CN112792929A - 一种四轴木工复合加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四轴木工复合加工中心，包括床身，所述床身上安装由尾座滑轨导向的尾座和由X轴滑轨导向的X轴滑块，所述X轴移动副，所述尾座由尾座滑轨导向，所述床身上还固定安装有与尾座同轴的主轴箱，所述主轴箱上安装由主轴电机驱动的第一转动头，所述尾座18包括第二转动头；所述X轴滑块上安装有Y轴移动副，所述Y轴移动副的第二端安装有z轴移动副，所述Y轴移动副的顶部由第一气缸组推动沿Y轴方向运动的第一刀具组，所述z轴移动副上安装由第二气缸组推动沿Y轴方向运动的第二刀具组。本发明安装有多组加工刀具，实现上料、铣削、砂光一体化，自动化程度高，能够进行快速加工。

Description

一种四轴木工复合加工中心

技术领域

本发明设计机械加工技术领域，特别涉及一种四轴木工复合加工中心。

背景技术

随着社会经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，对木制家具的需求及质量要求也越来越高。传统的木质家具制作过程中的切割、铣削、钻孔、砂光等工序都是通过单独的设备完成的,步骤复杂劳动强度大。现有的木工机床也大都仅安装有一种刀头，即便能够进行三轴联动，也只能进行一些简单的铣削作业，无法满足复杂结构和精细加工的要求。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种四轴木工复合加工中心。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种四轴木工复合加工中心，包括床身，所述床身上安装由尾座滑轨导向的尾座和由X轴滑轨导向的X轴滑块，所述X轴移动副，所述尾座由尾座滑轨导向，所述床身上还固定安装有与尾座同轴的主轴箱，所述主轴箱上安装由主轴电机驱动的第一转动头，所述尾座18包括第二转动头；所述X轴滑块上安装有Y轴移动副，所述Y轴移动副的第二端安装有z轴移动副，所述Y轴移动副的顶部由第一气缸组推动沿Y轴方向运动的第一刀具组，所述z轴移动副上安装由第二气缸组推动沿Y轴方向运动的第二刀具组。

所述第一刀具组包括水平布置并与Y轴移动副滑动配合的刀具组件Ⅲ、刀具组件Ⅳ；所述第一气缸包括固定在Y轴移动副上，输出端分别于刀具组件Ⅲ、刀具组件Ⅳ固定连接的刀Ⅲ气缸和刀Ⅳ气缸。

所述第二刀具组包括上下布置并与Z轴移动副滑动配合的刀具组件Ⅰ、刀具组件Ⅱ，所述第二气缸组包括固定在Z轴移动副上并且输出端分别与刀具组件Ⅰ、刀具组件Ⅱ固定连接的刀Ⅰ气缸、刀Ⅱ气缸。

所述Y轴移动副包括Y轴滑轨、Y轴丝杠、Y轴电机和Y轴滑块，所述Y轴滑轨、Y轴丝杠、Y轴电机固定安装在X轴滑块上。

所述Z轴移动副包括Z轴滑轨、Z轴丝杠、Z轴电机和Z轴滑块；所述Z轴滑轨底端与Y轴滑块固定连接，顶端安装Z轴电机，Z轴丝杠安装在Z轴滑轨上并由Z轴电机驱动，Z轴滑块与Z轴滑轨配合。

所述床身上沿尾座滑轨的长度方向安装的尾座齿条；所述尾座包括尾座电机、锁止组件，所述尾座电机的输出端安装有与尾座齿条配合的第一齿轮，所述锁止组件包括锁止气缸，所述锁止气缸的输出端安装与尾座齿条配合的齿块。

所述X轴驱动组件包括安装在床身上且与X轴滑轨相对应的X轴齿条，以及固定安装在X轴滑块上的X轴电机，所述X轴电机的输出端安装与X轴齿条啮合的第二齿轮。

所述主轴箱的顶部固定安装有打料机构，所述打料机构包括一端与主轴箱固定连接的基座和安装在基座上的打料气缸。

所述尾座滑轨上还安装有跟刀架，所述跟刀架与X轴滑块固定连接。

所述X轴滑块由X轴驱动组件驱动，所述X轴驱动组件包括安装在床身后部与X轴滑轨相对应的X轴齿条，所述X轴滑块上固定安装X轴电机，所述X轴电机的输出端安装与X轴齿条啮合的第二齿轮。

本发明具有以下技术优势：

本发明结构简单，加工效率高，通过四轴联动即X轴、Y轴、Z轴和A轴联动，实现对木材的全方位加工；安装有多组加工刀具，实现上料、铣削、砂光一体化，自动化程度高；打料气缸可以有效解决木料与转动头之间发生粘连导致无法下料的问题；用于X向移动的齿轮和齿条均采用斜齿，消除了齿轮齿条之间的间隙，使动作更加精准。

附图说明

下面结合附图对本发明型作进一步的说明。

附图1为本发明的前视图。

附图2为本发明的俯视图。

附图3为本发明的左视图。

附图4为本发明的右视图。

附图5为本发明的轴侧图。

图中，1-床身,2-X轴滑块,3-Z轴滑轨，4-Z轴滑块，5-第一转动头，6-上料架滑轨，7-打料机构，8-刀具组件Ⅰ，9-刀具组件Ⅱ，11-Z轴电机，12-刀具组件Ⅲ，13-刀具组件Ⅳ，14-砂光轮，15-砂光电机，16-夹料气缸，17-尾座电机，18-尾座，19-尾座齿条，20-阻挡部件，21-集尘罩21，22-刀Ⅲ气缸，23-刀Ⅳ气缸，24-X轴齿条，25-X轴滑轨，26-尾座滑轨，27-锁止气缸，28-尾座滑块，29-防尘罩Ⅰ，30-防尘罩Ⅱ，31-Z轴丝杠，32-刀Ⅰ气缸，33-刀Ⅱ气缸，34-主轴箱，35-上料架，36-X轴电机，37-Y轴电机，38-Y轴滑块、39-Y轴滑轨，40-跟刀架，41-连接座。

具体实施方式

以下仅为本发明的具体实施方式，但是本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明中所述的“前”、“后”、“内”、“外”等描述方向关系的词语仅为了实施例的描述方便，不视为对本发明的限定。所述“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。所述固定连接方式包括但不限于焊接、螺接、卡接、过盈配合、一体成型。

以下所称的“左”为尾座18所在的一侧，所称的“右”为主轴箱34所在的一侧；称的“前”为上料装置所在的一侧，所称的“后”为远离上料装置的一侧，即X轴齿条24所在的一侧；为详细描述结构的滑动配合均为滑块与滑轨之间的配合。

附图1至附图5为本发明的一种具体实施例。该实施例提供了一种四轴木工复合加工中心，包括床身1，在床身1的前侧安装有可以沿着床身1的X轴方向左右移动的上料装置；具体的，上料装置包括沿着床身1的X轴方向固定安装的上料架滑轨6，上料架滑轨6上滑动安装上料架35，该上料架35包括成镜像安装的第一架体和第二架体，这两个架体分别通过连接座41与上料架滑轨6连接，从而可以根据木料的长度调节第一架体和第二架体之间的距离，当距离调节完毕之后通过螺栓进行限位。

在床身1的顶部，自前向后依次安装有尾座滑轨26和X轴滑轨25，即尾座滑轨26靠近上料装置X轴滑轨25远离上料装置在尾座滑轨26上安装有尾座18以及沿着尾座滑轨26长度方向安装的尾座齿条19，尾座18可以沿着尾座滑轨26移动。

尾座18包括尾座滑块28、尾座主体、尾座电机17、夹料气缸16、第二转动头以及锁止气缸27，其中尾座滑块28与尾座滑轨26滑动配合，尾座主体、尾座电机17、锁止气缸27均固定安装在尾座滑块28顶部，夹料气缸16和第二转动头分别安装在尾座主体的左右两端，并且第二转动头与尾座主体转动配合；尾座电机17的输出端安装有与尾座齿条19配合的第一齿轮，锁止气缸27的输出端安装与尾座齿条19配合的齿块。尾座电机17按照控制器的指令带动尾座滑块28移动预定距离，然后锁止气缸27动作，通过齿块与尾座齿条19配合将尾座18限位固定。

床身1上安装有与尾座同轴设置的主轴箱34，在主轴箱34内安装有主轴电机，其驱动第一转动头5，夹料气缸16推动第二转动头与第一转动头5配合将木料夹紧。主轴箱34的顶部固定安装有打料机构7，包括一端与主轴箱34固定连接的基座和安装在基座上的打料气缸，打料气缸竖直安装，输出端朝下。

X轴滑轨25上滑动安装由X轴驱动组件驱动的X轴滑块2。X轴驱动组件包括安装在床身1后部与X轴滑轨25相对应的X轴齿条24，以及固定安装在X轴滑块2上的X轴电机36，该X轴电机36的输出端安装与X轴齿条24啮合的第二齿轮。

X轴滑块2上安装有Y轴移动副，Y轴移动副的第一端即左端安装带有防尘罩Ⅰ29的砂光轮14，该砂光轮14由砂光电机15驱动；Y轴移动副的第二端即右端安装有z轴移动副。当然Y轴移动副上还可以安装带式砂光机。砂光机有气缸推动在Y轴方向运动。

在Y轴移动副的顶部安装有第一刀组，第一刀组包括由第一气缸组推动沿Y轴方向运动的第一刀具组，具体的，第一刀具组包括水平布置并与Y轴移动副滑动配合的刀具组件Ⅲ12、刀具组件Ⅳ13；第一气缸包括3固定在Y轴移动副上，输出端分别于刀具组件Ⅲ12、刀具组件Ⅳ13固定连接的刀Ⅲ气缸22和刀Ⅳ气缸23。

z轴移动副上安装有第二刀组，第二刀组包括由第二气缸组推动沿Y轴方向运动的第二刀具组；具体的，第二刀具组包括上下布置并与Z轴移动副滑动配合的刀具组件Ⅰ8、刀具组件Ⅱ9，第二气缸组包括固定在Z轴移动副上并且输出端分别与刀具组件Ⅰ8、刀具组件Ⅱ9固定连接的刀Ⅰ气缸32、刀Ⅱ气缸33。

Y轴移动副安装在X轴滑块2顶部，包括Y轴滑轨39、Y轴丝杠、Y轴电机37和Y轴滑块38，其中Y轴滑轨39、Y轴丝杠、Y轴电机37固定安装在X轴滑块2上，Y轴滑块38与Y轴滑轨39滑动配合并与Y轴丝杠通过螺母配合。Y轴电机37驱动Y轴丝杠转动，从而带中Y轴滑块38沿着Y方向来回移动。前述砂光机、Z轴移动副分别安装在Y轴滑块38的左右两端；第一刀组安装在Y轴滑块38上。在Y轴滑块38上还安装有防尘罩Ⅱ30，用于收集第一刀组作业时产生的粉尘。

Z轴移动副包括Z轴滑轨3、Z轴丝杠31、Z轴电机11和Z轴滑块4；其中Z轴滑轨3底端与Y轴滑块38固定连接，顶端安装Z轴电机11，Z轴丝杠31安装在Z轴滑轨3上并由Z轴电机11驱动，Z轴滑块4与Z轴滑轨3配合，并与Z轴丝杠31通过螺母配合。第二刀组安装在Z轴滑块4上。

X轴滑轨25安装有阻挡部件20，限位部件上安装有橡胶垫，防止X轴滑块2与阻挡部件20发生撞击，放置尾座滑轨26上还安装有跟刀架40，该跟刀架40与X轴滑块2通过连接件固定连接，同步运动。

床身1上还安装有集尘罩2121，该集尘罩21通过管道与防尘罩Ⅰ29、防尘罩Ⅱ30连接。

还包括控制，用于控制整个加工中心的运行。

前述的刀具组件Ⅰ8、刀具组件Ⅱ9、刀具组件Ⅲ12、刀具组件Ⅳ13均由刀具和电机组成；X轴齿条24、尾座齿条19、第一齿轮、第二齿轮均采用斜齿。

使用时，上料装置将木料推出，阻挡部件20推动第二转动头与与第一转动头5配合将木料夹住，然后控制器根据设定的数据控制各刀具组件、X轴驱动组件、Y轴移动副、Z轴移动副动作对木材进行加工，加工完毕后各刀具组件退回至初始位置，夹料气缸16动作，加工好的木料掉落。木料无法正常掉落时采用打料气缸将木料打落，然后加工下一木料。

Claims (10)

1.一种四轴木工复合加工中心，包括床身（1），其特征在于：所述床身（1）上安装由尾座滑轨（26）导向的尾座（18）和由X轴滑轨（25）导向的X轴滑块（2），所述X轴移动副，所述尾座（18）由尾座滑轨（26）导向，所述床身（1）上还固定安装有与尾座（18）同轴的主轴箱（34），所述主轴箱（34）上安装由主轴电机驱动的第一转动头（5），所述尾座18包括第二转动头；所述X轴滑块2上安装有Y轴移动副，所述Y轴移动副的第二端安装有z轴移动副，所述Y轴移动副的顶部安装有第一刀组，所述第一刀组包括由第一气缸组推动沿Y轴方向运动的第一刀具组，所述z轴移动副上安装有第二刀组，所述第二刀组包括由第二气缸组推动沿Y轴方向运动的第二刀具组。

2.根据权利要求1所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述第一刀具组包括水平布置并与Y轴移动副滑动配合的刀具组件Ⅲ（12）、刀具组件Ⅳ（13）；所述第一气缸包括（3）固定在Y轴移动副上，输出端分别于刀具组件Ⅲ（12）、刀具组件Ⅳ（13）固定连接的刀Ⅲ气缸（22）和刀Ⅳ气缸（23）。

3.根据权利要求2所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述第二刀具组包括上下布置并与Z轴移动副滑动配合的刀具组件Ⅰ（8）、刀具组件Ⅱ（9），所述第二气缸组包括固定在Z轴移动副上并且输出端分别与刀具组件Ⅰ（8）、刀具组件Ⅱ（9）固定连接的刀Ⅰ气缸（32）、刀Ⅱ气缸（33）。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述Y轴移动副包括Y轴滑轨（39）、Y轴丝杠、Y轴电机（37）和Y轴滑块（38），所述Y轴滑轨（39）、Y轴丝杠、Y轴电机（37）固定安装在X轴滑块（2）上。

5.根据权利要求4所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述Z轴移动副包括Z轴滑轨（3）、Z轴丝杠（31）、Z轴电机（11）和Z轴滑块（4）；所述Z轴滑轨（3）底端与Y轴滑块（38）固定连接，顶端安装Z轴电机（11），Z轴丝杠（31）安装在Z轴滑轨（3）上并由Z轴电机（11）驱动，Z轴滑块（4）与Z轴滑轨（3）配合。

6.根据权利要求5所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述床身（1）上沿尾座滑轨（26）的长度方向安装的尾座齿条（19）；所述尾座（18）包括尾座电机（17）、锁止组件，所述尾座电机（17）的输出端安装有与尾座齿条（19）配合的第一齿轮，所述锁止组件包括锁止气缸（27），所述锁止气缸（27）的输出端安装与尾座齿条（19）配合的齿块。

7.根据权利要求6所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述X轴驱动组件包括安装在床身（1）上且与X轴滑轨（25）相对应的X轴齿条（24），以及固定安装在X轴滑块（2）上的X轴电机（36），所述X轴电机（36）的输出端安装与X轴齿条（24）啮合的第二齿轮。

8.根据权利要求7所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述主轴箱（34）的顶部固定安装有打料机构（7），所述打料机构（7）包括一端与主轴箱（34）固定连接的基座和安装在基座上的打料气缸。

9.根据权利要求8所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述尾座滑轨（26）上还安装有跟刀架（40），所述跟刀架（40）与X轴滑块（2）固定连接。

10.根据权利要求8所述的四轴木工复合加工中心，其特征在于：所述X轴滑块（2）由X轴驱动组件驱动，所述X轴驱动组件包括安装在床身（1）后部与X轴滑轨（25）相对应的X轴齿条（24），所述X轴滑块（2）上固定安装X轴电机（36），所述X轴电机（36）的输出端安装与X轴齿条（24）啮合的第二齿轮。

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