CN104169028A - 车削复合加工中心 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种车削复合加工中心。在根据本发明的车削复合加工中心中，在底座(101)上,刀架(103)通过移送台(104)沿X轴进行运动，尾座(105)沿Z轴方向进行运动，主轴箱(102)沿C轴方向进行运动，并且车削复合加工中心包括：使上述主轴箱(102)在由上述X轴及上述Z轴形成的平面坐标上沿B轴进行摇摆(swing)的B轴摇摆运动单元(110)；以及使上述主轴箱(102)沿与上述X轴及上述Z轴交叉的Y轴进行上升/下降(up/down)的Y轴上升/下降运动单元(120)。

Description

车削复合加工中心
技术领域
本发明涉及车削复合加工中心，更详细而言，涉及在原有的3轴运动结构的基础上进一步进行完善而使主轴箱能够进行Y轴上升/下降运动和B轴摇摆运动，从而能够容易执行复合加工的车削复合加工中心。
背景技术
机床之中具有代表性的是车床、铣床、加工中心等。其中车床还被称为车削加工中心，起到使加工对象快速旋转之后使工具接近而加工工件的作用。
图1是根据现有技术的车削加工中心的示意图。
参照图1，原有的车削加工中心构成为3轴运动结构，即：刀架3在底座1上通过移送台4沿X轴进行运动，尾座5沿Z轴方向进行运动，主轴箱2沿C轴方向进行运动。通过这种X轴、Z轴以及C轴的运动或者移送、旋转来对加工物进行加工。
然而，在具有如图1所示的结构的情况下，虽然能够进行简单工件的加工，但是实际上难以进行工件的复合加工。
如果，能够进行主轴箱2沿着与图1的X轴及Z轴交叉的Y轴进行上升/下降(up/down)的Y轴上升/下降运动，并且能够进行在由X轴及Z轴形成的平面坐标上进行摇摆(swing)的B轴摇摆运动，则与原有的3轴移送结构一起，能够形成总计5轴运动(移送)结构，随之期待能够容易对复杂的工件进行加工，因此要求对此进行研究开发。
发明内容
技术课题
于是，本发明用于解决如上所述的问题，其目的是提供在原有的3轴运动结构的基础上进一步进行完善而使主轴箱能够进行Y轴上升/下降运动和B轴摇摆运动，从而能够容易执行复合加工的车削复合加工中心。
解决技术课题的方法
为解决上述目的，本发明提供一种车削复合加工中心，在该车削复合加工中心中，在底座上，刀架通过移送台沿X轴进行运动，尾座沿Z轴方向进行运动，主轴箱沿C轴方向进行运动，上述车削复合加工中心包括：使上述主轴箱在由上述X轴及上述Z轴形成的平面坐标上沿B轴进行摇摆(swing)的B轴摇摆运动单元；以及使上述主轴箱沿与上述X轴及上述Z轴交叉的Y轴进行上升/下降(up/down)的Y轴上升/下降运动单元。
并且，本发明针对上述的本发明的一个实施例，还提供如下具体的实施例。
根据本发明的一个实施例，B轴摇摆运动单元可以包括：B轴主体；配置在上述B轴主体的内侧，并与上述主轴箱连接而与上述主轴箱一起进行摇摆运动的摇摆单元；与上述摇摆单元啮合而传递摇摆动力的摇摆动力传递单元；与上述摇摆动力传递单元连接而产生旋转动力，并利用所产生的旋转动力使上述摇摆动力传递单元进行摇摆运动的B轴摇摆动力产生单元；以及用于连接上述B轴摇摆动力产生单元与摇摆动力传递单元的B轴连接器。
根据本发明的一个实施例，摇摆单元是滚齿凸轮，摇摆动力传递单元可以由与上述滚齿凸轮进行齿轮啮合的蜗杆轴构成。
根据本发明的一个实施例，这种蜗杆轴的两端部可以由轴承支撑。
根据本发明的一个实施例，Y轴上升/下降运动单元可以包括：以与上述滚齿凸轮的形状相同的形状形成于上述滚齿凸轮的内侧，并与上述主轴箱一起进行动作的Y轴导向件；沿着上述Y轴方向较长地配置，并与上述Y轴导向件连接的动力传递单元；产生用于进行上述Y轴上升/下降运动的动力的Y轴动力产生单元；用于连接上述动力传递单元与上述Y轴动力产生单元的Y轴连接器；以及用于支撑上述动力传递单元和上述Y轴动力产生单元，并在内侧具备轴承的进给箱。
根据本发明的一个实施例，动力传递单元可以由滚珠丝杠构成。
根据本发明的一个实施例，B轴摇摆动力产生单元和Y轴动力产生单元可以由伺服电机构成。
发明效果
根据本发明，在原有的3轴运动结构的基础上进一步进行完善而使主轴箱能够进行Y轴上升/下降运动和B轴摇摆运动，从而具有容易执行复合加工的效果。
附图说明
图1是根据现有技术的车削加工中心的示意图。
图2是根据本发明的一个实施例的车削复合加工中心的示意图。
图3是对应于图2的立体图。
图4是图3的主要部分放大图，是表示主轴箱的Y轴上升/下降运动的图。
图5是图3的主要部分放大图，是表示主轴箱的B轴摇摆运动的图。
图6及图7分别是用于说明Y轴上升/下降运动单元和B轴摇摆运动单元的图3的主要部分剖切立体图。
图8及图9是分别用于说明Y轴上升/下降运动单元和B轴摇摆运动单元的图3的主要部分剖视图。
标号说明
101：底座                    102：主轴箱
103：刀架                    104：移送台
105：尾座                    110：B轴摇摆运动单元
111：B轴主体                 112：B轴伺服电机
113：滚齿凸轮                114：蜗杆轴
115：B轴连接器               116：轴承
120：Y轴上升/下降运动单元    121：Y轴伺服电机
122：滚珠丝杠                123：Y轴导向件
124：进给箱                  125：Y轴连接器
126：轴承
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明。
图2是根据本发明的一个实施例的车削复合加工中心的示意图，图3是对应于图2的立体图，图4是图3的主要部分放大图，是表示主轴箱的Y轴上升/下降运动的图，图5是图3的主要部分放大图，是表示主轴箱的B轴摇摆运动的图，图6及图7是分别用于说明Y轴上升/下降运动单元和B轴摇摆运动单元的图3的主要部分剖切立体图，而且，图8及图9是分别用于说明Y轴上升/下降运动单元和B轴摇摆运动单元的图3的主要部分剖视图。
参照这些附图，首先参照图2至图5，根据本发明的一个实施例的车削复合加工中心包括3轴运动结构，即：刀架103在底座101上通过移送台104沿X轴进行运动，尾座105沿Z轴方向进行运动，主轴箱102沿C轴方向进行运动。
这种3轴运动结构同样适用于图1所说明的一般的车削加工中心。
但是，在根据本发明的一个实施例的车削复合加工中心中，除了包括上述的3轴运动结构之外，还包括主轴箱102沿着与图2的X轴及Z轴交叉的Y轴进行上升/下降(up/down)的Y轴上升/下降运动结构、以及主轴箱102在由图2的X轴及Z轴形成的平面坐标上进行摇摆(swing)的B轴摇摆运动结构，因此能够形成总计5轴运动(移送)结构。
因此，与现有技术不同，具有能够进行从简单工件的加工到复杂工件的加工的各种加工作业的优点。
在根据本发明的车削复合加工中心中，刀架103在底座101上通过移送台104沿X轴进行运动，尾座105沿Z轴方向进行运动，主轴箱102沿C轴方向进行运动，并且车削复合加工中心包括：使主轴箱102在由X轴及Z轴形成的平面坐标上沿B轴进行摇摆(swing)的B轴摇摆运动单元110；以及使主轴箱102沿与X轴及上述Z轴交叉的Y轴进行上升/下降(up/down)的Y轴上升/下降运动单元120。
首先，具体说明使主轴箱102在由图2的X轴及Z轴形成的平面坐标上沿B轴进行摇摆(swing)的B轴摇摆运动单元110。
如图6及图8所示，在本发明的优选的一个实施例中，B轴摇摆运动单元110具备B轴主体111、摇摆单元、摇摆动力传递单元、B轴摇摆动力产生单元、以及B轴连接器115。摇摆单元配置在B轴主体111的内侧。这种摇摆单元与主轴箱102连接而与主轴箱102一起进行摇摆运动。在本发明的优选的另一实施例中，这种摇摆单元也可以由滚齿凸轮113(ROLLER GEAR CAM)构成。摇摆动力传递单元与摇摆单元相啮合而传递摇摆动力。优选摇摆动力传递单元由与滚齿凸轮113进行齿轮啮合的蜗杆轴114(WORM SHAFT)构成。B轴摇摆动力产生单元与摇摆动力传递单元连接并产生旋转动力。在根据本发明的优选的另一实施例中，这种B轴摇摆动力产生单元可以由伺服电机112构成。利用由B轴摇摆动力产生单元产生的旋转动力使摇摆动力传递单元进行摇摆运动。B轴连接器115用于连接B轴摇摆动力产生单元与摇摆动力传递单元。在本发明的优选的实施例中，B轴摇摆运动单元110具有如下结构，即：在B轴主体111的内侧配置滚齿凸轮113和蜗杆轴114，利用B轴连接器115直接连接B轴伺服电机112与蜗杆轴114。
优选的是，蜗杆轴114的两端部由轴承116支撑。因此，能够确保蜗杆轴114的顺利的旋转运行。
根据这种结构，若B轴伺服电机112的正反方向旋转力经由B轴连接器115传递到蜗杆轴114，则蜗杆轴114在向正反方向旋转的同时使滚齿凸轮113沿着与此正反方向交叉的方向即B轴方向进行左右旋转。由此，主轴箱102能够进行B轴摇摆运动。
接着，具体说明使主轴箱102沿与图2的X轴及Z轴交叉的Y轴进行上升/下降(up/down)的Y轴上升/下降运动单元120。
如图7及图9所示，Y轴上升/下降运动单元120包括Y轴导向件123、动力传递单元、Y轴动力产生单元、Y轴连接器125、以及进给箱124。Y轴导向件123以与滚齿凸轮113的形状相同的形状形成于滚齿凸轮113的内侧，并且与主轴箱102一起进行动作。动力传递单元沿着Y轴方向较长地配置，并且与Y轴导向件123连接。优选的是，这种动力传递单元由滚珠丝杠122构成。由Y轴动力产生单元产生用于进行Y轴上升/下降运动的动力。在本发明的优选的另一实施例中，Y轴动力产生单元可以由伺服电机121构成。Y轴连接器125用于连接动力传递单元与Y轴动力产生单元。进给箱124用于支撑动力传递单元和Y轴动力产生单元。并且，进给箱124在其内侧具备轴承126。
为了使主轴箱102沿Y轴进行上升/下降运动，若Y轴伺服电机121动作，则Y轴伺服电机121的旋转力经由滚珠丝杠122传递到Y轴导向件123，Y轴导向件123与主轴箱102一起沿Y轴进行上升/下降运动。
此时，因滚珠丝杠122的旋转而想要向左右旋转的滚齿凸轮113如上所述，随着B轴伺服电机112保持停止状态，被控制成仅向上或向下进行运动。并且，形成于滚齿凸轮113的内侧且形状与滚齿凸轮113的形状相同的Y轴导向件123也一起向左右旋转。如此，当向左右旋转时，对沿着与Y轴导向件123连接的滚珠丝杠122的槽想要上下运动的主轴箱102进行反向控制，以使Y轴伺服电机112保持当前位置，从而B轴被控制成仅向左右运动。
如此，根据本发明，在原有的3轴运动结构的基础上，通过进一步进行完善而使主轴箱102能够进行Y轴上升/下降运动和B轴摇摆运动，从而能够容易执行复合加工。
如上所述，本发明并不限于所记载的实施例，对于本领域技术人员而言，在图不脱离本发明的思想及范围的情况下能够进行各种修改及变形。因此，这种修改例或变形例也应属于本发明的权利请求范围。
产业上的可利用性
本发明涉及车削复合加工中心，更详细而言，涉及在原有的3轴运动结构的基础上进一步进行完善而使主轴箱能够进行Y轴上升/下降运动和B轴摇摆运动，从而能够容易执行复合加工的车削复合加工中心。

Claims (7)

1.一种车削复合加工中心，在该车削复合加工中心中，在底座(101)上，刀架(103)通过移送台(104)沿X轴进行运动，尾座(105)沿Z轴方向进行运动，主轴箱(102)沿C轴方向进行运动，其特征在于，上述车削复合加工中心包括：
使上述主轴箱(102)在由上述X轴及上述Z轴形成的平面坐标上沿B轴进行摇摆的B轴摇摆运动单元(110)；以及
使上述主轴箱(102)沿与上述X轴及上述Z轴交叉的Y轴进行上升/下降的Y轴上升/下降运动单元(120)。
2.根据权利要求1所述的车削复合加工中心，其特征在于，
上述B轴摇摆运动单元(110)包括：
B轴主体(111)；
配置在上述B轴主体(111)的内侧，并与上述主轴箱(102)连接而与上述主轴箱(102)一起进行摇摆运动的摇摆单元；
与上述摇摆单元啮合而传递摇摆动力的摇摆动力传递单元；
与上述摇摆动力传递单元连接而产生旋转动力，并利用所产生的旋转动力使上述摇摆动力传递单元进行摇摆运动的B轴摇摆动力产生单元；以及
用于连接上述B轴摇摆动力产生单元与摇摆动力传递单元的B轴连接器(115)。
3.根据权利要求2所述的车削复合加工中心，其特征在于，
上述摇摆单元是滚齿凸轮(113)，
上述摇摆动力传递单元是与上述滚齿凸轮(113)进行齿轮啮合的蜗杆轴(114)。
4.根据权利要求3所述的车削复合加工中心，其特征在于，
上述蜗杆轴(114)的两端部由轴承(116)支撑。
5.根据权利要求3所述的车削复合加工中心，其特征在于，
Y轴上升/下降运动单元(120)包括：
以与上述滚齿凸轮(113)的形状相同的形状形成于上述滚齿凸轮(113)的内侧，并与上述主轴箱(102)一起进行动作的Y轴导向件(123)；
沿着上述Y轴方向较长地配置，并与上述Y轴导向件(123)连接的动力传递单元；
产生用于进行上述Y轴上升/下降运动的动力的Y轴动力产生单元；
用于连接上述动力传递单元与上述Y轴动力产生单元的Y轴连接器(125)；以及
用于支撑上述动力传递单元和上述Y轴动力产生单元，并在内侧具备轴承(126)的进给箱(124)。
6.根据权利要求5所述的车削复合加工中心，其特征在于，
上述动力传递单元是滚珠丝杠(122)。
7.根据权利要求5所述的车削复合加工中心，其特征在于，
上述B轴摇摆动力产生单元和Y轴动力产生单元是伺服电机(112、121)。
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