CN111889803B - 一种高精度多轴智能精雕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度多轴智能精雕机，其包括：机架、安装于机架上的X轴移动模组、至少一个安装于X轴移动模组上的Z轴移动模组、安装于Z轴移动模组上的主轴、安装于机架上并用于推动工作台水平移动的Y轴驱动模组及安装于机架一侧的刀库机构，刀库机构包括有以可移动的方式安装于机架上并可移动到主轴下方的刀库支撑座、安装于机架上并用于驱动刀库支撑座移动的刀库驱动装置、至少一个安装于刀库支撑座上的刀库固定板、至少一个安装于刀库固定板上并用于装载刀具的刀柄夹及设置于刀库固定板上并用于检测刀具长度的传感器，刀库支撑座呈门式结构安装于机架上，刀柄夹上设置有复数个用于安装刀具的安装位。

Description

一种高精度多轴智能精雕机

技术领域：

本发明涉及数控技术领域，特指一种高精度多轴智能精雕机。

背景技术：

目前市面上现有的精雕机所采用的刀库机构一般都是悬臂结构，即刀具的承载台位于支撑架的一侧，这结构会导致承载台上放置的刀具数量有限。由于承放刀具时会产生很大的扭矩，使得承载台向一侧倾斜，造成承载不稳定，在长期使用后还会使刀具的产生倾斜，对刀时候会造成较大的误差，导致加工精度降低，且承放的刀具越多造成的误差就会越大，加工精度越低。

有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度多轴智能精雕机。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：该高精度多轴智能精雕机，包括：机架、安装于所述机架上的X轴移动模组、至少一个安装于所述X轴移动模组上的Z轴移动模组、安装于所述Z轴移动模组上的主轴、安装于所述机架上并用于推动工作台水平移动的Y轴驱动模组及安装于所述Y轴驱动模组一侧的刀库机构，所述刀库机构包括有以可移动的方式安装于所述机架上并可移动到所述主轴下方的刀库支撑座、安装于所述机架上并用于驱动所述刀库支撑座移动的刀库驱动装置、至少一个安装于所述刀库支撑座上的刀库固定板、至少一个安装于所述刀库固定板上并用于装载刀具的刀柄夹及设置于所述刀库固定板上并用于检测所述刀具位置的传感器，所述刀库支撑座呈门式结构安装于所述机架上，所述刀柄夹上设置有复数个用于安装所述刀具的安装位。

进一步而言，上述技术方案中，所述机架上还设置有防止加工屑落到所述刀柄夹上影响所述刀具装配精度的刀库门板组件，该刀库门板组件包括有以可升降的方式安装于所述机架一侧的刀库门板及安装于所述机架上并用于驱动所述刀库门板下降隔开所述刀柄夹与加工空间的刀库门板驱动装置。

进一步而言，上述技术方案中，所述库支撑座包括有安装于工作台轨道上的刀库滑块、安装于所述刀库滑块上并横跨于所述工作台轨道上的刀库挂板及安装于所述刀库挂板两端并用于支撑起所述刀库固定板的刀库固定块,所述刀库挂板与所述刀库驱动装置连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述刀库驱动装置包括有安装于所述机架上并位于所述工作台轨道一端的刀库电机及设置于所述刀库挂板下方并与所述工作台轨道平行的刀库丝杆组件，所述刀库挂板上设置有与所述刀库丝杆组件匹配连接的刀库螺母座，所述刀库丝杆组件与所述刀库电机连接，并由所述刀库电机带动旋转。

进一步而言，上述技术方案中，所述刀库固定板并列设置有三组，其中，每个刀库固定板上设置有三个所述刀柄夹。

进一步而言，上述技术方案中，所述Z轴移动模组上还安装有可独立升降并用于检测产品位置和倾斜度的探头模组，所述刀库机构上安装有用于检测刀具高度的对刀仪。

进一步而言，上述技术方案中，所述探头模组包括有安装于所述Z轴移动模组上的探头底板、安装于所述探头底板上并与所述主轴平行的探头滑轨、以可移动方式安装于所述探头滑轨上的探头固定板、安装于所述探头固定板上的探头及安装于所述探头底板上并用于推动所述探头固定板沿所述探头滑轨移动的探头驱动装置。

进一步而言，上述技术方案中，所述探头底板上端和下端分别设置有上限位块和下限位块，所述上限位块安装有探头防撞胶块，所述下限位块上设置有限位探针；所述探头模组上还罩设有一探头罩。

进一步而言，上述技术方案中，所述X轴移动模组上并列设置有三组所述Z轴移动模组，且每组所述Z轴移动模组均安装有所述主轴和所述探头模组，所述刀库机构上设置有与所述探头模组对应的三个所述对刀仪。

进一步而言，上述技术方案中，所述机架包括有底座及安装于所述底座上的龙门架，所述X轴移动模组安装于所述龙门架上端，所述工作台轨道位于所述龙门架的下方；所述机架上还罩设有一外罩，该外罩上设置有用于控制加工中心运行的控制系统。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

1、本发明中通过将刀库支撑座设置成门式结构横跨在工作台轨道上，并通过刀库驱动装置推动刀具移动到主轴的下方，从而进去刀具的更换和对刀，由于门式结构相对于旋臂结构整体强度更强，支撑稳定，不仅能够装载更多的刀具，而且稳定更好，不会造成倾斜，保证对刀的精度，进而保持加工精度不变。

2、本发明中通过在龙门架的后侧设置刀库门板组件，在加工中心工作时，通过刀库驱动装置推动刀库支撑座将刀具移动到龙门架的后方，再由刀库门板驱动装置将刀库门板降下，使刀库门板将刀具与刀架组件隔开，以防止进行加工时，切削飞溅到刀库内，污染刀柄夹造成刀具后续装配精度下降而影响加工精度。

3、本发明中通过将探头模组以可独立升降的方式安装于Z轴移动模组上，通过探头模组测量产品的摆放位置和倾斜程度，刀具根据测量数据进行修正和补差，且通过独立升降功能以防止探头碰撞损坏，并能够防止溅射油污造成精度降低；其次，将对刀仪安装于刀库机构上并随刀库机构移动，不仅能够提高对刀效率，也无需再由人工将对刀仪移动到工作台上进行对刀，避免了在移动过程中产生不必要的对刀误差，提高对刀精度。

附图说明：

图1是本发明的立体图；

图2是本发明去掉外罩的内部结构图一；

图3是本发明去掉外罩的内部结构图二；

图4是本发明的内部传动图一；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是图4中B处的局部放大图；

图7是本发明的内部传动图二；

图8是本发明的内部传动图三；

图9是图8中C处的局部放大图；

图10是图8中D处的局部放大图。

附图标记说明：

1机架 10加工空间 11外罩

12底座 13龙门架 14工作台轨道

15V型盖板 16工作台 17Y轴驱动模组

2X轴移动模组 3Z轴移动模组 31Z轴滑块

32Z轴滑轨 33丝杆模组 34Z轴挂板

35主轴罩 4主轴 5探头模组

50探头罩 51探头底板 52探头滑轨

53探头固定板 54探头 55探头驱动装置

56上限位块 57下限位块 58探头防撞胶块

59限位探针 6刀库机构 61刀库支撑座

611刀库滑块 612刀库挂板 613刀库固定块

614防尘折布 62刀库驱动装置 621刀库电机

622刀库丝杆组件 623刀库螺母座 63刀库固定板

64刀柄夹 65传感器 66刀库门板组件

661刀库门板 662刀库门板驱动装置 67刀库接线盒

68刀库线盒 69对刀仪 9刀具

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

见图1至图10所示，为一种高精度多轴智能精雕机，其包括：机架1、安装于所述机架1上的X轴移动模组2、至少一个安装于所述X轴移动模组2上的Z轴移动模组3、安装于所述Z轴移动模组3上的主轴4、安装于所述机架1上并用于推动工作台16水平移动的Y轴驱动模组17及安装于所述Y轴驱动模组17一侧的刀库机构6，所述刀库机构6包括有以可移动的方式安装于所述机架1上并可移动到所述主轴4下方的刀库支撑座61、安装于所述机架1上并用于驱动所述刀库支撑座61移动的刀库驱动装置62、至少一个安装于所述刀库支撑座61上的刀库固定板63、至少一个安装于所述刀库固定板63上并用于装载刀具9的刀柄夹64及设置于所述刀库固定板63上并用于检测所述刀具9长度的传感器65，所述刀库支撑座61呈门式结构安装于所述机架1上，所述刀柄夹64上设置有复数个用于安装所述刀具9的安装位。通过将刀库支撑座61设置成门式结构横跨在工作台轨道14上，并通过刀库驱动装置62推动刀具9移动到主轴4的下方，从而进去刀具的更换和对刀，由于门式结构相对于旋臂结构整体强度更强，支撑稳定，不仅能够装载更多的刀具9，而且稳定更好，不会造成倾斜，保证对刀的精度，进而保持加工精度不变。

所述机架1上还设置有防止加工屑落到所述刀柄夹64上影响所述刀具9装配精度的刀库门板组件66，该刀库门板组件66包括有以可升降的方式安装于所述机架1一侧的刀库门板661及安装于所述机架1上并用于驱动所述刀库门板661下降隔开所述刀柄夹64与加工空间10的刀库门板驱动装置662。通过在龙门架13的后侧设置刀库门板组件66，在加工中心工作时，通过刀库驱动装置62推动刀库支撑座61将刀具9移动到龙门架13的后方，再由刀库门板驱动装置662将刀库门板661降下，使刀库门板661将刀具9与刀架组件4隔开，以防止进行加工时，切削飞溅到刀库内，污染刀柄夹64造成刀具9后续装配精度下降而影响加工精度。同时，通过安装在机架1后侧的刀库门板组件66能够将对刀仪69与加工空间10及时隔开，防止加工碎屑飞溅到对刀仪69上造成污染，而导致的对刀精度下降，进一步保证加工的精度。

所述库支撑座61包括有安装于工作台轨道14上的刀库滑块611、安装于所述刀库滑块611上并横跨于所述工作台轨道14上的刀库挂板612及安装于所述刀库挂板612两端并用于支撑起所述刀库固定板612的刀库固定块613,所述刀库挂板612与所述刀库驱动装置62连接。

所述刀库驱动装置62包括有安装于所述机架1上并位于所述工作台轨道14一端的刀库电机621及设置于所述刀库挂板612下方并与所述工作台轨道14平行的刀库丝杆组件622，所述刀库挂板612上设置有与所述刀库丝杆组件612匹配连接的刀库螺母座623，所述刀库丝杆组件622与所述刀库电机621连接，并由所述刀库电机621带动旋转。

所述刀库固定块63一侧设置有用于安装线束的刀库接线盒67，所述刀库固定块63旁侧设置有刀库线盒68；所述刀库挂板612两侧设置有防止尘埃和加工屑进入所述工作台轨道14的防尘折布614，该防尘折布614呈门式结构并罩设在所述工作台轨道14上。

所述刀库固定板63并列设置有三组，其中，每个刀库固定板63上设置有三个所述刀柄夹64。

所述Z轴移动模组3上还安装有可独立升降并用于检测产品位置和倾斜度的探头模组5，所述刀库机构6上安装有用于检测刀具9高度的对刀仪69。其中，探头模组5负责测量产品的摆放位置、产品摆放倾斜度对程序修正、加工弧面补差作用，具有升降功的探头组件5能够防止探头54碰撞损坏，也能防止溅射油污造成精度降低等；对刀仪69负责测量刀具9长度，将摆放于刀库机构6之上，不需要再由人工将对刀仪69移动到工作台16上进行对刀，不仅能够有效提高对刀效率，也避免了在移动过程中产生不必要的对刀误差，提高对刀精度。

所述探头模组5包括有安装于所述Z轴移动模组3上的探头底板51、安装于所述探头底板51上并与所述主轴4平行的探头滑轨52、以可移动方式安装于所述探头滑轨52上的探头固定板53、安装于所述探头固定板53上的探头54及安装于所述探头底板51上并用于推动所述探头固定板53沿所述探头滑轨52移动的探头驱动装置55。所述探头驱动装置55为气缸。所述探头底板51上设置有用于安装所述探头驱动装置55的安装座511，该安装座511位于所述探头滑轨52的上端。

所述探头底板51上端和下端分别设置有上限位块56和下限位块57，所述上限位块56安装有探头防撞胶块58，所述下限位块57上设置有限位探针59；所述探头模组5上还罩设有一探头罩50。所述探头固定板53的上端设置有用于与所述探头防撞胶块58和所述限位探针59接触抵压的限位挡块531。所述上限位块56并列设置有两个，并分别位于所述探头滑轨52上端的两侧，且每个上限位块56上均设置有朝向下的探头防撞胶块58；所述下限位块57也设置有两个并分别位于所述探头滑轨52下端的两侧，且呈一上一下排列，其中，所述限位探针59安装在位于下端的所述下限位块57上，并且限位探针59上端与另一侧的下限位块57平齐。

所述Z轴移动模组3包括有安装于所述X轴移动模组2上的Z轴滑块31、安装于所述Z轴滑块31上并可上下移动的Z轴滑轨32、安装于所述X轴移动模组2上的丝杆模组33、安装于所述Z轴滑轨32上并与所述丝杆模组33连接的Z轴挂板34、安装于所述Z轴挂板34上的主轴4及罩设于所述Z轴挂板34和所述主轴4上的主轴罩35，所述探头模组5安装于所述主轴罩35一侧。

所述X轴移动模组2上并列设置有三组所述Z轴移动模组3，且每组所述Z轴移动模组3均安装有所述主轴4和所述探头模组5，所述刀库机构6上设置有与所述探头模组5对应的三个所述对刀仪69。

所述机架1包括有底座12及安装于所述底座12上的龙门架13，所述X轴移动模组2安装于所述龙门架13上端，所述工作台轨道14位于所述龙门架13的下方，所述工作台轨道14上还罩设有一V型盖板15，所述V型盖板15位于所述刀库挂板612与所述刀库固定板63之间；所述机架1上还罩设有一外罩11，该外罩11上设置有用于控制加工中心运行的控制系统。

所述X轴移动模组2和所述Y轴移动模组17均为丝杆驱动模组。

综上所述，当本发明需要安装或更换刀具9时，由刀库驱动装置62推动刀库支撑座61沿工作台轨道14移动到加工空间10内，使刀柄夹64位于主轴4下方，然后由X轴移动模组2和Z轴移动模组3配合将主轴4移动到刀具9上并将刀具9装载和/或更换；下一步，由刀库驱动装置62将刀库支撑座61推回龙门架13的后面，再由刀库门板驱动装置662推动刀库门板661下降将刀柄夹64上的刀具9与加工空间10隔开，以防止加工碎屑飞溅到刀具9上影响刀具清洁，避免后续更换刀具9时由于装配精度降低而导致加工精度下降。

当本发明完成安装或更换刀具9后，进行刀具9的校正，由X轴移动模组2和Z轴移动模组3配合将安装在主轴4上的刀具9移动到对刀仪69上并触碰对刀仪69，测得刀具9的长度；下一步，由Z轴移动模组3将主轴4和探头模组5抬升到最高，同时刀库驱动装置62将刀库机构6推回至机架1后端，并由刀库门板组件66将刀库机构6与加工空间10隔开；下一步，由Y轴移动模组17将工作台16带动工件移动到主轴4下方，再由X轴移动模组2和Z轴移动模组3配合驱动探头模组5移动到产品上方，测量出产品的摆放位置坐标和摆放倾斜程度；下一步，控制系统根据测得的数据自动修正和补差，进行刀具9加工移动路径的校正。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (8)

1.一种高精度多轴智能精雕机，包括：机架(1)、安装于所述机架(1)上的X轴移动模组(2)、至少一个安装于所述X轴移动模组(2)上的Z轴移动模组(3)、安装于所述Z轴移动模组(3)上的主轴(4)、安装于所述机架(1)上并用于推动工作台(16)水平移动的Y轴驱动模组(17)及安装于所述Y轴驱动模组(17)一侧的刀库机构(6)，其特征在于，所述刀库机构(6)包括有以可移动的方式安装于所述机架(1)上并可移动到所述主轴(4)下方的刀库支撑座(61)、安装于所述机架(1)上并用于驱动所述刀库支撑座(61)移动的刀库驱动装置(62)、至少一个安装于所述刀库支撑座(61)上的刀库固定板(63)、至少一个安装于所述刀库固定板(63)上并用于装载刀具(9)的刀柄夹(64)及设置于所述刀库固定板(63)上并用于检测所述刀具(9)长度的传感器(65)，所述刀库支撑座(61)呈门式结构安装于所述机架(1)上，所述刀柄夹(64)上设置有复数个用于安装所述刀具(9)的安装位；所述机架(1)上还设置有防止加工屑落到所述刀柄夹(64)上影响所述刀具(9)装配精度的刀库门板组件(66)，该刀库门板组件(66)包括有以可升降的方式安装于所述机架(1)一侧的刀库门板(661)及安装于所述机架(1)上并用于驱动所述刀库门板(661)下降隔开所述刀柄夹(64)与加工空间(10)的刀库门板驱动装置(662)；所述刀库支撑座(61)包括有安装于工作台轨道(14)上的刀库滑块(611)、安装于所述刀库滑块(611)上并横跨于所述工作台轨道(14)上的刀库挂板(612)及安装于所述刀库挂板(612)两端并用于支撑起所述刀库固定板(63 )的刀库固定块(613),所述刀库挂板(612)与所述刀库驱动装置(62)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度多轴智能精雕机，其特征在于：所述刀库驱动装置(62)包括有安装于所述机架(1)上并位于所述工作台轨道(14)一端的刀库电机(621)及设置于所述刀库挂板(612)下方并与所述工作台轨道(14)平行的刀库丝杆组件(622)，所述刀库挂板(612)上设置有与所述刀库丝杆组件(622)匹配连接的刀库螺母座(623)，所述刀库丝杆组件(622)与所述刀库电机(621)连接，并由所述刀库电机(621)带动旋转。

3.根据权利要求2所述的一种高精度多轴智能精雕机，其特征在于：所述刀库固定板(63)并列设置有三组，其中，每个刀库固定板(63)上设置有三个所述刀柄夹(64)。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高精度多轴智能精雕机，其特征在于：所述Z轴移动模组(3)上还安装有可独立升降并用于检测产品位置和倾斜度的探头模组(5)，所述刀库机构(6)上安装有用于检测刀具(9)高度的对刀仪(69)。

5.根据权利要求4所述的一种高精度多轴智能精雕机，其特征在于：所述探头模组(5)包括有安装于所述Z轴移动模组(3)上的探头底板(51)、安装于所述探头底板(51)上并与所述主轴(4)平行的探头滑轨(52)、以可移动方式安装于所述探头滑轨(52)上的探头固定板(53)、安装于所述探头固定板(53)上的探头(54)及安装于所述探头底板(51)上并用于推动所述探头固定板(53)沿所述探头滑轨(52)移动的探头驱动装置(55)。

6.根据权利要求5所述的一种高精度多轴智能精雕机，其特征在于：所述探头底板(51)上端和下端分别设置有上限位块(56)和下限位块(57)，所述上限位块(56)安装有探头防撞胶块(58)，所述下限位块(57)上设置有限位探针(59)；所述探头模组(5)上还罩设有一探头罩(50)。

7.根据权利要求6所述的一种高精度多轴智能精雕机，其特征在于：所述X轴移动模组(2)上并列设置有三组所述Z轴移动模组(3)，且每组所述Z轴移动模组(3)均安装有所述主轴(4)和所述探头模组(5)，所述刀库机构(6)上设置有与所述探头模组(5)对应的三个所述对刀仪(69)。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的一种高精度多轴智能精雕机，其特征在于：所述机架(1)包括有底座(12)及安装于所述底座(12)上的龙门架(13)，所述X轴移动模组(2)安装于所述龙门架(13)上端，所述工作台轨道(14)位于所述龙门架(13)的下方；所述机架(1)上还罩设有一外罩(11)，该外罩(11)上设置有用于控制加工中心运行的控制系统。

Images