CN113020910A - 一种安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，该控制方法步骤为：a、将工件固定在待处理工位上；b、控制系统通过控制三维运动组件将复合加工组件调整到工件上方；c、在铣刀的最低点高于激光切割头的最低点的情况下，开启激光器，激光切割头对工件进行激光切割；d、激光切割完成后，控制系统通过铣刀气缸调整铣刀的位置，使铣刀的最低点低于激光切割头的最低点；e、控制系统启动铣刀，对工件进行精加工；f、铣刀加工完成后复位，取下加工完成的工件。本发明的方法通过依次使用激光切割头和电主轴铣刀在同一工装治具上完成对工件的激光粗加工和铣削精加工，融合了激光切割和铣刀加工的优势，实现快速、高效、精准加工。

Description

一种安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法

技术领域

本发明涉及激光及铣削加工技术领域，具体地说是一种安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法。

背景技术

随着产品轻量化技术的发展，各个行业对铝合金型材及模压件等薄壁产品的使用量越来越大，对这些产品的二次加工需求也越来越大，目前这些产品的二次加工主要采用激光切割或铣削加工的方式实现，其中激光切割具有加工精度高和效率高等优点，但是对产品特征结构的加工具有一定局限性，例如采用激光无法加工工件的加强筋和倒角等特征，而且加工断口的表面质量差，从而影响整个激光加工设备的适用性，而采用铣削加工设备则能很好的完成加强筋和倒角等特征部位的加工，同时铣削精加工还能获得更好的表面质量，但是铣削加工的加工效率普遍偏低，已经难以满足现代化产线对高效生产的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法；该控制方法通过逐一采用激光切割头和铣削电主轴加工工件，

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：该控制方法步骤为：

a、将工件固定在待处理工位上；

b、控制系统通过控制三维运动组件将复合加工组件调整到工件上方；

c、在铣刀的最低点高于激光切割头的最低点的情况下，开启激光器，通过激光切割头对工件进行激光切割；

d、激光切割完成后，控制系统通过铣刀气缸调整铣刀的位置，使铣刀的最低点低于激光切割头的最低点；

e、控制系统启动铣刀，对工件进行精加工；

f、铣刀加工完成后复位，取下加工完成的工件。

所述步骤c中的铣刀的最低点不高于激光切割头的最低点时，则控制系统通过铣刀气缸调整铣刀的位置，使铣刀的最低点高于激光切割头的最低点。

所述步骤c中的铣刀的最低点和激光切割头的最低点的高度差不小于工件在竖直方向上的厚度、且上述高度差能够避免铣刀在激光切割头工作过程中与工件产生干涉。

所述步骤c中的激光切割头对工件进行激光切割时，控制系统根据需要控制三维运动组件调整激光切割头的工作位置。

所述步骤d中的铣刀的最低点和激光切割头的最低点的高度差不小于工件的在竖直方向上的厚度、且上述高度差能够避免激光切割头在铣刀工作过程中与工件产生干涉。

所述步骤e中的铣刀对工件进行精加工包括对步骤c中的激光切割预留的工艺余量以及激光切割头难以加工的特征部位进行精加工。

所述步骤e中的铣刀对工件进行精加工时，控制系统根据需要控制三维运动组件调整铣刀的工作位置。

所述步骤e中的铣刀对工件进行精加工时，控制系统需要开启与铣刀配套设置的冷却液循环系统。

该控制方法所采用的悬臂机床，在机床本体上设有三维运动组件，在三维运动组件的Z轴运动组件上设有复合加工组件，该复合加工组件包括激光切割头组件和铣刀组件，激光切割头组件和铣刀组件皆安装在复合机座上且复合机座安装在Z轴运动组件上，铣刀组件中的铣刀能够相对激光切割头组件中的激光切割头竖直上下移动，使得铣刀的刀头最低点能够高于激光切割头的最低点或者低于激光切割头的最低点。

所述的铣刀组件包括L形安装板、铣刀气缸和铣刀，其中L形安装板的外侧面固定在复合机座上，铣刀气缸安装在L形安装板的水平顶板上且铣刀气缸的伸缩杆向下穿过水平顶板连接铣刀，在铣刀气缸的作用下，铣刀能够相对复合机座竖直上下移动。

所述的铣刀组件还包括直线导轨、铣刀滑块和铣刀安装板，在L形安装板的内侧面上设置直线导轨，与直线导轨嵌合设置的铣刀滑块固定在铣刀安装板的外侧面、铣刀安装板的内侧面上固定设置铣刀，铣刀安装板的顶端固定在铣刀气缸的伸缩杆下端。

所述的激光切割头组件包括激光切割头和切割头安装板，切割头安装板安装在复合机座上且激光切割头安装在切割头安装板上。

所述的复合机座采用T型板，激光切割头组件固定在T型板的横板板面外侧、铣刀组件固定在T型板的横板侧壁上且T型板的横板另一侧壁安装在Z轴运动组件上。

所述的三维运动组件包括X轴运动组件、Y轴运动组件和Z轴运动组件，其中X轴运动组件安装在机床本体上、Y轴运动组件安装在悬臂上且悬臂与X轴运动组件滑动连接、Z轴运动组件与Y轴运动组件滑动连接且复合加工组件与Z轴运动组件滑动连接。

所述的X轴运动组件包括X轴驱动电机、齿轮齿条传动组件、X轴直线导轨及X轴滑块，其中齿轮齿条传动组件中的齿条设置在机床本体上，在齿条的单侧或两侧设有位于机床本体上的X轴直线导轨，X轴驱动电机设置在悬臂的悬臂底板上且齿轮齿条传动组件中的齿轮安装在X轴驱动电机的驱动轴上，在悬臂底板上还设有与X轴直线导轨嵌合相连的X轴滑块。

所述的X轴运动组件还包括X轴限位装置，X轴限位装置包括X轴行程开关和与之对应设置的X轴限位块，X轴行程开关固定安装在悬臂的悬臂底板的底面，悬臂底板能够带动X轴行程开关沿X轴直线导轨往返运行；X轴限位块通过X轴限位块安装座固定设置在X轴直线导轨两端的旁侧，用于标识出悬臂沿X轴直线导轨运行的原点位置和极限位置。

所述的机床本体的上方设有覆盖X轴运动组件中的X轴直线导轨的X轴防护罩，X轴防护罩的固定端分别固定安装在X轴直线导轨两端的外侧、自由端分别与悬臂的悬臂底板的两侧连接。

所述的悬臂包括悬臂底板和悬臂梁且悬臂梁固定安装在悬臂底板上，Y轴运动组件设置在悬臂梁的一侧，Y轴运动组件包括Y轴驱动电机、Y轴丝杆传动组件、Y轴直线导轨及Y轴滑块，其中Y轴驱动电机和Y轴丝杆传动组件中的丝杠设置在悬臂梁上且Y轴驱动电机能够驱动丝杠转动，Y轴丝杆传动组件中的螺母固定在Z轴运动组件的Z轴安装板的背部且Z轴安装板的背部还设置有与Y轴直线导轨嵌合相连的Y轴滑块，平行于丝杠设置的Y轴直线导轨位于丝杠的一侧或两侧的悬臂梁上。

所述的Y轴运动组件包括Y轴限位装置，Y轴限位装置包括Y轴行程开关和与之对应设置的Y轴限位块，Y轴行程开关固定安装在Z轴运动组件中的Z轴安装板上，Z轴运动组件可以带动Y轴行程开关沿Y轴直线导轨往返运行；Y轴限位块通过Y轴限位块安装座固定设置在Y轴直线导轨两端的旁侧，用于标识出Z轴运动组件沿Y轴直线导轨运行的原点位置和极限位置。

所述的悬臂梁上设有Y轴运动组件中的Y轴直线导轨的Y轴防护罩，Y轴防护罩的固定端分别固定安装在Y轴直线导轨两端的外侧、自由端分别与Z轴安装板的两侧连接。

所述的Z轴运动组件包括Z轴驱动电机、Z轴线性模组、Z轴安装板和转接板，Z轴安装板安装在Y轴运动组件上且Z轴安装板上固定安装Z轴线性模组，Z轴线性模组的上方设有Z轴驱动电机且Z轴驱动电机的驱动轴与Z轴线性模组中的Z轴丝杠相连接，在Z轴丝杠上设有Z轴螺母且Z轴螺母固定安装转接板，转接板上固定安装复合机座，在Z轴驱动电机的作用下能够使得复合机座相对Z轴安装板竖直上下移动。

所述转接板的一侧设置有感应片，且在Z轴线性模组外侧的边框上固定安装有与感应片配合使用的U型光电开关，感应片和U型光电开关相互配合以确认Z轴螺母的运行位置。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的控制方法是基于安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床，激光切割头和铣刀电主轴安装在同一个悬臂轴上，降低了组合工艺的设备采购成本；整个悬臂机床采用一套控制系统，通过电气控制铣刀气缸和三维运动组件的动作，来实现激光切割头和铣刀电主轴的切换，同时切换激光切割需要的激光器及配套辅机以及铣削加工需要的冷却液循环系统，达到激光切割和铣削加工工艺切换的目的，多个运动轴由同一套控制系统控制，保证多轴联动的运动精度，提高组合工艺的加工的精度。

本发明的控制方法在进行激光切割和铣削加工是在同一个工位完成，即运动轴带动激光切割头在工装治具上完成对工件的激光粗加工、运动轴带动电主轴铣刀在同一工装治具上完成对工件的铣削精加工，不需要人工进行工件的二次装夹及物料转运，可节省工装治具的成本、避免二次装夹带来的工件精度损失及产能损失。

本发明的控制方法采用的悬臂机床通过将激光切割头和铣削电主轴组合在同一悬臂上，有效融合了激光切割和铣刀加工的优势，以提高工件的加工精度、加工效率以及表面质量，实现对工件快速、高效、精准的加工；同时还能保证加强筋、倒角等难以加工的特征部位也能实现精确加工，显著提高该设备的适用范围。

附图说明

附图1为本发明的控制方法采用的悬臂机床的轴测图；

附图2为本发明的控制方法采用的悬臂机床的俯视图及X轴限位块部分的放大图；

附图3为本发明的控制方法采用的悬臂轴测图及Y轴限位块部分的放大图；

附图4为本发明的控制方法采用的悬臂仰视图及X轴行程开关部分的放大图；

附图5为本发明的控制方法采用的Z轴运动组件轴测图及感应片和U型光电开关结合部分放大图；

附图6为本发明的控制方法采用的Z轴运动组件的主视图；

附图7为本发明的控制方法采用的Z轴运动组件背部轴测图；

附图8为本发明的控制方法采用的复合加工组件轴测图；

附图9为本发明的控制方法采用的Z轴运动组件和复合加工组件的装配体轴测图；

附图10为本发明的控制方法采用的铣刀组件轴测图；

附图11为本发明的控制方法采用的铣刀组件左视图；

附图12为本发明的控制方法采用激光切割头进行激光切割时的状态示意图；

附图13为本发明的控制方法采用铣刀进行铣削加工时的状态示意图。

其中：1—机床本体；11—X轴驱动电机；12—齿轮齿条传动组件；13—X轴直线导轨；14—X轴滑块；15—X轴限位装置；151—X轴行程开关；152—X轴限位块；153—X轴限位块安装座；16—X轴防护罩；2—悬臂；21—悬臂底板；22—悬臂梁；23—Y轴驱动电机；24—Y轴丝杆传动组件；25—Y轴直线导轨；26—Y轴滑块；27—Y轴限位装置；271—Y轴行程开关；272—Y轴限位块；273—Y轴限位块安装座；28—Y轴防护罩；3—Z轴运动组件；31—Z轴驱动电机；32—Z轴线性模组；321—Z轴螺母；322—Z轴丝杠；33—Z轴安装板；34—转接板；341—感应片；342—U型光电开关；342a—上端U型光电开关；342b—中间U型光电开关；342c—下端U型光电开关；4—复合加工组件；41—激光切割组件；411—激光切割头；412—切割头安装板；42—铣刀组件；421—L形安装板；422—直线导轨；423—铣刀滑块；424—铣刀气缸；425—铣刀安装板；426—铣刀；43—复合机座。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-13所示：一种安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，该控制方法步骤为：a、将工件固定在待处理工位上；b、控制系统通过控制三维运动组件将复合加工组件4调整到工件上方；c、在铣刀426的最低点高于激光切割头411的最低点的情况下，开启激光器，通过激光切割头411对工件进行激光切割，且控制系统根据需要控制三维运动组件调整激光切割头411的工作位置；当铣刀426的最低点不高于激光切割头411的最低点时，则控制系统通过铣刀气缸424调整铣刀426的位置，使铣刀426的最低点高于激光切割头411的最低点，且铣刀426的最低点和激光切割头411的最低点的高度差不小于工件在竖直方向上的厚度、上述高度差要能够避免铣刀426在激光切割头411工作过程中与工件产生干涉；d、激光切割完成后，控制系统通过铣刀气缸424调整铣刀426的位置，使铣刀426的最低点低于激光切割头411的最低点，铣刀426的最低点和激光切割头411的最低点的高度差不小于工件的在竖直方向上的厚度、且上述高度差能够避免激光切割头411在铣刀426工作过程中与工件产生干涉；e、控制系统启动铣刀426和与铣刀426配套设置的冷却液循环系统，对工件进行精加工，包括对步骤c中的激光切割预留的工艺余量以及激光切割头411难以加工的特征部位进行精加工；另外控制系统根据需要控制三维运动组件调整铣刀426的工作位置；f、铣刀426加工完成后复位，取下加工完成的工件。

需要说明的是，在上述步骤c中，激光切割头411对工件进行快速的激光切割时，不但要去除掉大量的余料、且需要减少下一步铣削加工的工作量，激光切割时应避开加强筋、倒角等激光难以加工的特征，同时对加工面做一定的工艺余量预留，预留尺寸根据产品的特性及加工要求确定。

本发明的控制方法所采用的悬臂机床，如图1-11所示：包括机床本体1，在机床本体1上设有三维运动组件，在三维运动组件的Z轴运动组件3上设有复合加工组件4，该复合加工组件4包括激光切割头组件41和铣刀组件42，激光切割头组件41和铣刀组件42皆安装在复合机座43上且复合机座43安装在Z轴运动组件3上，铣刀组件42中的铣刀426能够相对激光切割头组件41中的激光切割头411竖直上下移动，使得铣刀426的刀头最低点能够高于激光切割头411的最低点或者低于激光切割头411的最低点；使用时，复合加工组件4在三维运动组件的带动下对工件进行三维加工，其中激光切割组件41可以快速地去除大量加工余料，接着铣刀组件42再对工件进行铣削精加工，由此形成激光高效切割和铣削精准加工的优势组合，实现对工件的精准高效加工。

如图1-2所示：上述的三维运动组件包括X轴运动组件、Y轴运动组件和Z轴运动组件，其中X轴运动组件安装在机床本体1上、Y轴运动组件安装在悬臂2上且悬臂2与X轴运动组件滑动连接、Z轴运动组件3与Y轴运动组件滑动连接且复合加工组件4与Z轴运动组件3滑动连接。

如图1-4所示：X轴运动组件设置在机床本体1的上表面，X轴运动组件包括X轴驱动电机11、齿轮齿条传动组件12、X轴直线导轨13及X轴滑块14、X轴限位装置15和X轴防护罩16。其中齿轮齿条传动组件12中的齿条设置在机床本体1上，在齿条的单侧或两侧设有位于机床本体1上的X轴直线导轨13，X轴驱动电机11设置在悬臂2的悬臂底板21上且齿轮齿条传动组件12中的齿轮安装在X轴驱动电机11的驱动轴上，在悬臂底板21上还设有与X轴直线导轨13嵌合相连的X轴滑块14。X轴限位装置15包括X轴行程开关151和与之对应设置的X轴限位块152，X轴行程开关151固定安装在悬臂底板21的底面，悬臂底板21能够带动X轴行程开关151沿X轴直线导轨13往返运行；X轴限位块152有两块，均通过X轴限位块安装座153固定设置在X轴直线导轨13两端的旁侧，用于标识出悬臂2沿X轴直线导轨13运行的原点位置和极限位置；X轴行程开关151的输出端与可编程控制器连接，当悬臂2带动X轴行程开关151运行到X轴限位块152所处的原点位置或极限位置时，X轴行程开关151上的触点触碰到X轴限位块152，即时X轴行程开关151向可编程控制器发出位置确认信号，确认悬臂2已运行到原点位置或极限位置。

如图1-2所示：为了对机床进行防护，将X轴防护罩16设置在机床本体1的上表面，用于覆盖X轴直线导轨13所在的区域，防止灰尘或其他异物进入X轴直线导轨13所在的区域，影响悬臂2在X轴直线导轨13上的稳定运行；该X轴防护罩16为折叠式伸缩防护罩，X轴防护罩16的宽度不变、长度可以随着防护距离的长度变化伸展或收缩，X轴防护罩16的一端为固定端、另一端为自由端。上述的X轴防护罩16有两个，分别设置在悬臂底板21两侧的X轴直线导轨13上方，能够完全覆盖X轴直线导轨13所在的区域，两个X轴防护罩16的固定端分别固定安装在X轴直线导轨13两端的外侧、自由端分别与悬臂底板21的两侧连接，当悬臂底板21在X轴直线导轨13上往返运行时，两侧的X轴防护罩16会随着悬臂底板21的位置变化伸展或收缩，确保悬臂2在X轴直线导轨13上位置不断变化的过程中，X轴直线导轨13始终处于X轴防护罩16下方，受到X轴防护罩16的保护。

如图1-5、7所示，悬臂2包括悬臂底板21和悬臂梁22，悬臂梁22固定安装在悬臂底板21上，Y轴运动组件设置在悬臂梁22一侧，Y轴运动组件包括Y轴驱动电机23、Y轴丝杆传动组件24、Y轴直线导轨25及Y轴滑块26、Y轴限位装置27和Y轴防护罩28。Y轴驱动电机23和Y轴丝杆传动组件24中的丝杠设置在悬臂梁22上且Y轴驱动电机23能够驱动丝杠转动，Y轴丝杆传动组件24中的螺母固定在Z轴运动组件3的Z轴安装板33的背部且Z轴安装板33的背部还设置有与Y轴直线导轨25嵌合相连的Y轴滑块26，平行于丝杠设置的Y轴直线导轨25位于丝杠的一侧或两侧的悬臂梁22上。Y轴限位装置27包括Y轴行程开关271和与之对应设置的Y轴限位块272，Y轴行程开关271固定安装在Z轴运动组件3中的Z轴安装板33上，Z轴运动组件3可以带动Y轴行程开关271沿Y轴直线导轨25往返运行；Y轴限位块272有两块，均通过Y轴限位块安装座273固定设置在Y轴直线导轨25两端的旁侧，用于标识出Z轴运动组件3沿Y轴直线导轨25运行的原点位置和极限位置；Y轴行程开关271的输出端与可编程控制器连接，当Z轴运动组件3带动Y轴行程开关271运行到Y轴限位块272所处的原点位置或极限位置时，Y轴行程开关271上的触点触碰到Y轴限位块272，即时Y轴行程开关271向可编程控制器发出位置确认信号，确认Z轴运动组件3已运行到原点位置或极限位置。

如图3所示：Y轴防护罩28设置在悬臂梁22一侧，用于覆盖Y轴直线导轨25所在的区域，防止灰尘或其他异物进入Y轴直线导轨25所在的区域，影响Z轴运动组件3在Y轴直线导轨25上的稳定运行。该Y轴防护罩28为折叠式伸缩防护罩，Y轴防护罩28的宽度不变，长度可以随着防护距离的长度变化伸展或收缩，Y轴防护罩28的一端为固定端、另一端为自由端；Y轴防护罩28有两个，分别设置在Z轴安装板33两侧的Y轴直线导轨25的上方且能够完全覆盖Y轴直线导轨25所在的区域，两个Y轴防护罩28的固定端分别固定安装在Y轴直线导轨25两端的外侧，自由端分别与Z轴安装板33的两侧连接，当Z轴安装板33在Y轴直线导轨25上往返运行时，两侧的Y轴防护罩28会随着Z轴安装板33的位置变化伸展或收缩，确保Z轴安装板33在Y轴直线导轨25上位置不断变化的过程中，Y轴直线导轨25始终处于Y轴防护罩28内侧，受到Y轴防护罩28的保护。

如图1、5-7所示：Z轴运动组件3包括Z轴驱动电机31、Z轴线性模组32、Z轴安装板33和转接板34。其中，Z轴安装板33背部的Y轴滑块26与Y轴直线导轨25滑动连接、Z轴安装板33背部的Y轴丝杆传动组件24中的螺母与悬臂梁22上的Y轴丝杆传动组件24中的丝杠螺纹连接，Y轴驱动电机23通过Y轴丝杆传动组件24带动Z轴运动组件3沿Y轴直线导轨25往返运行。Z轴线性模组32固定安装在Z轴安装板33上，Z轴线性模组32上方设置有Z轴驱动电机31，Z轴驱动电机31能够通过Z轴线性模组32的Z轴丝杠322驱动Z轴螺母321在Z轴丝杠322上往返运行，Z轴螺母321上固定设置转接板34且转接板34上安装复合机座43，转接板34的一侧设置有感应片341，Z轴线性模组32外侧的边框上固定安装有三个与感应片341对应设置的U型光电开关342，三个U型光电开关342设置在同一条直线上，且该直线与Z轴线性模组32的侧边平行；为加强稳定性，还可在Z轴丝杠322的单侧或两侧设置与转接板34底部设置的滑块配套的滑轨。

如图5-6所示，三个U型光电开关342与感应片341配套使用，用于识别Z轴线性模组32中的Z轴螺母321的运行位置，具体识别过程如下：U型光电开关342的输出端与可编程控制器连接，Z轴螺母321通过转接板34带动感应片341沿Z轴线性模组32的Z轴丝杠322往返运行。当感应片341运行到上端U型光电开关342a处时，上端U型光电开关342a向可编程控制器发出位置确认信号，确认Z轴螺母321已运行到Z轴线性模组32上端的极限位置；当感应片341运行到中间U型光电开关342b处时，中间U型光电开关342b向可编程控制器发出位置确认信号，确认Z轴螺母321已运行到原点位置；当感应片341运行到下端U型光电开关342c处时，下端U型光电开关342c向可编程控制器发出位置确认信号，确认Z轴螺母321已运行到Z轴线性模组32下端的极限位置。由此通过三个U型光电开关342和感应片341的配套使用，即可准确的识别出Z轴线性模组32的Z轴螺母321运行的极限位置和原点位置，从而保证Z轴线性模组32运行的安全和准确。

如图1、8-11所示，复合加工组件4包括激光切割组件41和铣刀组件42，激光切割组件41和铣刀组件42通过复合机座43组装在一起， 进一步的复合机座43通过转接板34与Z轴线性模组32的Z轴螺母321连接，从而实现复合加工组件4与Z轴运动组件3的滑动连接，Z轴驱动电机31通过Z轴线性模组32带动复合加工组件4沿Z轴线性模组32的Z轴丝杠322往返运行。上述的复合加工组件4依次通过与Z轴运动组件、Y轴运动组件和X轴运动组件的滑动连接，构成一套三轴联动的运行系统，即通过X轴运动组件、Y轴运动组件和Z轴运动组件搭载复合加工组件4分别进行X轴、Y轴和Z轴方向的直线运动，进而使复合加工组件4在X轴运动组件、Y轴运动组件和Z轴运动组件的联合带动下，可以在X轴、Y轴和Z轴运动行程限定的空间内对工件进行三维组合加工。

如图8-9所示，激光切割组件41包括激光切割头411和切割头安装板412，激光切割头411与切割头安装板412固定连接，切割头安装板412通过复合机座43与Z轴运动组件3的转接板34连接，由此实现了激光切割头411与Z轴运动组件3的连接，Z轴运动组件3依次通过转接板34、复合机座43和切割头安装板412带动激光切割头411运行。

如图8-11所示，铣刀组件42依次通过L形安装板421、复合机座43与Z轴运动组件3的转接板34连接，由此实现了铣刀组件42与Z轴运动组件3的连接，Z轴运动组件3通过转接板34和复合机座43带动铣刀组件42运行。具体来说，铣刀组件42包括L形安装板421、直线导轨422、铣刀滑块423、铣刀气缸424、铣刀安装板425和铣刀426，其中L形安装板421的外侧面固定在复合机座43上、在L形安装板421的内侧面上设置直线导轨422且直线导轨422与Z轴线性模组32中的Z轴丝杆322平行设置，与直线导轨422嵌合设置的铣刀滑块423固定在铣刀安装板425的外侧面、铣刀安装板425的内侧面上固定设置铣刀426，铣刀气缸424安装在L形安装板421的水平顶板上且铣刀气缸424的伸缩杆向下穿过水平顶板连接铣刀安装板425，在铣刀气缸424的作用下，铣刀35能够相对复合机座43竖直上下移动。

在本发明提供的悬臂机床中，Z轴线性模组32的Z轴螺母321依次通过转接板34、复合机座43和L形安装板421连接，带动铣刀组件42整体与Z轴线性模组32的Z轴螺母321同步运行，同时铣刀426也可以在铣刀气缸424的驱动下沿铣刀组件42中的直线导轨422单独运行。

本发明的控制方法是基于安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床，激光切割头和铣刀电主轴安装在同一个悬臂轴上，降低了组合工艺的设备采购成本；整个悬臂机床采用一套控制系统，通过电气控制铣刀气缸424和三维运动组件的动作，来实现激光切割头和铣刀电主轴的切换，同时切换激光切割需要的激光器及配套辅机以及铣削加工需要的冷却液循环系统，达到激光切割和铣削加工工艺切换的目的，多个运动轴由同一套控制系统控制，保证多轴联动的运动精度，提高组合工艺的加工的精度。另外在同一个工位上能够完成激光切割和铣削加工，即运动轴带动激光切割头在工装治具上完成对工件的激光粗加工、运动轴带动电主轴铣刀在同一工装治具上完成对工件的铣削精加工，不需要人工进行工件的二次装夹及物料转运，可节省工装治具的成本、避免二次装夹带来的产品精度损失及产能损失。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：该控制方法步骤为：

a、将工件固定在待处理工位上；

b、控制系统通过控制三维运动组件将复合加工组件（4）调整到工件上方；

c、在铣刀（426）的最低点高于激光切割头（411）的最低点的情况下，开启激光器，通过激光切割头（411）对工件进行激光切割；

d、激光切割完成后，控制系统通过铣刀气缸（424）调整铣刀（426）的位置，使铣刀（426）的最低点低于激光切割头（411）的最低点；

e、控制系统启动铣刀（426），对工件进行精加工；

f、铣刀（426）加工完成后复位，取下加工完成的工件。

2.根据权利要求1所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：所述步骤c中的铣刀（426）的最低点不高于激光切割头（411）的最低点时，则控制系统通过铣刀气缸（424）调整铣刀（426）的位置，使铣刀（426）的最低点高于激光切割头（411）的最低点。

3.根据权利要求1或2所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：所述步骤c中的铣刀（426）的最低点和激光切割头（411）的最低点的高度差不小于工件在竖直方向上的厚度、且上述高度差能够避免铣刀（426）在激光切割头（411）工作过程中与工件产生干涉。

4.根据权利要求1所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：所述步骤c中的激光切割头（411）对工件进行激光切割时，控制系统根据需要控制三维运动组件调整激光切割头（411）的工作位置。

5.根据权利要求1所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：所述步骤d中的铣刀（426）的最低点和激光切割头（411）的最低点的高度差不小于工件的在竖直方向上的厚度、且上述高度差能够避免激光切割头（411）在铣刀（426）工作过程中与工件产生干涉。

6.根据权利要求1所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：所述步骤e中的铣刀（426）对工件进行精加工包括对步骤c中的激光切割预留的工艺余量以及激光切割头（411）难以加工的特征部位进行精加工。

7.根据权利要求1所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：所述步骤e中的铣刀（426）对工件进行精加工时，控制系统根据需要控制三维运动组件调整铣刀（426）的工作位置。

8.根据权利要求1所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：所述步骤e中的铣刀（426）对工件进行精加工时，控制系统需要开启与铣刀（426）配套设置的冷却液循环系统。

9.根据权利要求1所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：该控制方法所采用的悬臂机床，在机床本体（1）上设有三维运动组件，在三维运动组件的Z轴运动组件（3）上设有复合加工组件（4），该复合加工组件（4）包括激光切割头组件（41）和铣刀组件（42），激光切割头组件（41）和铣刀组件（42）皆安装在复合机座（43）上且复合机座（43）安装在Z轴运动组件（3）上，铣刀组件（42）中的铣刀（426）能够相对激光切割头组件（41）中的激光切割头（411）竖直上下移动，使得铣刀（426）的刀头最低点能够高于激光切割头（411）的最低点或者低于激光切割头（411）的最低点。

10.根据权利要求1或9所述的安装激光切割头和铣削电主轴的悬臂机床的控制方法，其特征在于：所述的三维运动组件包括X轴运动组件、Y轴运动组件和Z轴运动组件，其中X轴运动组件安装在机床本体（1）上、Y轴运动组件安装在悬臂（2）上且悬臂（2）与X轴运动组件滑动连接、Z轴运动组件（3）与Y轴运动组件滑动连接且复合加工组件（4）与Z轴运动组件（3）滑动连接。

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