一种多工位数控加工中心

文档序号:78257 发布日期:2021-10-08 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种多工位数控加工中心 (Multi-station numerical control machining center ) 是由 戴乃昌 于 2021-07-22 设计创作,主要内容包括:本发明提出了一种多工位数控加工中心,涉及数控机床制造技术领域。一种多工位数控加工中心,包括机床主体、刀具组件、夹持组件和控制单元。夹持组件包括工作台、转动盘和多个夹具,工作台设置在机床主体上,且与机床主体转动连接,转动盘设置在工作台上,且与工作台转动连接,多个夹具均匀间隔设置在转动盘的周线方向。刀具组件包括多个刀具结构,多个刀具结构分别设置在机床主体上,且多个刀具结构与多个夹具一一对应,刀具结构用于切削对应夹具上的工件。控制单元与夹具连接,用于控制夹具动作。本发明能够在满足加工轴数保证加工能力和加工质量的同时,还能够增加工位数量,保证加工效率。(The invention provides a multi-station numerical control machining center, and relates to the technical field of numerical control machine tool manufacturing. A multi-station numerical control machining center comprises a machine tool main body, a cutter assembly, a clamping assembly and a control unit. The clamping assembly comprises a workbench, a rotating disc and a plurality of clamps, the workbench is arranged on the machine tool main body and is connected with the machine tool main body in a rotating mode, the rotating disc is arranged on the workbench and is connected with the workbench in a rotating mode, and the plurality of clamps are arranged in the contour direction of the rotating disc at uniform intervals. The cutter assembly comprises a plurality of cutter structures, the cutter structures are respectively arranged on the machine tool main body, the cutter structures correspond to the clamps one by one, and the cutter structures are used for cutting workpieces on the corresponding clamps. The control unit is connected with the clamp and used for controlling the action of the clamp. The invention can satisfy the requirement of the number of processing shafts to ensure the processing capacity and the processing quality, and can increase the number of stations to ensure the processing efficiency.)

一种多工位数控加工中心

技术领域

本发明涉及数控机床制造

技术领域

,具体而言,涉及一种多工位数控加工中心。

背景技术

数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强,工件一次装夹后能完成较多的加工内容,加工精度较高,就中等加工难度的批量工件,其效率是普通设备的5~10倍,特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工,对形状较复杂,精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。。目前,现有的数控机床一般随着加工轴的增加,加工能力和加工质量也会提升,但是工位会受到限制,导致数控加工中心的加工效率变低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多工位数控加工中心,其能够在满足加工轴数保证加工能力和加工质量的同时,还能够增加工位数量,保证加工效率。

本发明的实施例是这样实现的:

本申请实施例提供一种多工位数控加工中心,包括机床主体、刀具组件、夹持组件和控制单元,夹持组件包括工作台、转动盘和多个夹具,工作台设置在机床主体上,且与机床主体转动连接,转动盘设置在工作台上,且与工作台转动连接,多个夹具均匀间隔设置在转动盘的周线方向;

刀具组件包括多个刀具结构,多个刀具结构分别设置在机床主体上,且多个刀具结构与多个夹具一一对应,刀具结构用于切削对应夹具上的工件;

控制单元与夹具连接,用于控制夹具动作。

在本发明的一些实施例中,上述工作台与机床主体之间设置有转动部件,转动部件包括第一驱动电机和设置在工作台两侧的转轴,转轴与机床转动连接,第一驱动电机的输出端与任意转轴连接。

在本发明的一些实施例中,上述第一驱动电机与控制单元连接。

在本发明的一些实施例中,上述工作台内开设有空腔,转动盘与工作台之间设置有连接轴,转动盘套设在连接轴的一端,连接轴的另一端贯穿工作台,并伸入到空腔内,位于空腔内的连接轴上套设有蜗轮,空腔内设置有蜗杆,蜗杆与蜗轮啮合,蜗杆一端连接有第二驱动电机。

在本发明的一些实施例中,上述第二驱动电机与控制单元连接。

在本发明的一些实施例中,上述工作台上对称设置有两个转动盘。

在本发明的一些实施例中,上述连接轴贯穿工作台,两个转动盘分别套设在伸出空腔的连接轴两端。

在本发明的一些实施例中,上述刀具结构包括刀具和进给部件,进给部件设置在机床主体上,刀具设置在进给部件上,且刀具朝向与其对应的夹具。

在本发明的一些实施例中,上述进给部件包括X轴进给机构、Y轴进给机构和Z轴进给机构,Z轴进给机构设置在机床主体上,Y轴进给机构设置在Z轴进给机构上,X轴进给机构设置在Y轴进给机构上,刀具设置在X轴进给机构上,且能通过X轴进给机构、Y轴进给机构和Z轴进给机构移动进刀或退刀。

在本发明的一些实施例中,上述X轴进给机构、Y轴进给机构和Z轴进给机构分别连接到控制单元。

相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:

本发明提供一种多工位数控加工中心,包括机床主体、刀具组件、夹持组件和控制单元。上述机床主体为数控机床的整体部件,上述刀具组件为切削加工时,用于切削被加工件。上述夹持组件用于夹持定位被加工件。上述刀具组件和夹持组件配合,可实现被加工件的切削加工。上述控制单元用于实现上述动作的控制。上述夹持组件包括工作台、转动盘和多个夹具,工作台设置在机床主体上,且与机床主体转动连接,转动盘设置在工作台上,且与工作台转动连接,多个夹具均匀间隔设置在转动盘的周线方向。上述夹持组件中,工作台用于承载上述转动盘,上述转动盘与工作台转动连接,使转动盘能够在工作台上自由转动,从而可带动转动盘上的夹具转动。上述夹具在转动过程中,可从当时工位到达下一工位。上述多个夹具均匀间隔设置在转动盘的周线方向可设置更多的工位,同时不影响转盘的转动。上述工作台设置在机床主体上,且与机床主体转动连接,可使工作台转动后带动转动盘转动,从而进一步实现夹具的位置变化。上述刀具组件包括多个刀具结构,多个刀具结构分别设置在机床主体上,且多个刀具结构与多个夹具一一对应,刀具结构用于切削对应夹具上的工件。上述多个刀具结构与多个夹具一一对应,方便对应的刀具结构进到切削与其对应夹具上的被加工件,可进一步提升加工效率。上多个刀具结构用于同一被加工件的不同切削工序,当夹具上的被加工件从上一加工位置被加工后,转动转动盘,可使转动盘上的夹具移动到下一工位,进入下一切削工序。由此,可在转动盘完成被加工件的一个方向的切削加工工序。当完成一个方向的切削加工工序后,转动上述工作台,工作台转动后带动夹具上的被加工件转动,使被加工件转动到另一方向的加工面,并使该加工面对准对应的刀具结构,方便刀具结构对该加工面进行切削加工。由此,可不用松开夹具跟换被加工件的位置,可更进一步的提升加工效率。上述控制单元与夹具连接,用于控制夹具动作,控制单元实现夹具的自动控制,使切削加工自动化,可提升加工效率。

因此,该多工位数控加工中心能够在满足加工轴数保证加工能力和加工质量的同时,还能够增加工位数量,保证加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中被加工件旋转到竖直方向的结构示意图;

图2为本发明实施例中被加工件旋转到水平方向的结构示意图;

图3为本发明实施例中转动部件的安装结构示意图;

图4为本发明实施例中进给部件的结构示意图;

图5为本发明实施例中的第二驱动电机的安装示意图;

图6为本发明实施例中控制单元的控制方框图。

图标:1-机床主体,2-刀具结构,3-夹具,4-转动盘,5-转轴,6-第一驱动电机,7-工作台,8-空腔,9-连接轴,10-蜗轮,11-蜗杆,12-第二驱动电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中,需要说明的是,若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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,若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中,若出现“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“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,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1、图2和图3,图1所示为本发明实施例中被加工件旋转到竖直方向的结构示意图;图2为本发明实施例中被加工件旋转到水平方向的结构示意图;图3为本发明实施例中转动部件的安装结构示意图。本实施例提供一种多工位数控加工中心,包括机床主体1、刀具组件、夹持组件和控制单元。上述机床主体1为数控机床的整体部件,上述刀具组件为切削加工时,用于切削被加工件。上述夹持组件用于夹持定位被加工件。上述刀具组件和夹持组件配合,可实现被加工件的切削加工。上述控制单元用于实现上述动作的控制。

在本实施例中,上述夹持组件包括工作台7、转动盘4和多个夹具3,工作台7设置在机床主体1上,且与机床主体1转动连接,转动盘4设置在工作台7上,且与工作台7转动连接,多个夹具3均匀间隔设置在转动盘4的周线方向。上述夹持组件中,工作台7用于承载上述转动盘4,上述转动盘4与工作台7转动连接,使转动盘4能够在工作台7上自由转动,从而可带动转动盘4上的夹具3转动。上述夹具3在转动过程中,可从当时工位到达下一工位。上述多个夹具3均匀间隔设置在转动盘4的周线方向可设置更多的工位,同时不影响转盘的转动。

在本实施例中,上述工作台7设置在机床主体1上,且与机床主体1转动连接,可使工作台7转动后带动转动盘4转动,从而进一步实现夹具3的位置变化。

在本实施例中,上述刀具组件包括多个刀具结构2,多个刀具结构2分别设置在机床主体1上,且多个刀具结构2与多个夹具3一一对应,刀具结构2用于切削对应夹具3上的工件。上述多个刀具结构2与多个夹具3一一对应,方便对应的刀具结构2进到切削与其对应夹具3上的被加工件,可进一步提升加工效率。上多个刀具结构2用于同一被加工件的不同切削工序,当夹具3上的被加工件从上一加工位置被加工后,转动转动盘4,可使转动盘4上的夹具3移动到下一工位,进入下一切削工序。由此,可在转动盘4完成被加工件的一个方向的切削加工工序。

在本实施例中,当完成一个方向的切削加工工序后,转动上述工作台7,工作台7转动后带动夹具3上的被加工件转动,使被加工件转动到另一方向的加工面,并使该加工面对准对应的刀具结构2,方便刀具结构2对该加工面进行切削加工。由此,可不用松开夹具3跟换被加工件的位置,可更进一步的提升加工效率。

在本实施例中,上述控制单元与夹具3连接,用于控制夹具3动作,控制单元实现夹具3的自动控制,使切削加工自动化,可提升加工效率。上述夹具3为数控机床夹具3,其为现有技术,控制单元与夹具3连接,控制夹具3的动作也使用现有技术,因此不在进一步介绍。

因此,该多工位数控加工中心能够在满足加工轴数保证加工能力和加工质量的同时,还能够增加工位数量,保证加工效率。

请参照图3,在本实施例的一些实施方式中,上述工作台7与上述机床主体1之间设置有转动部件。上述转动部件包括第一驱动电机6和设置在上述工作台7两侧的转轴5,上述转轴5与机床转动连接,上述第一驱动电机6的输出端与任意转轴5连接。

在本实施例中,上述工作台7与机床主体1之间设置的转动部件,可实现工作台7的自由转动。上述转动部件中,第一驱动电机6带动对应的转轴5转动后,转轴5可带动与其连接的工作台7转动。

请参照图6,在本实施例的一些实施方式中,上述第一驱动电机6与上述控制单元连接。

在本实施例中,上述控制单元连接到第一驱动电机6,向控制单元输入控制命令后,可实现对第一驱动电机6的自动控制。

请参照图3和图5,在本实施例的一些实施方式中,上述工作台7内开设有空腔8,上述转动盘4与上述工作台7之间设置有连接轴9,上述转动盘4套设在上述连接轴9的一端,上述连接轴9的另一端贯穿上述工作台7,并伸入到上述空腔8内,位于上述空腔8内的连接轴9上套设有蜗轮10,上述空腔8内设置有蜗杆11,上述蜗杆11与上述蜗轮10啮合,上述蜗杆11一端连接有第二驱动电机12。

在本实施例中,上述连接轴9用于显现转动盘4在工作台7上的转动。上述空腔8内的设置的蜗轮10和蜗杆11相互啮合,当第二驱动电机12驱动蜗杆11转动后,可带动蜗轮10转动。上述蜗轮10与连接轴9通过连接键连接,因此蜗轮10转动后能够带动上述连接轴9转动。同时,上述转动盘4与连接轴9也通过连接键连接,因此连接轴9转动后,可带动上述转动盘4转动。

请参照图6,在本实施例的一些实施方式中,尚书苑第二驱动电机12与上述控制单元连接,向控制单元输入控制命令后,可实现对第二驱动电机12的自动控制。

请参照图1、图2和图3,在本实施例的一些实施方式中,上述工作台7上对称设置有两个转动盘4。采用两个转动盘4对称设置在工作台7两侧,可进一步增加切削工位的数量,达到翻倍切削加工被加工件的效果,能够极大的提升加工效率。

请参照图3,在本实施例的一些时候方式中,上述连接轴9贯穿上述工作台7,两个上述转动盘4分别套设在伸出上述空腔8的上述连接轴9两端。

请参照图3,在本实施例中,上述两个转动盘4可共用同一连接轴9,上述连接轴9贯穿上述工作台7,两个上述转动盘4分别套设在伸出上述空腔8的上述连接轴9两端,可使上述涡轮带动连接轴9转动后,同时带动两个转动盘4转动。由此,可节约空间,且提升传动效率。

请参照图1、图2和图3,在本实施例的一些实施方式中,上述刀具结构2包括刀具和进给部件,上述进给部件设置在上述机床主体1上,上述刀具设置在上述进给部件上,且上述刀具朝向与其对应的上述夹具3。

在本实施例中,上述刀具结构2中的刀具为切削被加工件的直接部件,上述刀具是机械制造中用于切削加工的工具。绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。

在本实施例中,上述进给部件用于进给刀具,使刀具在切削过程中到达需要的切削量。同时,上述进给部件也可带动刀具到达需要切削加工的被加工件处。

请参照图1、图2和图4,在本实施例的一些实施方式中,上述进给部件包括X轴进给机构、Y轴进给机构和Z轴进给机构。上述Z轴进给机构设置在上述机床主体1上,上述Y轴进给机构设置在上述Z轴进给机构上,上述X轴进给机构设置在上述Y轴进给机构上。上述刀具设置在上述X轴进给机构上,且能通过上述X轴进给机构、上述Y轴进给机构和上述Z轴进给机构移动进刀或退刀。

在本实施例中,上述进给部件中X轴进给机构用于在X轴方向带动刀具移动,上述Y轴进给机构用于在Y轴方向带动刀具移动,上述Z轴进给机构用于在Z轴方向带动刀具移动。上述上述X轴进给机构、上述Y轴进给机构和上述Z轴进给机构依次叠加设置后,可使刀具在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向移动到任意需要的位置,从而极大的提升了刀具的加工轴数和加工能力。

请参照图6,在本实施例的一些实施方式中,上述X轴进给机构、上述Y轴进给机构和上述Z轴进给机构分别连接到上述控制单元。

在本实施例中,上述控制单元用于控制X轴进给机构、上述Y轴进给机构和上述Z轴进给机构的进给动作,从而达到控制刀具切削进给量的目的。

在本实施例中上述控制单元包括微控制器,上述微控制器是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。因此,利用微控制器实现对上述Y轴进给机构和上述Z轴进给机构的进给控制,以及对夹具3夹持动作的控制,以及对第一驱动电机6和第二驱动电机12的动作控制,能够极大的提升控制效率和控制精度。

在本实施例中,上述第一驱动电机6和第二驱动电机12都为伺服电机,上述伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,转动方向,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

在使用时,每个夹具3上夹持被加工件,通过控制单元启动第一驱动电机6,驱动转轴5转动,从而带动工作台7转动到需要的位置。控制单元启动第二驱动电机12,第二驱动电机12带动蜗杆11转动,从而带动蜗轮10转动。蜗轮10转动后带动连接轴9转动,连接轴9带动转动盘4转动后,带动夹具3上的被加工件转动到与上述刀具对应的切削工位。完成上述动作后,控制单元控制刀具启动,同时控制上述X轴进给机构、Y轴进给机构和Z轴进给机构移动进刀,完成对被加工件的一次切削。然后,再次启动第二驱动电机12,是被加工件进入下一工位,并与下一切削工序对应的刀具匹配对应。完成上述动作后,控制单元控制刀具启动,同时控制上述X轴进给机构、Y轴进给机构和Z轴进给机构移动进刀,完成对被加工件的一次切削。重复上述步骤,直到转动盘4上的被加工件依次完成所有的加工步骤。完成上述加工步骤后,启动第一驱动电机6,驱动工作台7转动,从而间接带动被加工件转动到另一加工面,使该加工面与对应的刀具匹配。然后重复上述转动盘4转动和刀具进刀切削动作,完成该加工面的加工。如此重复知道完成被加工件所有加工面的切削加工后停止。

综上,本发明的实施例提供一种多工位数控加工中心,包括机床主体1、刀具组件、夹持组件和控制单元。上述机床主体1为数控机床的整体部件,上述刀具组件为切削加工时,用于切削被加工件。上述夹持组件用于夹持定位被加工件。上述刀具组件和夹持组件配合,可实现被加工件的切削加工。上述控制单元用于实现上述动作的控制。上述夹持组件包括工作台7、转动盘4和多个夹具3,工作台7设置在机床主体1上,且与机床主体1转动连接,转动盘4设置在工作台7上,且与工作台7转动连接,多个夹具3均匀间隔设置在转动盘4的周线方向。上述夹持组件中,工作台7用于承载上述转动盘4,上述转动盘4与工作台7转动连接,使转动盘4能够在工作台7上自由转动,从而可带动转动盘4上的夹具3转动。上述夹具3在转动过程中,可从当时工位到达下一工位。上述多个夹具3均匀间隔设置在转动盘4的周线方向可设置更多的工位,同时不影响转盘的转动。上述工作台7设置在机床主体1上,且与机床主体1转动连接,可使工作台7转动后带动转动盘4转动,从而进一步实现夹具3的位置变化。上述刀具组件包括多个刀具结构2,多个刀具结构2分别设置在机床主体1上,且多个刀具结构2与多个夹具3一一对应,刀具结构2用于切削对应夹具3上的工件。上述多个刀具结构2与多个夹具3一一对应,方便对应的刀具结构2进到切削与其对应夹具3上的被加工件,可进一步提升加工效率。上多个刀具结构2用于同一被加工件的不同切削工序,当夹具3上的被加工件从上一加工位置被加工后,转动转动盘4,可使转动盘4上的夹具3移动到下一工位,进入下一切削工序。由此,可在转动盘4完成被加工件的一个方向的切削加工工序。当完成一个方向的切削加工工序后,转动上述工作台7,工作台7转动后带动夹具3上的被加工件转动,使被加工件转动到另一方向的加工面,并使该加工面对准对应的刀具结构2,方便刀具结构2对该加工面进行切削加工。由此,可不用松开夹具3跟换被加工件的位置,可更进一步的提升加工效率。上述控制单元与夹具3连接,用于控制夹具3动作,控制单元实现夹具3的自动控制,使切削加工自动化,可提升加工效率。因此,该多工位数控加工中心能够在满足加工轴数保证加工能力和加工质量的同时,还能够增加工位数量,保证加工效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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