CN110103037A - 一种非金属五轴加工中心 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非金属五轴加工中心，包括Y轴底座，所述Y轴底座两侧安装有龙门架，所述龙门架上侧安装有横梁，且横梁与龙门架为一体式结构，所述横梁一侧安装有X轴拖板，所述X轴拖板与横梁通过X轴导轨滑动卡设连接，所述X轴拖板一侧安装有Z轴拖板，且Z轴拖板与X轴拖板通过Z轴导轨相连接，所述Z轴拖板下侧安装有C轴旋转装置，所述C轴旋转装置内部安装有A轴旋转装置，所述A轴旋转装置一侧安装有的切削电机，所述切削电机下端通过传动轴安装有切削刀，所述Y轴底座上侧安装有台面底座，本发明具有能够加工高精度产品及各种异型产品、加工速度快、加工效率高、适应大批量生产的优点。

Description

一种非金属五轴加工中心
技术领域
本发明涉及非金属加工技术领域，具体是一种非金属五轴加工中心。
背景技术
传统的非金属加工行业多采用手工及一些简单的工具进行产品加工，但随着人类生活水平、审美观及发展需求的提高，传统的加工方式已不再适应高速发展的社会，随着工业发展，用于非金属加工行业的配套机床越来越多，但其大多为三轴加工方式，其无法加工高精度产品及异型产品，对工艺复杂的产品进行加工时效率慢，不适合大批量生产。
如上述中提出的问题，本方案提供一种新型非金属五轴加工中心，并通过该新型非金属五轴加工中心达到解决上述提及的问题及不足，使之能更具有实用的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非金属五轴加工中心，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非金属五轴加工中心，包括Y轴底座，所述Y轴底座两侧安装有龙门架，所述龙门架上侧安装有横梁，且横梁与龙门架为一体式结构，所述横梁一侧安装有X轴拖板，所述X轴拖板与横梁通过X轴导轨滑动卡设连接，所述X轴拖板一侧安装有Z轴拖板，且Z轴拖板与X轴拖板通过Z轴导轨相连接，所述Z轴拖板下侧安装有C轴旋转装置，所述C轴旋转装置内部安装有A轴旋转装置，所述A轴旋转装置一侧安装有的切削电机，所述切削电机下端通过传动轴安装有切削刀，所述Y轴底座上侧安装有台面底座，所述台面底座上安装有吸盘模组。
进一步的，所述X轴拖板由X轴座、伺服电机一和齿轮齿条组，所述X轴拖板通过齿轮齿条组与横梁连接，齿条横向安装在横梁一侧，伺服电机一固定安装在X轴座一侧，且伺服电机一下侧通过齿轮与齿条啮合连接。
进一步的，所述Z轴拖板由Z轴底座、C轴安装座、滚珠丝杆和Z轴拖链组成，Z轴底座与Z轴拖板上侧固定连接，Z轴底座下侧安装有C轴安装座，且C轴安装座一侧通过Z轴导轨与Z轴拖板滑动连接，所述Z轴底座两侧固定安装有滚珠丝杆，且滚珠丝杆下侧输出端与C轴安装座固定连接，滚珠丝杆上侧传动连接有伺服电机二。
进一步的，所述C轴旋转装置包括安装在Z轴拖板上安装有伺服电机三，所述伺服电机三下侧通过转轴安装有传动连接由C型单臂摆头，A轴旋转装置安装在C型单臂摆头中部。
进一步的，所述C轴旋转装置在X-Y坐标内的旋转角度为正负四百度，A轴旋转装置在Y-Z坐标内的旋转装置为可连续旋转。
进一步的，所述A轴旋转装置由伺服电机四和电机旋转轴组成，所述伺服电机四固定安装在C轴旋转装置内部内，所述电机旋转轴一端与伺服电机四传动连接，伺服电机四另一端与切削电机侧壁固定连接。
进一步的，所述吸盘模组包括底座和夹持压板，所述底座上侧中部安装有立臂，所述立臂上端安装有真空吸盘，所述立臂内部中心开设有吸气通道，且吸气通道下部的立臂一侧开设有真空吸盘进气口，所述真空吸盘上侧开设有吸气孔，所述吸气孔内部安装有过滤网，所述真空吸盘一侧通过螺丝安装有气夹固定座，所述气夹固定座下侧通过气缸连接板安装要有压料气缸，所述夹持压板侧壁开设有导向槽，且夹持压板下侧通过螺钉安装在气夹固定座和气缸连接板一侧，且螺钉贯穿导向槽设置，真空吸盘一侧安装有定位挡块。
进一步的，所述气夹固定座一侧安装有凸块，且凸块与夹持压板侧壁的导向槽滑动卡设。
进一步的，所述气夹固定座顶部安装有间隙调整螺丝，所述底座下侧安装有导向平键和真空吸盘封盖板。
进一步的，所述吸盘模组设置有12组，且吸盘模组下侧安装有滑座，且滑座下侧与台面底座采用齿轮齿条传动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本设备是一种非金属五轴加工中心通过设置精密齿轮齿条及滚珠丝杆的传动方式，使该加工中心的加工精度较常规加工中心具有更快的效率及更高的精度。
(2)AC摆头原理：通过精密无背隙RV减速机把动力输至输出端，A、C动力则由伺服电机提供，通过操作系统、编码器实现运动，并与机床实现联动，增加AC摆头后工件的六个面都可以加工,减少工件的装夹次数。
(3)本设备为双工作台(交复式)，可实现工件的装夹及加工可以同步进行，提高生产效率，加工速度快、加工效率高、适应大批量生产的优点。
(4)本设备通过设置龙门式的结构，使该装置的加工范围更广，加工范围大。
(5)本设备通过设置五轴联动的加工方式，使该加工中心能够加工各种异型产品。
(6)本设备以上结构上的改进，具有能够加工高精度产品及各种异型产品、加工速度快、加工效率高、适应大批量生产的优点，从而有效的解决了现有装置中存在的问题和不足。
(7)吸盘模组针对平板类型的工件，可以不用气夹，只用真空就可以很好的吸附工件，如果工件较小，加工时的切削力又较大时可以用真空加气夹的方式。如果是异形工件，可以直接用气夹的固定方式。
附图说明
图1为本发明整体结构装配示意图；
图2为本发明台面底座结构示意图；
图3为本发明Z轴拖板和C轴旋转装置结构示意图；
图4为本发明Z轴拖板和C轴旋转装置拆分结构示意图；
图5为本发明吸盘模组结构示意图；
图6为本发明整体纵剖结构示意图；
图7为本发明爆炸图。
图中：1、Y轴底座；2、龙门架；3、横梁；4、X轴拖板；41、X轴座；42、伺服电机一；43、齿轮齿条组；5、X轴导轨；6、Z轴拖板；61、Z轴底座；62、C轴安装座；63、滚珠丝杆；64、Z轴拖链；7、Z轴导轨；8、C轴旋转装置；81、伺服电机三；82、C型单臂摆头；83、转轴；9、A轴旋转装置；91、伺服电机四；92、电机旋转轴；10、切削电机；11、切削刀；12、台面底座；13、吸盘模组；1301、底座；1302、立臂；1303、真空吸盘；1304、吸气孔；1305、气缸连接板；1306、压料气缸；1307、气夹固定座；1308、夹持压板；1309、真空吸盘进气口；1310、定位挡块；1311、吸气通道；1312、导向槽；1313、过滤网；1314、凸块；1315、间隙调整螺；1316、导向平键；1317、真空吸盘封盖板；14、Y轴滑轨。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚；完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明实施例中，一种非金属五轴加工中心，包括Y轴底座1，Y轴底座1两侧安装有龙门架2，有利于提高X轴和Z轴的移动距离，从而提高了加工范围，龙门架2上侧安装有横梁3，且横梁3与龙门架2为一体式结构，横梁3一侧安装有X轴拖板4，X轴拖板4与横梁3通过X轴导轨5滑动卡设连接，X轴拖板4在横梁3一侧水平移动形成X轴，X轴拖板4一侧安装有Z轴拖板6，且Z轴拖板6与X轴拖板4通过Z轴导轨7相连接，Z轴拖板6通过Z轴导轨7在X轴拖板4一侧竖直上下移动形成Z轴，Z轴拖板6下侧安装有C轴旋转装置8，用于驱动A轴旋转装置9转动，C轴旋转装置8内部安装有A轴旋转装置9，A轴旋转装置9能够驱动切削电机10沿Z轴纵向旋转，A轴旋转装置9一侧安装有的切削电机10，切削电机10下端通过传动轴安装有切削刀11，便于对产品进行切削加工，Y轴底座1上侧安装有台面底座12，台面底座12上安装有吸盘模组13，用于对产品夹持定位。
优选的，X轴拖板4由X轴座41、伺服电机一42和齿轮齿条组43，X轴拖板4通过齿轮齿条组43与横梁3连接，齿条横向安装在横梁3一侧，伺服电机一42固定安装在X轴座41一侧，且伺服电机一42下侧通过齿轮与齿条啮合连接，X轴拖板4用于驱动Z轴拖板6和切削刀11进行水平移动。
优选的，Z轴拖板6由Z轴底座61、C轴安装座62、滚珠丝杆63和Z轴拖链64组成，Z轴底座61与X轴拖板4上侧固定连接，Z轴底座61下侧安装有C轴安装座62，且C轴安装座62一侧通过Z轴导轨7与X轴拖板4滑动连接，Z轴底座61两侧固定安装有滚珠丝杆63，且滚珠丝杆63下侧输出端与C轴安装座62固定连接，滚珠丝杆63上侧传动连接有伺服电机二，Z轴拖板6能够驱动C轴安装座62和切削刀11进行纵向移动，而且采用滚珠丝杆63的传动方式，使该加工中心的加工精度较常规加工中心具有更快的效率及更高的精度。
优选的，C轴旋转装置8包括安装在Z轴拖板6上安装有伺服电机三81，伺服电机三81下侧通过转轴83安装有传动连接由C型单臂摆头82，A轴旋转装置9安装在C型单臂摆头82中部，C轴旋转装置8能够驱动A轴旋转装置9进行水平转动。
优选的，C轴旋转装置8在X-Y坐标内的旋转角度为正负四百度，A轴旋转装置9在Y-Z坐标内的旋转装置为可连续旋转，使得能够对产品的多个面都可以进行加工。
优选的，A轴旋转装置9由伺服电机四91和电机旋转轴92组成，伺服电机四91固定安装在C轴旋转装置8内部内，电机旋转轴92一端与伺服电机四91传动连接，伺服电机四91另一端与切削电机10侧壁固定连接，A轴旋转装置9的伺服电机四91能够驱动切削刀11纵向转动进行工作。
优选的，吸盘模组13包括底座1301和夹持压板1308，底座1301上侧中部安装有立臂1302，立臂1302上端安装有真空吸盘1303，立臂1302内部中心开设有吸气通道1311，且吸气通道1311下部的立臂1302一侧开设有真空吸盘进气口1309，真空吸盘1303上侧开设有吸气孔1304，吸气孔1304内部安装有过滤网1313，真空吸盘1303一侧通过螺丝安装有气夹固定座1307，气夹固定座1307下侧通过气缸连接板1305安装要有压料气缸1306，夹持压板1308侧壁开设有导向槽1312，且夹持压板1308下侧通过螺钉安装在气夹固定座1307和气缸连接板1305一侧，且螺钉贯穿导向槽1312设置，真空吸盘1303一侧安装有定位挡块1310，夹平板时，将真空吸盘进气口1309一端通过真空管连接由抽真空泵，通过真空吸盘1303底部的吸气口1304进抽真空，在真空吸盘1303上方产生均匀的真空，可根据工件的不同形状在真空吸盘1303上贴上密封条，防止真空泄漏。可根据不同的产品选用真空吸附、气夹、真空吸附加气夹，针对平板类型的工件。
优选的，气夹固定座1307一侧安装有凸块1314，且凸块1314与夹持压板1308侧壁的导向槽1312滑动卡设，保证了夹持过程中不会偏摆保证夹持效果。
优选的，气夹固定座1307顶部安装有间隙调整螺丝1315，在有效的空间内最大程度的增加了夹持范围，底座1301下侧安装有导向平键1316和真空吸盘封盖板1317，便于对真空吸盘1303下端进行密封。
优选的，吸盘模组13设置有12组，能够一次性夹持多个产品进行加工，且吸盘模组13下侧通过Y轴滑轨14与Y轴底座1滑动连接，且Y轴滑轨14与台面底座12采用齿轮齿条传动连接，便于驱动吸盘模组13移动。
工作原理：先在装置空闲处安装一个可编辑控制器，以MAM-200型号的控制器为例，控制器输出端通过导线与伺服电机一42、伺服电机二、伺服电机三81、伺服电机四91、切削电机10电性相连，控制器输入端通过导线与电容触摸屏和开关电性相连，之后操作触摸屏和开关进行操作工作，将待加工的产品放置在吸盘模组13上的真空吸盘1303进行真空吸紧固定，通过设置有的X轴、Y轴、Z轴、A轴和C轴五轴联动的加工方式，使该加工中心能够加工各种异型产品，A、C动力则由伺服电机提供，通过操作系统、编码器实现运动，并与机床实现联动，增加AC摆头后工件的六个面都可以加工,减少工件的装夹次数。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种非金属五轴加工中心，包括Y轴底座(1)，其特征在于：所述Y轴底座(1)两侧安装有龙门架(2)，所述龙门架(2)上侧安装有横梁(3)，且横梁(3)与龙门架(2)为一体式结构，所述横梁(3)一侧安装有X轴拖板(4)，所述X轴拖板(4)与横梁(3)通过X轴导轨(5)滑动卡设连接，所述X轴拖板(4)一侧安装有Z轴拖板(6)，且Z轴拖板(6)与X轴拖板(4)通过Z轴导轨(7)相连接，所述Z轴拖板(6)下侧安装有C轴旋转装置(8)，所述C轴旋转装置(8)内部安装有A轴旋转装置(9)，所述A轴旋转装置(9)一侧安装有的切削电机(10)，所述切削电机(10)下端通过传动轴安装有切削刀(11)，所述Y轴底座(1)上侧安装有台面底座(12)，所述台面底座(12)上安装有吸盘模组(13)。
2.根据权利要求1所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述X轴拖板(4)由X轴座(41)、伺服电机一(42)和齿轮齿条组(43)，所述X轴拖板(4)通过齿轮齿条组(43)与横梁(3)连接，齿条横向安装在横梁(3)一侧，伺服电机一(42)固定安装在X轴座(41)一侧，且伺服电机一(42)下侧通过齿轮与齿条啮合连接。
3.根据权利要求1所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述Z轴拖板(6)由Z轴底座(61)、C轴安装座(62)、滚珠丝杆(63)和Z轴拖链(64)组成，Z轴底座(61)与X轴拖板(4)上侧固定连接，Z轴底座(61)下侧安装有C轴安装座(62)，且C轴安装座(62)一侧通过Z轴导轨(7)与X轴拖板(4)滑动连接，所述Z轴底座(61)两侧固定安装有滚珠丝杆(63)，且滚珠丝杆(63)下侧输出端与C轴安装座(62)固定连接，滚珠丝杆(63)上侧传动连接有伺服电机二。
4.根据权利要求1所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述C轴旋转装置(8)包括安装在Z轴拖板(6)上安装有伺服电机三(81)，所述伺服电机三(81)下侧通过转轴(83)安装有传动连接由C型单臂摆头(82)，A轴旋转装置(9)安装在C型单臂摆头(82)中部。
5.根据权利要求1所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述C轴旋转装置(8)在X-Y坐标内的旋转角度为正负四百度，A轴旋转装置(9)在Y-Z坐标内的旋转装置为可连续旋转。
6.根据权利要求1所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述A轴旋转装置(9)由伺服电机四(91)和电机旋转轴(92)组成，所述伺服电机四(91)固定安装在C轴旋转装置(8)内部内，所述电机旋转轴(92)一端与伺服电机四(91)传动连接，伺服电机四(91)另一端与切削电机(10)侧壁固定连接。
7.根据权利要求1所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述吸盘模组(13)包括底座(1301)和夹持压板(1308)，所述底座(1301)上侧中部安装有立臂(1302)，所述立臂(1302)上端安装有真空吸盘(1303)，所述立臂(1302)内部中心开设有吸气通道(1311)，且吸气通道(1311)下部的立臂(1302)一侧开设有真空吸盘进气口(1309)，所述真空吸盘(1303)上侧开设有吸气孔(1304)，所述吸气孔(1304)内部安装有过滤网(1313)，所述真空吸盘(1303)一侧通过螺丝安装有气夹固定座(1307)，所述气夹固定座(1307)下侧通过气缸连接板(1305)安装要有压料气缸(1306)，所述夹持压板(1308)侧壁开设有导向槽(1312)，且夹持压板(1308)下侧通过螺钉安装在气夹固定座(1307)和气缸连接板(1305)一侧，且螺钉贯穿导向槽(1312)设置，真空吸盘(1303)一侧安装有定位挡块(1310)。
8.根据权利要求7所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述气夹固定座(1307)一侧安装有凸块(1314)，且凸块(1314)与夹持压板(1308)侧壁的导向槽(1312)滑动卡设。
9.根据权利要求7所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述气夹固定座(1307)顶部安装有间隙调整螺丝(1315)，所述底座(1301)下侧安装有导向平键(1316)和真空吸盘封盖板(1317)。
10.根据权利要求1所述一种非金属五轴加工中心，其特征在于：所述吸盘模组(13)设置有12组，且吸盘模组(13)下侧安装有滑座，且滑座下侧与台面底座(12)采用齿轮齿条传动连接。
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