CN112792930A - 一种多功能五轴木工加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能五轴木工加工中心，包括床身，所述床身上安装有通过尾座滑轨导向的尾座，以及通过X轴滑轨导向的刀架；所述床身固定安装有与尾座同轴的床头机箱，所述床头机箱安装有通过床头机箱电机驱动的床头顶尖，所述尾座自由转动的活顶尖；所述刀架包括X轴底板，所述X轴底板顶部安装有Y轴移动副，所述Y轴移动副上安装有立柱；所述立柱的第一侧安装有第一Z轴移动副，所述第一Z轴移动副上固定安装有减速电机，所述减速电机的输出端固定安装立铣头电机，所述立柱的第三侧面安装有第二Z轴移动副，所述第二Z轴移动副上安装有平铣组件。本发明能够完成对木料从粗铣到精雕成型的整个过程，功能多样、自动化程度高。

Description

一种多功能五轴木工加工中心

技术领域

本发明设计机械加工技术领域，特别涉及一种多功能五轴木工加工中心。

背景技术

加工中心是从数控铣床发展而来的，与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。传统木材加工中的工序往往是单独进行的，例如切割、铣削、砂光等工序都要通过单独的设备进行，费时费力，虽然现在也有用于木工加工的三轴机床，但这些机床灵活度差、刀具单一，仅能进行一些简单的铣削技工，无法加工复杂的木制品。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种多功能五轴木工加工中心。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种多功能五轴木工加工中心，包括床身，所述床身上安装有通过尾座滑轨导向的尾座，以及通过X轴滑轨导向的刀架；所述床身固定安装有与尾座同轴的床头机箱，所述床头机箱安装有通过床头机箱电机驱动的床头顶尖，所述尾座自由转动的活顶尖；所述刀架包括X轴底板，所述X轴底板顶部安装有Y轴移动副，所述Y轴移动副上安装有立柱；所述立柱的第一侧安装有第一Z轴移动副，所述第一Z轴移动副上固定安装有减速电机，所述减速电机的输出端固定安装立铣头电机，所述立柱的第三侧面安装有第二Z轴移动副，所述第二Z轴移动副上安装有平铣组件。

所述平铣组件包括安装在第二Z轴移动副上的直角气缸架，所述直角气缸架上固定安装有平铣气缸，所述平铣气缸的输出端与滑动安装在直角气缸架的上的平铣滑轨固定连接，所述平铣滑轨上固定安装平铣电机。

所述立柱的下部安装有砂光组件，所述砂光组件包括与立柱固定连接的砂光磨滑轨，所述砂光磨滑轨上固定安装砂光磨气缸，所述砂光磨气缸的输出端与滑动安装在砂光磨滑轨上的电机托板固定连接，所述电机托板上固定安装砂光磨电机。

所述Y轴移动副上还滑动安装有设置Y轴卧铣气缸的Y轴卧铣刀架，所述Y轴卧铣刀架有卧铣刀具组件，所述Y轴卧铣气缸的输出端与Y轴移动副固定连接。

所述卧铣刀组件包括通过卧铣电机架安装在Y轴卧铣刀架顶部的卧铣电机，所述卧铣电机出端通过安装有第一皮带轮，所述Y轴卧铣刀架的一端安装有顶部设置第二皮带轮的卧铣刀轴，所述卧铣刀轴上安装卧铣刀。

所述卧铣电机架包括下部的矩形的电机框，所述电机框顶部固定安装互平行的两块限位板，所述卧铣电机竖直的安装在两块限位板之间，所述卧铣电机的输出端通过电机框顶的的开口伸入至电机框内。

所述Y轴底板上还滑动安装有车刀托板，所述车刀托板的顶部固定安装车刀气缸和车刀架，所述车刀气缸的输出端与Y轴移动副固定连接，所述车刀架上可拆卸的安装有车刀。

所述X轴驱动组件包括X轴伺服电机和X轴丝杠螺母副。

所述立柱的第二侧面的上部固定安装有挂架，所述挂架上滑动安装刀库滑轨板，所述刀库滑轨板上固定按安装有刀库电机和刀库气缸，所述刀库电机的输出端安装有刀库，所述刀库气缸的输出端通与挂架固定连接。

所述立柱的第二侧面即左侧面的下部部固定安装有锯滑轨所述锯滑轨上滑动安装锯机架，所述锯机架上安装有输出端设置锯片的锯电机，所述锯机架还与固定安装在锯滑轨上的电机气缸的输出端固定连接。

本发明具有以下技术优势：

本发明实现了五轴联动，即X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴无轴联动，不但能够通过自动换刀实现多种雕刻加工，还能安装有铣削、砂光、切断等刀具。能够完成对木料从粗铣到精雕成型的整个过程，功能多样、自动化程度高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的前视意图。

附图2为本发明的俯视意图。

附图3为本发明的左视意图。

附图4为本发明的右视意图。

附图5为本发明的轴测图一。

附图6为本发明的轴测图二

附图7为附图6中A处的局部结构图。

图中，1-床身，2-尾座齿条，3-尾座底板，4-尾座本体，5-尾座电机，6-活顶尖，7-刀库气缸，8-刀库滑轨板，9-刀库电机，10-挂架，11-第一Z轴滑轨，12-第一Z轴电机，13-第二Z轴电机，14-立铣头电机，15-Z轴立铣滑板，16-减速电机，17-电机盘，18-卧铣电机，19-卧铣电机架，20-Y轴卧铣刀架，21-床头机箱，22-床头机箱电机，23-床头顶尖，24-第一Z轴丝杠，25-X轴伺服电机，26-车刀气缸，27-车刀架，28-直角气缸架，29-平铣气缸，30-平铣滑轨，31-刀库，32-尾座滑轨，33-X轴滑轨，34-电机气缸，35-砂光磨气缸，36-Y轴电机，37-Y轴底板，38-X轴底板，39-Y轴卧铣气缸，40-锯电机，41-锯机架， 43-锯滑轨，44-卧铣刀，45-平铣电机，46-砂光磨头，47-立柱，48-砂光磨电机，49-砂光磨滑轨，50-电机托板，51-第二Z轴丝杠，52-第一皮带轮，53-第二皮带轮，54-限位板，55-电机框。

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”为尾座齿条2所在的一侧，即面向操作者的一侧，所称的“后”为远离尾座齿条2的一侧，即远离操作者的一侧；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6为本发明的一种具体实施例。该实施例提供了一种多功能五轴木工加工中心，包括床身1，其顶部安装有尾座滑轨32和X轴滑轨33；如附图5所示，床身1设有第一U形槽和第二U形槽，尾座滑轨32安装在第一U形槽顶部的两侧，X轴滑轨33安装在第二U形槽顶部的两侧，在尾座滑轨32上滑动安装有尾座，床身1上固定安装有与尾座同轴的床头机箱21；X轴滑轨33上安装有刀架，该刀架能在X轴驱动组件的带动下沿着X轴滑轨33来回移动。

尾座包括固定安装在尾座底板3上的尾座本体4和尾座电机5，尾座底板3与尾座滑轨32滑动配合，尾座本体4上安装有可自由转动的活顶尖6，尾座电机5的输出端安装有齿轮，床身1上沿着尾座滑轨32的长度方向安装有与齿轮啮合的尾座齿条2，通过齿轮齿条的配合实现尾座的精准定位。

床头机箱21安装有与活顶尖6相对应的床头顶尖23，该床头顶尖23通过床头机箱电机22驱动。

X轴驱动组件包括X轴伺服电机25和X轴丝杠螺母副，X轴伺服电机25驱动X轴丝杠螺母副转动从而带动刀架移动。

刀架包括X轴底板38，该X轴底板38与X轴滑轨33滑动配合并由X轴丝杠螺母副驱动，顶部安装有Y轴移动副。

Y轴移动副包括固定安装在X轴底板38上的Y轴滑轨、Y轴丝杠、以及Y轴电机36， Y轴丝杠由Y轴电机36驱动，并通过螺母与安装在Y轴滑轨上的Y轴底板37连接。

Y轴底板37上安装有截面呈矩形的立柱47，在立柱47的第一侧面即前侧面安装有第一Z轴移动副，该Z轴移动副包括第一Z轴电机12、第一Z轴电机滑轨、第一Z轴丝杠24，第一Z轴丝杠24由第一Z轴电机12驱动，并通过螺母与安装在第一Z轴滑轨11上的Z轴立铣滑板15连接，其中Z轴电机安装在立柱47的顶部。Z轴立铣滑板15上固定安装有减速电机16，减速电机16的输出端通过电机盘17和铣头电机14，立铣头电机14在减速电机16的带动下在竖直的平面内转动，立铣头电机14的输出端设有有用于安装刀具的换刀装置。

立柱47的第二侧面即左侧面的上部固定安装有挂架10，该挂架10上滑动安装刀库滑轨板8，刀库滑轨板8上固定按安装有刀库电机9和刀库气缸7，其中刀库电机9竖直安装，输出端朝下并安装有圆盘状的刀库31，刀库气缸7的输出端通过连接件与挂架10固定连接，通过刀库气缸7的动作可以将刀库31送至立铣头电机14处。

立柱47的第二侧面即左侧面的下部部固定安装有锯滑轨43，该锯滑轨43上滑动安装锯机架41，锯机架41上安装有输出端设置锯片的锯电机40，锯机架41还与固定安装在锯滑轨43上的电机气缸34的输出端固定连接。

立柱47的第三侧面即右侧面安装有第二Z轴移动副，该第二Z轴移动副包括第二Z轴电机13、第二Z轴电机滑轨、第二Z轴丝杠51，第二Z轴丝杠51由第二 Z轴电机驱动，并通过螺母与安装在第二Z轴滑轨上的直角气缸架28连接，其中第二Z轴电机13安装在立柱47的顶部。在直角气缸架28上固定安装有平铣气缸29，直角气缸架28的底部滑动安装平铣滑轨30并且该平铣滑轨30与平铣气缸29的输出端固定连接，平铣滑轨30的底部固定安装平铣电机45，平铣电机45的输出端可拆卸的安装铣刀。

立柱47的下部设有U形通孔，该通孔内安装有砂光组件，具体包括与立柱47固定连接的砂光磨滑轨49，砂光磨滑轨49上固定安装砂光磨气缸35，该砂光磨气缸35的输出端与滑动安装在砂光磨滑轨49上的电机托板50固定连接，电机托板50上固定安装输出端设置圆形砂光磨头46的砂光磨电机48。

第二侧面、第一侧面、第三侧面依次相连。Y轴底板37上还滑动安装有车刀托板，车刀托板的顶部固定安装有车刀气缸26和车刀架27，其中车刀气缸26的输出端与Y轴底板37固定连接，车刀架27上可拆卸的安装有车刀。

Y轴底板37上还滑动安装有Y轴卧铣刀架20，如附图6和附图7所示，Y轴卧铣刀架20为截面呈矩形的框状，内部固定安装有Y轴卧铣气缸39，顶部通过卧铣电机架19安装有卧铣电机18，该卧铣电机架19包括下部的矩形的电机框55和固定安装在电机框55顶部且相互平行的两块限位板54，卧铣电机18竖直的安装在两块限位板54之间，其输出端通过电机框55顶的的开口伸入至电机框55，并安装有第一皮带轮52，在Y轴卧铣刀架20的一端即靠近床头机箱21的一端安装有卧铣刀轴，该卧铣刀轴的顶部设有与第一带轮匹配的第二皮带轮53，并且刀轴上安装卧铣刀44。Y轴卧铣气缸39的输出端与Y轴底板38固定连接，从而推动Y轴卧铣刀架20移动。

车刀托板和Y轴卧铣刀架20相邻并且均位于立柱47的右侧，即Y轴底板37的顶部靠近立柱47的第三侧面处。

Claims (10)

1.一种多功能五轴木工加工中心，包括床身（1），其特征在于：所述床身（1）上安装有通过尾座滑轨（32）导向的尾座，以及通过X轴滑轨（33）导向的刀架；所述床身（1）固定安装有与尾座同轴的床头机箱（21），所述床头机箱（21）安装有通过床头机箱电机（22）驱动的床头顶尖（23），所述尾座自由转动的活顶尖（6）；所述刀架包括X轴底板（38），所述X轴底板（38）顶部安装有Y轴移动副，所述Y轴移动副上安装有立柱（47）；所述立柱（47）的第一侧安装有第一Z轴移动副，所述第一Z轴移动副上固定安装有减速电机（16），所述减速电机（16）的输出端固定安装立铣头电机（14），所述立柱（47）的第三侧面安装有第二Z轴移动副，所述第二Z轴移动副上安装有平铣组件。

2.根据权利要求1所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述平铣组件包括安装在第二Z轴移动副上的直角气缸架（28），所述直角气缸架（28）上固定安装有平铣气缸（29），所述平铣气缸（29）的输出端与滑动安装在直角气缸架（28）的上的平铣滑轨（30）固定连接，所述平铣滑轨（30）上固定安装平铣电机（45）。

3.根据权利要求1或2所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述立柱（47）的下部安装有砂光组件，所述砂光组件包括与立柱（47）固定连接的砂光磨滑轨（49），所述砂光磨滑轨（49）上固定安装砂光磨气缸（35），所述砂光磨气缸（35）的输出端与滑动安装在砂光磨滑轨（49）上的电机托板（50）固定连接，所述电机托板（50）上固定安装砂光磨电机（48）。

4.根据权利要求3所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述Y轴移动副上还滑动安装有设置Y轴卧铣气缸（39）的Y轴卧铣刀架（20），所述Y轴卧铣刀架（20）有卧铣刀具组件，所述Y轴卧铣气缸（39）的输出端与Y轴移动副固定连接。

5.根据权利要求4所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述卧铣刀组件包括通过卧铣电机架（19）安装在Y轴卧铣刀架（20）顶部的卧铣电机（18），所述卧铣电机（18）出端通过安装有第一皮带轮（52），所述Y轴卧铣刀架（20）的一端安装有顶部设置第二皮带轮（53）的卧铣刀轴，所述卧铣刀轴上安装卧铣刀（44）。

6.根据权利要求5所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述卧铣电机架（19）包括下部的矩形的电机框（55），所述电机框（55）顶部固定安装互平行的两块限位板（54），所述卧铣电机（18）竖直的安装在两块限位板（54）之间，所述卧铣电机（18）的输出端通过电机框（55）顶的的开口伸入至电机框（55）内。

7.根据权利要求5所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述Y轴底板（37）上还滑动安装有车刀托板，所述车刀托板的顶部固定安装车刀气缸（26）和车刀架（27），所述车刀气缸（26）的输出端与Y轴移动副固定连接，所述车刀架（27）上可拆卸的安装有车刀。

8.根据权利要求7所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述X轴驱动组件包括X轴伺服电机（25）和X轴丝杠螺母副。

9.根据权利要求8所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述立柱（47）的第二侧面的上部固定安装有挂架（10），所述挂架（10）上滑动安装刀库滑轨板（8），所述刀库滑轨板（8）上固定按安装有刀库电机（9）和刀库气缸（7），所述刀库电机（9）的输出端安装有刀库（31），所述刀库气缸（7）的输出端通与挂架（10）固定连接。

10.根据权利要求9所述的多功能五轴木工加工中心，其特征在于：所述立柱（47）的第二侧面即左侧面的下部部固定安装有锯滑轨（43），所述锯滑轨（43）上滑动安装锯机架（41），所述锯机架（41）上安装有输出端设置锯片的锯电机（40），所述锯机架（41）还与固定安装在锯滑轨（43）上的电机气缸（34）的输出端固定连接。

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