CN108381198A - 高效加工中心机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及加工中心机领域，具体涉及高效加工中心机；包括工作台和位于工作台一侧端部的加工部；所述加工部包括方形立柱，滑设于方形立柱一侧的第一加工机头和第一刀库，连接于第一加工机头和第一刀库之间的第一换刀臂，滑设于方形立柱一侧且位于第一加工机头相邻侧面的第二加工机头和第二刀库，连接于第二加工机头和第二刀库之间的第二换刀臂；所述第一加工机头垂直朝向水平面，所述第二加工机头平行于水平面；所述第一加工机头和第二加工机头均位于工作台上方。本发明集成度高、工作效率高、设备利用率高、加工精度高、设备成本低。

Description

高效加工中心机
技术领域
本发明涉及加工中心机领域，特别是涉及高效加工中心机。
背景技术
金属加工机即金属加工机床，也叫CNC机床，简称加工中心(英文名是Computerized Numerica1 Contro1 Machine简称cnc)。金属加工中心机是通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成的适用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
对于多面体零件的加工，通常采用不同的加工设备，先加工一个面，再加工其他面，一方面，工件多次装夹，工作效率低，且多次装夹易造成装夹误差，导致加工精度偏差，第二方面，需要使用多台加工中心机，设备利用率低且设备成本高。第三方面，加工过程中，由于加工主轴的高速旋转及刀具切削的间断性造成整个加工部易晃动，加工精度有待提高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种集成度高、工作效率高、设备利用率高、加工精度高、设备成本低的高效加工中心机。
本发明所采用的技术方案是：高效加工中心机，包括工作台和位于工作台一侧端部的加工部；所述加工部包括方形立柱，滑设于方形立柱一侧的第一加工机头和第一刀库，连接于第一加工机头和第一刀库之间的第一换刀臂，滑设于方形立柱一侧且位于第一加工机头相邻侧面的第二加工机头和第二刀库，连接于第二加工机头和第二刀库之间的第二换刀臂；所述第一加工机头垂直朝向水平面，所述第二加工机头平行于水平面；所述第一加工机头和第二加工机头均位于工作台上方。
对上述技术方案的进一步改进为，所述方形立柱一侧面安装有第一导轨，第一加工机头和第一刀库通过第一安装座滑设于第一导轨，第一导轨内设有驱动第一安装座沿第一导轨滑动的第一电机；所述方形立柱相邻一侧面安装有第二导轨，第二加工机头和第二刀库通过第二安装座滑设于第二导轨，第二导轨内设有驱动第二安装座沿第二导轨滑动的第二电机。
对上述技术方案的进一步改进为，所述方形立柱底部设有加强座，方形立柱中央开设有通孔，且方形立柱上与第二加工头相对的一侧面设有配重加强筋。
对上述技术方案的进一步改进为，所述第二刀库底部设有平行于方形立柱的支撑柱；所述支撑柱包括靠近加强座的底柱和连接于底柱且向第二刀库底部倾斜的倾斜柱。
对上述技术方案的进一步改进为，所述第一加工机头位于第一安装座上，第一刀库位于第一加工机头侧方且安装于第一安装座上；所述第二加工机头位于第二安装座上，第二刀库位于第二加工机头侧方且安装于第二安装座上；第一安装座与第二安装座垂直设置，第一刀库与第二刀库平行设置。
对上述技术方案的进一步改进为，所述工作台包括底盘、位于底盘顶部的三平行设置的第一滑轨、垂设于三个第一滑轨顶部的第二滑轨、安装于第二滑轨顶部用于放置零件的加工平台，设置于两平行第一滑轨之间用于驱动第二滑轨沿第一滑轨滑动的第一动力组件、设置于第二滑轨内部用于驱动加工平台沿第二滑轨滑动的第二动力组件；所述加工平台包括滑设于第二滑轨顶部的连接座、安装于连接座上的直线电机、安装于直线电机顶部的平板，所述直线电机驱动平板旋转。
对上述技术方案的进一步改进为，所述平板上开设有凹槽和通孔以固定零件。
对上述技术方案的进一步改进为，所述底盘底部设有底部加强筋，所述第二滑轨对应第一滑轨处开设有通槽。
对上述技术方案的进一步改进为，三个第一滑轨分别为第一滑轨一、第一滑轨二和第一滑轨三，第一滑轨一和第一滑轨三分别位于底盘的两端，第一滑轨一和第一滑轨二之间的距离大于第一滑轨三和第一滑轨二之间的距离，且第一动力组件位于第一滑轨一和第一滑轨二之间。
对上述技术方案的进一步改进为，所述方形立柱的加强座的两端分别与第一滑轨一、第一滑轨二抵接，所述支撑柱的底柱与第一滑轨三抵接。
本发明的有益效果为：
1、一方面，方形立柱位于工作台一侧端部，且方形立柱上一侧面设有第一加工机头，另一侧面设有第二加工机头，且第一加工机头和第二加工机头位于方形立柱的相邻两侧面，第一加工机头垂直朝向水平面，第二加工机头平行于水平面，第一加工机头对零件的一表面进行加工，第二加工机头对零件的相邻表面进行加工，避免现有技术的采用不同设备对零件进行加工，集成度高、工作效率高、设备利用率高。第二方面，只需要一个方形立柱就能安装两个机头，设备成本低。第三方面，第一加工机头垂直朝向水平面，所述第二加工机头平行于水平面，使得加工部为敞开式，工作人员可在工作台侧边且位于第一加工机头和第二加工机头之间的空间内操作，操作空间大。第四方面，只设有一个方形立柱，用于安装方形立柱的底部的工作台不需要太大，进一步有利于降低设备成本。第五方面，第一加工机头与第二加工机头位于方形立柱相邻两侧面，二者起到配重作用，提高了加工部整体的稳定性，确保加工时运行平稳，有利于提高加工精度。
2、方形立柱一侧面安装有第一导轨，第一加工机头和第一刀库通过第一安装座滑设于第一导轨，第一导轨内设有驱动第一安装座沿第一导轨滑动的第一电机；所述方形立柱相邻一侧面安装有第二导轨，第二加工机头和第二刀库通过第二安装座滑设于第二导轨，第二导轨内设有驱动第二安装座沿第二导轨滑动的第二电机。第一电机驱动第一加工机头沿第一导轨上下运动，当第一加工机头运动到零件处时，第一加工机头内部的电机驱动第一加工机头对零件的上表面进行加工，第二电机驱动第二加工机头沿第二导轨上下运动，当第二加工机头运动到零件处时，第二加工机头内部的电机驱动第二加工机头对零件的侧表面进行加工，二者可同时对零件的两个不同表面进行加工，也可以一个加工一个换刀，二者互不干扰，自动化程度高，集成度高、工作效率高。
3、方形立柱底部设有加强座，有利于降低整体重心，提高整体运行稳定性，方形立柱中央开设有通孔，进一步起到降低重心的作用，且方形立柱上与第二加工头相对的一侧面设有配重加强筋，配重加强筋起到均衡方形立柱两侧面受力的作用，确保方形立柱相对两侧面受力均衡，防止一侧面受力过大造成方形立柱向该侧面倾斜，提高了整体的稳定性，进一步有利于提高加工精度。
4、第二刀库底部设有平行于方形立柱的支撑柱；所述支撑柱包括靠近加强座的底柱和连接于底柱且向第二刀库底部倾斜的倾斜柱。支撑柱的底柱与方形立柱平行设置，可分散方形立柱对工作台的作用力，确保工作台的稳定性，进一步有利于提高加工精度。
5、第一加工机头位于第一安装座上，第一刀库位于第一加工机头侧方且安装于第一安装座上；所述第二加工机头位于第二安装座上，第二刀库位于第二加工机头侧方且安装于第二安装座上；第一安装座与第二安装座垂直设置，第一刀库与第二刀库平行设置。通过第一安装座和第二安装座实现第一刀库与第二刀库的平行设置，使得方形立柱两侧受力更加均衡，确保工作台的稳定性，进一步提高了加工精度。
6、工作台包括底盘、位于底盘顶部的三平行设置的第一滑轨、垂设于三个第一滑轨顶部的第二滑轨、安装于第二滑轨顶部用于放置零件的加工平台，设置于两平行第一滑轨之间用于驱动第二滑轨沿第一滑轨滑动的第一动力组件、设置于第二滑轨内部用于驱动加工平台沿第二滑轨滑动的第二动力组件；所述加工平台包括滑设于第二滑轨顶部的连接座、安装于连接座上的直线电机、安装于直线电机顶部的平板，所述直线电机驱动平板旋转。第一方面，第一动力组件驱动加工平台沿第一滑轨前后滑动，第二动力组件驱动加工平台沿第二滑轨左右滑动，加工平台内部的直线电机驱动平板旋转，使得加工平台实现前后、左右和旋转运动，以带动零件进行多维运动，使得零件的不同部位可对准加工机头以被加工，一台加工中心机可对零件的不同部位进行加工，自动化程度高，集成度高、工作效率高，设备利用率高，功能多样化。第二方面，加工平台包括滑设于第二滑轨顶部的连接座、安装于连接座上的直线电机、安装于直线电机顶部的平板，所述直线电机驱动平板旋转，直线电机控制平板旋转，使得平板能精确的旋转不同度数，保证待加工面正好对准加工机头，以确保加工精度。
7、平板上开设有凹槽和通孔以固定零件，防止在加工过程中零件的移动，对零件起限位作用，以确保加工精度。
8、底盘底部设有底部加强筋，底部加强筋增加底盘的稳定性，防止加工时造成底盘晃动，确保加工精度，第二滑轨对应第一滑轨处开设有通槽，通槽的设置可节约原材料，同时便于第二滑轨与第一滑轨连接处螺钉的连接，使得第二滑轨与第一滑轨连接稳定，在工作过程中第二滑轨能稳定的沿第一滑轨移动，进一步提高了加工精度。
9、三个第一滑轨分别为第一滑轨一、第一滑轨二和第一滑轨三，第一滑轨一和第一滑轨三分别位于底盘的两端，第一滑轨一和第一滑轨二之间的距离大于第一滑轨三和第一滑轨二之间的距离，且第一动力组件位于第一滑轨一和第一滑轨二之间。第一滑轨设有三个，以稳定的支撑第二滑轨及加工平台，分散第二滑轨及加工平台对第一滑轨的作用力，保证工作台的稳定性，进一步提高了加工精度。
10、方形立柱的加强座的两端分别与第一滑轨一、第一滑轨二抵接，所述支撑柱的底柱与第一滑轨三抵接。三个第一滑轨分散了第二滑轨和加工平台对底盘的作用力，方形立柱和支撑柱分散了加工部对工作台的作用力，防止第一加工头和第二加工头设置到一个方形立柱上造成的局部压力过大，使得底盘各部位受力较为均匀，确保工作时整个加工中心机运行的平稳性，进一步提高了加工精度。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明另一视角的立体图；
图3为本发明的加工部的立体图；
图4为本发明的加工部另一视角的立体图；
图5为本发明的加工部的主视图；
图6为本发明的工作台立体图；
图7为本发明的工作台另一视角的立体图；
图8为本发明的工作台第三视角的立体图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1～图2所示，分别为本发明不同视角的立体图。
高效加工中心机10，包括工作台100和位于工作台100一侧端部的加工部200。
如图3～图5所示，分别为本发明的加工部不同视角的立体图和主视图。
加工部200包括方形立柱210，滑设于方形立柱210一侧的第一加工机头220a和第一刀库220b，连接于第一加工机头220a和第一刀库220b之间的第一换刀臂220c，滑设于方形立柱210一侧且位于第一加工机头220a相邻侧面的第二加工机头230a和第二刀库230b，连接于第二加工机头230a和第二刀库230b之间的第二换刀臂230c；所述第一加工机头220a垂直朝向水平面，所述第二加工机头230a平行于水平面。
方形立柱210一侧面安装有第一导轨211，第一加工机头220a和第一刀库220b通过第一安装座220d滑设于第一导轨211，第一导轨211内设有驱动第一安装座220d沿第一导轨211滑动的第一电机220e；所述方形立柱210相邻一侧面安装有第二导轨212，第二加工机头230a和第二刀库230b通过第二安装座230d滑设于第二导轨212，第二导轨212内设有驱动第二安装座230d沿第二导轨212滑动的第二电机230e。第一电机220e驱动第一加工机头220a沿第一导轨211上下运动，当第一加工机头220a运动到零件处时，第一加工机头220a内部的电机驱动第一加工机头220a对零件的上表面进行加工，第二电机230e驱动第二加工机头230a沿第二导轨212上下运动，当第二加工机头230a运动到零件处时，第二加工机头230a内部的电机驱动第二加工机头230a对零件的侧表面进行加工，二者可同时对零件的两个不同表面进行加工，也可以一个加工一个换刀，二者互不干扰，自动化程度高，集成度高、工作效率高。
方形立柱210底部设有加强座213，有利于降低整体重心，提高整体运行稳定性，方形立柱210中央开设有通孔214，进一步起到降低重心的作用，且方形立柱210上与第二加工头相对的一侧面设有配重加强筋215，配重加强筋215起到均衡方形立柱210两侧面受力的作用，确保方形立柱210相对两侧面受力均衡，防止一侧面受力过大造成方形立柱210向该侧面倾斜，提高了整体的稳定性，进一步有利于提高加工精度。
第二刀库230b底部设有平行于方形立柱210的支撑柱240；所述支撑柱240包括靠近加强座213的底柱241和连接于底柱241且向第二刀库230b底部倾斜的倾斜柱242。支撑柱240的底柱241与方形立柱210平行设置，可分散方形立柱210对工作台的作用力，确保工作台的稳定性，进一步有利于提高加工精度。
一方面，方形立柱210上一侧面设有第一加工机头220a，另一侧面设有第二加工机头230a，且第一加工机头220a和第二加工机头230a位于方形立柱210的相邻两侧面，第一加工机头220a垂直朝向水平面，第二加工机头230a平行于水平面，第一加工机头220a对零件的一表面进行加工，第二加工机头230a对零件的相邻表面进行加工，避免现有技术的采用不同设备对零件进行加工，集成度高、工作效率高、设备利用率高。第二方面，只需要一个方形立柱210就能安装两个机头，设备成本低。第三方面，第一加工机头220a垂直朝向水平面，所述第二加工机头230a平行于水平面，使得加工部200为敞开式，工作人员可在第一加工机头220a和第二加工机头230a之间的空间内操作，操作空间大。第四方面，只设有一个方形立柱210，用于安装方形立柱210的底部的工作台不需要太大，进一步有利于降低设备成本。第五方面，第一加工机头220a与第二加工机头230a位于方形立柱210相邻两侧面，二者起到配重作用，提高了加工部200整体的稳定性，确保加工时运行平稳，有利于提高加工精度。
如图6～图8所示，分别为本发明的工作台不同视角的立体图。
工作台100，包括底盘110、位于底盘110顶部的三平行设置的第一滑轨120、垂设于三个第一滑轨120顶部的第二滑轨130、安装于第二滑轨130顶部用于放置零件的加工平台140，设置于两平行第一滑轨120之间用于驱动第二滑轨130沿第一滑轨120滑动的第一动力组件150、设置于第二滑轨130内部用于驱动加工平台140沿第二滑轨130滑动的第二动力组件160；所述加工平台140包括滑设于第二滑轨130顶部的连接座141、安装于连接座141上的直线电机142、安装于直线电机142顶部的平板143，所述直线电机142驱动平板143旋转。
平板143上开设有凹槽143a和通孔143b以固定零件，防止在加工过程中零件的移动，对零件起限位作用，以确保加工精度。
底盘110底部设有底部加强筋111，底部加强筋111增加底盘110的稳定性，防止加工时造成底盘110晃动，确保加工精度，第二滑轨130对应第一滑轨120处开设有通槽131，通槽131的设置可节约原材料，同时便于第二滑轨130与第一滑轨120连接处螺钉的连接，使得第二滑轨130与第一滑轨120连接稳定，在工作过程中第二滑轨130能稳定的沿第一滑轨120移动，进一步提高了加工精度。
三个第一滑轨120分别为第一滑轨一120a、第一滑轨二120b和第一滑轨三120c，第一滑轨一120a和第一滑轨120三分别位于底盘110的两端，第一滑轨一120a和第一滑轨二120b之间的距离大于第一滑轨120三和第一滑轨二120b之间的距离，且第一动力组件150位于第一滑轨一120a和第一滑轨二120b之间。第一滑轨120设有三个，以稳定的支撑第二滑轨130及加工平台140，分散第二滑轨130及加工平台140对第一滑轨120的作用力，保证工作台100的稳定性，进一步提高了加工精度。
第一方面，第一动力组件150驱动加工平台140沿第一滑轨120前后滑动，第二动力组件160驱动加工平台140沿第二滑轨130左右滑动，加工平台140内部的直线电机142驱动平板143旋转，使得加工平台140实现前后、左右和旋转运动，以带动零件进行多维运动，使得零件的不同部位可对准加工机头以被加工，一台加工中心机可对零件的不同部位进行加工，自动化程度高，集成度高、工作效率高，设备利用率高，功能多样化。第二方面，加工平台140包括滑设于第二滑轨130顶部的连接座141、安装于连接座141上的直线电机142、安装于直线电机142顶部的平板143，所述直线电机142驱动平板143旋转，直线电机142控制平板143旋转，使得平板143能精确的旋转不同度数，保证待加工面正好对准加工机头，以确保加工精度。
本发明的工作原理为：
将零件通过治具固定于平板143上的凹槽143a或通孔143b内，第一动力组件150驱动加工平台140沿第一滑轨120前后滑动，第二动力组件160驱动加工平台140沿第二滑轨130左右滑动，使得加工平台140实现前后、左右运动，使得零件的正面和侧面分别对准第一加工头220a和第二加工机头230a，第一加工头220a和第二加工机头230a分别在第一电机220e和第二电机230e的作用下沿第一导轨211和第二导轨212运动向下运动至零件上方，通过第一加工头220a和第二加工机头230a对零件的两个面进行加工，加工完毕后，加工平台140内部的直线电机142驱动平板143旋转，使得零件的其他面对准第一加工头220a和第二加工机头230a，通过第一加工头220a和第二加工机头230a继续对零件的其他面进行加工，以此循环，直至零件的所有面都加工完毕。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.高效加工中心机，其特征在于：包括工作台和位于工作台一侧端部的加工部；所述加工部包括方形立柱，滑设于方形立柱一侧的第一加工机头和第一刀库，连接于第一加工机头和第一刀库之间的第一换刀臂，滑设于方形立柱一侧且位于第一加工机头相邻侧面的第二加工机头和第二刀库，连接于第二加工机头和第二刀库之间的第二换刀臂；所述第一加工机头垂直朝向水平面，所述第二加工机头平行于水平面；所述第一加工机头和第二加工机头均位于工作台上方。
2.根据权利要求1所述的高效加工中心机，其特征在于：所述方形立柱一侧面安装有第一导轨，第一加工机头和第一刀库通过第一安装座滑设于第一导轨，第一导轨内设有驱动第一安装座沿第一导轨滑动的第一电机；所述方形立柱相邻一侧面安装有第二导轨，第二加工机头和第二刀库通过第二安装座滑设于第二导轨，第二导轨内设有驱动第二安装座沿第二导轨滑动的第二电机。
3.根据权利要求2所述的高效加工中心机，其特征在于：所述方形立柱底部设有加强座，方形立柱中央开设有通孔，且方形立柱上与第二加工头相对的一侧面设有配重加强筋。
4.根据权利要求3所述的高效加工中心机，其特征在于：所述第二刀库底部设有平行于方形立柱的支撑柱；所述支撑柱包括靠近加强座的底柱和连接于底柱且向第二刀库底部倾斜的倾斜柱。
5.根据权利要求4所述的高效加工中心机，其特征在于：所述第一加工机头位于第一安装座上，第一刀库位于第一加工机头侧方且安装于第一安装座上；所述第二加工机头位于第二安装座上，第二刀库位于第二加工机头侧方且安装于第二安装座上；第一安装座与第二安装座垂直设置，第一刀库与第二刀库平行设置。
6.根据权利要求5所述的高效加工中心机，其特征在于：所述工作台包括底盘、位于底盘顶部的三平行设置的第一滑轨、垂设于三个第一滑轨顶部的第二滑轨、安装于第二滑轨顶部用于放置零件的加工平台，设置于两平行第一滑轨之间用于驱动第二滑轨沿第一滑轨滑动的第一动力组件、设置于第二滑轨内部用于驱动加工平台沿第二滑轨滑动的第二动力组件；所述加工平台包括滑设于第二滑轨顶部的连接座、安装于连接座上的直线电机、安装于直线电机顶部的平板，所述直线电机驱动平板旋转。
7.根据权利要求6所述的高效加工中心机，其特征在于：所述平板上开设有凹槽和通孔以固定零件。
8.根据权利要求7所述的高效加工中心机，其特征在于：所述底盘底部设有底部加强筋，所述第二滑轨对应第一滑轨处开设有通槽。
9.根据权利要求8所述的高效加工中心机，其特征在于：三个第一滑轨分别为第一滑轨一、第一滑轨二和第一滑轨三，第一滑轨一和第一滑轨三分别位于底盘的两端，第一滑轨一和第一滑轨二之间的距离大于第一滑轨三和第一滑轨二之间的距离，且第一动力组件位于第一滑轨一和第一滑轨二之间。
10.根据权利要求9所述的高效加工中心机，其特征在于：所述方形立柱的加强座的两端分别与第一滑轨一、第一滑轨二抵接，所述支撑柱的底柱与第一滑轨三抵接。
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