CN110774377A - 一种木工五轴联动加工中心的夹具系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种木工五轴联动加工中心的夹具系统及其定位方法，包括夹具滑座（1）和多个夹具（2）；所述夹具滑座（1）上设置有第一导轨（101），所述夹具（2）通过第一滑块（208）与第一导轨（101）连接，所述夹具（2）顶部设置有档杆（201），五轴主轴头（3）通过夹具定位块（301）与档杆（201）的配合带动夹具（2）移动，所述夹具定位块（301）有U型和L型两种结构，所述夹具（2）上设置有可旋转的上夹块（202）和下夹块（203）。本发明通过数控电脑主机设置的坐标对夹具定位块（301）快速定位，通过夹具定位块（301）移动夹具（2），自动化程度高，能够有效提高生产效率，可旋转的上夹块（202）和下夹块（203）适用于各种形状的木料。

Description

一种木工五轴联动加工中心的夹具系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及木工加工机床的夹具系统控制技术领域，特别是一种木工五轴联动加工中心的夹具系统及其定位方法。

背景技术

当前木工对木料的加工多为使用机床进行加工。在机床对木料进行加工前，需要对木料进行定位和固定，对木料的固定通常通过指定的夹具进行固定，而这种夹具的操作方式是人工对木料进行定位，然后通过螺栓紧固夹具，从而实现对木料的紧固。但是在对一些小工件的加工，例如椅子腿、桌子腿等长条形工件，需要加工的部分不多，因此加工速度快，需要更换的速度也很快，所以使工人的劳动强度大，在劳动强度大的情况下，工人容易出现定位不精确、对夹具的紧固效率的问题，严重影响了加工质量和加工效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可以快速并自动定位的夹具系统以及该夹具系统的控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种木工五轴联动加工中心的夹具系统，包括夹具滑座和多个夹具；所述夹具滑座上设置有第一导轨，所述夹具通过第一滑块与第一导轨可移动地连接，所述夹具顶部设置有档杆，五轴联动加工中心的五轴主轴头上设置有夹具定位块，五轴主轴头通过夹具定位块与档杆的配合带动夹具沿第一导轨滑动。

所述夹具定位块有两种结构，第一种结构的夹具定位块为U型结构，档杆位于U型结构的内凹部；第二种结构的夹具定位块为L型结构，档杆位于L型结构台阶的一侧，在五轴主轴头沿第一导轨移动的时候，台阶推动档杆移动，从而使夹具沿第一导轨移动。

所述夹具包括滑块安装板和夹持结构，所述滑块安装板为L型板，所述L型板的竖板的一面上设置第一滑块，另一面上设置有第二滑块，所述夹持结构上设置有第二导轨，所述第二导轨与第二滑块可移动地连接，所述L型板的水平板上设置有升降气缸，所述升降气缸的另一端与夹持结构连接，所述夹持结构上设置有档杆固定板，所述档杆可旋转地设置于档杆固定板顶部，所述档杆的下方设置有上夹块，所述夹持结构上还设置有夹料气缸，所述夹料气缸的一端设置有夹块固定座，所述夹块固定座通过可旋转的销轴与下夹块连接，所述下夹块上设置有螺栓与销轴固定连接。可旋转的上夹块和下夹块使夹具适用于各种形状的木料。

所述第一滑块和第二滑块的一端均设置有导轨刹车，所述导轨刹车包括手动刹车和气动刹车两种。手动刹车需要在五轴主轴头移动到指定位置后，手动松开第一滑块和第二滑块一端的手动刹车，再手动提升档杆，使档杆到达与夹具定位块配合的位置，手动紧固第二滑块的一端手动刹车，再控制五轴主轴头进行下一道程序，五轴主轴头沿第一导轨到达指定位置后，手动紧固第一滑块一端的手动刹车，完成一个夹具的定位。而气动刹车的松开和紧固、升降气缸的升降均由数控电脑主机编制的程序运行。

一种木工五轴联动加工中心的夹具系统的定位方法包括以下步骤：

S1、控制五轴主轴头移动，根据每个夹具上次的坐标位置，五轴主轴头移动到需要移动的夹具上方，并调整底部夹具定位块的高度到达指定高度；

S2、五轴主轴头到达指定高度后，升降气缸伸长，从而带动夹持结构上升，直到档杆与夹具定位块配合的位置，锁紧第二滑块一端的导轨刹车；

S3、启动下一步程序，五轴主轴头沿第一导轨的方向移动，档杆在夹具定位块的作用下，带动夹具沿第一导轨的方向移动，在移动到指定位置后，锁紧第一滑块一端的导轨刹车，完成一个夹具的定位；

S4、重复S1-3的步骤，将其余的夹具进行定位。

所述五轴主轴头的移动位置和升降气缸的伸长长度均由数控电脑主机控制，数控电脑主机建立的坐标系对每个位置通过坐标进行定位。

本发明具有以下优点：

1、 通过数控电脑主机设置的坐标进行定位，定位精确快速，自动化程度高，能够有效提高生产效率，减小工人的工作强度；

2、 可旋转的上夹块和下夹块，适用于弧形或棱形等各种形状的木料。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为夹具一个视角的结构示意图；

图3 为夹具另一个视角的结构示意图；

图4 为本发明的主视图；

图5 为本发明的左视图；

图6 为图4中A处夹具定位块第一结构的放大图；

图7为图4中A处夹具定位块第二结构的放大图；

图8为上夹块与下夹块旋转状态的主视图；

图中：1-夹具滑座，2-夹具，3-五轴主轴头，101-第一导轨，201-档杆，202-上夹块，203-下夹块，204-夹料气缸，205-第二导轨，206-滑块安装板，207-导轨刹车，208-第一滑块，209-升降气缸，210-档杆固定板，211-第二滑块，301-夹具定位块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例一；

如图1-8所示，一种木工五轴联动加工中心的夹具系统，包括夹具滑座1和多个夹具2；所述夹具滑座1上设置有第一导轨101，所述夹具2通过第一滑块208与第一导轨101可移动地连接，所述夹具2顶部设置有档杆201，五轴联动加工中心的五轴主轴头3上设置有夹具定位块301，五轴主轴头3通过夹具定位块301与档杆201的配合带动夹具2沿第一导轨101滑动。

所述夹具定位块301为第一种结构的夹具定位块301为U型结构，档杆201位于U型结构的内凹部；在五轴主轴头3沿第一导轨101移动的时候，U型内凹部的一个侧壁推动档杆201移动，从而使夹具2沿第一导轨101移动。

所述夹具2包括滑块安装板206和夹持结构，所述滑块安装板206为L型板，所述L型板的竖板的一面上设置第一滑块208，另一面上设置有第二滑块211，所述夹持结构上设置有第二导轨205，所述第二导轨205与第二滑块211可移动地连接，所述L型板的水平板上设置有升降气缸209，所述升降气缸209的另一端与夹持结构连接，所述夹持结构上设置有档杆固定板210，所述档杆201可旋转地设置于档杆固定板210顶部，所述档杆201的下方设置有上夹块202，所述夹持结构上还设置有夹料气缸204，所述夹料气缸204的一端设置有夹块固定座，所述夹块固定座通过可旋转的销轴与下夹块203连接，所述下夹块203上设置有螺栓与销轴固定连接。可旋转的上夹块202和下夹块203使夹具2适用于各种形状的木料。

优选的，夹持结构的档杆固定板210、用于固定升降气缸209和固定夹料气缸204的两个固定板以及第二导轨205的固定板，所有的固定板通过螺栓进行连接，形成一个一面延伸的长方体结构，档杆固定板210与第二导轨205的固定板分别位于长方体结构相对的两面。所述的滑块安装板206包括两块重合的板件，两块板件上分别固定有第一滑块208和第二滑块211。

所述第一滑块208和第二滑块211的一端均设置有导轨刹车207，所述导轨刹车207为手动刹车两种。手动刹车需要在五轴主轴头3移动到指定位置后，手动松开第一滑块208和第二滑块211一端的手动刹车，再手动提升档杆201，使档杆201到达与夹具定位块301配合的位置，手动紧固第二滑块211的一端手动刹车，再控制五轴主轴头3进行下一道程序，五轴主轴头3沿第一导轨101到达指定位置后，手动紧固第一滑块208一端的手动刹车，完成一个夹具2的定位。

一种木工五轴联动加工中心的夹具系统的定位方法包括以下步骤：

S1、控制五轴主轴头3移动，根据每个夹具2上次的坐标位置，五轴主轴头3移动到需要移动的夹具2上方，并调整底部夹具定位块301的高度到达指定高度；

S2、五轴主轴头3到达指定高度后，手动松开第一滑块208和第二滑块211一端的手动刹车，手动提升升降气缸209伸长，使整个夹持结构上升，直到档杆201与夹具定位块301配合的位置，并手动锁紧第二滑块211一端的手动刹车；所述升降气缸209为单作用气缸，可以通过人工轻松提起；

S3、启动下一步程序，五轴主轴头3沿第一导轨101的方向移动，档杆201在夹具定位块301的作用下，带动夹具2沿第一导轨101的方向移动，在移动到指定位置后，手动锁紧第一滑块208一端的手动刹车，完成一个夹具2的定位；

S4、重复S1-3的步骤，将其余的夹具2进行定位。

所述五轴主轴头3的移动位置和升降气缸209的伸长长度均由数控电脑主机控制，数控电脑主机建立的坐标系对每个位置通过坐标进行定位。

实施例二；

如图7所示，与实施例一不同的是，采用第二种结构的夹具定位块301和气动刹车，第二种结构的夹具定位块301为L型结构，在五轴主轴头3到达指定位置后，第一滑块208和第二滑块211一端的气动刹车在程序的控制下自动开启，伸降气缸上升，档杆201到达与夹具定位块301配合的位置，第二滑块211一端的气动刹车在程序控制下锁紧，L型结构的夹具定位块301的台阶位于档杆201一侧，五轴主轴头3通过夹具定位块301带动夹具2移动，在五轴主轴头3到达指定位置时，第一滑块208一端的气动刹车自动锁紧，完成夹具2的定位。

Claims (6)

1.一种木工五轴联动加工中心的夹具系统，其特征在于：包括夹具滑座（1）和多个夹具（2）；所述夹具滑座（1）上设置有第一导轨（101），所述夹具（2）通过第一滑块（208）与第一导轨（101）可移动地连接，所述夹具（2）顶部设置有档杆（201），五轴联动加工中心的五轴主轴头（3）上设置有夹具定位块（301），五轴主轴头（3）通过夹具定位块（301）与档杆（201）的配合带动夹具（2）沿第一导轨（101）滑动。

2.根据权利要求1所述的一种木工五轴联动加工中心的夹具系统，其特征在于：所述夹具定位块（301）有两种结构，第一种结构的夹具定位块（301）为U型结构，档杆（201）位于U型结构的内凹部；第二种结构的夹具定位块（301）为L型结构，档杆（201）位于L型结构台阶的一侧。

3.根据权利要求1所述的一种木工五轴联动加工中心的夹具系统，其特征在于：所述夹具（2）包括滑块安装板（206）和夹持结构，所述滑块安装板（206）为L型板，所述L型板的竖板的一面上设置第一滑块（208），另一面上设置有第二滑块（211），所述夹持结构上设置有第二导轨（205），所述第二导轨（205）与第二滑块（211）可移动地连接，所述L型板的水平板上设置有升降气缸（209），所述升降气缸（209）的另一端与夹持结构连接，所述夹持结构上设置有档杆固定板（210），所述档杆（201）可旋转地设置于档杆固定板（210）顶部，所述档杆（201）的下方设置有上夹块（202），所述夹持结构上还设置有夹料气缸（204），所述夹料气缸（204）的一端设置有夹块固定座，所述夹块固定座通过可旋转的销轴与下夹块（203）连接，所述下夹块（203）上设置有螺栓与销轴固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种木工五轴联动加工中心的夹具系统，其特征在于：所述第一滑块（208）和第二滑块（211）的一端均设置有导轨刹车（207），所述导轨刹车（207）包括手动刹车和气动刹车两种。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种木工五轴联动加工中心的夹具系统的定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、控制五轴主轴头（3）移动，根据每个夹具（2）上次的坐标位置，五轴主轴头（3）移动到需要移动的夹具（2）上方，并调整底部夹具定位块（301）的高度到达指定高度；

S2、五轴主轴头（3）到达指定高度后，升降气缸（209）伸长，从而带动夹持结构上升，直到档杆（201）与夹具定位块（301）配合的位置，锁紧第二滑块（211）一端的导轨刹车（207）；

S3、启动下一步程序，五轴主轴头（3）沿第一导轨（101）的方向移动，档杆（201）在夹具定位块（301）的作用下，带动夹具（2）沿第一导轨（101）的方向移动，在移动到指定位置后，锁紧第一滑块（208）一端的导轨刹车（207），完成一个夹具（2）的定位；

S4、重复S1-3的步骤，将其余的夹具（2）进行定位。

6.根据权利要求5所述的一种木工五轴联动加工中心的夹具系统及其定位方法，其特征在于：所述五轴主轴头（3）的移动位置和升降气缸（209）的伸长长度均由数控电脑主机控制，数控电脑主机建立的坐标系对每个位置通过坐标进行定位。

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