紧固装置安装槽前端的设置有第一通孔的固定件安装滑块推动螺杆第一支座，固定于工件紧固装置安装槽后端部的、设置有第二通孔的固定件安装滑块推动螺杆第二支座，前后两端分别通过轴承安装于固定件安装滑块推动螺杆第一支座和固定件安装滑块推动螺杆第二支座内的固定件安装滑块推动螺杆，穿设于固定件安装滑块推动螺杆上，并与工件紧固装置安装槽两侧槽壁呈滑动配合的固定件安装滑块，固定件安装滑块下部开设有沿工件紧固装置安装槽长度方向的第三通孔，与固定件安装滑块推动螺杆螺旋配合，在伸出固定件安装滑块推动螺杆第二支座的固定件安装滑块推动螺杆上设置有滑块锁紧螺母，固定件安装滑块前端左右分别对称设置有导向槽，导向槽沿固定件安装滑块前端的上下方向设置，导向槽中分别插设有正紧固块，正紧固块为凸形结构，正紧固块的后端插设于导向槽内，正紧固块的前端内侧设置有可拆卸齿条，固定件安装滑块的中部开设有贯穿固定件安装滑块长度方向的第四通孔，第四通孔的前后两端分别安装有齿轮旋转柄安装轴承，第四通孔前后两端的齿轮旋转柄轴承内孔穿装有齿轮旋转柄，齿轮旋转柄后端伸出第四通孔的一端设置有齿轮旋转锁紧机构，齿轮旋转柄的前端伸出固定件安装滑块的前端面装配有齿轮，齿轮与正紧固块的可拆卸齿条啮合，能够带动正紧固块沿导向槽上下滑动。

6.根据权利要求5所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述固定件安装滑块两侧壁设置有沿工件紧固装置安装槽长度方向的第一凸条，工件紧固装置安装槽两侧槽壁开设有与固定件安装滑块两侧壁的第一凸条滑动配合的第一凹槽。

7.根据权利要求5所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述齿轮旋转锁紧机构为螺母或销槽结构。

8.根据权利要求5所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述正紧固块位于齿轮上方的侧面开设有贯穿两正紧固块宽度方向的第五通孔，两正紧固块的第五通孔内穿设有横杆，横杆与两正紧固块的第五通孔紧配合，横杆位于两正紧固块的外侧通过螺母固定。

9.根据权利要求5所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述固定件安装滑块的上部设置有工件侧向卡紧机构，工件侧向卡紧机构包括开设于固定件安装滑块上部的卡紧机构滑动槽，卡紧机构滑动槽的前端设置有第三支座，卡紧机构滑动槽内设置有侧紧固夹杆可升降推块，侧紧固夹杆可升降推块为可升降的伸缩杆结构，侧紧固夹杆可升降推块下部设置于卡紧机构滑动槽内，且与卡紧机构滑动槽两侧槽壁呈滑动紧配合，上部超出固定件安装滑块上表面，侧紧固夹杆可升降推块下部中部设置有侧紧固夹杆推块螺杆螺孔，侧紧固夹杆推块螺杆螺孔内穿设有沿卡紧机构滑动槽长度方向设置的侧紧固夹杆推块螺杆，固定件安装滑块的后端设置有侧紧固夹杆推块螺杆安装孔，侧紧固夹杆推块螺杆的后端通过轴承安装于侧紧固夹杆推块螺杆安装孔内，并在伸出固定件安装滑块的部分设置有推块螺杆锁紧螺母，侧紧固夹杆推块螺杆的前端通过轴承安装于第三支座内，侧紧固夹杆可升降推块位于固定件安装滑块上方的部分设置有两根侧紧固夹杆，每根侧紧固夹杆的一端沿平行于固定件安装滑块上表面的方向可旋转状态连接于侧紧固夹杆可升降推块上，另一端设置于正紧固块上端，两侧紧固夹杆之间设置有拉簧，正紧固块上端设置有可沿平行于正紧固块上表面方向旋转的侧紧固夹杆可旋转支架，侧紧固夹杆的另一端穿设于侧紧固夹杆可旋转支架上。

10.根据权利要求9所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，所述两根侧紧固夹杆上靠近拉簧处设置有连接两侧紧固夹杆的平衡伸缩杆。

11.根据权利要求9所述的一种数控机床工件加工平台，其特征在于，两根所述侧紧固夹杆的前端均设置有沿固定件安装滑块上表面平行方向并与侧紧固夹杆成角度设置的侧紧固卡件。

12.根据权利要求1-11任一项所述的一种数控机床工件加工平台的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据加工工件数量要求增、减外圈支臂：

增外圈支臂：在转轴座的外圈支臂安装槽处通过轨道进出口***新的外圈支臂，并调整已装入的外圈支臂位置，以使各个外圈支臂在工作台上形成均布状态，也可以根据各工件的大小具体调整外圈支臂的位置，以保证每个工件都具有足够的加工空间，接着使用螺栓将外圈支臂固定在转轴座上，并固定牢靠，最后在每个外圈支臂的外端安装转动加工工位和升降加工工位，使转动加工工位的移动轮以及刹车片置于工作台上表面；

减外圈支臂：将外圈支臂与转轴座之间的连接螺栓拆开，在转轴座的外圈支臂安装槽处通过轨道进出口123取出拆下的外圈支臂，并调整其余的外圈支臂位置，以使各个外圈支臂在工作台上形成均布状态，接着使用螺栓将外圈支臂固定在转轴座上，并固定牢靠，最后在每个外圈支臂的外端安装转动加工工位和升降加工工位，使转动加工工位的移动轮以及刹车片置于工作台上表面；

（2）安装工件：

将工件放置于工件放置基台上，先旋转固定件安装滑块推动螺杆将固定件安装滑块移动到靠近工件的附近，然后根据工件的高度旋转齿轮旋转柄，使齿轮旋转，通过齿轮与可拆卸齿条的啮合以及横杆，将两正紧固块调整到能够从正面压住工件的高度，同时调整侧紧固夹杆可升降推块高度，使侧紧固夹杆平行于固定件安装滑块上表面方向，然后旋转固定件安装滑块推动螺杆，使正紧固块压紧工件，同时旋转侧紧固夹杆推块螺杆，使侧紧固夹杆穿过侧紧固夹杆可旋转支架向两侧向方向移动，从侧面包夹住工件，然后再旋转侧紧固卡件，使侧紧固卡件顶夹工件，通过工件放置基台上相对设置的工件紧固装置安装槽和工件紧固装置，从而将工件可靠固定于工件定位机构上；

当工件较大或者为异形时，可以通过调整外圈支臂的位置，或通过两组或多组工件定位机构同时完成对工件的装夹；

（3）移动工件到待加工位置：

控制下机台的上机台移动电机旋转，使上机台的工作台在丝杠的旋转作用下沿横向轨道移动到设定的位置，启动转台驱动机构驱动工作台和转轴座旋转，同时外圈支臂也随之转动，转动加工工位随着外圈支臂的转动定位到目标位置；

（4）工件加工：

在转动加工工位定位完成后，启动升降气缸，使升降座和升降平台进行升降运动，升降平台将工件移动到加工位置，通过程序设置，完成固定于工作台上的所有工件定位机构上的全部工件以及工件的全部工序的加工；

（5）取下工件：

完成加工操作后，启动升降气缸，使升降座和升降平台下降到初始位置，启动转台驱动机构，将转动加工工位复位到初始位置，控制下机台的上机台移动电机旋转，使工作台横向移回初始位置，再取下加工好的工件。