CN102151883A - 多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备，包括龙门架、床身、数控单元、传动系统和x、y、z轴导轨，所述的数控单元包括x、y、z轴驱动电机，它们安装在龙门架上，其特点是：所述的龙门架的左右两侧上分别设有两根y轴导轨，在龙门架上还设有2～6个独立的同步或异步的动力头以及与之相配套的多套刀具，机床采用电脑生成三维加工图，加工的坐标尺寸输入后由电脑控制每个动力头分别进行加工，相应的控制系统配备伺服电机或步进电机，动力头沿x轴方向在三根导轨上运行，三点固定，所述的传动系统采用丝杆或齿条结构，具有结构简单，成本低廉，加工精度高，稳定性好，加工效率高，适应性广等特点。

Description

多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备

技术领域

本发明涉及机械加工中的机床，具体地说是一种多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备。

背景技术

随着社会不断向前发展，如今的机械行业，在加工制造中不仅追求机械制造的高精度，而且还体现在高速度的加工技术，所以，数控机床是一种应用十分广泛的常用机械加工设备，而利用数控铣床对机械产品进行雕铣加工也是普遍采用的加工形式，它对模具成型、精密加工、尤其是大型精密加工是首选设备之一。现有的一般数控雕铣加工设备，通常由一组数控单元安装在机床后方的立柱上，或装在龙门架上分别由X、Y、Z驱动电机对工件进行三个方向的加工，公开文献也报道了一些新的数控雕铣机床，例如：

1.中国专利：数控雕铣床，申请号：CN200610078857.0，申请日：2006.05.11，公开号：CN1846913，公开日：2006.10.18，申请人：何枫；楼旭峰，地址：浙江省宁海县桥头胡街道新中路30号，发明人：何枫；楼旭峰，摘要：该发明涉及一种数控雕铣床，该数控雕铣床的主轴既具有高效率的铣削加工功能，也具有高精度的雕刻功能。为实现此功能，该数控雕铣床选用3～10KW、恒功率与恒扭矩相结合的主轴电机，选用0.75～2KW的中惯量伺服电机。且为保证机床的刚度，机床非移动部分采用米汉那铸铁整体铸造而成，并采用高低筋配合的网状结构，以使其在满足刚度要求的情况下，尽可能地减少其重量。

2.中国专利：数控雕铣机，申请号：CN200620072672.4，申请日：2006.04.24，公开号：CN2894903，公开日：2007.05.02，申请人：南京四开电子企业有限公司，地址：江苏省南京市光华门外军农路2号，发明人：唐小艳；杜玉湘，摘要：该实用新型公开了一种数控雕铣机，它包括床身、工作台、左右立柱、横梁、连接板、滑板以及数控单元，工作台设在床身上，左右立柱分别设在床身的两侧，沿Y轴移动的横梁设在左右立柱上并通过驱动装置进行驱动，沿X轴移动的连接板设在横梁上，沿Z轴进给的滑板设在连接板上，数控单元与各部件分别连接。该实用新型采用龙门立式结构，可以装夹较大工件，且行程也适当增大。床身与工作台一体，不仅刚性好，而且两者之间不存在安装误差，长时间使用也不会影响加工精度；横梁的X轴导轨截面具有30度的倾角，相应提高了加工精度；横梁采用单端驱动装置，在满足使用要求的基础上减少了成本。

3.中国专利：三维多轴联动数控雕铣机，申请号：CN200810121300.X，申请日：2008.09.24，公开号：CN101491843，公开日：2009.07.29，申请人：袁焕春；潘震州，地址：浙江省瑞安市安阳街道风荷社区鸿英大厦1301号，发明人：袁焕春；潘震州；高斌；郭圣浩；陈世民；柯益荣；范家华；袁晓磊；杨泽成，摘要：该发明涉及一种三维多轴联动数控雕铣机，它特别适用于对大型非金属制品切削、雕铣加工。它包括机座、机身、工作台、工作梁、Z轴向体、Z轴向体支座以及用于控制机床工作的数控单元，工作梁与机身之间通过Y轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Y轴移动，Z轴向体支座与工作梁之间通过X轴向导轨连接并在驱动装置驱动下带动Z轴向体沿X轴移动，Z轴向体与Z轴向支座之间通过Z轴向导轨连接并在驱动装置驱动下沿Z轴移动；将机身设计为框架结构，在机身两条纵向梁上各设置有一条Y轴向导轨，工作梁通过梁支座与机座纵向梁形成导轨连接；在Z轴向体上设置有A轴，A轴在驱动装置的驱动下能水平圆周旋转；在A轴上设置有C轴，C轴在驱动装置的驱动下能作垂直圆周旋转。在数控单元对各个驱动装置的控制下，能实施对大件制品三维五轴的雕铣加工，机床的加工水平更高。

4.中国专利：龙门式数控雕铣机，申请号：CN200820035806.4，申请日：2008.05.08，公开号：CN201192776，公开日：2009.02.11，申请人：南京四开电子企业有限公司，地址：江苏省南京市光华门外军农路2号，发明人：刘明灯；杜玉湘；王康，摘要：该实用新型提供了一种龙门式数控雕铣机，包括龙门式床身、工作台、横梁、垂直进给滑枕和数控单元；所述龙门式床身由底座和设置在底座两侧的立柱构成；横梁架设在两侧的立柱的导轨上并可沿其滑动，且横梁与安装在立柱上的驱动装置连接；垂直进给滑枕通过连接板与横梁上的导轨连接并沿导轨滑动，且连接板与安装在横梁上的横向驱动装置连接；工作台安装在底座上。该龙门式数控雕铣机床身采用龙门立式结构，相对现有定梁式数控雕铣机可以装夹较大工件。

以上公开文献的数控雕铣机床，在小型加工能力的工厂和小批量生产来说是可以的，但在大型或大批量生产中均存在共同的问题：一是设备的承载面积小，刚性差，运行不稳定，二是该类机床只有一个数控单元加工，每加工完一个工件就必须停机更换刀具，这样，不仅浪费了时间，也严重影响了工作效率，而数控机床又是比较昂贵的，所以，如何提高设备的高稳定性下的高效率，一直成为了机械行业非常关注的问题。

发明内容

本发明的目的，即在于提供一种能解决上述不足，加工能力强，结构简单、设备利用率高的多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备。

为实现上述目的，本发明多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备，包括龙门架、床身、数控单元、传动系统和x、y、z轴导轨，所述的数控单元包括x、y、z轴驱动电机，它们安装在龙门架上，其特点是：所述的龙门架的左右两侧上分别设有两根y轴导轨，在龙门架上还设有2～6个独立的同步或异步的动力头以及与之相配套的相同或不同的多套刀具，采用电脑生成三维加工图，加工的坐标尺寸输入后由电脑控制每个动力头进行分别加工，相应的控制系统配备伺服电机或步进电机，动力头沿x轴方向的龙门架上的三根导轨上运行，其中两根导轨设在龙门架的前方，一根导轨设在龙门架的后方，共三点固定，所述的传动系统采用丝杆或齿条结构。

以上所述的同步的动力头，每一个动力头同步进行同种轮廓形状或不同轮廓形状工位的加工，分别在各区域进行加工，加工区域与上下料区域可循环进行，实现无停机更换工件。

以上所述的异步的动力头，每一个动力头单个或多个动力头进行同种轮廓形状或不同轮廓形状工位的加工，分别在各区域进行加工，加工区域与上下料区域可循环进行，实现无停机更换工件。

以上所述的导轨，采用30～60的直线导轨与之相配套，以提高龙门架运行的精度和稳定性。

同现有技术相比，本多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备的有益效果是：

1.结构简单，成本低廉。本发明在龙门架的横轴上布置有多个单体动力头，每个动力头均由电脑生成三维加工图，加工的坐标尺寸输入后由电脑分别控制各个动力头进行加工，相应的控制系统配备伺服电机或步进电机。每一个动力头可同步或异步进行同种或不同种轮廓形状工位的加工，也可单个或多个动力头加工，每个动力头装配的刀具可以相同或不同，这样，每个动力头就相当于一台单独的雕(钻)铣数控加工设备，大大节约了设备的成本。

2.加工精度高，稳定性好。多个动力头沿x轴方向在3根导轨上运行，不但在龙门架的前方设有两根导轨，同时还在龙门架的的后方设有一根导轨，Y方向左右两侧各设两根导轨；使X轴有三点固定，Y轴在上下左右四点固定，这样，动力头运行在X轴和Y轴的导轨上的稳定性更高，另外，由于采用30～60的直线导轨与之相配套，大大提高了龙门架运行的精度，使得每一动力头的同步能力可实现零滞后，每一工位加工尺寸精度误差可达到0.1～0.02mm范围。

3.加工效率高，适应性广。本发明将多个工件同时安装在工作台上，每一个动力头可分区域进行加工，加工区域与上下料区域可循环进行，实现无停机更换工件，而且，每一个动力头可配不同的刀具，与现有的需要停机更换工件相比，大大提高了加工效率，安全性能可靠，本设备不但适合加工各种成型的工模夹具，尤其适合大型的大批量的高精度的零部件的切削、雕铣加工生产。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视结构示意简图。

图2是本发明实施例1的左视结构示意简图。

图3是本发明实施例1的俯视结构示意简图。

图4是本发明实施例2的主视结构示意简图。

图5是本发明实施例2的左视结构示意简图。

图6是本发明实施例2的俯视结构示意简图。

附图标记说明：

龙门架1、床身2、动力头3、x轴前导轨4、z轴驱动电机5、z轴导轨6、y轴驱动电机7、y轴导轨8、x轴驱动电机9、x轴后导轨10、主轴电机11、刀具12、工作台13、工件14、丝杆15。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备作进一步的说明。

实施例1

如图1～3所示，是本发明在龙门架1上设有三个独立的同步的动力头3以及与之相配套的三套刀具，传动系统采用丝杆结构的加工工件示意图。它包括龙门架1、床身2、动力头3、x轴前导轨4、z轴导轨6、y轴导轨8、x轴后导轨10、主轴电机11、刀具12、工作台13、工件14和丝杆15，床身2上有龙门架1，龙门架1安装有数控单元和3个独立的同步的动力头3，动力头3上各配置有一个主轴电机11和一套刀具12，刀具12和主轴电机11连接，所述的数控单元包括x轴驱动电机9、y轴驱动电机7和z轴驱动电机5，数控单元运行在x轴导轨、y轴导轨8和z轴导轨6上，其中x轴导轨在龙门架1的前方设有两根x轴前导轨4，在龙门架1的后方设有一根x轴后导轨10，龙门架1的左右两侧上分别设有两根y轴导轨8，动力头3运行在龙门架1的z轴导轨6上，工作台1安装有工件14，系统的传动系统通过丝杆15传动结构方式。加工时，按照加工工件的形状，采用电脑生成三维加工图，加工的坐标尺寸输入后由电脑控制每个动力头分别进行加工，相应的控制系统配备伺服电机或步进电机，在工作台的两个工作区域上安装若干个加工工件毛坯，起动电源，当第一个工作区域的工件14加工完毕，自动转到另一个工作区域工作，操作工人将第一个工作区域成型的加工工件14换下，更换上新的加工工件毛坯；当第二个工作区域的工件14加工完毕，自动转回第一个工作区域工作，操作工人将第二个工作区域成型的加工工件14换下，更换上新的加工工件毛坯……，如此循环反复，直至所有的加工工件14加工完毕为止。

实施例2

如图4～5所示，是本发明在龙门架1上设有四个独立的异步的动力头以及与之相配套的四套刀具，传动系统采用丝杆结构的加工工件示意图。它包括龙门架1、床身2、动力头3、x轴前导轨4、z轴导轨6、y轴导轨8、x轴后导轨10、主轴电机11、刀具12、工作台13、工件14和丝杆15，床身2上有龙门架1，龙门架1安装有数控单元和四个独立的异步的动力头3，动力头3上各配置有一个主轴电机11和一套刀具12，刀具12和主轴电机11连接，所述的数控单元包括x轴驱动电机9、y轴驱动电机7和z轴驱动电机5，数控单元运行在x轴导轨、y轴导轨8和z轴导轨6上，其中x轴导轨在龙门架1的前方设有两根x轴前导轨4，在龙门架1的后方设有一根x轴后导轨10，龙门架1的左右两侧上分别设有两根y轴导轨8，动力头3运行在龙门架1的z轴导轨6上，工作台1安装有工件14，系统的传动系统通过丝杆15传动结构方式。加工时，按照加工工件的形状，采用电脑生成的三维加工图，加工的坐标尺寸输入后由电脑控制每个动力头分别进行加工，相应的控制系统配备伺服电机或步进电机，在工作台的两个工作区域上安装若干个加工工件毛坯，起动电源，当第一个工作区域工件14加工完毕，自动转到另一个工作区域工作，操作工人将第一个工作区域成型的加工工件14换下，更换上新的加工工件毛坯；当第二个工作区域的工件14加工完毕，自动转到第一个工作区域工作，操作工人将第二个工作区域成型的加工工件14换下，更换上新的加工工件毛坯……，如此循环反复，直至所有的加工工件14加工完毕为止。

Claims (4)

1.一种多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备，包括龙门架(1)、床身(2)、数控单元、传动系统和x、y、z轴导轨，所述的数控单元包括x、y、z轴驱动电机，它们安装在龙门架(1)上，其特征在于：所述的龙门架(1)的左右两侧上分别设有两根y轴导轨，在龙门架(1)上还设有2～6个独立的同步或异步的动力头(3)以及与之相配套的相同或不同的多套刀具，采用电脑生成三维加工图，加工的坐标尺寸输入后由电脑控制每个动力头分别进行加工，相应的控制系统配备伺服电机或步进电机，动力头沿x轴方向的龙门架(1)上有三根导轨，其中的两根设在龙门架(1)的前方，一根设在龙门架(1)的后方，共三点固定，所述的传动系统采用丝杆或齿条结构。

2.根据权利要求1所述的多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备，其特征在于：所述的同步的动力头(3)，每一个动力头同步进行同种轮廓形状或不同轮廓形状工位的加工，分别在各区域进行加工，加工区域与上下料区域可循环进行。

3.根据权利要求1所述的多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备，其特征在于：所述的异步的动力头(3)，每一个动力头单个或多个动力头(3)进行同种轮廓形状或不同轮廓形状工位的加工，分别在各区域进行加工，加工区域与上下料区域可循环进行。

4.根据权利要求1所述的多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备，其特征在于：所述的导轨，采用30～60的直线导轨与之相配套。

Images