CN103465110A - 三主轴立式加工中心机床结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了三轴立式加工中心，包括有底座1，横梁5固定安装在底座1的上平面上，横架5的上平面滑动设置有鞍座6，鞍座6的上平面有滑动连接有立柱4，立柱4的后侧面滑动连接有主轴头3，主轴头3可同时并排安装三根主轴，立柱4的下平面滑动连接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑动连接在横架5的上平面上，提高了数控机床的加工效率三倍，也减少了上下料待机时间，减少了批量生产时所需要的机床台数及操作人员和厂地面积。

Description

三主轴立式加工中心机床结构

技术领域

本发明属于一种数控机床，具体是一种新型具有三根主轴同时加工的立式加工中心，配有三根主轴可同时换刀机构，也可以配第四轴转台完成多面加工。

背景技术

目前单主轴数控机床的应用，由于置了换刀机构及四轴或五轴旋转台，它在零件的加工，无论要精度、多面加工、效率及柔性较传统机床或专用机床为优。至于专用机床加工，效率较高，但它是针对某一特定零件大批生产的。若变换零件，则需要全面更改主轴头的设计，属于一种刚性加工线。单轴数控加工中心，虽然它的效率不及专机，但具有柔性，改变数控程序则可适应不同零件加工需要。单主轴数控加工中心每次只有一根主轴在加工因此机床的加工效率的发挥是受到限制的。今日由于市场竞争，操作人员的缺乏加工营运成本增加，场地等因索，对零件加工的成本有直接的影响。所以需要开发多主轴同时加工，并同时具有自动换刀功能，来提高机床加工效率，减少操作人员节省能源和场地。如此才能降低零件加工成本。因而与单主轴立式加工中心在设计机床结构上的理念，必须有新的突破，要解决三根主轴同时换刀的技巧。再配置第四轴旋转台，则可达到三主轴同时多面零件加工，提高机床加工效率。

发明内容

    本发明的目的是提供一种三主轴立式加工中心机床结构，具备三根主轴，具有三主轴同时自动换刀功能，可同时加工，并能达到单主轴数控机床加工的功能和加工质量的要求。在与单主轴数控机床比较，以一个工件的工时间，可以完成三件零件加工，提高了数控机床的加工效率三倍，也减少了上下料待机时间，减少了批量生产时所需要的机床台数及操作人员和厂地面积。

本发明的技术方案如下：

三轴立式加工中心，包括有底座1，横梁5固定安装在底座1的上平面上，横架5的上平面滑动设置有鞍座6，鞍座6的上平面有滑动连接有立柱4，立柱4的后侧面滑动连接有主轴头3，主轴头3可同时并排安装三根主轴，立柱4的下平面滑动连接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑动连接在横架5的上平面上，所以主轴头3内的三根主轴可随主轴头3、立柱4、鞍座6可作左右X轴、前后Y轴、上下Z轴方向运动，底座1前端的台阶面上与横架5的两立柱内侧固定安装有刀库7，底座1后端的台阶面上固定安装有四轴转台2。

所述的四轴转台2是固定安装在底座1的后端台阶面上，四轴转台两端圆盘上固定连接有桥板，桥板可绕Y、Z平面作360度旋转运动，实现第四轴联动功能。

所述的刀库7是安装在底座1的前端上台阶面、横架5的两裆内，由气缸、马达链条带动刀夹及刀具作前后运动以及旋转运动，实现送刀和换刀功能。

三主轴立式数控加工中心，是以同时实现三主轴切削功能。

将主轴头3内并排安装三根主轴，每根主轴直联马达，实现三根主轴、三把刀具、三个零件同时铣、钻、攻牙等功能。

主轴头3的前侧面连接在立柱4后侧面上；立柱4的下平面安装在鞍座6的上平面上；鞍座6的下平面安装在横架5的上平面上；横架5的下平面固定安装在底座1的前上平面上，通过马达带动，实现三主轴能同时作X轴左右方向、Y轴前后方向、Z轴上下方向滑动运动功能。

四轴转台2下平面固定安装在底座的后上平面上，中间桥板固定安装在四轴转台2两端圆盘上，在马达的驱动下，作360旋转，实现第四轴功能。

刀库7的下平面固定安装在底座1的上平面上，在马达的驱动下，使刀夹及刀具作前后滑动运动和左右360度旋转运动，实现三主轴能一次同时交换三把刀具的功能。

本发明结构说明：

1：底座1是一个载体。所承载的主要部件有横架5、鞍座6、立柱4、内并排镶嵌有三根主轴的主轴头3和四轴转台2及刀库7，够成三主轴立式加工中心机床。

2：横架5的下平面固定安装在底座1的前上台阶面上，横梁5的上平面，通过滑轨、滑块连接有鞍座6，鞍座6以马达为驱动，螺母、螺杆为传动机构，带动鞍座6作X轴左右方向滑动运动；立柱4的下平面，通过滑轨、滑块连接在鞍座6的上平面上，立柱4以马达为驱动，螺母、螺杆为传动机构，带动立柱4作Y轴前后方向滑动运动；主轴头3的前侧面，通过滑轨、滑块连接在立柱4的后侧面上，主轴头3以马达为驱动，螺母、螺杆为传动机构，带动三根主轴作Z轴上下方向滑动运动。通过系统指令控制，构成X轴、Y轴、Z轴联动功能。

3：四轴转台2的下平面固定连接在底座1的后上台阶面上，两圆盘由中间桥板固定连接在一起。以马达为驱动，蜗轮、蜗杆为传动机构，带动圆盘和桥板，作正反360度旋转运动，构成第四轴功能。通过系统指令控制，可构成四轴联动功能。

  4：刀库7基座的下平面固定安装在底座1的上平面上，以气压为驱动，气缸、活塞为传动机构，带动刀夹及刀具在Y方向作前后滑动运动，构成送刀和卸刀功能；以马达为驱动，蜗轮、蜗杆为传动机构，带动链条和刀夹及刀具作360度旋转运动，在三组传感器分别配合每一根主轴检测刀具构成和在主轴头3的配合下三根主轴同时换刀的功能。

5.可实现四轴联动和三把刀具同时交换功能。

根据权利要求1-4所述的三轴立式加工中心机床结构，其特征在于所述的并且三根主轴配四轴转台可同时作旋转运动，实现切削功能。三根主轴可以与刀库7配合完成三主轴同时抓刀及换刀功能。

本发明的动作原理：

本发明的动作原理是：鞍座6、立柱4、和主轴头3之间的滑动连接机构，均由伺服电机提供驱动力，所有传动机构，均由CNC数控系统控制。当操作程序需X向运动时，CNC控制系统输出移动鞍座6左右运动的伺服马达启动指令，马达启动，并通过滚珠丝杆、螺母、滑轨和滑块带动鞍座6左右运动；当操作程序需Y向运动时，CNC控制系统输出移动立柱4前后运动的伺服马达启动指令，马达启动，并通过滚珠丝杆、螺母、滑轨和滑块带动立柱4前后运动；当操作程序需Z向运动时，CNC控制系统输出移动主轴头3上下运动的伺服马达启动指令，马达启动，并通过滚珠丝杆、螺母、滑轨和滑块带动主轴头3上下运动；当得到CNC系统切削的指令后，三主轴马达启动，带动三主轴和切削刀具旋转，进入切削程序；当操作程序需四轴转台旋转运动时，CNC控制系统输出转动四轴转台2旋转运动的伺服马达启动指令，马达启动，并通过蜗杆、蜗轮带动四轴转台2正反旋转运动；当操作程序需进行选择刀时，CNC控制系统输出转动刀库7旋转运动的伺服马达启动指令，停止在需要的刀位，PLC控制系统输出指令，控制气缸、活塞带动刀库7向前Y方向运动，停在设定位置，等待主轴头3抓刀,由CNC控制立柱4马达启动，带动主轴头3进入抓刀位置，主轴头3马达启动，带动主轴向下抓刀三根主轴同时抓刀，然后立柱4马达启动带动主轴头3离开抓刀位置，进行下一步加工程序。四轴转台2马达启动，通过蜗轮、蜗杆带动作正反360度旋转运动。可作X、Y、Z、U四轴联动运动。当三主轴头3完成加工程序，需要换新刀具时，在三主轴头3已有的刀具要放回到刀库7空刀夹位置，才能实行抓新刀的动作。

附图说明

图1三主轴立式加工中心机床结构图。

图2三主轴立式加工中心机床分解图。

具体实施方式

参见附图，三轴立式加工中心，包括有底座1，横梁5固定安装在底座1的上平面上，横架5的上平面滑动设置有鞍座6，鞍座6的上平面有滑动连接有立柱4，立柱4的后侧面滑动连接有主轴头3，主轴头3可同时并排安装三根主轴，立柱4的下平面滑动连接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑动连接在横架5的上平面上，所以主轴头4内的三根主轴可随主轴头3、立柱4、鞍座6可作左右X轴、前后Y轴、上下Z轴方向运动，底座1前端的台阶面上与横架5的两立柱内侧固定安装有刀库7，底座1后端的台阶面上固定安装有四轴转台2，四轴转台2是固定安装在底座1的后端台阶面上，四轴转台两端圆盘上固定连接有桥板，桥板可绕Y、Z平面作360度旋转运动，实现第四轴联动功能，刀库7是安装在底座1的前端上台阶面、横架5的两裆内，由气缸、马达链条带动刀夹及刀具作前后及旋转运动，在三组传感器检测刀具配合实现送刀和换刀功能。

Claims (3)

1.三轴立式加工中心，其特征在于：包括有底座（1），横梁（5）固定安装在底座（1）的上平面上，横架（5）的上平面滑动设置有鞍座（6），鞍座（6）的上平面有滑动连接有立柱（4），立柱（4）的后侧面滑动连接有主轴头（3），主轴头（3）可同时并排安装三根主轴，立柱（4）的下平面滑动连接在鞍座（6）的上平面上，鞍座（6）的下平面滑动连接在横架（5）的上平面上，所以主轴头（4）内的三根主轴可随主轴头（3）、立柱（4）、鞍座（6）可作左右（X轴）、前后（Y轴）、上下（Z轴）方向运动，底座（1）前端的台阶面上与横架（5）的两立柱内侧固定安装有刀库（7），底座（1）后端的台阶面上固定安装有四轴转台（2）。

2.根据权利要求1所述的三主轴立式加工中心，其特征在于：所述的四轴转台（2）是固定安装在底座（1）的后端台阶面上，四轴转台两端圆盘上固定连接有桥板，桥板可绕X轴平面作360度旋转运动，实现第四轴联动功能。

3.根据权利要求1所述的三主轴立式加工中心，其特征在于：所述的刀库（7）是安装在底座（1）的前端上台阶面、横架（5）的两裆内，由气缸、马达链条带动刀夹及刀具作前后运动以及旋转运动，实现送刀和换刀功能。

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