CN105729135A - 加工中心 - Google Patents

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CN105729135A CN201610228240.6A CN201610228240A CN105729135A CN 105729135 A CN105729135 A CN 105729135A CN 201610228240 A CN201610228240 A CN 201610228240A CN 105729135 A CN105729135 A CN 105729135A
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刘士孔
沈百雄
刘正军
邹长松
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Yiteli (shanghai) Technology Co Ltd
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01—Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
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Abstract

本发明提供一种加工中心，其对现有技术中的单横梁龙门架进行了改进，利用双横梁对立柱进行固定，使整体结构在进行工件加工及3D打印工作时更为稳定，同时双横梁的同步移动以及双横梁与立柱之间的连接结构也增加了立柱及横梁在移动时的稳定性，加强了加工及3D打印的精度，并使得工作头在进行加工及3D打印时的刚度更高，能够适应不同的材料选择及应用领域。

Description

加工中心
技术领域
本发明涉及工件加工及3D打印领域，尤其涉及一种加工中心。
背景技术
在工件加工及3D打印设备中，加工或打印大型物件或建筑时需要配置龙门架组成加工中心，现有的加工中心一般包括床身、单横梁和立柱，单横梁通过线轨设置于床身上，立柱安装于单横梁的一侧，立柱下端的工作头负责在床身中的工件台上进行加工。这种加工中心的龙门架结构通过单横梁为立柱提供横向及竖向移动的基础，但由于单横梁只能对立柱的一侧进行固定，这使得立柱在工作头工作时稳定性较差，工作头在加工或打印时所需的刚度不够，3D打印的材料选择及应用范围也会受限。
发明内容
本发明的目的是提供一种加工中心，以增加整体结构的刚度及稳定性，从而使增加了工件加工及3D打印的精度及应用范围。
为达到上述技术目的，本发明提供一种加工中心，其包括两根横梁、立柱和床身，所述两根横梁在水平面内平行排列设置于所述床身上，并能够在所述床身上沿水平面内与所述横梁延伸方向相垂直的方向移动，所述立柱竖直设置于所述两根横梁之间，并能够沿竖直方向以及所述横梁的延伸方向移动。
进一步的，所述加工中心还包括两套Y向位移机构，其分别设置于所述两根横梁的两端，所述Y向位移机构包括Y轴驱动电机、Y轴线轨和滑板，所述Y轴线轨沿水平面内与所述横梁延伸方向相垂直的方向设置于所述床身上，所述滑板滑动设置于所述Y轴线轨上，所述两根横梁的一端以及所述Y轴驱动电机均设置于所述滑板上，所述Y轴驱动电机驱动所述滑板沿所述Y轴线轨移动。
进一步的，所述加工中心还包括两块滑动连接板，所述两块滑动连接板分别滑动连接于所述立柱靠近两根横梁的两侧，并分别与所述两根横梁滑动连接。
进一步的，所述加工中心还包括X向位移机构，所述X向位移机构包括X轴驱动电机和两套X轴线轨，所述两套X轴线轨沿所述横梁的延伸方向分别设置于所述两根横梁靠近所述立柱的一侧，并分别与所述两块滑动连接板滑动连接，所述X轴驱动电机驱动所述滑动连接板带动所述立柱沿所述X轴线轨移动。
进一步的，所述加工中心还包括Z向位移机构，所述Z向位移机构包括Z轴驱动电机和两套Z轴线轨，所述两套Z轴线轨沿竖直方向分别设置于所述立柱靠近所述两根横梁的两侧，并分别与所述两块滑动连接板滑动连接，所述Z轴驱动电机驱动所述立柱沿所述Z轴线轨移动。
进一步的，所述加工中心还包括电机安装板，所述电机安装板设置于所述滑动连接板上，所述X轴驱动电机或Z轴驱动电机设置于所述电机安装板上。
进一步的，所述Z向位移机构还包括配重气缸，所述配重气缸竖直设置，其缸体设置于所述滑动连接板靠近所述立柱的一侧，其活塞输出端与所述立柱的下端固定连接。
进一步的，所述床身包括工作台、两扇门和两组侧梁，所述两组侧梁均沿水平面内与所述横梁延伸方向相垂直的方向设置，所述两套Y向位移机构中的Y轴线轨分别设置于所述两组侧梁上，所述两扇门分别设置于所述两组侧梁的两端，所述工作台设置于所述两组侧梁之间，并位于所述立柱的下方。
进一步的，所述横梁内部由蜂窝状加强筋组成。
进一步的，所述加工中心还包括工作头组件，所述工作头组件包括工作头、两条侧向辅助臂和电机组件，所述工作头通过竖向设置的第一转动轴与所述立柱转动连接，所述两条侧向辅助臂均与所述立柱的下端固定连接，并分别位于所述工作头的两侧，所述工作头通过沿所述横梁的延伸方向设置的第二转动轴与所述两条侧向辅助臂转动连接，所述电机组件设置于所述两条侧向辅助臂中，并驱动所述第一转动轴和第二转动轴转动。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的加工中心对现有技术中的单横梁龙门架进行了改进，利用双横梁对立柱进行固定，使整体结构在进行工件加工及3D打印工作时更为稳定，同时双横梁的同步移动以及双横梁与立柱之间的连接结构也增加了立柱及横梁在移动时的稳定性，加强了加工及3D打印的精度，并使得工作头在进行加工及3D打印时的刚度更高，能够适应不同的材料选择及应用领域。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例提供的加工中心的结构示意图。
在图1中，
1：横梁；2：立柱；3：床身；31：工作台；32：门；33：侧梁；4：Y向位移机构；41：Y轴驱动电机；42：Y轴线轨；43：滑板；5：滑动连接板；6：X向位移机构；61：X轴驱动电机；62：X轴线轨；7：Z向位移机构；71：Z轴驱动电机；72：Z轴线轨；73：配重气缸；8：电机安装板；9：工作头组件；91：工作头；92：侧向辅助臂。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的加工中心作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，提供一种加工中心，其对现有技术中的单横梁龙门架进行了改进，利用双横梁对立柱进行固定，使整体结构在进行工件加工及3D打印工作时更为稳定，同时双横梁的同步移动以及双横梁与立柱之间的连接结构也增加了立柱及横梁在移动时的稳定性，加强了加工及3D打印的精度，并使得工作头在进行加工及3D打印时的刚度更高，能够适应不同的材料选择及应用领域。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的加工中心的结构示意图。
如图1所示，本发明实施例提供一种加工中心，其包括两根横梁1、立柱2和床身3，所述两根横梁1在水平面内平行排列设置于所述床身3上，并能够在所述床身3上沿水平面内与所述横梁1延伸方向相垂直的方向(即Y轴方向)移动，所述立柱2竖直设置于所述两根横梁1之间，并能够沿竖直方向(即Z轴方向)以及所述横梁1的延伸方向(即X轴方向)移动。
本发明实施例提供的加工中心对现有技术中的单横梁龙门架进行了改进，利用双横梁1对立柱2进行固定，使整体结构在进行工件加工及3D打印工作时更为稳定，同时双横梁1的同步移动以及双横梁1与立柱2之间的连接结构也增加了立柱2及横梁1在移动时的稳定性，加强了加工及3D打印的精度，并使得工作头91在进行加工及3D打印时的刚度更高，能够适应不同的材料选择及应用领域。
进一步的，所述加工中心还包括两套Y向位移机构4，其分别设置于所述两根横梁1的两端，所述Y向位移机构4包括Y轴驱动电机41、Y轴线轨42和滑板43，所述Y轴线轨42沿水平面内与所述横梁1延伸方向相垂直的方向设置于所述床身3上，所述滑板43滑动设置于所述Y轴线轨42上，所述两根横梁1的一端以及所述Y轴驱动电机41均设置于所述滑板43上，所述Y轴驱动电机41驱动所述滑板43沿所述Y轴线轨42移动。该Y向位移机构4通过将两根横梁1的两端都分别固定于同一滑板43上，以实现了两根横梁1的同步移动，增加了整体结构的稳定性。
进一步的，所述加工中心还包括两块滑动连接板5，所述两块滑动连接板5分别滑动连接于所述立柱2靠近两根横梁1的两侧，并分别与所述两根横梁1滑动连接。所述滑动连接板5的设置使立柱的X向移动及Z向移动得以同时实现。
具体的，所述加工中心还包括X向位移机构6，所述X向位移机构6包括X轴驱动电机61和两套X轴线轨62，所述两套X轴线轨62沿所述横梁1的延伸方向分别设置于所述两根横梁1靠近所述立柱2的一侧，并分别与所述两块滑动连接板5滑动连接，所述X轴驱动电机61驱动所述滑动连接板5带动所述立柱2沿所述X轴线轨62移动。
具体的，所述加工中心还包括Z向位移机构7，所述Z向位移机构7包括Z轴驱动电机71和两套Z轴线轨72，所述两套Z轴线轨72沿竖直方向分别设置于所述立柱2靠近所述两根横梁1的两侧，并分别与所述两块滑动连接板5滑动连接，所述Z轴驱动电机71驱动所述立柱2沿所述Z轴线轨72移动。
在本实施例中，每套线轨均包括两根轨道，即工作头91每个方向(X、Y、Z轴方向)的移动均能够有四根直线轨道提供导向，该设计能够为整体结构提供持久稳定的移动精度及刚性。
进一步的，所述加工中心还包括电机安装板8，所述电机安装板8设置于所述滑动连接板5上，所述X轴驱动电机61和Z轴驱动电机71均设置于所述电机安装板8上。所述电机安装板8的设计为X轴和Z轴驱动电机61、71提供了可与立柱2随动的平台，以实现了立柱X轴与Z轴的移动。
进一步的，所述Z向位移机构7还包括配重气缸73，所述配重气缸73竖直设置，其缸体设置于所述滑动连接板5靠近所述立柱2的一侧，其活塞输出端与所述立柱2的下端固定连接。所述配重气缸73的设置，确保了立柱的Z向微量进给准确无误，也增加了工件加工及3D打印的精度。
进一步的，所述床身3包括工作台31、两扇门32和两组侧梁33，所述两组侧梁33均沿水平面内与所述横梁1延伸方向相垂直的方向设置，所述两套Y向位移机构4中的Y轴线轨42分别设置于所述两组侧梁33上，所述两扇门32分别设置于所述两组侧梁33的两端，所述工作台31设置于所述两组侧梁33之间，并位于所述立柱2的下方。所述床身3为现有技术，故在此便不再赘述。
进一步的，所述横梁1内部由蜂窝状加强筋组成，该结构易于散热，并能够为横梁1提供较大的刚度，增加了整体结构的稳定性。
进一步的，所述加工中心还包括工作头组件9，所述工作头组件9包括工作头91、两条侧向辅助臂92和电机组件，所述工作头91通过竖向设置的第一转动轴与所述立柱2转动连接，所述两条侧向辅助臂92均与所述立柱2的下端固定连接，并分别位于所述工作头91的两侧，所述工作头91通过沿所述横梁1的延伸方向设置的第二转动轴与所述两条侧向辅助臂95转动连接，所述电机组件设置于所述两条侧向辅助臂92中，并驱动所述第一转动轴和第二转动轴转动，从而带动所述工作头91绕竖直方向或所述横梁1的延伸方向转动。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种加工中心，其特征在于，包括两根横梁、立柱和床身，所述两根横梁在水平面内平行排列设置于所述床身上，并能够在所述床身上沿水平面内与所述横梁延伸方向相垂直的方向移动，所述立柱竖直设置于所述两根横梁之间，并能够沿竖直方向以及所述横梁的延伸方向移动。
2.根据权利要求1所述加工中心，其特征在于，还包括两套Y向位移机构，其分别设置于所述两根横梁的两端，所述Y向位移机构包括Y轴驱动电机、Y轴线轨和滑板，所述Y轴线轨沿水平面内与所述横梁延伸方向相垂直的方向设置于所述床身上，所述滑板滑动设置于所述Y轴线轨上，所述两根横梁的一端以及所述Y轴驱动电机均设置于所述滑板上，所述Y轴驱动电机驱动所述滑板沿所述Y轴线轨移动。
3.根据权利要求1所述加工中心，其特征在于，还包括两块滑动连接板，所述两块滑动连接板分别滑动连接于所述立柱靠近两根横梁的两侧，并分别与所述两根横梁滑动连接。
4.根据权利要求3所述加工中心，其特征在于，还包括X向位移机构，所述X向位移机构包括X轴驱动电机和两套X轴线轨，所述两套X轴线轨沿所述横梁的延伸方向分别设置于所述两根横梁靠近所述立柱的一侧，并分别与所述两块滑动连接板滑动连接，所述X轴驱动电机驱动所述滑动连接板带动所述立柱沿所述X轴线轨移动。
5.根据权利要求3所述加工中心，其特征在于，还包括Z向位移机构，所述Z向位移机构包括Z轴驱动电机和两套Z轴线轨，所述两套Z轴线轨沿竖直方向分别设置于所述立柱靠近所述两根横梁的两侧，并分别与所述两块滑动连接板滑动连接，所述Z轴驱动电机驱动所述立柱沿所述Z轴线轨移动。
6.根据权利要求4或5所述的加工中心，其特征在于，还包括电机安装板，所述电机安装板设置于所述滑动连接板上，所述X轴驱动电机或Z轴驱动电机设置于所述电机安装板上。
7.根据权利要求5所述加工中心，其特征在于，所述Z向位移机构还包括配重气缸，所述配重气缸竖直设置，其缸体设置于所述滑动连接板靠近所述立柱的一侧，其活塞输出端与所述立柱的下端固定连接。
8.根据权利要求2所述加工中心，其特征在于，所述床身包括工作台、两扇门和两组侧梁，所述两组侧梁均沿水平面内与所述横梁延伸方向相垂直的方向设置，所述两套Y向位移机构中的Y轴线轨分别设置于所述两组侧梁上，所述两扇门分别设置于所述两组侧梁的两端，所述工作台设置于所述两组侧梁之间，并位于所述立柱的下方。
9.根据权利要求1所述加工中心，其特征在于，所述横梁内部由蜂窝状加强筋组成。
10.根据权利要求1所述加工中心，其特征在于，还包括工作头组件，所述工作头组件包括工作头、两条侧向辅助臂和电机组件，所述工作头通过竖向设置的第一转动轴与所述立柱转动连接，所述两条侧向辅助臂均与所述立柱的下端固定连接，并分别位于所述工作头的两侧，所述工作头通过沿所述横梁的延伸方向设置的第二转动轴与所述两条侧向辅助臂转动连接，所述电机组件设置于所述两条侧向辅助臂中，并驱动所述第一转动轴和第二转动轴转动。
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