CN112338605B - 一种精密零部件卧式数控加工中心 - Google Patents

一种精密零部件卧式数控加工中心 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种精密零部件卧式数控加工中心，包括工作台、外壳和切削机组，所述工作台顶部固定有外壳，所述外壳内壁底部固定有Y轴移动平台，所述Y轴移动平台的动端固定有固定台，所述外壳内壁一侧上端固定有X轴线性电机，所述X轴线性电机的动端固定有Z轴线性电机，所述Z轴线性电机的动端固定有切削机组，所述切削机组的输出端固定有气动夹头，所述工作台内壁顶部一端固定有圆形刀库，所述工作台上表面靠近圆形刀库的一端固定有换刀装置，本发明在换刀时，对于距离的移动以及旋转均通过电机进行驱动，精度较高，防止因驱动误差较大而导致刀头无法精准插入圆形刀库以及气动夹头上而导致刀头损坏的现象，便于人们使用。

Description

一种精密零部件卧式数控加工中心
技术领域
本发明涉及卧式数控加工中心技术领域，具体为一种精密零部件卧式数控加工中心。
背景技术
数控加工中心是一种功能较全的数控加工机床；是世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。数控加工中心是一种带有刀库并能自动更换刀具，对工件能够在一定的范围内进行多种加工操作的数控机床，数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用，但是现有的数控加工中心大都是通过气动进行驱动换刀，气动驱动存在精度不够的现象，容易导致刀具损坏，为此，我们提出一种精密零部件卧式数控加工中心。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精密零部件卧式数控加工中心，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种精密零部件卧式数控加工中心，包括工作台、外壳和切削机组，所述工作台顶部固定有外壳，所述外壳内壁底部固定有Y轴移动平台，所述Y轴移动平台的动端固定有固定台，所述外壳内壁一侧上端固定有X轴线性电机，所述X轴线性电机的动端固定有Z轴线性电机，所述Z轴线性电机的动端固定有切削机组，所述切削机组的输出端固定有气动夹头，所述工作台内壁顶部一端固定有圆形刀库，所述工作台上表面靠近圆形刀库的一端固定有换刀装置。
优选的，所述换刀装置包括安装架、固定壳、第一螺纹杆、第一滑块、第一伺服电机、滑板、升降机构和旋转机构，所述工作台上表面对称固定有安装架，所述安装架顶部固定有固定壳，所述固定壳内壁通过轴承转动连接有第一螺纹杆，所述固定壳内壁滑动连接有第一滑块，所述第一滑块中部开设有第一螺纹孔，且第一滑块通过第一螺纹孔与第一螺纹杆螺纹连接，所述固定壳一端固定有第一伺服电机，且第一伺服电机的输出端与第一螺纹杆固定连接，所述第一滑块顶部固定有滑板，所述滑板上表面远离第一滑块的一端固定有升降机构，所述升降机构的动端固定有旋转机构。
优选的，所述升降机构包括固定框、连接板、第二螺纹杆、第二滑块和第二伺服电机，所述滑板上表面远离第一滑块的一端固定有固定框，所述固定框内壁下端固定有连接板，所述连接板中部通过轴承转动连接有第二螺纹杆，且第二螺纹杆顶部通过轴承与固定框顶部转动连接，所述固定框内壁滑动连接有第二滑块，所述第二滑块中部开设有第二螺纹孔，且第二滑块通过第二螺纹孔与第二螺纹杆螺纹连接，所述连接板底部固定有第二伺服电机，且第二伺服电机的输出端与第二螺纹杆固定连接。
优选的，所述旋转机构包括固定板、固定块、蜗杆、第三伺服电机、蜗轮、连接臂、手指气缸和弧形夹杆，所述第二滑块一侧下端固定有固定板，所述固定板上表面对称固定有固定块，两个所述固定块通过轴承转动连接有蜗杆，所述固定板上的一个固定块一侧固定有第三伺服电机，且第三伺服电机的输出端与蜗杆固定连接，所述第二滑块中部通过轴销转动连接有蜗轮，且蜗轮与蜗杆啮合连接，所述蜗轮一端固定有连接臂，所述连接臂一端固定有手指气缸，且手指气缸的两个输出端固定有弧形夹杆。
优选的，所述外壳顶部呈中空设置。
优选的，所述外壳一侧靠近工作台的一端通过铰链转动连接有门体。
优选的，所述固定框内壁对称开设有限位槽，所述第二滑块两端对称固定有限位块，且限位块与限位槽滑动连接。
优选的，所述第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机均为一种减速电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在使用时，通过将零件固定在固定台上，通过Y轴移动平台带动零件沿Y轴移动，且通过X轴线性电机和Z轴线性电机带动切削机组进行X轴和Z轴的移动，实现三轴联动，对零件进行切削，当需要换刀时，圆形刀库上夹持有多种刀头，通过X轴线性电机带动切削机组上的气动夹头向弧形夹杆的一端移动，然后通过第一伺服电机转动转动带动第一螺纹杆转动，进而带动第一滑块滑动，使得第一滑块带动升降机构向气动夹头的一端移动，并通过第二伺服电机转动带动第二螺纹杆转动，进而带动第二滑块向上移动，使得第二滑块带动旋转机构上的两个弧形夹杆向上运动，使得两个弧形夹杆移动至气动夹头上的刀头上，并通过手指气缸带动弧形夹杆将刀头夹持，然后通过第二伺服电机带动旋转机构下降，此时通过第一伺服电机转动带动夹持有刀头的弧形夹杆向圆形刀库的一端移动，此时圆形刀库上的刀头空缺位位于最下方，然后通过第三伺服电机转动带动蜗杆转动，进而带动蜗轮转动，使得蜗轮带动连接臂转动，使得连接臂上的手指气缸转动至90度，进而带动刀头转动90度，使得刀头夹持在圆形刀库上，然后通过旋转机构旋转，使得弧形夹杆远离圆形刀库，然后圆形刀库自身旋转，将需要更换的刀头转动至最底部，并通过相同步骤将刀头夹持住并安装到气动夹头上，即完成换刀，此装置在换刀时，对于距离的移动以及旋转均通过电机进行驱动，精度较高，防止因驱动误差较大而导致刀头无法精准插入圆形刀库以及气动夹头上而导致刀头损坏的现象，便于人们使用。
附图说明
图1为本发明整体侧视结构示意图；
图2为本发明整体侧视剖视结构示意图；
图3为本发明换刀装置剖视结构示意图；
图4为本发明升降机构和旋转机构侧视剖视结构示意图；
图5为本发明升降机构和旋转机构俯视剖视结构示意图。
图中：1、工作台；2、外壳；3、Y轴移动平台；4、X轴线性电机；5、Z轴线性电机；6、切削机组；7、气动夹头；8、圆形刀库；9、换刀装置；91、安装架；92、固定壳；93、第一螺纹杆；94、第一滑块；95、第一伺服电机；96、滑板；97、升降机构；971、固定框；972、连接板；973、第二螺纹杆；974、第二滑块；975、第二伺服电机；98、旋转机构；981、固定板；982、固定块；983、蜗杆；984、第三伺服电机；985、蜗轮；986、连接臂；987、手指气缸；988、弧形夹杆；10、门体；11、限位块；12、固定台。
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和图2，图示中的一种精密零部件卧式数控加工中心，包括工作台1、外壳2和切削机组6，所述工作台1顶部固定有外壳2，所述外壳2内壁底部固定有Y轴移动平台3，所述Y轴移动平台3的动端固定有固定台12，所述外壳2内壁一侧上端固定有X轴线性电机4，所述X轴线性电机4的动端固定有Z轴线性电机5，所述Z轴线性电机5的动端固定有切削机组6，所述切削机组6的输出端固定有气动夹头7，所述外壳2一侧靠近工作台1的一端通过铰链转动连接有门体10，所述工作台1内壁顶部一端固定有圆形刀库8，所述工作台1上表面靠近圆形刀库8的一端固定有换刀装置9。
请参照图3所示，所述换刀装置9包括安装架91、固定壳92、第一螺纹杆93、第一滑块94、第一伺服电机95、滑板96、升降机构97和旋转机构98，所述工作台1上表面对称固定有安装架91，所述安装架91顶部固定有固定壳92，所述固定壳92内壁通过轴承转动连接有第一螺纹杆93，所述固定壳92内壁滑动连接有第一滑块94，所述第一滑块94中部开设有第一螺纹孔，且第一滑块94通过第一螺纹孔与第一螺纹杆93螺纹连接，所述固定壳92一端固定有第一伺服电机95，且第一伺服电机95的输出端与第一螺纹杆93固定连接，所述第一滑块94顶部固定有滑板96，所述滑板96上表面远离第一滑块94的一端固定有升降机构97，所述升降机构97的动端固定有旋转机构98，通过第一伺服电机95转动转动带动第一螺纹杆93转动，进而带动第一滑块94滑动，使得第一滑块94带动升降机构97移动。
请参照图4和图5所示，所述升降机构97包括固定框971、连接板972、第二螺纹杆973、第二滑块974和第二伺服电机975，所述滑板96上表面远离第一滑块94的一端固定有固定框971，所述固定框971内壁下端固定有连接板972，所述连接板972中部通过轴承转动连接有第二螺纹杆973，且第二螺纹杆973顶部通过轴承与固定框971顶部转动连接，所述固定框971内壁滑动连接有第二滑块974，所述固定框971内壁对称开设有限位槽，所述第二滑块974两端对称固定有限位块11，且限位块11与限位槽滑动连接，所述第二滑块974中部开设有第二螺纹孔，且第二滑块974通过第二螺纹孔与第二螺纹杆973螺纹连接，所述连接板972底部固定有第二伺服电机975，且第二伺服电机975的输出端与第二螺纹杆973固定连接，通过第二伺服电机975转动带动第二螺纹杆973转动，进而带动第二滑块974向上移动，使得第二滑块974带动旋转机构98上的两个弧形夹杆988运动。
请参照图4和图5所示，所述旋转机构98包括固定板981、固定块982、蜗杆983、第三伺服电机984、蜗轮985、连接臂986、手指气缸987和弧形夹杆988，所述第二滑块974一侧下端固定有固定板981，所述固定板981上表面对称固定有固定块982，两个所述固定块982通过轴承转动连接有蜗杆983，所述固定板981上的一个固定块982一侧固定有第三伺服电机984，且第三伺服电机984的输出端与蜗杆983固定连接，所述第二滑块974中部通过轴销转动连接有蜗轮985，且蜗轮985与蜗杆983啮合连接，所述蜗轮985一端固定有连接臂986，所述连接臂986一端固定有手指气缸987，且手指气缸987的两个输出端固定有弧形夹杆988，通过第三伺服电机984转动带动蜗杆983转动，进而带动蜗轮985转动，使得蜗轮985带动连接臂986转动，使得连接臂986上的手指气缸987转动至90度，进而带动刀头转动90度。
请参照图2所示，所述外壳2顶部呈中空设置，防止外壳2干涉圆形刀库8和Z轴线性电机5的工作。
请参照图3和图4所示，所述第一伺服电机95、第二伺服电机975和第三伺服电机984均为一种减速电机，便于提高电机的运行精度。
工作原理：
在使用时，通过将零件固定在固定台12上，通过Y轴移动平台3带动零件沿Y轴移动，且通过X轴线性电机4和Z轴线性电机5带动切削机组6进行X轴和Z轴的移动，实现三轴联动，对零件进行切削，当需要换刀时，圆形刀库8上夹持有多种刀头，通过X轴线性电机4带动切削机组6上的气动夹头7向弧形夹杆988的一端移动，然后通过第一伺服电机95转动转动带动第一螺纹杆93转动，进而带动第一滑块94滑动，使得第一滑块94带动升降机构97向气动夹头7的一端移动，并通过第二伺服电机975转动带动第二螺纹杆973转动，进而带动第二滑块974向上移动，使得第二滑块974带动旋转机构98上的两个弧形夹杆988向上运动，使得两个弧形夹杆988移动至气动夹头7上的刀头上，并通过手指气缸987带动弧形夹杆988将刀头夹持，然后通过第二伺服电机975带动旋转机构98下降，此时通过第一伺服电机95转动带动夹持有刀头的弧形夹杆988向圆形刀库8的一端移动，此时圆形刀库8上的刀头空缺位位于最下方，然后通过第三伺服电机984转动带动蜗杆983转动，进而带动蜗轮985转动，使得蜗轮985带动连接臂986转动，使得连接臂986上的手指气缸987转动至90度，进而带动刀头转动90度，使得刀头夹持在圆形刀库8上，然后通过旋转机构98旋转，使得弧形夹杆988远离圆形刀库8，然后圆形刀库8自身旋转，将需要更换的刀头转动至最底部，并通过相同步骤将刀头夹持住并安装到气动夹头7上，即完成换刀。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种精密零部件卧式数控加工中心，包括工作台(1)、外壳(2)和切削机组(6)，其特征在于：所述工作台(1)顶部固定有外壳(2)，所述外壳(2)内壁底部固定有Y轴移动平台(3)，所述Y轴移动平台(3)的动端固定有固定台(12)，所述外壳(2)内壁一侧上端固定有X轴线性电机(4)，所述X轴线性电机(4)的动端固定有Z轴线性电机(5)，所述Z轴线性电机(5)的动端固定有切削机组(6)，所述切削机组(6)的输出端固定有气动夹头(7)，所述工作台(1)内壁顶部一端固定有圆形刀库(8)，所述工作台(1)上表面靠近圆形刀库(8)的一端固定有换刀装置(9)；
所述换刀装置(9)包括安装架(91)、固定壳(92)、第一螺纹杆(93)、第一滑块(94)、第一伺服电机(95)、滑板(96)、升降机构(97)和旋转机构(98)，所述工作台(1)上表面对称固定有安装架(91)，所述安装架(91)顶部固定有固定壳(92)，所述固定壳(92)内壁通过轴承转动连接有第一螺纹杆(93)，所述固定壳(92)内壁滑动连接有第一滑块(94)，所述第一滑块(94)中部开设有第一螺纹孔，且第一滑块(94)通过第一螺纹孔与第一螺纹杆(93)螺纹连接，所述固定壳(92)一端固定有第一伺服电机(95)，且第一伺服电机(95)的输出端与第一螺纹杆(93)固定连接，所述第一滑块(94)顶部固定有滑板(96)，所述滑板(96)上表面远离第一滑块(94)的一端固定有升降机构(97)，所述升降机构(97)的动端固定有旋转机构(98)；
所述升降机构(97)包括固定框(971)、连接板(972)、第二螺纹杆(973)、第二滑块(974)和第二伺服电机(975)，所述滑板(96)上表面远离第一滑块(94)的一端固定有固定框(971)，所述固定框(971)内壁下端固定有连接板(972)，所述连接板(972)中部通过轴承转动连接有第二螺纹杆(973)，且第二螺纹杆(973)顶部通过轴承与固定框(971)顶部转动连接，所述固定框(971)内壁滑动连接有第二滑块(974)，所述第二滑块(974)中部开设有第二螺纹孔，且第二滑块(974)通过第二螺纹孔与第二螺纹杆(973)螺纹连接，所述连接板(972)底部固定有第二伺服电机(975)，且第二伺服电机(975)的输出端与第二螺纹杆(973)固定连接；
所述旋转机构(98)包括固定板(981)、固定块(982)、蜗杆(983)、第三伺服电机(984)、蜗轮(985)、连接臂(986)、手指气缸(987)和弧形夹杆(988)，所述第二滑块(974)一侧下端固定有固定板(981)，所述固定板(981)上表面对称固定有固定块(982)，两个所述固定块(982)通过轴承转动连接有蜗杆(983)，所述固定板(981)上的一个固定块(982)一侧固定有第三伺服电机(984)，且第三伺服电机(984)的输出端与蜗杆(983)固定连接，所述第二滑块(974)中部通过轴销转动连接有蜗轮(985)，且蜗轮(985)与蜗杆(983)啮合连接，所述蜗轮(985)一端固定有连接臂(986)，所述连接臂(986)一端固定有手指气缸(987)，且手指气缸(987)的两个输出端固定有弧形夹杆(988)；
所述固定框(971)内壁对称开设有限位槽，所述第二滑块(974)两端对称固定有限位块(11)，且限位块(11)与限位槽滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种精密零部件卧式数控加工中心，其特征在于：所述外壳(2)顶部呈中空设置。
3.根据权利要求1所述的一种精密零部件卧式数控加工中心，其特征在于：所述外壳(2)一侧靠近工作台(1)的一端通过铰链转动连接有门体(10)。
4.根据权利要求1所述的一种精密零部件卧式数控加工中心，其特征在于：所述第一伺服电机(95)、第二伺服电机(975)和第三伺服电机(984)均为一种减速电机。
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