CN204381844U

CN204381844U - 四轴联动立式雕铣加工中心

Info

Publication number: CN204381844U
Application number: CN201520012802.4U
Authority: CN
Inventors: 蔡汉生; 蔡裕杰; 朱楚生; 郑岳如
Original assignee: GUANGDONG LINGHANG CNC MACHINE TOOL CO Ltd
Current assignee: Greatoo Intelligent Equipment Inc
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2025-01-08

Abstract

本实用新型涉及一种四轴联动立式雕铣加工中心，由PC机、控制***和机床主体构成，所述机床主体包括机脚、立柱、横梁、X轴机构、Z轴机构、B轴机构、C轴机构和刀库装置；机脚上面焊接机床基板，立柱通过螺栓连接在基板两边，横梁架在立柱上面，通过螺栓连结，立柱与横梁形成固定龙门；X轴机构通过螺栓连结在横梁上；Z轴机构通过螺栓连结在X轴机构上；B轴机构通过螺栓连结在Z轴机构上；C轴机构安装在机床基板上，在右侧立柱的前方，设有刀库基座，刀库基座通过螺栓固定在机床基板上；所述刀库装置安装在刀库基座上。具有结构刚性好、加工效率高、加工一致性好、精度高、运行噪音小、维护方便等优点。

Description

四轴联动立式雕铣加工中心

技术领域

本实用新型涉及一种机械加工的生产设备，具体是一种用于自动雕铣作业的四轴联动立式雕铣加工中心。

背景技术

雕刻加工是人类一项高技艺和高智能的工匠型劳动，但手工雕刻需要专业的技术人员，且效率低下、成本高，制品的随意性强、一致性差，严重制约了雕刻行业的发展。这使得雕刻机的产生成为必然。

随着科技的进步、计算机数控技术的发展，数控雕刻机应运而生。数控雕刻机是数控技术和雕刻工艺相结合的产物，是一种专用的数控机床。数控雕刻机通过数控***根据程序代码控制雕刻机动作，实现雕刻加工的自动化。

用于雕铣作业的雕铣加工中心是从数控雕刻机发展而来的。与数控雕刻机的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。加工中心能集中地、自动地完成铣削、钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹等多种工序，避免了人为的操作误差，减少了工件装夹、测量和机床的调整时间，大大提高了加工效率和加工精度。因此，雕铣加工中心已成为雕铣加工自动化、高效率、高精度的有效手段，广泛应用于模具、轻工、机械、木工家具、电子等行业。

发明内容

本实用新型的目的是为了提高模具加工效率、提升模具精度，有针对性的研制一种用于自动雕铣作业的四轴联动立式雕铣加工中心。

本实用新型，由PC机、控制***和机床主体构成，所述机床主体包括机脚、立柱、横梁、X轴机构、Z轴机构、B轴机构、C轴机构和刀库装置；机脚上面焊接机床基板，立柱通过螺栓连接在基板两边，横梁架在立柱上面，通过螺栓连结，立柱与横梁形成固定龙门；X轴机构通过螺栓连结在横梁上；Z轴机构通过螺栓连结在X轴机构上；B轴机构通过螺栓连结在Z轴机构上；C轴机构安装在机床基板上，在右侧立柱的前方，设有刀库基座，刀库基座通过螺栓固定在机床基板上；所述刀库装置安装在刀库基座上。在刀库基座上，设有对刀仪，在刀库装置的下端安装连接减速器及电机。

本实用新型的有益效果是：

1）机脚、立柱、横梁三者通过螺栓及电焊组合成一体，一次精加工成型，机床本体刚性好、精度高；

2）X轴机构、Z轴机构内部采用滚珠丝杆副传动，直线导轨副导向及承重，并配有光栅尺，位置精度高、偏差小；

3）B轴机构内部采用两个同步带轮传动，带动电主轴摆动，并用谐波减速器减速，使电主轴摆动平稳、精度高；

4）C轴机构内部采用齿轮轴啮合转盘轴承驱动，结构紧凑、承载负荷大；工作台上面安装有高精度自动对心卡盘，用于在转台上快速三爪装卡工件，定位快速、准确，安装、拆卸工件灵活快捷；

5）加工轴采用高速旋转电主轴，适用于雕刻加工各种材料：钢、非铁重金属、铝、木头和塑料等；

6）四轴机构均采用伺服电机（伺服***）驱动，控制性能好、精度高。

本实用新型，结构坚固、合理，整体精度高，具有结构刚性好、加工精度好、加工效率高、维护方便等特点，并能在工业环境下长期稳定连续正常工作。既可加工精品轮胎二半模、侧板，又可加工非重金属、木头、塑料等圆形产品。

附图说明

图1-图3为实施例的结构原理图，其中，图1为主视图，图2为俯视图，图3为左视图；图4为X轴机构和Z轴机构结构示意图；图5为图4的背面结构示意图；图6为B轴机构结构示意图；图7为Z轴机构结构示意图。

图中，01、机脚；02、机床基板；03、立柱；04、横梁；05、X轴机构；06、Z轴机构；07、B轴机构；08、风琴式防尘罩；09、电主轴；10、刀具；11、刀库；12、减速器；13、刀库电机；14、对刀仪；15、刀库基座；16、C轴机构；17、X轴电机；18、X轴联轴器；19、X轴滚珠丝杆副；20、X轴拖板；21、X轴直线导轨副；22、X轴光栅尺；23、X轴滑板；24、Z轴电机；25、Z轴联轴器；26、Z轴光栅尺；27、Z轴拖板；28、Z轴滚珠丝杆副；29、Z轴直线导轨副；30、Z轴滑板；31、B轴主轴座；32、小同步带轮；33、同步带；34、谐波减速器；35、大同步带轮；36、B轴联轴器；37、B轴电机；38、电主轴支架；39、工作台；40、C轴齿轮轴；41、齿轮啮合装置；42、C轴底座；43、转盘轴承；44、齿轮注油装置；45、行星减速器；46、C轴电机。

具体实施方式

参照图1-图3，一种用于自动雕铣作业的四轴联动立式雕铣加工中心，由PC机、控制***和机床主体构成，其中，机床主体包括机脚01、立柱03、横梁04、X轴机构05、Z轴机构06、B轴机构07、C轴机构16和刀库装置11；机脚01上面焊接机床基板02，立柱03通过螺栓连接在基板两边，横梁04架在立柱03上面，通过螺栓连结，立柱与横梁形成固定龙门；X轴机构05通过螺栓连结在横梁04上；Z轴机构06通过螺栓连结在X轴机构05上；B轴机构07通过螺栓连结在Z轴机构06上；C轴机构16安装在机床基板02上，在右侧立柱03的前方，设有刀库基座15，刀库基座15通过螺栓固定在机床基板02上；所述刀库装置11安装在刀库基座15上。在刀库基座15上，设有对刀仪14，在刀库装置11的下端安装连接减速器12及电机13。

参照图4和图5，X轴机构05主要由X轴拖板20和X轴滑板23构成，X轴拖板20背面与横梁04连结，X轴拖板20中间安装滚珠丝杆副19，丝杆副两侧各安装一套直线导轨副21，丝杆副的螺母及导轨副的滑块（一侧两块）安装在X轴滑板23上；X轴滑板23左右两侧安装风琴式防尘罩08；X轴电机17通过X轴联轴器18与滚珠丝杆副19连接； Z轴机构06与X轴机构05类似，主要由Z轴拖板27和Z轴滑板30构成，Z轴拖板27中间安装滚珠丝杆副28，丝杆副两侧各安装一套直线导轨副29，丝杆副的螺母及导轨副的滑块（一侧两块）安装在Z轴滑板30上；Z轴滑板30上下两侧安装风琴式防尘罩08；Z轴电机24通过Z轴联轴器25与滚珠丝杆副29连接；Z轴滑板30通过螺栓与X轴滑板23联结固定。

参照图6，B轴机构07主要由电主轴09、B轴主轴座31、小同步带轮32、大同步带轮35构成； B轴主轴座31通过T型螺栓与Z轴拖板连结，主轴座中空，在中部处安装小同步带轮32，B轴电机37通过B轴联轴器36与小同步带轮32连接；主轴座下端安装大同步带轮35，大小同步带轮通过同步带33链接形成传动副；谐波减速器34一侧通过螺栓安装与大同步带轮35连结，另一侧与电主轴支架38连结；电主轴支架38中空，一侧厚度开槽，并钻孔攻牙，电主轴09穿过电主轴支架38，支架通过螺栓夹紧电主轴。

参照图7，C轴机构16主要由工作台39、C轴齿轮轴40、C轴底座42、转盘轴承43构成，C轴底座42通过螺栓连结在机床基板02上，工作台39安放在底座上，转盘轴承43安装在底座与工作台中间，转盘轴承43内圈通过螺栓固定在底座上，外圈与工作台连接；在转盘轴承43外圈处，还设有齿轮注油装置44，安装在底座上；C轴底座42钻孔，齿轮轴40穿过底座与转盘轴承43啮合，底座背面安装齿轮啮合装置41，可对齿轮轴40位置进行微调；齿轮轴40下端装配行星减速器45和C轴电机46。

本实用新型，其工作原理如下：根据加工零件的形状及加工工艺，用规定的代码和程序格式编写程序单，然后将程序单输入到控制***，控制***将程序处理后，向机床各轴的伺服***发出带有功率的信号，控制加工中心主机生成X、Z两向的移动路径及B、C两向的旋转运动。同时加工中心上的高速旋转电主轴，通过配套的道具，对固定在主机工作台39上的模具进行切削，即可雕铣出在计算机中设计的各种平面或立体的浮雕图形及文字，实现雕铣自动化作业。其中X轴和Z轴置于十字相交的框架上，两轴的传动链中均采用滚珠丝杆传动及直线导轨副导向，保证了运动的传递平稳和结构紧凑。丝杆一端通过联轴器与伺服电机轴相联，由伺服电机驱动丝杆，将旋转运动转化为直线运动，从而实现X轴、Z轴机构的X向水平移动及Z向的上下移动；丝杆另一端采用轴承为支承。其中B轴的小同步带轮32通过B轴联轴器36与B轴电机轴37相联，大同步带轮35通过同步带33与小同步带轮相联，由伺服电机驱动大小同步带轮旋转，从而带动电主轴09圆周摆动。B轴使电主轴垂直于模具表面的任何位置。其中C轴的齿轮轴40通过行星减速器45与C轴电机轴46相联，转盘轴承43的外圈与工作台39联结，并与齿轮轴啮合，由伺服电机驱动齿轮轴旋转，从而带动工作台及台上工件转动。其中对刀仪的自动对刀：电主轴携带刀具触碰对刀仪表面，能实现快速、精确、自动测量刀具长度和不同工件的控制，不用再预设刀具参数。

综上四轴的联合运动，完成模具雕刻任务。该加工中心四轴行程为：X向左右移动700mm、Z向上下移动400mm、B向180°摆动、C向360°旋转，能够满足大多数常规模具的雕刻作业。

Claims

1.一种四轴联动立式雕铣加工中心，由PC机、控制***和机床主体构成，其特征在于：所述机床主体包括机脚（01）、立柱（03）、横梁（04）、X轴机构（05）、Z轴机构（06）、B轴机构（07）、C轴机构（16）和刀库装置（11）；机脚（01）上面焊接机床基板（02），立柱（03）通过螺栓连接在基板两边，横梁（04）架在立柱（03）上面，通过螺栓连结，立柱与横梁形成固定龙门；X轴机构（05）通过螺栓连结在横梁（04）上；Z轴机构（06）通过螺栓连结在X轴机构（05）上；B轴机构（07）通过螺栓连结在Z轴机构（06）上；C轴机构（16）安装在机床基板（02）上，在右侧立柱（03）的前方，设有刀库基座（15），刀库基座（15）通过螺栓固定在机床基板（02）上；所述刀库装置（11）安装在刀库基座（15）上。

2.根据权利要求1所述的四轴联动立式雕铣加工中心，其特征在于：在刀库基座（15）上，设有对刀仪（14），在刀库装置（11）的下端安装连接减速器（12）及电机（13）。

3.根据权利要求1所述的四轴联动立式雕铣加工中心，其特征在于：所述X轴机构（05）主要由X轴拖板（20）和X轴滑板（23）构成，X轴拖板（20）背面与横梁（04）连结，X轴拖板（20）中间安装滚珠丝杆副（19），丝杆副两侧各安装一套直线导轨副（21），丝杆副的螺母及导轨副的滑块安装在X轴滑板（23）上；X轴滑板（23）左右两侧安装风琴式防尘罩（08）；X轴伺服电机（17）通过X轴联轴器（18）与滚珠丝杆副（19）连接。

4.根据权利要求1所述的四轴联动立式雕铣加工中心，其特征在于：所述Z轴机构（06）主要由Z轴拖板（27）和Z轴滑板（30）构成，Z轴拖板（27）中间安装滚珠丝杆副（28），丝杆副两侧各安装一套直线导轨副（29），丝杆副的螺母及导轨副的滑块安装在Z轴滑板（30）上；Z轴滑板（30）上下两侧安装风琴式防尘罩（08）；Z轴伺服电机（24）通过Z轴联轴器（25）与滚珠丝杆副（29）连接；Z轴滑板（30）通过螺栓与X轴滑板（23）联结固定。

5.根据权利要求1所述的四轴联动立式雕铣加工中心，其特征在于：所述B轴机构（07）主要由电主轴（09）、B轴主轴座（31）、小同步带轮（32）、大同步带轮（35）构成； B轴主轴座（31）通过T型螺栓与Z轴拖板连结，主轴座中空，在中部处安装小同步带轮（32），B轴伺服电机（37）通过B轴联轴器（36）与小同步带轮（32）连接；主轴座下端安装大同步带轮（35），大小同步带轮通过同步带（33）链接形成传动副；谐波减速器（34）一侧通过螺栓安装与大同步带轮（35）连结，另一侧与电主轴支架（38）连结；电主轴支架（38）中空，一侧厚度开槽，并钻孔攻牙，电主轴（09）穿过电主轴支架（38），支架通过螺栓夹紧电主轴。

6.根据权利要求1所述的四轴联动立式雕铣加工中心，其特征在于：所述C轴机构（16）主要由工作台（39）、C轴齿轮轴（40）、C轴底座（42）、转盘轴承（43）构成，C轴底座（42）通过螺栓连结在机床基板（02）上，工作台（39）安放在底座上，转盘轴承（43）安装在底座与工作台中间，转盘轴承（43）内圈通过螺栓固定在底座上，外圈与工作台连接；在转盘轴承（43）外圈处，还设有齿轮注油装置（44），安装在底座上；C轴底座（42）钻孔，齿轮轴（40）穿过底座与转盘轴承（43）啮合，底座背面安装齿轮啮合装置（41），可对齿轮轴（40）位置进行微调；齿轮轴（40）下端装配行星减速器（45）和C轴伺服电机（46）。