CN110814788A - 一种带有行星式交换工作台的数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有行星式交换工作台的数控机床，由床身、滑枕、X滑动板、机头组件、行星式交换工作台、对刀仪和刀库组成，床身后部设置有两个支撑墙体，滑枕架设于两个支撑墙体之间，并在第一驱动装置作用下，可沿Y轴进行往复进给运动；X滑动板滑动安装于滑枕上，可在第二驱动装置作用下沿X轴进行往复进给运动；机头组件安装于X滑动板上，并可在第三驱动装置作用下沿Z轴进行上下往复进给运动；床身前部上端面设置有可任意角度交互转动的行星式交换工作台；对刀仪和刀库分别安装于床身上，并设置于两个支撑墙体的中间位置。本发明结构简单，占地面积小，刚性好，交换速度快，既能够实现三轴加工，又能实现极坐标加工。

Description

一种带有行星式交换工作台的数控机床

技术领域

本发明属于数控装备技术领域，特别涉及一种带有行星式交换工作台的数控机床。

背景技术

随着加工技术的发展，对数控机床加工效率的要求也越来越高，但是在设备零件及五金件加工行业，许多工件的加工只有几道工序，有的甚至只有一道工序，实际切削时间较短，而拆装料时间却与切削时间相当，甚至更长，导致机床占空比差，严重阻碍了生产效率的提升。为减少拆装料占用的辅助加工时间，在数控机床上通常采用双交换工作台的设计方案，现有的双交换工作台结构有移动式和回转式两种，移动式双交换工作台由于是双工位，不易于机床的小型化设计，也难于保证防护效果；回转式双交换工作台虽然易于防护，但是往往驱动结构复杂，占地面积大，精度和刚性较差，旋转角度为固定角度，不利于变角度、多工位加工，并且在交换过程中需要反复进行抬起、下落等动作，以实现定位的松开夹紧，动作过程繁杂，交换效率较低。另外，现有的双交换工作台机床大都无法实现极坐标加工，不能满足复杂曲面或渐开线盘类零件的加工要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，占地面积小，刚性好，交换速度快，既能够实现三轴加工，又能实现极坐标加工的双交换工作台数控机床。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种带有行星式交换工作台的数控机床，由床身、滑枕、X滑动板、机头组件、行星式交换工作台、对刀仪和刀库组成，床身后部设置有平行且左右间隔分布的两个支撑墙体，每一个支撑墙体上均设置有一组纵向导轨；滑枕架设于两个支撑墙体之间，并滑动安装于两组纵向导轨上，在第一驱动装置作用下，可沿Y轴进行往复进给运动；X滑动板滑动安装于滑枕上，可在第二驱动装置作用下沿X轴进行往复进给运动；机头组件安装于X滑动板上，可随X滑动板一起沿X轴进行往复进给运动，并可在第三驱动装置作用下沿Z轴进行上下往复进给运动；床身前部上端面设置有可任意角度交互转动的行星式交换工作台；对刀仪和刀库分别安装于床身上，并设置于两个支撑墙体的中间位置。

上述一种带有行星式交换工作台的数控机床，所述行星式交换工作台由交换主体、旋转台、直驱旋转工作台和转台隔板组成，旋转台安装于交换主体上，可在交换主体作用下实现任意角度交互转动；旋转台上均匀分布有若干工作位，每一工作位上均设置有一组直驱旋转工作台，工作位之间设置有转台隔板；直驱旋转工作台为单轴直驱旋转工作台或双轴直驱旋转工作台。

上述一种带有行星式交换工作台的数控机床，所述交换主体由基座、直驱电机定子、直驱电机转子、轴承、中心轴、抱紧装置、转接板、编码器、上盖和下盖组成，基座固定于床身上，中心轴通过轴承支承于基座内部，中心轴上方与旋转台联接；直驱电机定子内套于基座上，直驱电机转子安装于中心轴上，在直驱电机定子的作用下，直驱电机转子可带动中心轴旋转；抱紧装置通过转接板安装于基座内部，可抱紧中心轴迫使中心轴停止转动；编码器安装于转接板上，对中心轴进行精确位置反馈；在基座的顶部和底部还分别设置有可用于内部密封的上盖和下盖。

上述一种带有行星式交换工作台的数控机床，所述滑枕上设置有平行安装的第一导轨、第二导轨和第三导轨，第一导轨和第二导轨位于滑枕的上表面，第三导轨位于滑枕的前竖直面内，X滑动板分别通过滑块滑动作用于第一导轨、第二导轨和第三导轨上。

上述一种带有行星式交换工作台的数控机床，所述机头组件由安装板、滑动组件、主轴夹紧套和电主轴组成，安装板固定于X滑动板上，电主轴位于主轴夹紧套内，并通过滑动组件滑动安装于安装板上，可在第三驱动装置作用下沿Z轴进行上下往复进给运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用行星式交换工作台结构，能够实现任意角度交互转动，可满足变角度、多工位加工要求；交换主体采用直驱电机直接驱动，无中间传动误差，传动精度高，刚性好，空间占用少；并且交换过程中无抬起下落等动作，动作过程简单，交换效率高；同时还能实现四轴或五轴联动加工，可满足渐开线盘类零件或复杂曲面的加工要求。另外，刀库和对刀仪设置与床身中间的空腔位置，充分利用机床空间，减少了刀库对刀仪等的空间占用，有利于机床的小型化设计，有效减小机床的占地面积。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明行星式交换工作台结构示意图。

图3是本发明交换主体内部结构示意图。

图4是本发明机头组件安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的一种带有行星式交换工作台的数控机床，由床身1、滑枕2、X滑动板3、机头组件4、行星式交换工作台5、对刀仪6和刀库7组成。

床身1包括床体11和设置于床体11后部的两个支撑墙体12，支撑墙体12平行设置且间隔分布于床体11的左右两端；支撑墙体12上分别设置有纵向导轨13。滑枕2架设于两个支撑墙体12之间，并滑动安装于两组纵向导轨13上，在第一驱动装置作用下，可沿Y轴进行往复进给运动。X滑动板3滑动安装于滑枕2上，可在第二驱动装置作用下沿X轴进行往复进给运动。机头组件4安装于X滑动板3上，可随X滑动板3一起沿X轴进行往复进给运动，并可在第三驱动装置作用下沿Z轴进行上下往复进给运动。床体11的前部中间位置设置有行星式交换工作台5，对刀仪6和刀库7分别设置于两个支撑墙体12的中间位置，并前后并排安装于床体11上。

结合图2和图3所示，行星式交换工作台5由交换主体51、旋转台52、直驱旋转工作台53和转台隔板54组成。其中，交换主体51包括基座511、中心轴512、轴承513、直驱电机定子514、直驱电机转子515、抱紧装置516、转接板517、编码器518、上盖519以及下盖520，基座511固定于床体11上，中心轴512通过轴承513支承于基座511内部；直驱电机定子514内套于基座511上，直驱电机转子515安装于中心轴512上，在直驱电机定子514的作用下，直驱电机转子515可带动中心轴512旋转；抱紧装置516通过转接板517安装于基座511内部，并通过其内圈和外圈的配合可将中心轴512抱死，迫使中心轴512停止转动；编码器518安装于转接板517上，可对中心轴512进行精确位置反馈；为实现内部密封，基座511的顶部和底部还分别设置有上盖519和下盖520。旋转台52安装于中心轴512的上方，可随中心轴512一起转动或停止。旋转台52上还对称设置有两个工作位，每一工作位上均设置一个直驱旋转工作台53；转台隔板54设置于两个直驱旋转工作台53之间，将两个直驱旋转工作台53分别分隔在加工区和非加工区。

如图4所示，机头组件4由安装板41、滑动组件42、主轴夹紧套43和电主轴44组成，安装板41固定于X滑动板3上，电主轴4通过主轴夹紧套43锁紧于滑动组件42上，并滑动安装于安装板41上，可在第三驱动装置45作用下沿Z轴进行上下往复进给运动。为提高机头安装的抗冲击能力，滑枕2上设置有平行安装的第一导轨21、第二导轨22和第三导轨23，第一导轨21和第二导轨22位于滑枕2的上表面，第三导轨23位于滑枕2的前竖直面内，X滑动板3分别通过滑块滑动作用于第一导轨21、第二导轨22和第三导轨23上。机头组件4安装后，相当于坐立在滑枕2上，承受重力以及各向冲击力的能力大大增强，可有效提高整体抗振能力。

工作时，行星式交换工作台5的一个直驱旋转工作台53处于加工区，与电主轴4配合，可实现工件的极坐标多轴联动加工；而另一个直驱旋转工作台53则处于非加工区，可对其进行装卸料动作。当处于加工区的工件加工完毕后，行星式交换工作台5中的抱紧装置516将中心轴512松开，直驱电机定子514直接驱动直驱电机转子515带动中心轴512及旋转台52转动180度，实现两个直驱旋转工作台53的位置交换，然后抱紧装置516将中心轴512抱紧，从而实现行星式交换工作台5的高刚性锁紧，整个运动过程中编码器518对中心轴512进行位置的精确定位。交换完成后，交换至加工区的直驱旋转工作台53工作，对下一个工件进行加工，交换至非加工区已完成加工的工件则可进行下料动作，继续对下一个工件进行上料、定位、夹紧等加工前的准备工作。当处于加工区的工件完成加工时，再一次启动行星式交换工作台5的交换动作，依次循环，整个过程极大的缩短了辅助加工时间，提高了加工效率。

当加工中需要进行换刀动作时，电主轴44在第三驱动装置45作用下上升至安全换刀高度，X滑动板3带动机头组件4移动至滑枕2的中间位置，然后随滑枕2一起沿Y轴向后移动，到达刀库7的换刀位置，即可进行换刀动作；换刀完毕后，电主轴44拔刀上升至安全高度，滑枕2带动X滑动板3和机头组件4一起沿Y轴向前移动，到达对刀仪6的对刀位置，执行对刀动作，对刀完成后，滑枕2带动移动板3和机头组件4一起沿Y轴向前移动，达到加工区域，换刀和对刀动作结束，即可对工件进行加工。

本发明工作台交换过程中无抬起下落等动作，有效提高了交换效率，并且定位精度高，刚性好。对刀仪与刀库的排布充分利用了机床的空间结构，减少了空间占用，有利于机床的小型化设计。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带有行星式交换工作台的数控机床，其特征在于，由床身、滑枕、X滑动板、机头组件、行星式交换工作台、对刀仪和刀库组成，床身后部设置有平行且左右间隔分布的两个支撑墙体，每一个支撑墙体上均设置有一组纵向导轨；滑枕架设于两个支撑墙体之间，并滑动安装于两组纵向导轨上，在第一驱动装置作用下，可沿Y轴进行往复进给运动；X滑动板滑动安装于滑枕上，可在第二驱动装置作用下沿X轴进行往复进给运动；机头组件安装于X滑动板上，可随X滑动板一起沿X轴进行往复进给运动，并可在第三驱动装置作用下沿Z轴进行上下往复进给运动；床身前部上端面设置有可任意角度交互转动的行星式交换工作台；对刀仪和刀库分别安装于床身上，并设置于两个支撑墙体的中间位置。

2.根据权利要求1所述的一种带有行星式交换工作台的数控机床，其特征在于，所述行星式交换工作台由交换主体、旋转台、直驱旋转工作台和转台隔板组成，旋转台安装于交换主体上，可在交换主体作用下实现任意角度交互转动；旋转台上均匀分布有若干工作位，每一工作位上均设置有一组直驱旋转工作台，工作位之间设置有转台隔板；直驱旋转工作台为单轴直驱旋转工作台或双轴直驱旋转工作台。

3.根据权利要求2所述的一种带有行星式交换工作台的数控机床，其特征在于，所述交换主体由基座、直驱电机定子、直驱电机转子、轴承、中心轴、抱紧装置、转接板、编码器、上盖和下盖组成，基座固定于床身上，中心轴通过轴承支承于基座内部，中心轴上方与旋转台联接；直驱电机定子内套于基座上，直驱电机转子安装于中心轴上，在直驱电机定子的作用下，直驱电机转子可带动中心轴旋转；抱紧装置通过转接板安装于基座内部，可抱紧中心轴迫使中心轴停止转动；编码器安装于转接板上，对中心轴进行精确位置反馈；在基座的顶部和底部还分别设置有可用于内部密封的上盖和下盖。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种带有行星式交换工作台的数控机床，其特征在于，所述滑枕上设置有平行安装的第一导轨、第二导轨和第三导轨，第一导轨和第二导轨位于滑枕的上表面，第三导轨位于滑枕的前竖直面内，X滑动板分别通过滑块滑动作用于第一导轨、第二导轨和第三导轨上。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种带有行星式交换工作台的数控机床，其特征在于，所述机头组件由安装板、滑动组件、主轴夹紧套和电主轴组成，安装板固定于X滑动板上，电主轴位于主轴夹紧套内，并通过滑动组件滑动安装于安装板上，可在第三驱动装置作用下沿Z轴进行上下往复进给运动。

6.根据权利要求4所述的一种带有行星式交换工作台的数控机床，其特征在于，所述机头组件由安装板、滑动组件、主轴夹紧套和电主轴组成，安装板固定于X滑动板上，电主轴位于主轴夹紧套内，并通过滑动组件滑动安装于安装板上，可在第三驱动装置作用下沿Z轴进行上下往复进给运动。

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