CN104759637B - 复合车床 - Google Patents

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Abstract

复合车床,属于机械车床领域。本发明的包括床身、第一立柱、第二立柱、第一横向滑移机构、第二横向滑移机构、正立主轴机构、倒立主轴机构、第一刀台机构、第二刀台机构和机械手,床身后部平床身,床身的前部设置有加工区,加工区的两侧为斜床身,第一立柱通过第一横向滑移机构安装于所述床身的后部,第二立柱通过第二横向滑移机构安装于所述床身前部,倒立主轴随第一立柱横向运动,正立主轴固定安装于床身前部,第一刀台横向固定安装于床身的前部左侧的斜床身上,第二刀台通过第一竖向滑移机构滑动安装于所述的第二立柱左侧面上;机械手安装于倒立主轴机构的倒立轴座上。现有正倒立车加工效率较低、床身的刚性欠佳的问题。

Description

复合车床
技术领域
本发明属于机械车床领域,尤其与一种复合车床有关。
背景技术
传统的正立车或倒立车在加工短轴类、盘类等回转体零件的正反面加工时,一般通过人工上下料和手动调头,存在工作效率低,加工精度不高,现有一些工厂设计了一种复合车床,将正立车和倒立车组合到一个机床内部,在同个机床上可以依次完成回转体零件的正反面加工,相对增加了工作效率以及加工精度,但是,目前广泛应用的正倒立车存在以下几点问题:布局不够紧凑,占用空间比较大;一般采用平床身,当加工工件比较大时,床身的刚性欠佳,排屑性也不是很好;另外,往往通过手动上料,存在人工成本较高,容易存在安全隐患,自动化程度相对较低。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有正倒立车加工效率较低、床身的刚性欠佳的缺陷,提供一种加工效率高、床身刚性好的复合车床。
为此,本发明采用以下技术方案:复合车床,包括床身、第一立柱、第二立柱、第一横向滑移机构、第二横向滑移机构、正立主轴机构、倒立主轴机构、第一刀台机构和第二刀台机构,第一立柱通过第一横向滑移机构安装于所述床身的后部,第二立柱通过第二横向滑移机构安装于所述床身前部,其特征是,所述的床身后部平床身,床身的前部设置有加工区,加工区的两侧为斜床身,所述倒立主轴机构包括倒立主轴、倒立轴座、第一安装支架、第一竖向滑移机构、第一卡盘和驱动倒立主轴旋转的倒立电机,第一安装支架通过第一竖向滑移机构滑动安装于所述的第一立柱前侧面,所述的倒立轴座固定安装于第一安装支架上,倒立主轴通过轴承支撑竖向安装于倒立轴座内腔中,倒立主轴上端与所述的倒立电机传动连接,所述的第一卡盘安装于倒立主轴的下端并位于所述加工区的上方;所述的正立主轴机构包括正立主轴、正立轴座、第二卡盘和驱动正立主轴旋转的正立电机,正立轴座固定安装于床身的前部,所述的正立主轴通过轴承支撑竖向安装于正立轴座内腔中,正立主轴下端与所述的正立电机传动连接,所述的第二卡盘安装于所述正立主轴的上端,第二卡盘和所述第一卡盘的夹持面相对设置;所述的第一刀台机构包括第一刀台,第一刀台横向固定安装于床身的前部左侧的斜床身上,使第一刀台的刀盘位于加工区内,所述的第二刀台机构包括第二刀台、第二安装支架和第二竖向滑移机构,第二刀台安装于所述的第二安装支架上,第二安装支架通过第一竖向滑移机构滑动安装于所述的第二立柱左侧面上;所述的复合车床还包括机械手,机械手包括安装架、夹爪、夹爪驱动器、连杆和机械手旋转机构,安装架固定安装于所述倒立轴座上,所述机械手旋转机构固定安装于所述的安装架上,所述连杆一端与所述机械手旋转机构连接,连杆另一端呈横向悬伸设置,所述夹爪驱动器固定安装于连杆另一端,所述夹爪与夹爪驱动器连接并由夹爪驱动器驱动夹持工件。
作为对上述技术方案的补充和完善,本发明还包括以下技术特征。
所述的第一横向滑移机构包括第一伺服电机、第一丝杆副、第一导轨副和第一电机支架,第一丝杆副的丝杆和第一导轨副的导轨均横向安装于所述平床身上,所述的第一立柱底部均与所述第一导轨副的滑块和第一丝杆副的螺母座固定连接,所述的第一伺服电机通过第一电机支架固定安装于平床身上,所述的第一丝杆副的丝杆两端分别通过轴承支撑安装于所述的第一电机支架和一轴承支座上,该丝杆的一端与所述的第一伺服电机的电机轴传动连接,驱动第一伺服电机,带动第一丝杆副的丝杆旋转,从而使第一立柱在第一导轨副的导轨上进行左右横向滑移运动。
所述的第二横向滑移机构包括第二伺服电机、第二丝杆副、第二导轨副和第二电机支架,第二丝杆副的丝杆和第二导轨副的导轨均横向安装于所述床身前部右侧,所述的第二立柱底部均与所述第二导轨副的滑块和第二丝杆副的螺母座固定连接,所述的第二伺服电机通过第二电机支架固定安装于所述床身前部右侧,所述的第二丝杆副的丝杆两端分别通过轴承支撑安装于所述的第一电机支架和一轴承支座上,第二丝杆副的丝杆的一端与所述的第二伺服电机的电机轴传动连接,驱动第二伺服电机,带动第二丝杆副的丝杆旋转,从而使第二立柱在第二导轨副的导轨上进行左右横向滑移运动。
所述的第一竖向滑移机构包括第三伺服电机、第三丝杆副、第三导轨副和电机支架,第三导轨副的导轨和第三丝杆副的丝杆竖向安装于所述第一立柱的前侧面上,所述的第一安装支架与所述的第三导轨副的滑块和第三丝杆副的螺母座固定连接,所述的第三伺服电机固定安装于所述的第一立柱顶端,第三丝杆副的丝杆一端与所述第三伺服电机的电机轴传动连接,第三丝杆副的丝杆另一端通过轴承支撑安装于第一立柱前侧面上,驱动第三伺服电机,带动第三丝杆副的丝杆旋转,使第一安装支架在第三导轨副的导轨上进行上下滑移运动。
所述的第二竖向滑移机构包括第四伺服电机、第四丝杆副和第四导轨副,第四导轨副的导轨和第四丝杆副的丝杆竖向安装于所述第二立柱的前侧面上,所述的第二安装支架与所述的第四导轨副的滑块和第四丝杆副的螺母座固定连接,所述的第四伺服电机固定安装于所述的第二立柱,第四丝杆副的丝杆一端与所述第四伺服电机的电机轴传动连接,第四丝杆副的丝杆另一端通过轴承支撑安装于第二立柱前侧面上,驱动第四伺服电机,带动第四丝杆副的丝杆旋转,使第二安装支架在第四导轨副的导轨上进行上下滑移运动。
所述的机械手旋转机构包括摆转气缸、旋转支撑轴和轴承座,旋转支撑轴通过轴承支撑安装于所述的轴承座内,轴承座与所述的安装架固定连接,旋转支撑轴一端与所述的摆转气缸的电机轴传动连接,旋转支撑轴的另一端与所述的连杆固定连接,摆转气缸驱动旋转支撑轴旋转,带动安装于连杆另一端的夹爪以及夹爪驱动器摆转。
所述的复合车床还包括一送料装置,送料装置包括支座、支撑台、循环传送件和驱动循环传送件回转的驱动机构,支座位于所述床身的左侧,支撑台安装于所述支座顶部,所述循环传送件安装于所述的支撑台上,循环传送件上均匀设置有若干个托盘,工件放置于托盘上,循环传送件分成输入段和输出段,输入段的出口端作为上料位,输出段的进口端作为下料位,驱动机构驱动循环传送件循环回转,带动循环传送件上的各个托盘进行循环回转运动。
所述的支撑台设置有悬伸段,悬伸段配合安装于所述床身前部左侧的斜床身上方,减小了机床的占用空间,使机床结构紧凑。
所述的循环传送件为环形传送链,所述的驱动机构包括送料电机和至少两个齿轮组件,每一所述的齿轮组件包括齿轮和齿轮轴,齿轮固定套装于所述的齿轮轴,齿轮轴通过轴承支撑安装于所述的支撑台上,所述的环形传送链套装于所述各个齿轮形成传动连接,所述送料电机的输出轴与其中一个所述的齿轮轴传动连接,送料电机驱动该齿轮轴旋转,齿轮轴带动其上的齿轮旋转,从而带动环形传送链进行循环回转运动。
本发明可以达到以下有益效果:通过在一台机床上同时设置正立主轴和倒立主轴,使一个工件能在一台机床上完成两个端面的加工,省去了装卸工序,大大提高了工作效率,而且在机床上同时配备自动送料机构,提高工作效率;通过将床身的前部设置成斜床身,提高了机床的刚性。
附图说明
图1是本发明立体结构示意图。
图2是本发明所述的机械手的剖面示意图。
图3是本发明所述的机械手结构示意图。
图4是本发明所述的送料机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图1~图4所示,本发明包括床身1、第一立柱12、第二立柱3、第一横向滑移机构、第二横向滑移机构、正立主轴25机构、倒立主轴15机构、第一刀台机构和第二刀台机构,所述的床身1后部平床身,床身1的前部设置有加工区,加工区的两侧为斜床身,第一立柱12通过第一横向滑移机构安装于所述床身1的后部,所述的第一横向滑移机构包括第一伺服电机8、第一丝杆副17、第一导轨副18和第一电机支架9,第一丝杆副17的丝杆和第一导轨副18的导轨均横向安装于所述平床身上,所述的第一立柱12底部均与所述第一导轨副18的滑块和第一丝杆副17的螺母座固定连接,所述的第一伺服电机8通过第一电机支架9固定安装于平床身上,所述的第一丝杆副17的丝杆两端分别通过轴承支撑安装于所述的第一电机支架9和一轴承支座19上,该丝杆的一端与所述的第一伺服电机8的电机轴传动连接,驱动第一伺服电机8,带动第一丝杆副17的丝杆旋转,从而使第一立柱12在第一导轨副18的导轨上进行左右横向滑移运动;
第二立柱3通过第二横向滑移机构安装于所述床身1前部右侧的斜床身上方,所述的第二横向滑移机构包括第二伺服电机2、第二丝杆副、第二导轨副6和第二电机支架,第二丝杆副的丝杆和第二导轨副6的导轨均横向安装于所述床身1前部右侧,所述的第二立柱3底部均与所述第二导轨副6的滑块和第二丝杆副的螺母座固定连接,所述的第二伺服电机2通过第二电机支架固定安装于所述床身1前部右侧,所述的第二丝杆副的丝杆两端分别通过轴承支撑安装于所述的第一电机支架9和一轴承支座19上,第二丝杆副的丝杆的一端与所述的第二伺服电机2的电机轴传动连接,驱动第二伺服电机2,带动第二丝杆副的丝杆旋转,从而使第二立柱3在第二导轨副6的导轨上进行左右横向滑移运动;
所述倒立主轴15机构包括倒立主轴15、倒立轴座14、第一安装支架13、第一竖向滑移机构、第一卡盘16和驱动倒立主轴15旋转的倒立电机10,所述的第一竖向滑移机构包括第三伺服电机11、第三丝杆副、第三导轨副和电机支架,第三导轨副的导轨和第三丝杆副的丝杆竖向安装于所述第一立柱12的前侧面上,所述的第一安装支架13与所述的第三导轨副的滑块和第三丝杆副的螺母座固定连接,所述的第三伺服电机11固定安装于所述的第一立柱12顶端,第三丝杆副的丝杆一端与所述第三伺服电机11的电机轴传动连接,第三丝杆副的丝杆另一端通过轴承支撑安装于第一立柱12前侧面上,驱动第三伺服电机11,带动第三丝杆副的丝杆旋转,使第一安装支架13在第三导轨副的导轨上进行上下滑移运动,所述的倒立轴座14固定安装于第一安装支架13上,倒立主轴15通过轴承支撑竖向安装于倒立轴座14内腔中,倒立主轴15上端与所述的倒立电机10的电机轴传动连接,所述的第一卡盘16安装于倒立主轴15的下端并位于所述加工区的上方;
所述的正立主轴25机构包括正立主轴25、正立轴座24、第二卡盘26和驱动正立主轴25旋转的正立电机,正立轴座24固定安装于床身1的前部,所述的正立主轴25通过轴承支撑竖向安装于正立轴座24内腔中,正立主轴25下端与所述的正立电机传动连接,所述的第二卡盘26安装于所述正立主轴25的上端,第二卡盘26和所述第一卡盘16的夹持面相对设置;所述的第一刀台机构包括第一刀台22,第一刀台22横向固定安装于床身1的前部左侧的斜床身上,使第一刀台22的刀盘位于加工区内,所述的第二刀台机构包括第二刀台27、第二安装支架4和第二竖向滑移机构,第二刀台27安装于所述的第二安装支架4上,所述的第二竖向滑移机构包括第四伺服电机、第四丝杆副5和第四导轨副7,第四导轨副7的导轨和第四丝杆副5的丝杆竖向安装于所述第二立柱的前侧面上,所述的第二安装支架4与所述的第四导轨副7的滑块和第四丝杆副5的螺母座固定连接,所述的第四伺服电机固定安装于所述的第二立柱3,第四丝杆副5的丝杆一端与所述第四伺服电机的电机轴传动连接,第四丝杆副5的丝杆另一端通过轴承支撑安装于第二立柱3前侧面上,驱动第四伺服电机,带动第四丝杆副5的丝杆旋转,使第二安装支架4在第四导轨副7的导轨上进行上下滑移运动;
所述的机械手23包括安装架31、夹爪29、夹爪驱动器31、连杆35和机械手旋转机构,安装架31固定安装于所述倒立轴座14上,所述的机械手旋转机构包括180度摆动气缸32、旋转支撑轴28和轴承座33,旋转支撑轴28通过轴承支撑安装于所述的轴承座33内,轴承座33与所述的安装架31固定连接,旋转支撑轴28一端与所述的摆动气缸32的活塞杆连接,旋转支撑轴28的另一端与所述的连杆35固定连接,连杆35另一端呈横向悬伸设置,所述夹爪驱动器31通过一调节安装板34安装于连杆35另一端,通过调节安装板34可以对夹爪驱动器31进行上下调节高度,所述夹爪29与夹爪驱动器31连接并由夹爪驱动器31驱动夹持和松开,摆动气缸32活塞运动驱动旋转支撑轴28进行180度范围内柏摆转,带动安装于连杆35另一端的夹爪29以及夹爪驱动器31摆转。
所述的送料装置包括支座19、支撑台20、循环传送件和驱动循环传送件回转的驱动机构,支座19位于所述床身1的左侧,支座19底部设置有万向滚轮,方便支座19移动,支撑台20安装于所述支座19顶部,支撑台20设置有悬伸段,悬伸段配合安装于所述床身1前部左侧的斜床身上方,减小了机床的占用空间,使机床结构紧凑,同时可以减小所述第一横向滑移机构的移动路径,减少了机床的能耗,所述的驱动机构包括送料电机38和四个齿轮37组件,每一所述的齿轮37组件包括齿轮37和齿轮轴36,齿轮37固定套装于所述的齿轮轴36上,齿轮轴36通过轴承支撑竖向安装于所述的支撑台20上,所述循环传送件为环形传送链并与所述四个齿轮37上形成传动连接,环形传送链上均匀设置有若干个托盘21,用于放置工件,环形传送链由首尾相连的输入段和输出段,输入段的出口端作为上料位,输出段的进口端作为下料位,上料位和下料位的周围设置有感应机构,所述送料电机38的输出轴与其中一个所述的齿轮轴36传动连接,送料电机38驱动该齿轮轴36旋转,齿轮轴36带动其上的齿轮37旋转,从而带动环形传送链进行循环回转运动,进行工件的输送。
本发明使用时,工人或机器人将代加工的工件放置于环形传送链上输入段的托盘21上,环形传送链在送料电机38的驱动下回转输送工件,当上料位上的感应器感应到工件时,控制系统指令机械手23在摆动气缸32的作用下摆转至工件上方,夹爪驱动器31驱动夹爪29夹持住工件,然后在摆动气缸32的作用下反方向摆转,同时第一伺服电机8驱动第一丝杆副17的丝杆旋转,驱动第一立柱12带同倒立主轴15向右运动,使夹爪29夹持的工件位于正立主轴25上端的第二卡盘26上方,在第一竖向滑移机构驱动下带动工件向下运动至第二卡盘26上,控制系统指令第二卡盘26夹紧工件,正立电机驱动正立主轴25高速旋转,第二伺服电机2驱动第二丝杆副的丝杆旋转,驱动第二立柱3带同第二刀台27向左运动至第二刀盘上的刀片与工件待加工处接触并对工件的上端面进行加工,同时机械手23在第一横向滑移机构的驱动下,运动至上料位处,夹爪驱动器31驱动夹爪29将上料位处托盘21上的工件夹持住并等待第二卡盘26上的的工件加工完成,当第二卡盘26上的工件加工完成后,在第一横向滑移机构的带动下,倒立主轴15向右运动,使倒立主轴15下端的第一卡盘16运动至第二卡盘26上将第二卡盘26上加工完成的工件夹紧,倒立电机10驱动倒立主轴15以及工件高速旋转,然后在第一横向滑移机构的驱动下带动倒立主轴15以及第一卡盘16上的工件运动至第一刀台22上第一刀盘处,进行工件下端面的加工,同时,机械手23在摆动气缸32的作用下摆转一定角度,使机械手23夹爪29上的工件放置于第二卡盘26上并通过第二卡盘26夹紧并在正立电机的驱动下高速运动,第二刀盘上的刀片对该工件进行上端面加工,这样,将加工完成的工件放置到下料位,待加工的工件放置到上料位,通过送料机构将工件输送,并重复上述加工流程,减少了机床的共运转时间,大大提高了生产效率。

Claims (9)

1.复合车床,包括床身、第一立柱、第二立柱、第一横向滑移机构、第二横向滑移机构、正立主轴机构、倒立主轴机构、第一刀台机构和第二刀台机构,第一立柱通过第一横向滑移机构安装于所述床身的后部,第二立柱通过第二横向滑移机构安装于所述床身前部,其特征在于:所述的床身后部平床身,床身的前部设置有加工区,加工区的两侧为斜床身,所述倒立主轴机构包括倒立主轴、倒立轴座、第一安装支架、第一竖向滑移机构、第一卡盘和驱动倒立主轴旋转的倒立电机,第一安装支架通过第一竖向滑移机构滑动安装于所述的第一立柱前侧面,所述的倒立轴座固定安装于第一安装支架上,倒立主轴通过轴承支撑竖向安装于倒立轴座内腔中,倒立主轴上端与所述的倒立电机传动连接,所述的第一卡盘安装于倒立主轴的下端并位于所述加工区的上方;所述的正立主轴机构包括正立主轴、正立轴座、第二卡盘和驱动正立主轴旋转的正立电机,正立轴座固定安装于床身的前部,所述的正立主轴通过轴承支撑竖向安装于正立轴座内腔中,正立主轴下端与所述的正立电机传动连接,所述的第二卡盘安装于所述正立主轴的上端,第二卡盘和所述第一卡盘的夹持面相对设置;所述的第一刀台机构包括第一刀台,第一刀台横向固定安装于床身的前部左侧的斜床身上,使第一刀台的刀盘位于加工区内,所述的第二刀台机构包括第二刀台、第二安装支架和第二竖向滑移机构,第二刀台安装于所述的第二安装支架上,第二安装支架通过第一竖向滑移机构滑动安装于所述的第二立柱左侧面上;所述的复合车床还包括机械手,机械手包括安装架、夹爪、夹爪驱动器、连杆和机械手旋转机构,安装架固定安装于所述倒立轴座上,所述机械手旋转机构固定安装于所述的安装架上,所述连杆一端与所述机械手旋转机构连接,连杆另一端呈横向悬伸设置,所述夹爪驱动器固定安装于连杆另一端,所述夹爪与夹爪驱动器连接。
2.根据权利要求1所述的复合车床,其特征在于:所述的第一横向滑移机构包括第一伺服电机、第一丝杆副、第一导轨副和第一电机支架,第一丝杆副的丝杆和第一导轨副的导轨均横向安装于所述平床身上,所述的第一立柱底部均与所述第一导轨副的滑块和第一丝杆副的螺母座固定连接,所述的第一伺服电机通过第一电机支架固定安装于平床身上,所述的第一丝杆副的丝杆两端分别通过轴承支撑安装于所述的第一电机支架和一轴承支座上,该丝杆的一端与所述的第一伺服电机的电机轴传动连接。
3.根据权利要求2所述的复合车床,其特征在于:所述的第二横向滑移机构包括第二伺服电机、第二丝杆副、第二导轨副和第二电机支架,第二丝杆副的丝杆和第二导轨副的导轨均横向安装于所述床身前部右侧,所述的第二立柱底部均与所述第二导轨副的滑块和第二丝杆副的螺母座固定连接,所述的第二伺服电机通过第二电机支架固定安装于所述床身前部右侧,所述的第二丝杆副的丝杆两端分别通过轴承支撑安装于所述的第一电机支架和一轴承支座上,第二丝杆副的丝杆的一端与所述的第二伺服电机的电机轴传动连接。
4.根据权利要求3所述的复合车床,其特征在于:所述的第一竖向滑移机构包括第三伺服电机、第三丝杆副、第三导轨副和电机支架,第三导轨副的导轨和第三丝杆副的丝杆竖向安装于所述第一立柱的前侧面上,所述的第一安装支架与所述的第三导轨副的滑块和第三丝杆副的螺母座固定连接,所述的第三伺服电机固定安装于所述的第一立柱顶端,第三丝杆副的丝杆一端与所述第三伺服电机的电机轴传动连接,第三丝杆副的丝杆另一端通过轴承支撑安装于第一立柱前侧面上。
5.根据权利要求4所述的复合车床,其特征在于:所述的第二竖向滑移机构包括第四伺服电机、第四丝杆副和第四导轨副,第四导轨副的导轨和第四丝杆副的丝杆竖向安装于所述第二立柱的前侧面上,所述的第二安装支架与所述的第四导轨副的滑块和第四丝杆副的螺母座固定连接,所述的第四伺服电机固定安装于所述的第二立柱,第四丝杆副的丝杆一端与所述第四伺服电机的电机轴传动连接,第四丝杆副的丝杆另一端通过轴承支撑安装于第二立柱前侧面。
6.根据权利要求5所述的复合车床,其特征在于:所述的机械手旋转机构包括摆转气缸、旋转支撑轴和轴承座,旋转支撑轴通过轴承支撑安装于所述的轴承座内,轴承座与所述的安装架固定连接,旋转支撑轴一端与所述的摆转气缸的活塞杆连接,旋转支撑轴的另一端与所述的连杆固定连接。
7.根据权利要求6所述的复合车床,其特征在于:所述的复合车床还包括一送料装置,送料装置包括支座、支撑台、循环传送件和驱动循环传送件回转的驱动机构,支座位于所述床身的左侧,支撑台安装于所述支座顶部,所述循环传送件安装于所述的支撑台上,循环传送件上均匀设置有若干个托盘,工件放置于托盘上,循环传送件分成输入段和输出段,输入段的出口端作为上料位,输出段的进口端作为下料位,驱动机构驱动循环传送件循环回转,带动循环传送件上的各个托盘进行循环回转运动。
8.根据权利要求7所述的复合车床,其特征在于:所述的支撑台设置有悬伸段,悬伸段配合安装于所述床身前部左侧的斜床身上方。
9.根据权利要求8所述的复合车床,其特征在于:所述的循环传送件为环形传送链,所述的驱动机构包括送料电机和至少两个齿轮组件,每一所述的齿轮组件包括齿轮和齿轮轴,齿轮固定套装于所述的齿轮轴,齿轮轴通过轴承支撑安装于所述的支撑台上,所述的环形传送链套装于所述各个齿轮形成传动连接,所述送料电机的输出轴与其中一个所述的齿轮轴传动连接,送料电机驱动该齿轮轴旋转,齿轮轴带动其上的齿轮旋转,从而带动环形传送链进行循环回转运动。
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