CN106271889B - 一种具有安全装置的双工位加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种具有安全装置的双工位加工中心，包括机床，还包括固定于机床的工作台和活动安装于机床的加工主轴，所述加工主轴数量为两个，两个所述加工主轴之间设有距离控制开关。该装置的两台加工主轴设置在一条轨道上，在工作中两台加工主轴不会发生碰撞；此外，机床的外部的拉门装置具有安全保护功能，可以进一步消除加工中心对工作环境带来的安全隐患。

Description

一种具有安全装置的双工位加工中心

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种具有安全装置的双工位加工中心。

背景技术

数控加工中心改变了传统以人为主的生产方式，借由电脑程序的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、镗孔、攻牙等，大幅缩短加工时程，降低生产成本，这是数控机床的最大特点。在数控加工中心中，工件的夹具是影响加工精度和加工效率的一个重要因素。

目前较多的加工中心是在一条X方向的轨道上滑动设置一台加工中心，对单个工件进行加工，也有在一条X轴方向的轨道上滑动设置两台加工中心的做法，但是这种方式使两台加工中心之间存在碰撞的隐患。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种具有安全装置的双工位加工中心，该装置的两台加工中心设置在一条轨道上，两台加工中心设有防撞装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有安全装置的双工位加工中心，包括机床，还包括固定于机床的工作台和活动安装于机床的加工主轴，所述加工主轴数量为两个，两个所述加工主轴之间设有距离控制开关。

其中，两个所述加工主轴安装于同一X轴滑轨，且具有各自独立的YZ轴机构。

进一步地，所述距离控制开关为触碰感应器，固定并伸出于其中一所述加工主轴，朝向另一所述加工主轴；

或者，所述距离感应开关为红外线距离感应器，固定于其中一所述加工主轴，朝向另一所述加工主轴。

进一步地，所述机床设有防护结构和拉门，所述拉门设有设有触碰感应器；所述拉门处于关闭状态则设备整体开始工作；所述拉门处于拉开状态则设备停止工作；

所述机床中部以可拆卸固定方式设有隔板，所述隔板将机床分为两个工作区域，每个工作区域设有一个所述加工主轴；

所述拉门设有两个，所述拉门为对开式设置，两个所述拉门对应封闭一个所述工作区域，两个所述拉门分别控制对应区域中的所述加工主轴的启动和停止

还包括用于数控的控制器，所述触碰感应器连接于所述控制器。

此外，所述X方向轨道模块包括基座板、第一导轨和第一齿条，所述基座板以X方向设置，所述基座板设有固定装置；所述导轨和所述第一齿条以X方向固定安装于所述基座板，所述导轨与所述第一齿条平行设置，所述第一导轨设有不少于两条，所述第一齿条设置于所述导轨之间。

进一步地，所述Y方向轨道模块包括滑块基座、齿轮驱动装置、第二导轨第二齿条；所述滑动基座底部固定设有基座滑块，所述基座滑块滑动安装于所述第一导轨，所述滑动基座沿着X方向滑动；所述滑动基座表面以Y方向固定设有第二导轨和第二齿条，所述第二导轨和第二齿条平行设置，所述第二齿条设置于所述第二导轨之间；所述齿轮驱动装置固定安装于所述滑动基座侧面，所述齿轮驱动装置为步进电机，所述步进电机工作端设有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合。

进一步地，所述夹具模块包括夹具滑动座、夹具台、夹具驱动装置和气缸；所述夹具滑动座滑动安装于所述第二导轨，所述夹具台与所述夹具滑动座之间通过转动座连接，所述夹具台设有夹持座；所述夹持座包括底块和挡块，所述夹持座截面呈L状，所述挡块位于所述底块上表面，所述气缸固定安装于所述夹持座上表面；所述气缸工作端设有顶块，所述顶块朝向所述挡块，所述顶块与所述挡块配合夹持工件。

值得注意的是，所述定位夹具包括定位座，所述定位座顶部设有所述夹具台和所述气缸；所述定位座底部设有螺栓固定装置。

进一步地，所述可调夹具至少设有两组，或者增加一组所述定位夹具；所述可调夹具和所述定位夹具以所述工作台为基座构成夹具组，所述可调夹具和所述定位夹具呈三角形状排列，所述可调夹具安装于所述定位夹具两侧。

作为对上述技术的补充，所述可调夹具A和定位夹具B与所述工作台之间均通过液压升降装置安装。

该装置的两台加工主轴设置在一条轨道上，也可以将一台加工中心靠边，将所有行程让给一台加工中心使用；此外，两台加工中心之间设有防撞装置，机床的外部的防护门设有开门停机装置。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的安装结构图；

图2是本发明的一个实施例的可调夹具夹持座和气缸的位置示意图；

图3是本发明的一个实施例的可调夹具整体结构示意图；

图4是本发明的一个实施例的可调夹具和定位夹具的使用状态示意图；

图5是本发明的一个实施例的拉门控制流程示意图；

图6是本发明的一个实施例的加工主轴控制流程示意图。

其中：机床100、加工主轴200、距离控制开关210、工作台300、拉门400、隔板500、可调式夹具组600、可调夹具A、定位夹具B、X方向轨道模块A100、基座板A110、第一导轨A120、第一齿条A130、Y方向轨道模块A200、滑块基座A210、齿轮驱动装置A220、第二导轨A230、第二齿条A240、夹具模块A300、夹具滑动座A310、夹具台A320、夹持座A321、底块A322、挡块A323、夹具驱动装置A330、气缸A340、顶块A341、定位座A400。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-6所示，一种具有安全装置的双工位加工中心，包括机床100，还包括固定于机床的工作台300和活动安装于机床300的加工主轴200，所述加工主轴200数量为两个，两个所述加工主轴200之间设有距离控制开关210。两个所述加工主轴200安装于同一X轴滑轨，且具有各自独立的YZ轴机构。所述距离控制开关210为触碰感应器，固定并伸出于其中一所述加工主轴200，朝向另一所述加工主轴200；或者，所述距离感应开关210为红外线距离感应器，固定于其中一所述加工主轴200，朝向另一所述加工主轴200，两台加工主轴200可以增加工件的工作效率，两个加工主轴200可以同时对工件进行加工，也可以依次对工件进行加工，并且二者共用一条轨道，增加了性能，在同等性能的机床对比下，此类做法成本较低；由于安装了距离控制开关210，所以两台加工主轴200在接触时最先碰到的是距离控制开关，距离控制开关触发后，两台加工主轴200的滑动机构停止，保证设备的安全。

其中，所述机床100设有防护结构110和拉门400，所述拉门400设有触碰感应器；所述拉门400处于关闭状态则设备整体开始工作；所述拉门400处于拉开状态则设备停止工作；所述触碰感应器连接于所述数控装置。金属加工中，出现刀具断裂或工件断裂的情况，所以防护结构110和拉门400将加工主轴200阻隔在机床100，以此达到安全保障的效果，对于工作中拉门400拉开后设备停止工作，可以有效防止安全事故发生，使工作人员的工作环境更安全。

此外，所述机床100中部以可拆卸固定方式设有隔板500，所述隔板500将机床100分为两个工作区域，每个工作区域设有一个所述加工主轴200；所述拉门设有两个，所述拉门400为对开式设置，两个所述拉门400对应封闭一个所述工作区域，两个所述拉门400分别控制对应区域中的所述加工主轴的启动和停止。在需要的时候，安装隔板500并调整设备的控制方式，即可将设备分为两个具有独立的加工主轴200的加工设备，并且两个拉门400各对应控制一个加工主轴200，使工具的使用功能更多，而加工长行程工件时，拆掉隔板500，并使一台加工主轴200在轨道尽头停机，使用另一台加工主轴200对工件进行加工。

作为对上述技术的补充，所述工作台300设有可调式夹具组600，所述可调式夹具组包括可调夹具A，所述可调夹具A包括X方向轨道模块A100、Y方向轨道模块A200和夹具模块A300，所述夹具模块A300滑动安装于所述Y方向轨道模块A200，所述Y方向轨道模块A200滑动安装于所述X方向轨道模块A100；所述X方向轨道模块A100首尾设有衔接装置，所述X方向轨道模块具有行程延长功能。X方向轨道模块A100可以相互拼接，从而延长行程，可以在不同的空间内使用，在X方向轨道模块上行走的Y方向轨道模块A200可以有短距离的Y方向轨道，将夹具模块A300滑动安装在Y方向轨道模块后，夹具模块A300在X和Y两个方向就具有较大的调整空间，在这种情况下，可以装夹更多尺寸不同的工件；此外，工件在装夹完成后，具有调整的功能。

其中，所述X方向轨道模块A100包括基座板A110、第一导轨A120和第一齿条A130，所述基座板A110以X方向设置，所述基座板A110设有固定装置；所述导轨A120和所述第一齿条A130以X方向固定安装于所述基座板A110，所述导轨A120与所述第一齿条A130平行设置，所述第一导轨A120设有不少于两条，所述第一齿条A130设置于所述导轨A120之间。第一导轨A120用于Y方向轨道模块A200的滑动轨道，第一齿条A130用于Y方向轨道模块A200的驱动装置的齿轮路径，用齿轮齿条构成的进给装置在调节中精度更高，并且更容易匹配到数控装置上；多组导轨构成滑动座会使装置滑动更稳定。

其中，所述Y方向轨道模块A200包括滑块基座A210、齿轮驱动装置A220、第二导轨A230第二齿条A240；所述滑动基座A210底部固定设有基座滑块A211，所述基座滑块A211滑动安装于所述第一导轨A120，所述滑动基座A210沿着X方向滑动；所述滑动基座A210表面以Y方向固定设有第二导轨A230和第二齿条A240，所述第二导轨A230和第二齿条A240平行设置，所述第二齿条A240设置于所述第二导轨A230之间；所述齿轮驱动装置A220固定安装于所述滑动基座A210侧面，所述齿轮驱动装置A220为步进电机A221，所述步进电机工作端设有第一齿轮A222，所述第一齿轮A222与所述第一齿条A130啮合。Y方向轨道模块A200具有驱动装置A220，通过控制驱动装置A220来控制Y方向轨道模块A200在X方向轨道模块上移动，如此在夹具将工件夹持后，可以通过控制驱动装置A200将工件调整到最佳加工位置，之后再将工件夹紧，不必在定位后再进行装夹和调整，使夹具的调整更灵活；而驱动装置为步进电机，使设备具有电控基础，可以匹配到数控装置，从而实现夹具的自动化控制。

此外，所述夹具模块A300包括夹具滑动座A310、夹具台A320、夹具驱动装置A330和气缸A340；所述夹具滑动座A310滑动安装于所述第二导轨A230，所述夹具台A320与所述夹具滑动座A310之间通过转动座连接，所述夹具台A320设有夹持座A321；所述夹持座A321包括底块A322和挡块A323，所述夹持座A321截面呈L状，所述挡块A323位于所述底块A322上表面，所述气缸A340固定安装于所述夹持座A321上表面；所述气缸A340工作端设有顶块A341，所述顶块A341朝向所述挡块A323，所述顶块A341与所述挡块A323配合夹持工件。首先，夹具模块A300滑动安装于Y方向轨道模块A200，这些结构已经构使夹具模块具备了在X和Y两个方向滑动的功能；之后，滑动座A310与夹具台A320之间通过转动座进行连接，这种结构有利于夹具模块在X和Y方向调整时，夹具台能够适应位置的变化，不会产生抗拒和阻碍，使可调夹具A在组合使用时，能够适用于更多的异形工件。

此外，所述定位夹具B包括定位座A400，所述定位座A400顶部设有所述夹具台A320和所述气缸A340；所述定位座A400底部设有螺栓固定装置。定位夹具B在使用中作为工件的定位工件，在实际使用中，若需要加工的工件为长条状且弯曲较多，则在易变形和易较长间距的位置使用定位夹具B预先进行定位，之后再使用可调夹具A将端部或其他部位进行强化加固；值得注意的是，在实际使用中，定位夹具B和可调夹具A都可以使用多个。

其中，所述可调夹具A至少设有两组，或者增加一组所述定位夹具B；所述可调夹具A和所述定位夹具B以所述工作台300为基座构成夹具组，所述可调夹具A和所述定位夹具B呈三角形状排列，所述可调夹具安装于所述定位夹具B两侧。通常情况下，加工大弧度的工件只需要两个可调夹具B和一个定位夹具A，对比传统的做法，十字滑台，则需要将十字滑台预先固定后再对工件进行装夹，这种做法在运用中是非常不便的，十字滑台的行程有限，但是可调夹具的行程变化仅仅是添加一个或多个基座板110即可；拿环形工件来说，一个定位夹具B随便进行装夹，配合两组可调夹具A即可在定位后可以加工多种直径不同的环形工件，而仅仅通过调整可调夹具A的X和Y方向的行程即可实现。

此外，所述可调夹具A和定位夹具B与所述工作台300之间均通过液压升降装置安装。这一点值得注意，由于有的工件的面有坡度等因素，在工件装夹后不容易形成平面，从而保证不了加工质量；而本装置在这里具有高度调节的能力，所以通过调整各个夹具的液压升降装置即可构成工件最佳的水平度。

本发明在使用中，机床100和工作台300均为整体，在机床100上设置了两台加工主轴200，若工件较长则将工件整体固定于工作台上，之后使用两台加工主轴200采用一主一辅的方式对工件进行加工，若工件限制必须由一台加工主轴200加工，则将其中一台加工主轴200移动至轨道端部停机，使用其中一台加工主轴200对工件进行加工；如果工件长度适中，则使用隔板500将机床分为两个单独的工作区域，分别对工件进行加工，执行可执行不同的工序；拉门400和防护装置的结合是本领域的常用手段，目的是为了消除加工主轴200在高速切削中给工作环境带来的安全隐患，而在设备运行中，拉开拉门即停机的做法是为了进一步消除隐患。

而工作台300上设置的夹具在夹持使用时，先使用定位夹具B固定住工件的中心位置或易变形位置，之后再使用可调夹具A将工件的其他部位进行固定，达到完全固定的效果，之后根据实际情况查看是否需要进行调整，如果需要大的调整则将定位夹具拆除后，通过可调夹具A联动调整的方式来调整工件X和Y的方向，达到最佳的位置后，根据情况选择是否调整工件的高度，再根据需要来选择是否需要装夹定位夹具B；当然，在定位的时候也可以直接使用可调夹具A进行定位，在行程调节小的情况下，可以直接通过调整可调夹具来实现工件位置的变化，但是涉及到行程较大的变化则选用结构简单的定位夹具B更方便。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有安全装置的双工位加工中心，包括机床，还包括固定于机床的工作台和活动安装于机床的加工主轴，其特征在于：所述加工主轴数量为两个，两个所述加工主轴之间设有距离控制开关；

所述工作台设有可调式夹具组，所述可调式夹具组包括可调夹具，所述可调夹具包括X方向轨道模块、Y方向轨道模块和夹具模块，所述夹具模块滑动安装于所述Y方向轨道模块，所述Y方向轨道模块滑动安装于所述X方向轨道模块；所述X方向轨道模块首尾设有衔接装置，所述X方向轨道模块具有行程延长功能；

所述X方向轨道模块包括基座板、第一导轨和第一齿条，所述基座板以X方向设置，所述基座板设有固定装置；所述第一导轨和所述第一齿条以X方向固定安装于所述基座板，所述第一导轨与所述第一齿条平行设置，所述第一导轨设有不少于两条，所述第一齿条设置于所述第一导轨之间；

所述Y方向轨道模块包括滑块基座、齿轮驱动装置、第二导轨第二齿条；所述滑动基座底部固定设有基座滑块，所述基座滑块滑动安装于所述第一导轨，所述滑动基座沿着X方向滑动；所述滑动基座表面以Y方向固定设有第二导轨和第二齿条，所述第二导轨和第二齿条平行设置，所述第二齿条设置于所述第二导轨之间；所述齿轮驱动装置固定安装于所述滑动基座侧面，所述齿轮驱动装置为步进电机，所述步进电机工作端设有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合；

所述夹具模块包括夹具滑动座、夹具台、夹具驱动装置和气缸；所述夹具滑动座滑动安装于所述第二导轨，所述夹具台与所述夹具滑动座之间通过转动座连接，所述夹具台设有夹持座；所述夹持座包括底块和挡块，所述夹持座截面呈L状，所述挡块位于所述底块上表面，所述气缸固定安装于所述夹持座上表面；所述气缸工作端设有顶块，所述顶块朝向所述挡块，所述顶块与所述挡块配合夹持工件；

定位夹具包括定位座，所述定位座顶部设有所述夹具台和所述气缸；所述定位座底部设有螺栓固定装置；

所述可调夹具至少设有两组，或者增加一组所述定位夹具；所述可调夹具和所述定位夹具以所述工作台为基座构成夹具组，所述可调夹具和所述定位夹具呈三角形状排列，所述可调夹具安装于所述定位夹具两侧；

所述可调夹具和定位夹具与所述工作台之间均通过液压升降装置安装。

2.根据权利要求1所述的具有安全装置的双工位加工中心，其特征在于：两个所述加工主轴安装于同一X轴滑轨，且具有各自独立的YZ轴机构。

3.根据权利要求2所述的具有安全装置的双工位加工中心，其特征在于：所述距离控制开关为触碰感应器，固定并伸出于其中一所述加工主轴，朝向另一所述加工主轴；

或者，所述距离控制开关为红外线距离感应器，固定于其中一所述加工主轴，朝向另一所述加工主轴。

4.根据权利要求3所述的具有安全装置的双工位加工中心，其特征在于：所述机床设有防护结构和拉门，所述拉门设有触碰感应器；所述拉门处于关闭状态则设备整体开始工作；所述拉门处于拉开状态则设备停止工作；

所述机床中部以可拆卸固定方式设有隔板，所述隔板将机床分为两个工作区域，每个工作区域设有一个所述加工主轴；

所述拉门设有两个，所述拉门为对开式设置，两个所述拉门对应封闭一个所述工作区域，两个所述拉门分别控制对应区域中的所述加工主轴的启动和停止还包括用于数控的控制器，所述触碰感应器连接于所述控制器。