CN105436897B - 一种多功能钣箱加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能钣箱加工中心，包括人字形的机架，所述人字形机架的前侧设有用于装卡加工平板类零件的工作台面，所述工作台面与机架的底面呈锐角，所述工作台面上还设有可开闭的门，在所述门的后侧设有用于装卡箱类零件的辅助装卡小车；所述多功能钣箱加工中心设有与工作台面平行的机床横梁，所述机床横梁上设有用于钻铣加工的混合伺服主轴及刀具，并可以在伺服电机的驱动下移动。本发明通过采用人字形的机架，减少了钣箱加工中心的占地面积且方便操作人员装卡和拆卸工件；既可加工平板类零件又可以方便地加工箱体类工件，同时提高了对平板类及箱体类工件的装夹加工效率；采用悬梁结构的机床横梁，高速伺服主轴和自动刀库，可以实现钻、铣、攻丝等自动化加工并一次加工成型，加工效率高。

Description

一种多功能钣箱加工中心

技术领域

本发明涉及钣金加工技术领域，尤其涉及一种方便在平板类、箱体类钣金平面进行钻、铣及螺纹的加工的钣箱加工中心。

背景技术

钣金的开孔加工在钣金加工领域中占有较大的份额，通常钣金需开孔的类型有：圆孔、螺纹孔、矩形孔、异形安装孔等，采用的加工设备为冲床、数控步冲机、激光切割机及手动工具等。目前电柜、电箱的安装孔加工有两种工艺:第一种方法是剪板—冲孔或激光开孔—折弯—焊接—喷漆/喷塑,这种方法需要用户或电柜厂家在生产之前就出具详细的电柜结构图纸，较适用于工艺成熟的大批量的产品，且无法攻丝；第二种方法是剪板—折弯—焊接—喷漆/喷塑—手工划线-开孔/攻丝，这种方法相比第一种更灵活，可以在成型后的板材上根据需要加工安装孔，但需手工进行，精度差，效率低，耗费人工。

对于以上加工设备(除手动工具外)都需要在折弯前完成孔加工，这种传统的流程，对于日趋个性化、多样化的产品需求，会严重影响自动化设备的生产效率，加大生产管理成本，延长交货周期。另外，目前通用的钻、铣设备，理论上可以完成钣金的孔加工，但对于较大板、箱零件，装夹和操作十分不便，尤其是在箱体的平面上进行孔加工时，装夹和加工非常困难，效率低；且需要较大的工作台面，成本昂贵，浪费了很多资源。

发明内容

本发明提供了一种多功能钣箱加工中心，可以方便地在板材和箱体上进行孔数控加工，也可以在箱体的表面进行孔加工，装夹方便，生产效率高，以解决现有工艺所面临的大规模标准化生产和产品个性化需求之间的矛盾。

为了解决上述问题，本发明提供一种多功能钣箱加工中心，包括人字形的机架，所述人字形机架的前侧设有用于装卡加工平板类零件的工作台面，所述工作台面与机架的底面呈锐角，所述工作台面上还设有可开闭的门，在所述门的后侧设有用于装卡箱类零件的辅助装卡小车；所述多功能钣箱加工中心还设有悬梁结构的机床横梁，所述机床横梁与所述工作台面平行，所述机床横梁上设有用于钻铣加工的刀具并可以由电机驱动旋转以进行钻铣加工。

进一步地，所述人字形机架包括支撑底架、前支撑架和后支撑架，所述前支撑架与所述支撑底架呈75度角，所述后支撑架与所述支持底架呈锐角，所述前支撑架的上端与所述后支撑架的上端连接在一起，所述工作台面固定在所述前支撑架上。

进一步地，所述辅助装卡小车包括支撑平板、支撑架和控制电机，所述支撑架与所述支撑平板垂直并相连，所述支撑平板上装有两条滑轨槽和两条滑轨脊，所述滑轨脊在所述滑轨槽内移动，所述两条滑轨槽外侧还分别设有齿条，所述控制电机通过齿轮与所述齿条啮合带动所述支撑架移动。

进一步地，所述多功能钣箱加工中心还设有用于装卡板类零件的第一装卡结构，所述第一装卡结构包括水平板、安装板、旋转压紧气缸、手动肘夹和支撑尼龙柱，所述水平板固定在所述工作台面下端且与所述工作台面垂直，所述安装板与所述水平板垂直安装，所述旋转压紧气缸安装在所述水平板下面且所述旋转压紧气缸具有穿出所述安装板的用于卡装板类零件的旋转压紧板，所述手动肘夹和所述支撑尼龙柱固定在所述工作台面上的T型槽内用于卡装板类零件的侧边。

进一步地，所述安装板上装有多个所述旋转压紧气缸和所述旋转压紧板，所述工作台面左侧的旋转压紧板分布密集，靠右侧的旋转压紧板分布间隔依次增大，所述工作台面表面装有多根T型槽，所述T型槽内设有可移动的T型螺母，所述T型螺母连接有支撑尼龙柱；所述T型槽位于工作台面和所述水平板之间，靠左侧的T型槽分布密集，靠右侧的T型槽分布间隔依次增大。

进一步地，所述多功能钣箱加工中心还设有用于装卡箱体类工件的第二装卡结构，所述第二装卡结构包括压紧横梁和固定在所述工作台面的背面的上压紧气缸，所述上压紧气缸用于自上向下装夹大型箱体类工件。

进一步地，所述压紧横梁可以沿所述工作台面上下移动，所述压紧横梁上还设有用于装夹小型箱体类工件的上压紧和侧压紧气缸。

进一步地，所述多功能钣箱加工中心的机架左下还设有用于装卡平板类零件的定位基准。

进一步地，所述机架上侧固定有X轴丝杆，所述横梁上设有与所述X轴丝杆配合以带动所述横梁沿所述工作台面左右移动的X轴电机；所述横梁上固定有Y轴丝杆和Y轴电机，所述Y轴电机沿所述Y轴丝杆上下运动以带动所述混合伺服主轴和刀具沿所述横梁上下移动；所述横梁上还安装有带动所述刀具沿垂直所述工作台面方向运动的Z轴电机。

进一步地，所述多功能钣箱加工中心的机架两侧还设有防护支架。防护支架镶有亚克力板，可以防止加工过程中切削或者断裂刀具的弹出，既保护了操作者安全，又能让操作者清楚的看到正在加工的情况。同时支架前端和下端还装有安全光幕，功能为在机床加工过程中不可以进入加工区域，提高了机床整体的安全性能。

本发明具有如下有益效果：通过采用人字形的机架，减少了钣箱加工中心的占地面积且方便操作人员装卡和拆卸工件；通过将工作台面设置成可开闭的门，并在门的后侧设有用于装卡箱类零件的辅助装卡小车，使得在该钣箱加工中心即可加工平板类零件又可以方便地加工箱体类工件，提供了该加工中心的使用范围，同时提高了对平板类及箱体类工件的加工效率；采用悬梁结构的机床横梁，可以实现自动化加工并一次加工成型，通过改变加工程序即可完成不同形状的孔的加工，且各轴进给速度高，加工效率高。

附图说明

图1为本发明实施例的多功能钣箱加工中心的整体结构示意图；

图2为图1中的A部的局部示意图；

图3为图1中的B部的局部示意图；

图4为本发明实施例中的辅助装卡小车的结构示意图；

图5为本发明实施例中的第二装卡结构的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图2所示的本发明的多功能钣箱加工中心的一个实施例中，该多功能钣箱加工中心100包括人字形的机架10，人字形机架的前侧设有用于装卡加工平板类零件的工作台面11，工作台面与机架的底面呈锐角，工作台面上还设有可开闭的门112，在门112的后侧设有用于装卡箱类零件的辅助装卡小车20；多功能钣箱加工中心100还设有悬梁结构的机床横梁30，机床横梁与所述工作台面11平行，机床横梁30上设有用于钻铣加工的刀具31并可以由电机32驱动旋转以进行钻铣加工。该实施例中通过采用人字形的机架，减少了钣箱加工中心的占地面积且方便操作人员装卡和拆卸工件；通过将工作台面设置成可开闭的门，并在门的后侧设有用于装卡箱类零件的辅助装卡小车，使得在该钣箱加工中心即可加工平板类零件又可以方便地加工箱体类工件，提供了该加工中心的使用范围，同时提高了对平板类及箱体类工件的加工效率；采用悬梁结构的机床横梁，机床横梁相对于工作台面具有一定空间，称为悬梁结构，可以实现自动化加工并一次加工成型，通过改变加工程序即可完成不同形状的孔的加工，且各轴进给速度高，加工效率高。具体而言，工作台面中间设计成可开合的门，门板一侧用合页与工作台面相连，另一侧用门闩与工作台面相连，门板长度略小于工作台面。门关闭时，门板与工作台面在同一平面，可在工作台面上放板类加工件；门打开时，可放置电柜/电箱，借助辅助装卡小车把电柜/电箱待加工平面与工作台面调整到同一平面后卡紧，即可对其进行加工。

在上述实施例中，人字形机架10包括支撑底架12、前支撑架13和后支撑架14，前支撑架12与支撑底架13呈75度角，后支撑架14与所述支撑底架12呈锐角，前支撑架13的上端与后支撑架14的上端连接在一起，工作台面11固定在前支撑架13上。由此使得机架结构稳固，且被加工零部件安装夹紧后，可以牢固地固定以便于进行钻铣加工，放置加工过程中出现晃动或偏移。

上述实施例中的辅助装卡小车20包括支撑平板21、支撑架22和控制电机23，支撑架22与支撑平板21垂直并相连，支撑平板21上装有两条滑轨槽24和两条滑轨脊25，滑轨脊25在所述滑轨槽24内移动，两条滑轨槽24外侧还分别设有齿条26，控制电机23通过齿轮与齿条26啮合带动所述支撑架22移动，由此，当箱类工件放置在小车后，可以通过控制电机23驱动工件移动，调整工件的位置以便于加工。

上述实施例中的多功能钣箱加工中心还设有用于装卡板类零件的第一装卡结构40，第一装卡结构包括水平板41、安装板42、旋转压紧气缸43、手动肘夹44和支撑尼龙柱45，水平板41固定在所述工作台面11下端且与工作台面11垂直，安装板42与所述水平板41垂直安装，旋转压紧气缸43安装在水平板41下面且旋转压紧气缸43具有穿出安装板42的用于卡装板类零件的旋转压紧板432，手动肘夹44和支撑尼龙柱45固定在所述工作台面11上的T型槽46内用于卡装板类零件的侧边。安装板42上装有多个所述旋转压紧气缸43和所述旋转压紧板432，工作台面11左侧的旋转压紧板432分布密集，靠右侧的旋转压紧板432分布间隔依次增大，工作台面11表面装有多根T型槽46，T型槽46内设有可移动的T型螺母，T型螺母连接有支撑尼龙柱45；T型槽46位于工作台面11和水平板41之间，靠左侧的T型槽46分布密集，靠右侧的T型槽46分布间隔越来越大。具体而言，多功能钣箱加工中心100的机架10左下还设有用于装卡平板类零件的定位基准16，T型螺母可在T型槽内移动，用于调整支撑尼龙柱45位置；手动肘夹44安装在调整板上，调整板通过T型螺母可在T型槽内移动，带动调整手动肘夹位置；工作台面坐下安装有X轴定位基准，上述水平板作为Y轴的基准，此基准坐标与系统设置工件原点坐标相统一，不同尺寸的工件靠住基准后放上工作台面上即可定位，工件下靠相同长度的尼龙柱进行支撑，位置定好后，启动旋转压紧气缸对工件下方进行压紧，工件上面用安装在铝型材上的手动肘夹进行压紧，手动肘夹可通过其安装板上与铝型材链接的T形螺母进行调整，以适应不同尺寸的工件，整个过程快捷、方便、准确、牢固，大大节省了传统工件装卡和定位的时间，提高了整体的工作效率。

上述实施例中的多功能钣箱加工中心还设有用于装卡箱体类工件的第二装卡结构50，第二装卡结构包括压紧横梁51和固定在所述压工作台面的背面的上压紧气缸52，上压紧气缸用于自上向下装夹大型箱体类工件。压紧横梁51可以沿所述工作台面上下移动，压紧横梁51上还设有用于装卡小型箱体类工件的上压紧和侧压紧气缸53。具体而言，箱体装卡采用气缸压紧，有两处气缸分别用于高度不同的箱体。高度在1500mm-1600mm的箱体，采用上压紧装置夹紧，即采用上压紧气缸52夹紧，上压紧气缸52安装在压紧横梁51的背面，通过电磁阀控制气缸的推进和退出，先用辅助装卡小车把箱体推到要求位置，上压紧气缸52推出，压紧箱体可以进行加工；对应高度低于1500的箱体，采用侧压紧装置，即采用侧压紧气缸53进行装夹，侧压紧装置还包括固定在机床工作台上的导轨56，两导轨56之间安装有压紧横梁51，两导轨上均安装有滑动气动锁紧装置，横梁两端分别固定在两滑动气动锁紧装置上，横梁上安装有左右滑动锁紧装置，左右滑动锁紧装置下方固定有卡板55，侧压紧气缸53的气缸杆前端朝向左侧的导轨56，待加工箱体底基准面板前端左侧固定有L型定位板，压紧横梁51左端固定有与L型定位板相对的左基准定位板57。辅助装卡小车把待加工箱体推倒位后，根据不同箱体的尺寸调整滑动气动锁紧装置和左右滑动锁紧装置，使得箱体卡在L型定位板、左基准定位板和卡板之间，再控制侧压紧气缸将箱体压紧定位。

在上述实施例中，机架10上侧固定有X轴丝杆17，横梁30上设有与X轴丝杆17配合以带动横梁30沿工作台面11左右移动的X轴电机33；横梁30上固定有Y轴丝杆34和Y轴电机35，Y轴电机35沿Y轴丝杆34上下运动以带动所述刀具31沿横梁30上下移动；横梁30上还安装有带动刀具31沿垂直工作台面11方向运动的Z轴电机36。具体而言，该多功能钣箱加工中心的机架左下安装板筋件定位基准，方便零件装卡定位，工作台面左侧为刀库支架，可以安装20把常用刀具，可实现自动换刀；横梁30与工作台面11平行，工作台面11上方安装有丝杠，X轴电机33通过安装支架固定在横梁30上，通过X轴电机33带动横梁30实现左右移动；横梁30上安装有Y轴丝杠34，Y轴电机35通过安装架固定在Z轴滑板上，带动Z轴滑板上下移动；Z轴电机36固定在Z轴滑板上，z轴电机36通过联轴节与Z轴丝杠链接，丝杠螺母安装在主轴箱上，主轴固定在主轴箱上，主轴箱通过滑轨与Z轴滑板链接，通过Z轴电机带动丝杠实现混合伺服主轴电机32的前后移动，主轴电器32与钻头都钻铣刀具相连。在该实施例中，悬梁结构的横梁可以更方便快捷的进行加工，对于钣金类和箱体类的加工件，对于不同形状的开孔可一次加工成型，通过对于加工程序的优化，可以使加工效率达到最优，其中各轴进给最高可以达到2000mm/min，对于铣直径100mm的圆只需约10秒时间，对于100mm的正方形孔只需约12秒的时间，对于加工有多种形状开孔需求的工件可大大提高加工效率，整个加工过程最多需要两名操作人员，也节约了人工成本，机架10两侧还设有防护支架18以保证操作人员的安全。防护支架镶有亚克力板181，可以防止加工过程中切削或者断裂刀具的弹出，既保护了操作者安全，又能让操作者清楚的看到正在加工的情况。同时支架前端和下端还装有安全光幕182，功能为在机床加工过程中不可以进入加工区域，提高了机床整体的安全性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种多功能钣箱加工中心，其特征在于，包括人字形的机架，所述人字形机架的前侧设有用于装卡加工平板类零件的工作台面，所述工作台面与机架的底面呈锐角，所述工作台面上还设有可开闭的门，在所述门的后侧设有用于装卡箱类零件的辅助装卡小车；所述多功能钣箱加工中心还设有悬梁结构的机床横梁，所述机床横梁与所述工作台面平行，所述机床横梁上设有用于钻铣加工的刀具并可以由混合伺服主轴电机驱动旋转以进行钻铣加工；所述辅助装卡小车包括支撑平板、支撑架和控制电机，所述支撑架与所述支撑平板垂直并相连，所述支撑平板上装有两条滑轨槽和两条滑轨脊，所述滑轨脊在所述滑轨槽内移动，所述两条滑轨槽外侧还分别设有齿条，所述控制电机通过齿轮与所述齿条啮合带动所述支撑架移动。

2.根据权利要求1所述的多功能钣箱加工中心，其特征在于，所述人字形机架包括支撑底架、前支撑架和后支撑架，所述前支撑架与所述支撑底架呈75度角，所述后支撑架与所述支撑 底架呈锐角，所述前支撑架的上端与所述后支撑架的上端连接在一起，所述工作台面固定在所述前支撑架上。

3.根据权利要求1所述的多功能钣箱加工中心，其特征在于，所述多功能钣箱加工中心还设有用于装卡板类零件的第一装卡结构，所述第一装卡结构包括水平板、安装板、旋转压紧气缸、手动肘夹和支撑尼龙柱，所述水平板固定在所述工作台面下端且与所述工作台面垂直，所述安装板与所述水平板垂直安装，所述旋转压紧气缸安装在所述水平板下面且所述旋转压紧气缸具有穿出所述安装板的用于卡装板类零件的旋转压紧板，所述手动肘夹和所述支撑尼龙柱固定在所述工作台面上的T型槽内用于卡装板类零件的侧边。

4.根据权利要求3所述的多功能钣箱加工中心，其特征在于，所述安装板上装有多个所述旋转压紧气缸和所述旋转压紧板，所述工作台面左侧的旋转压紧板分布密集，靠右侧的旋转压紧板分布间隔依次增大，所述工作台面表面装有多根T型槽，所述T型槽内设有可移动的T型螺母，所述T型螺母连接有支撑尼龙柱；所述T型槽位于工作台面和所述水平板之间，靠左侧的T型槽分布密集，靠右侧的T型槽分布间隔依次增大。

5.根据权利要求1所述的多功能钣箱加工中心，其特征在于，所述多功能钣箱加工中心还设有用于装卡箱体类工件的第二装卡结构，所述第二装卡结构包括压紧横梁和固定在所述工作台面的背面的上压紧气缸，所述上压紧气缸用于自上向下装夹大型箱体类工件。

6.根据权利要求5所述的多功能钣箱加工中心，其特征在于，所述压紧横梁可以沿所述工作台面上下移动，所述压紧横梁上还设有用于装夹小型箱体类工件的上压紧和侧压紧气缸。

7.根据权利要求6所述的多功能钣箱加工中心，其特征在于，所述多功能钣箱加工中心的机架左下还设有用于装卡平板类零件的定位基准。

8.根据权利要求1所述的多功能钣箱加工中心，其特征在于，所述机架上侧固定有X轴丝杆，所述横梁上设有与所述X轴丝杆配合以带动所述横梁沿所述工作台面左右移动的X轴电机；所述横梁上固定有Y轴丝杆和Y轴电机，所述Y轴电机沿所述Y轴丝杆上下运动以带动所述混合伺服主轴及刀具沿所述横梁上下移动；所述横梁上还安装有带动所述刀具沿垂直所述工作台面方向运动的Z轴电机。

9.根据权利要求1所述的多功能钣箱加工中心，其特征在于，所述多功能钣箱加工中心的机架两侧还设有防护支架，所述防护支架镶有用于防止加工过程中切削或者断裂刀具的弹出的亚克力板，所述防护支架的前端和下端还装有安全光幕。