移动龙门式多主轴数控钻铣中心的制作方法
【专利摘要】一种移动龙门式多主轴数控钻铣中心，该数控钻铣中心主体采用移动梁式龙门钻铣中心框架，其特征在于：工件安装台直接安装在底座上；在工件安装台的另一端，并在移动龙门架的行程内，安装有平置式刀库；Y向或Z向滑台的滑板上安装有三个或三个以上设置有自动换刀机构的主轴单元；其移动龙门架、Y向滑台、Z向滑台采用数控伺服驱动；该加工中心可进行多主轴同时加工，并可同步自动换刀，装卸时间少，生产效率高；广泛适用于中小型零件的机械切削加工。
【专利说明】移动龙门式多主轴数控钻铣中心
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械加工设备，尤其是一种多主轴式加工中心。
技术背景
[0002]目前市面上的加工中心基本都是单主轴结构，其对于一些中小零件的大批量加工而言，效率相对较低，因为同一时间内仅一把刀参于加工。然而组合机床，虽然可以多主轴同时参于切削，提高效率，但其通用性差，并且调整与维护也麻烦。中国专利公开了一种龙门多轴加工中心(专利号:201120550910.9)，其虽采用了多主轴结构，但其刀具不能进行自动更换，从而约束了生产力。目前市面上也有一些龙门加工中心采用双主轴结构，但其不能进行两主轴同步换刀,从而影响了加工效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种可自动多主轴同步换刀,加工效率高的多主轴加工中心。
[0004]为了达到上述的发明目的，本发明所采用的技术方案为:该数控钻铣中心主体采用移动梁式龙门加工中心框架，它主要由底座、移动龙门架、工件安装台、Y向滑台、Z向滑台、主轴单元、控制系统组成；其特征在于:工件安装台直接安装在底座上；在工件安装台的另一端，并在移动龙门架的行程内，安装有平置式刀库；Y向或Z向滑台的滑板上安装有三个或三个以上设置有自动换刀机构的主轴单元；其移动龙门架、Y向滑台、Z向滑台采用数控伺服驱动。
[0005]上述的平置式刀库是指刀库中的刀具放置的轴心与主轴的轴心相平行的刀库结构。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进，所述工件安装台采用回转分度工作台，该回转分度工作台优选两等分回转分度工作台；该结构可有效解决大批量零件机加工中，零件的装卸影响总加工效率的问题，从而大幅提闻生广效率。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述Z向滑台的滑板与Y向滑台的滑板间安装有立式平衡缸，从而改善Z向滑台进给时的平稳度；减少丝杆及电机因主轴与滑台板的垂直重力，而增加的负荷。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述X向滑台可以根据工作条件需求增加一个或一个以上回转工作轴，以增加加工工作面。
[0009]本发明的有益效果是:1.采用多主轴结构后，加工中有多把刀具同时参于加工，成倍提高了生产效率。2.由于自动换刀的刀库采用平置式刀库，因而就可方便的进行多主轴同时换刀，从而减少换刀时间。3.刀库安装在回转分度工作台的另一端，并在移动龙门架的行程内，可充分利用Y、Z轴的精确定位功能，与移动龙门架组成三维系统进行可靠的平置式自动换刀。4.由于工件安装台采用回转分度工作台，并且采用移动式龙门架结构，这样就可以把回转分度工作台分成两台面来应用，前一半先用于装卸工件，后一半用于工件的加工进行中；当后一半工作台上的工件加工好后，另一半工作台的工件早已装卸好，从而系统即可自动进行回转工作台，由此减少了工件的装卸时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明第一实施例的主体结构示意图；其中:1为底座，2为回转分度工作台，3为移动龙门架,4为Y向滑台，5为Z向滑台,6为主轴单元,7为滚动丝杆,8为2号滚动丝杆，9为2号伺服电机,10为3号滚动丝杆，11为3号伺服电机,12为氮气平衡缸。
[0011]图2是图1的侧面结构示意图；其中13为有机玻璃挡板，14为平置式直排刀库，15为主轴电机。
[0012]图3是本发明实施例的加工件主视图。
[0013]图4是本发明实施例的直排式平置刀库示意图。
[0014]图5本发明第二实施例的主体结构示意图；其中:16为A滑台，17为B滑台，18为C滑台，19为D滑台，20为E滑台，21为主轴单元。
[0015]图6本发明第三实施例的主体结构示意图；其中:22为移动龙门架，23为伺服电机，24为滚动丝杆,25为Y向滑台，26为主轴单元,27为平置直排式刀库,28为滚动导轨，30为Z向滑台。
[0016]图7是图6的侧面结构示意图；其中29为无杆汽缸。
【具体实施方式】
[0017]参照图3所示加工件,它需要加工6个牙孔、6个沉孔、2个定位孔,另外相同结构产品还有最少5种规格，它们结构都是这类法兰型，只是尺寸上有几毫米的来去，其每种规格月需求量都在5千左右。由于孔间距比较小，多轴器一次难以使用，并且其两个定位销孔的间距要求在正负0.03毫米以内，用多轴器精度也难以保证；如果用组合起来的专机，其最少要7个多轴器才组合完成各孔的加工，而且精度还没有保障；另外其品种又比较多，但单品种的数量又不多，开发专机的话每种都需要一台，设备成本就很高；而且该类产品的尺寸与形位每年都有可能变化，因而用专机相对很没有保障；用传统单轴加工中心虽加工精度得到保证，但效率又很低。然而采用本发明中实施例一中的14主轴加工中心，其就可有效解决该类零件的加工问题。
[0018]实施例1:参照图1、2所示，本实施例该加工中心采用移动龙门的架构；其乂向采用两个数控伺服电机与滚动丝杆7组成的的传动机构来同步推动移动龙门架3的来回精确移动。其安装在移动龙门架3上的Y向滑台4用2号伺服电机9与2号滚动丝杆8带动其来回精确移动。Z向滑台5安装在Y向滑台4上，其Z向滑台5采用两个3号伺服电机11与两个3号滚动丝杆10推动一个安装有14个带有自动换刀装置的BT30加工中心主轴单元6的滑台板，14个主轴单元6采用一字等距排列；在Z向滑台5的滑台板与Y向滑台4的滑台板间，安装了两根氮气平衡缸12，该氮气平衡缸12的拉力刚好等于Z向滑台5滑板上加载的全部垂直重力总和。工件安装台采用两等分液压回转分度工作台2，在回转台的中间装了一块有机玻璃板13，用于挡加工中的铁屑与冷却液；回转分度工作台2后方装有一个平置式直排刀库14。
[0019]工作时，先在回转分度工作台2的前半部分上装好工件，按启动键后，回转分度工作台2转位；接着就可对回转分度工作台2的另一半进行装卸工件，与此同时系统自动与移动龙门架3、Y向滑台4、Z向滑台5组成三维系统，进行加工产品；当要换刀时，Z向滑台5升到顶部，然后移动龙门架3移至刀库14要交换的刀具位上方，Z向滑台5伸下去进行刀具的更换；刀具更换好后，Z向滑台5再升到顶部，移动龙门架3移至加工件处进行加工产品。当工件装卸好后，按一下启动键，系统即可等回转分度工作台2后半部分工件加工好后，自动转位；如果回转分度工作台2的后半部分工作已经加工好了，而前半部分的工件还没装卸好，此时系统会等着工件装卸好后，按了启动键之后才会开始工作。
[0020]上述实施例1中采用了一字等距排开的14主轴形式，实际应用中可以根据工作条件采用更多主轴及不同排列方式的结构，例如矩阵排列、蛇形排列。刀库方式也可采用链条平置式，以及专利号为200880010051.5的加工中心的自动交换工具装置，不同结构的平置式刀库结构均可根据工作条件在本发明中使用；刀库也可用数控、汽动、液压来驱动。
[0021]实施例2:参照图5所示，本实施例与第一实施例不同在于:Z向滑台采用了 A滑台16、B滑台17、C滑台18、D滑台19、E滑台20共五个并列滑台组成，并且每个滑台的滑板上各装了两个带有打刀油缸的加工中心主轴单元21。本实施例相对实施例一的好处在于，当加工件深度公差要求比较一致时，可以仅用五把刀来进行加工，由于是独立伺服滑台，其深度可以很容易的通过输入参数来调整。
[0022]上述实施例2中Z向滑台采用了五个并列的数控伺服滑台结构，实际应用中可以根据工作条件采用两个及更多的滑台并列结构；其每个滑台的滑板也可安装一个或两个以上主轴。
[0023]实施例3:参照图6、7所示，本实施例与第一实施例不同在于:一、Z向滑台30直接安装在移动龙门架22上，并采用两套伺服电机23与滚动丝杆24组成的同步传动机构来实现Z轴的精确移动；二、Y向滑台25装在Z向滑台30上，Y向滑台25上安装有14个带有打刀油缸的加工中心主轴单元26 ;三、刀库27通过滚动导轨28安装在底座上，并与移动龙门架22平行移动，换刀时采用无杆汽缸29进行推进到底，然后再由移动龙门架22、Z向滑台30、Y向滑台25组成三维系统进行换刀。
[0024]本实施例相对实施例一的好处在于，由于Z向滑台30直接安装在移动龙门架22上，因而Z向行程容易设计得比较高；另外由于刀库27可与移动龙门架22平行移动，因而整机长度可缩短。
[0025]上述实施例3中刀库也可通过滚动导轨安装在移动龙门架上，并用伺服电机与滚动丝杆来传动该刀库。
[0026]以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员，在本发明的领域内所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
【权利要求】
1.一种移动龙门式多主轴数控钻铣中心,该数控钻铣中心主体采用移动梁式龙门加工中心框架，它主要由底座、移动龙门架、工件安装台、Y向滑台、Z向滑台、主轴单元、控制系统组成；其特征在于:工件安装台直接安装在底座上；在工件安装台的另一端，并在移动龙门架的行程内，安装有平置式刀库；Y向或Z向滑台的滑板上安装有三个或三个以上设置有自动换刀机构的主轴单元；其移动龙门架、Y向滑台、Z向滑台采用数控伺服驱动。
2.根据权利要求1所述的移动龙门式多主轴数控钻铣中心,其特征在于:所述的工件安装台采用回转分度工作台。
3.根据权利要求2所述的移动龙门式多主轴数控钻铣中心，其特征在于:所述的回转分度工作台采用两等分式回转分度工作台。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的移动龙门式多主轴数控钻铣中心，其特征在于:所述的移动龙门架采用左右各一套数控电机加丝杆的位移传动机构。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的移动龙门式多主轴数控钻铣中心，其特征在于:所述的Z向滑台的滑板与Y向滑台的滑板间安装有立式平衡缸。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的移动龙门式多主轴数控钻铣中心，其特征在于:所述的回转分度工作台上可以根据工作条件需求增加一个或一个以上回转工作轴。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的移动龙门式多主轴数控钻铣中心，其特征在于:所述的Y向滑台安装在移动龙门架上，Z向滑台安装在Y向滑台上，Z向滑台为并列多数控伺服滑台结构。
8.根据权利要求7所述的移动龙门式多主轴数控钻铣中心，其特征在于:所述的并列多数控伺服滑台的滑板上安装有两个主轴。
【文档编号】B23Q1/26GK103786028SQ201210433064
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月4日 优先权日:2012年11月4日
【发明者】林志贺 申请人:林志贺