CN104889826B - 一种模块化联合加工中心 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化联合加工中心，采用模块化设计，整机可根据用户产品的大小，加工工序的多少，而设定对应的模块单元，每个模块单元可根据工件的大小而进行缩放分块完成，不受机床加工和运输的限制，能将较复杂的零部件采用一次装夹、实现了多面、多工位、高效率、高精度的同时加工。与现有技术相比，本发明将原来的加工工步按顺序实现了一次装夹分项、分面同时加工的流水线加工程序，既保证了产品的质量要求，又缩短了加工时间，保证了产品产量，同时减少了人员数量和操作人员的劳动强度，同时缩小了设备占用空间，便于规模化生产的组织管理。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造加工技术领域，具体涉及一种模块化联合加工中心。
背景技术
目前，加工中心在机械行业里使用的非常广泛，传统的零部件在加工完成前需要一系列加工过程，其加工方法一种是采用多台设备分项加工，因为需要多次装夹，每一次装夹过程中所带来的误差，对产品的质量及精度影响较大；一种是采用加工中心，虽然达到了一次装夹的要求，在一定程度上保证了产品的质量和精度，但是加工中心在加工过程中是需要各工步按照顺序完成，一次只能完成单面加工，这种加工方式严重制约了生产效率，为了提高生产效率，往往只能靠采购多套设备来达到生产需要，这大大增加了企业的成本，在竞争日趋激烈的市场中使企业的发展变的非常不利。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明的目的是提供一种模块化联合加工中心，能实现一次装夹分项、分面同时加工的流水线加工方式，不仅保证了产品的质量和精度要求，提高了工作效率，而且减少了工人数量劳动强度，极大的降低了企业的成本，对加工型企业的发展具有重要意义。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模块化联合加工中心，包括模块化圆盘底座和若干加工中心本体，所述模块化圆盘底座由若干扇形模块组成，且所述模块化圆盘底座中心设有等分角度转台，所述等分角度转台均布设有若干个C轴工装角度转台，所述C轴工装角度转台上设有工装夹具；所述若干扇形模块分别与所述若干加工中心本体相对应，所述加工中心本体包括设在所述扇形模块端面的立柱，所述立柱在靠近所述扇形模块的一侧面设有横向直线导轨，所述横向直线导轨上设有X向托板，所述X向托板侧面设有纵向直线导轨，下方设有托板辅助支架，所述纵向直线导轨表面设有Y向托板，所述Y向托板下方连接有配重油缸，所述配重油缸通过所述托板辅助支架来支撑，所述托板辅助支架下方对应所述扇形模块上方还设有支承滑块，所述Y向托板上方设有Z向直线导轨，所述Z向直线导轨表面设有Z向托板，实现所述X向托板、Y向托板及Z向托板的三向联动；所述加工中心本体还包括设在所述Z向托板上的主轴，所述主轴与C轴工装角度转台相对应，且所述主轴上方设有换刀机械手。
优选的是，所述横向直线导轨连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠外部连接有伺服电机，所述X向托板依靠所述滚珠丝杠的转动实现移动。
所述扇形模块的设置数量与工件加工步数一致。
所述模块化圆盘底座的设置直径与工件大小成正比。
本发明在使用时，先将其中一加工中心本体的刀具按照工件加工步骤需要的第一步换好，然后将其他加工中心本体的刀具按照余下加工步骤换好，之后将工件依次装夹在所有C轴工装角度转台上，开始工作时，转动等分角度转台，使工件依次循环置于对应的加工中心本体下方，启动加工中心本体，开始第一步加工，加工完转动等分角度转台，按照顺序依次使工件进入下一个工步，实现一次装夹循环完成工件的所有加工步骤；每完成一个加工步骤之后，等分角度转台每转动一次，就有加工完毕的工件取下，换上一个新的毛坯工件进入加工程序，这使工件的全部加工步骤在本发明上实现了流水线作业，使工件的加工节拍由原来的几分钟一下子缩短到数秒钟，生产效率提高10-15倍。
本发明的有益效果是：本发明采用扇形模块化分解，避免在整体加工时因设备体积较大带来的铸造和加工的难度，降低了设备的制造难度；本发明将本来需要若干单台设备、若干次装夹才能实现工件加工步骤的完成，改为一次装夹分项、分面同时加工的流水线加工方式，提高了工作效率，保证了工件加工的质量和精度要求；本发明创造性地将传统方法中的Z轴设在立柱上、X轴设在底座上及Y轴设在X轴上，改变为X轴设在立柱上、Y轴设在X轴上及Z轴设在Y轴上，实现了X向、Y向及 Z向的串联模块化，减小了设备的占用空间，便于规模化生产的组织管理；所述横向直线导轨依靠连接有伺服电机的滚珠丝杠来实现驱动，保证了X向托板移动的均匀性，一定程度了避免了加工的误差；所述Y向托板与所述托板辅助支架增加的配重油缸，能防止Y向托板因为本身的重力造成的下落偏差；所述托板辅助支架与所述扇形模块表面设有的支承滑块，稳定了三轴向串联的整体刚性；所述主轴上方设有的换刀机械手，直接携带2-3把刀具，能自动化实现多次快速换刀，使所述主轴的功能性增强，便于多工序之间加工时间的匹配，对于产品加工的通用性和工作效率的提高有重要意义；所述C轴工装角度转台与所述主轴相对应的位置分布安装在等分角度转台上，并设有工装夹具，使工件流水线加工过程中通过工装的自转完成多面、多个工步的加工，以达到各工步之间的节拍匹配。
本发明将一种原由多人多台加工中心完成的工件加工方式，浓缩为单人单台设备就可以完成的加工方式，能实现将较复杂的工件采用一次装夹、实现了多面、多工位、高效率、高精度的同时加工，同时本发明采用模块化设计，整机可根据工件的大小，加工工序的多少，而设定对应的模块单元，每个模块单元可根据工件的大小而进行缩放分块完成，而不受机床加工和运输的限制。
与现有技术相比，本发明将原来的加工工步按顺序实现了一次装夹分项、分面同时加工的流水线加工程序，既保证了产品的质量要求，又缩短了加工时间，保证了产品产量，同时减少了人员数量和操作人员的劳动强度，同时缩小了设备占用空间，便于规模化生产的组织管理。
附图说明
下面根据附图及实施例，对本发明的结构和特征做进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图。
图1中，1.扇形模块，2.立柱，3.托板辅助支架，4.X向托板，5.Y向托板，6.Z向托板，7.主轴，8.换刀机械手，9.等分角度转台，10.C轴工装角度转台，11.Z向直线导轨，12.横向直线导轨，13.纵向直线导轨，14.配重油缸，15.支承滑块，16.滚珠丝杠。
具体实施方式
参看图1，一种模块化联合加工中心，包括模块化圆盘底座和若干加工中心本体，所述模块化圆盘底座由若干扇形模块1组成，且所述模块化圆盘底座中心设有等分角度转台9，所述等分角度转台9均布设有若干个C轴工装角度转台10，所述C轴工装角度转台10上设有工装夹具，所述扇形模块1的设计数量与工件加工步数一致，所述模块化圆盘底座的设计直径与工件直径大小成正比，需求企业在向供货单位下订单前应设计好工件大小及加工步数，来获得满意的产品。
所述若干扇形模块1分别与所述若干加工中心本体相对应，所述加工中心本体包括设在所述扇形模块1端面的立柱2，所述立柱2在靠近所述扇形模块1的一侧面设有横向直线导轨12，所述横向直线导轨12上设有X向托板4，所述X向托板4侧面设有纵向直线导轨13，下方设有托板辅助支架3，所述纵向直线导轨13表面设有Y向托板5，所述Y向托板5下方连接有配重油缸14，所述配重油缸14通过所述托板辅助支架3来支撑，所述托板辅助支架3下方对应所述扇形模块1上方还设有支承滑块15，所述Y向托板5上方设有Z向直线导轨11，所述Z向直线导轨11表面设有Z向托板6，实现所述X向托板4、Y向托板5及Z向托板6的三向联动，实现了X向、Y向及 Z向的串联模块化；所述Y向托板5与所述托板辅助支架3增加的配重油缸14，能防止Y向托板5因为本身的重力造成的下落偏差；所述托板辅助支架与所述扇形模块表面设有的横向移动滑块，稳定了三轴向串联的整体刚性；
所述加工中心本体还包括设在所述Z向托板6上的主轴7，所述主轴7与C轴工装角度转台10相对应，且所述主轴7上方设有换刀机械手8，所述换刀机械手8直接携带2-3把刀具，能自动化实现多次快速换刀，使所述主轴的功能性增强，便于多工序之间加工时间的匹配，对于产品加工的通用性和效率有重要意义；
所述横向直线导轨连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠外部连接有伺服电机，所述X向托板依靠所述滚珠丝杠的转动实现移动，所述横向直线导轨依靠连接有伺服电机的滚珠丝杠来实现驱动，保证了X向托板移动的均匀性，一定程度了避免了加工的误差。
本发明在使用时，先将其中一加工中心本体的刀片按照工件加工步骤需要的第一步换好，然后将其他加工中心本体的刀片按照余下加工步骤换好，之后将若干工件依次装夹在所有C轴工装角度转台上，开始工作时，转动等分角度转台，使工件依次循环置于对应的加工中心本体下方进行同时加工；加工步骤完成之后，等分角度转台每转动一次，即将有一个加工完毕的工件取下，又一个新的毛坯工件装上，开始新的加工步骤，整个加工步骤实现一次装夹流水线完成作业，使工件的加工节拍由原来的几分钟缩短到数秒钟，生产效率提高10-15倍。
本发明将原来的加工工步按顺序实现了一次装夹分项、分面同时加工的流水线加工程序，既保证了产品的质量要求，又缩短了加工时间，保证了产品产量，同时减少了人员数量和操作人员的劳动强度，同时缩小了设备占用空间，便于规模化生产的组织管理。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种模块化联合加工中心，其特征在于：包括模块化圆盘底座和若干加工中心本体，所述模块化圆盘底座由若干扇形模块组成，且所述模块化圆盘底座中心设有等分角度转台，所述等分角度转台均布设有若干个C轴工装角度转台，所述C轴工装角度转台上设有工装夹具；所述若干扇形模块分别与所述若干加工中心本体相对应，所述加工中心本体包括设在所述扇形模块端面的立柱，所述立柱在靠近所述扇形模块的一侧面设有横向直线导轨，所述横向直线导轨上设有X向托板，所述X向托板侧面设有纵向直线导轨，下方设有托板辅助支架，所述纵向直线导轨表面设有Y向托板，所述Y向托板下方连接有配重油缸，所述配重油缸通过所述托板辅助支架来支撑，所述托板辅助支架下方对应所述扇形模块上方还设有支承滑块，所述Y向托板上方设有Z向直线导轨，所述Z向直线导轨表面设有Z向托板，实现所述X向托板、Y向托板及Z向托板的三向联动；所述加工中心本体还包括设在所述Z向托板上的主轴，所述主轴与C轴工装角度转台相对应，且所述主轴上方设有换刀机械手。
2.根据权利要求1所述的模块化联合加工中心，其特征在于：所述横向直线导轨连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠外部连接有伺服电机，所述X向托板依靠所述滚珠丝杠的转动实现移动。
3.根据权利要求1所述的模块化联合加工中心，其特征在于：所述扇形模块的设置数量与工件加工步数一致。
4.根据权利要求1所述的模块化联合加工中心，其特征在于：所述模块化圆盘底座的设置直径与工件直径成正比。
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