CN112109215A - 拱形非金属加工中心 - Google Patents

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Abstract

一种拱形非金属加工中心，包括底座、拱形梁、滑枕、铣头和回转工作台，底座上设置有拱形梁纵移机构，拱形梁连接在拱形梁纵移机构上，滑枕安装在拱形梁上，滑枕与拱形梁之间连接有弧形移动机构，滑枕上设置有铣头进给机构，铣头安装在滑枕上并与铣头进给机构连接，底座上在拱形梁的下方设置有回转工作台。工件置于回转工作台上，回转工作台带动工件绕竖直轴转动，通过拱形梁纵移机构实现铣头的纵向移动，通过滑枕与拱形梁之间的弧形移动机构实现铣头的弧形横移动，通过铣头进给机构实现铣头的径向进给，实现复杂曲面的加工。本发明避免了双摆角铣头的极性问题，通过使用拱形梁和回转工作台，铣刀刀尖点到达空间内的任何一点，提高了加工效率。

Description

拱形非金属加工中心
技术领域
本发明涉及一种用于加工非金属的加工中心，属于数控机床技术领域。
背景技术
目前，在非金属加工机床领域，对于大中型雕塑如木雕、石雕的加工依然是个难题，虽然市场上有一些厂家推出的非金属加工中心，但是该类型的加工中心都需要购买专门的摆角铣头。
而目前的双摆角铣头由于结构本身会引起极性问题，当A轴旋转至0°时，C轴和铣削主轴平行，称之为极性问题。其结果是，在这一点上，C轴完全无法旋转主轴。主轴的所有运动必须通过A轴完成，C轴只能用于事先调整A轴，这就影响了加工效率。
因此提供一种没有极性问题的加工中心非常重要。
发明内容
为了解决现有非金属加工中心采用双摆角铣头所带来的极性问题，同时避免由于购买铣头造成的成本问题，本发明提供一种拱形非金属加工中心。
本发明的拱形非金属加工中心，采用以下技术方案。
一种拱形非金属加工中心，包括底座、拱形梁、滑枕、铣头和回转工作台，底座上设置有拱形梁纵移机构，拱形梁连接在拱形梁纵移机构上，滑枕安装在拱形梁上，滑枕与拱形梁之间连接有弧形移动机构，滑枕上设置有铣头进给机构，铣头安装在滑枕上并与铣头进给机构连接，底座上在拱形梁的下方设置有回转工作台。
所述拱形梁的底部两侧各连接一套拱形梁纵移机构，两套机构同时启动。
所述拱形梁纵移机构，包括伺服电机、滑块、纵移导轨和丝杠，伺服电机和纵移导轨设置在底座上，滑块安装在纵移导轨上并丝杠连接，丝杠安装在底座上并连接伺服电机。伺服电机带动丝杠转动，通过丝杠螺母副的传动再带动滑块纵向移动。
所述滑枕与拱形梁之间连接的弧形移动机构，包括齿圈、齿轮和减速机，齿圈设置在拱形梁上，减速机安装在滑枕上，齿轮安装在减速器输出轴上，齿轮与齿圈相啮合。所述齿圈包括设置在拱形梁内面的内齿圈和设置于拱形梁侧面的外齿圈。通过齿轮传动使滑枕沿拱形梁上的弧形导轨转动。
所述拱形梁的侧面设置有用于安装所述滑枕的弧形导轨。所述弧形导轨包括内圈弧形导轨和外圈弧形导轨，内圈弧形导轨和外圈弧形导轨在拱形梁的侧面成对安装，为滑枕沿拱形梁的转动提供导向。
所述铣头进给机构，为丝杠螺母副移动机构，包括伺服电机、丝杠和移动平板，丝杠安装在滑枕上并与伺服电机连接，移动平板通过其内的螺母与丝杠连接，所述铣头安装在移动平板上。
工件置于回转工作台上，回转工作台带动工件绕竖直轴转动，通过拱形梁纵移机构实现铣头的纵向移动，通过滑枕与拱形梁之间的弧形移动机构实现铣头的弧形横移动，通过铣头进给机构实现铣头的径向进给，这样铣刀刀尖点可以到达空间内的任何一点，实现复杂曲面的加工。
本发明避免了双摆角铣头的极性问题，通过使用拱形梁和回转工作台，铣刀刀尖点可以到达空间内的任何一点，提高了加工效率，工作台上部的空间比较大，可以用以加工大中型的木雕、石雕。
附图说明
图1是本发明拱形非金属加工中心的结构示意图；
图2是本发明中拱形梁纵移机构的结构示意图；
图3是图1的后视图；
图4是本发明中滑枕的结构示意图；
图中：1.底座，2.拱形梁，3.外圈弧形导轨，4.内齿圈，5.内圈弧形导轨，6.滑枕，7.铣头，8.回转工作台；9.外齿圈；
101.伺服电机，102.联轴器，103.轴承座，104.滑块，105.纵移导轨，106.丝杠；
603.伺服电机，605.丝杠，602.轴承及轴承座，601.光杠，604.联轴器，606.螺母及平板；
607.弧形滑块，608.大齿轮，609.小齿轮。
具体实施方式
如图1所示，本发明的拱形非金属加工中心主要包括底座1、拱形梁2、滑枕6、铣头7和回转工作台8。底座1用于支撑整个机床，底座1上设置有拱形梁纵移机构，拱形梁的底端两侧分别连接在一套拱形梁纵移机构上，两套拱形梁纵移机构沿底座1的中间面对称设置。滑枕6安装在拱形梁2上，滑枕6与拱形梁2之间连接有弧形移动机构，铣头7安装在滑枕6上。底座1上在拱形梁的正下方设置有回转工作台8，加工时工件置于回转工作台8上。为提高加工效率，可在拱形梁2上设置两套滑枕6，通过两个铣头7进行加工。
如图2所示，拱形梁纵移机构包括伺服电机101、联轴器102、轴承座103、滑块104、纵移导轨105、丝杠106。伺服电机102安装在底座1上，纵移导轨105设置在底座1上，滑块104安装在纵移导轨105上，滑块104中设置有螺母，滑块104通过其内螺母与丝杠106连接，丝杠106通过轴承座103支撑安装在底座1上，丝杠106的一端通过联轴器102连接伺服电机102。拱形梁2的底部两端分别与一套拱形梁纵移机构中的滑块104连接。伺服电机102带动丝杠106转动，通过丝杠螺母副的传动再带动滑块104纵向移动。两套拱形梁纵移机构同时启动，拱形梁2随两组滑块104一起移动。
参见图1和图3，拱形梁2的内面设置有内齿圈4，拱形梁2的两侧面均安装有外齿圈9和弧形导轨，弧形导轨包括内圈弧形导轨5和外圈弧形导轨3，内圈弧形导轨5和外圈弧形导轨3成对安装，为滑枕6沿拱形梁2的转动提供导向。拱形梁2的两侧面上沿径向由外至内依次设置外圈弧形导轨3、外齿圈9和内圈弧形导轨5。内齿圈4设置在拱形梁2的内面底部，拱形梁2内侧设置有凹槽用以安装内齿圈4，内齿圈用以实现滑枕6沿拱形梁2的转动。
如图3和图4所示，滑枕6上设置有弧形滑块607、大齿轮608和小齿轮609。弧形滑块607与内圈弧形导轨5配合。滑枕6呈对称槽形结构，骑跨在拱形梁2上，其两侧分别通过弧形滑块607安装在拱形梁2两侧的内圈弧形导轨5和外圈弧形导轨3上。滑枕6的槽口内两侧面安装有大齿轮608和小齿轮609，大齿轮608与拱形梁2上外齿圈9啮合，小齿轮609与拱形梁2上的内齿圈4啮合，通过齿轮传动带动滑枕6沿拱形梁2上的导轨转动。大齿轮608和小齿轮609分别安装在一个减速机的输出轴上，滑枕6转动时，大齿轮608和小齿轮609各自的减速机运行，通过减速机带动大齿轮608和小齿轮609转动，通过齿轮齿圈之间的啮合作用(类似于行星齿轮系统)，滑枕6就可以沿着拱形梁2的弧形导轨转动。
内齿圈4、外齿圈9、大齿轮608和小齿轮609的配合形成了滑枕6与拱形梁2之间的弧形移动机构。
铣头进给机构设置在滑枕6的两侧面，为丝杠螺母副移动机构，如图4所示，包括伺服电机603、丝杠605、轴承座602、光杠601、联轴器604、移动平板606构成。丝杠605通过轴承座602安装在枕体610上。丝杠605一端通过联轴器604与伺服电机603连接，移动平板606通过其内的螺母与丝杠605连接，铣头7安装在移动平板606上。移动平板606还套装在光杠601上，当铣头7运动时光杠601起导向作用。
加工工件时，工件置于回转工作台8上，回转工作台8的上部空间比较大，回转工作台8带动工件绕竖直轴转动。通过使用拱形梁和回转工作台，铣刀刀尖点可以到达空间内的任何一点，可以在不使用双摆角铣头的情况下实现复杂曲面的加工，提高了加工效率，可以用以加工大中型的木雕和石雕。

Claims (8)

1.一种拱形非金属加工中心，其特征是：包括底座、拱形梁、滑枕、铣头和回转工作台，底座上设置有拱形梁纵移机构，拱形梁连接在拱形梁纵移机构上，滑枕安装在拱形梁上，滑枕与拱形梁之间连接有弧形移动机构，滑枕上设置有铣头进给机构，铣头安装在滑枕上并与铣头进给机构连接，底座上在拱形梁的下方设置有回转工作台。
2.根据权利要求1所述的拱形非金属加工中心，其特征是：所述拱形梁的底部两侧各连接一套拱形梁纵移机构。
3.根据权利要求1所述的拱形非金属加工中心，其特征是：所述拱形梁纵移机构，包括伺服电机、滑块、纵移导轨和丝杠，伺服电机和纵移导轨设置在底座上，滑块安装在纵移导轨上并丝杠连接，丝杠安装在底座上并连接伺服电机。
4.根据权利要求1所述的拱形非金属加工中心，其特征是：所述滑枕与拱形梁之间连接的弧形移动机构，包括齿圈、齿轮和减速机，齿圈设置在拱形梁上，减速机安装在滑枕上，齿轮安装在减速器输出轴上，齿轮与齿圈相啮合。
5.根据权利要求4所述的拱形非金属加工中心，其特征是：所述齿圈包括设置在拱形梁内面的内齿圈和设置于拱形梁侧面的外齿圈。
6.根据权利要求1所述的拱形非金属加工中心，其特征是：所述拱形梁的侧面设置有用于安装所述滑枕的弧形导轨。
7.根据权利要求6所述的拱形非金属加工中心，其特征是：所述弧形导轨包括内圈弧形导轨和外圈弧形导轨，内圈弧形导轨和外圈弧形导轨在拱形梁的侧面成对安装。
8.根据权利要求1所述的拱形非金属加工中心，其特征是：所述铣头进给机构，为丝杠螺母副移动机构，包括伺服电机、丝杠和移动平板，丝杠安装在滑枕上并与伺服电机连接，移动平板通过其内的螺母与丝杠连接，所述铣头安装在移动平板上。
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