CN113211083A - 一种铝合金型材加工装置 - Google Patents

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CN113211083A CN202110644502.8A CN202110644502A CN113211083A CN 113211083 A CN113211083 A CN 113211083A CN 202110644502 A CN202110644502 A CN 202110644502A CN 113211083 A CN113211083 A CN 113211083A
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Abstract

本发明涉及一种铝合金型材加工装置，包括机架，所述机架安装有机头和工作台，机头包括二轴联动机构，二轴联动机构与竖向驱动机构连接，能够驱动竖向驱动机构在水平面内两个相互垂直的方向运动，竖向驱动机构通过动力机构与刀具连接，工作台滑动连接有多个用于夹紧型材的夹紧机构，二轴联动机构还安装有调节组件，调节组件能够与夹紧机构连接，使得夹紧机构能够在二轴联动机构的作用下沿工作台运动，本发明的加工装置工作效率高，劳动强度低。

Description

一种铝合金型材加工装置
技术领域
本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种铝合金型材加工装置。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
机床工业是制造业的基础产业，数控设备是机床工业的核心产品，随着门窗加工企业的集约化、标准化发展，越来越多国内外大中型门窗加工企业需要稳定、可靠、适合门窗行业使用的，自动化程度较高的生产线，而四轴加工中心是最关键的一步，它决定着门窗加工的效率和精度，最终决定着门窗的整体品质。
目前市场上常见的门窗(钻铣)专用加工中心，一般是由数控系统控制的x轴Y轴z轴上的机头，加工装夹在翻转工作台上的工件。一般常见工作台都是气缸控制，发明人发现，现有的加工中心不能任意角度多位置翻转功能，不能多角度加工；没有自动避让夹具功能，工件加工位置多时，造成夹具和加工位置干涉，需要人工手动移动夹具来避让机头；没有激光雕刻logo、商标、编码的功能；没有刀库系统，不能自动换刀；没有扫码调取加工程序的功能；人工参与度高，劳动强度大、工作效率底、切割精度不稳定。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种铝合金型材加工装置，无需人工手动移动夹具来避让机头，功能多，工作效率高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供了一种铝合金型材加工装置，包括机架，所述机架安装有机头和工作台，机头包括二轴联动机构，二轴联动机构与竖向驱动机构连接，能够驱动竖向驱动机构在水平面内两个相互垂直的方向运动，竖向驱动机构通过动力机构与刀具连接，工作台滑动连接有多个用于夹紧型材的夹紧机构，二轴联动机构还安装有调节组件，调节组件能够与夹紧机构连接，使得夹紧机构能够在二轴联动机构的作用下沿工作台运动。
可选的，所述调节组件包括第一升降驱动件，所述第一升降驱动件与拨杆连接，所述夹紧机构设置有与所述拨杆相匹配的插孔，第一升降驱动件能够带动拨杆插入所述插孔中。
可选的，所述工作台一端与转动驱动机构连接，转动驱动机构能够带动工作台的转动，另一端与制动机构连接，制动机构用于对工作台的转动进行制动。
可选的，所述夹紧机构包括与工作台滑动连接的夹紧支座，所述夹紧支座的两端设置有型材靠板，至少一端的型材靠板上设置有夹紧件。
可选的，所述夹紧机构还设置有锁紧机构，夹紧机构能够通过锁紧机构与工作台锁紧固定。
可选的，所述锁紧机构包括与夹紧机构固定连接的第一锁紧板，所述第一锁紧板安装有锁紧驱动件，所述锁紧驱动件与第二锁紧板连接，锁紧驱动件能够带动第二锁紧板运动，使得第二锁紧板与第一锁紧板夹紧或松开工作台上设置的刹车导轨。
可选的，所述工作台的一侧端部还设有定位驱动件，定位驱动件与定位组件连接，用于对型材在工作台的位置进行定位。
可选的，所述竖向驱动机构还连接有第二升降驱动件，所述第二升降驱动件与激光雕刻机连接。
可选的，所述机架上还安装有刀库驱动件，所述刀库驱动件与刀库安装板连接，能够驱动刀库安装板朝向或远离工作台运动，所述刀库安装板反之有多个刀具。
可选的，所述刀库安装板上还安装有对刀仪。
本发明的有益效果：
1.本发明的加工装置，二轴联动机构设置有调节组件，调节组件能够与夹紧机构连接，从而使得夹紧机构能够利用二轴联动机构调节位置，当加工位置和夹紧机构发生干涉时，能够自动避让夹紧机构，无需人工调节，提高了工作效率。
2.本发明的加工装置，工作台与转动驱动机构连接，转动驱动机构能够带动工作台转动，使得形成能够任意角度多位置翻转，实现了多角度加工。
3.本发明的加工装置，具有激光雕刻机，实现了雕刻logo、商标和编码的功能，功能多样化，减少了型材在不同工序之间的转移。
4.本发明的加工装置，具有与刀库驱动件连接的刀库安装板，刀库安装板上放置有多个刀具，能够实现自动换刀，工作效率高，降低了操作人员的劳动强度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构示意图；
图2为本发明实施例1机头结构示意图；
图3为本发明实施例1工作台结构示意图；
图4为本发明实施例1刀库系统结构示意图；
其中，1.机架，2.机头，3.工作台，4.刀库系统；
201.X轴底板，202.滑块，203.X轴导轨，204.X轴伺服电机，205.滑块，206.Y轴导轨，207.Y轴滑座，208.Y轴伺服电机，209.联轴器，210.Y轴丝杠，211.第一升降气缸，212.气缸座，213.拨杆滑座，214.拨杆，215.Z轴伺服电机，216.同步带，217.Z轴导轨，218.从动带轮，219.Z轴丝杠，220.Z轴滑块，221.主轴电机，222.激光雕刻机，223.滑块，224.激光雕刻机导轨，225.主轴座，226.气缸座，227.第二升降气缸，228.刀柄，229.刀具；
301.左调整座，302.左旋转支座，303.翻转伺服电机，304.减速机，305.左连接法兰，306.工作台板，307.定位板，308.定位支座，309.推杆，310.定位气缸，311.导轨，312.滑块，313.型材靠板，314.特种型材靠板，315.刹车导轨，316.锁紧气缸，317.第二锁紧板，318.夹紧缸安装板，319.第一锁紧板，320.右连接法兰，321.制动器，322.右旋转支座，323.右调整座，324.压紧座，325.夹紧气缸；
401.支撑板，402.滑块，403.导轨，404.刀库安装板，405.气缸安装板，406.刀库气缸，407.刀爪座，408.连接座，409.刀具，410.刀具放置板，411.对刀座，412.对刀仪。
具体实施方式
实施例1
一种铝合金型材加工装置，如图1所示，包括机架1，所述机架安装有机头2，机头的一侧设置有工作台3，工作台上设置有多个用于固定型材的夹紧机构，本实施例中，定义水平面内沿整个加工装置长度的方向为第一方向，与第一方向垂直的方向为第二方向。所述机头设置有刀具，刀具能够沿第一方向、第二方向及竖向方向运动，对设置在工作台上的型材工件进行加工。
所述机头包括安装在机架的二轴联动机构，所述二轴联动机构与竖向驱动机构连接，能够驱动竖向驱动机构沿第一方向运动或第二方向运动，竖向驱动机构与动力机构连接，动力机构与刀具连接，动力机构能够驱动刀具绕自身轴线转动，进而对工件进行加工。
如图2所示，所述二轴联动机构包括固定在工作台且沿第一方向设置的两条X轴导轨203，X轴导轨与X轴底板201滑动连接，具体的，在X轴底板设置有滑块202，所述滑块与X轴导轨滑动连接，实现了X轴底板与X轴导轨滑动连接。
所述X轴底板上固定有X轴运动驱动件，本实施例中，所述X轴运动驱动件采用X轴伺服电机204，所述X轴伺服电机的输出轴通过传动机构与齿轮连接，所述齿轮与设置在工作台的齿条相啮合，X轴伺服电机工作，能够带动X轴底板沿第一方向运动。
所述X轴底板上安装有滑块205，所述滑块与Y轴滑座207滑动连接，具体的，Y轴滑座207底部设置有沿第二方向设置的Y轴导轨206，所述Y轴导轨206与滑块205滑动连接。Y轴滑座能够在X轴底板上沿第二方向滑动。
所述Y轴滑座的远离工作台的一端安装有Y轴伺服电机208，所述Y轴伺服电机通过联轴器209与轴线沿第二方向设置的Y轴丝杠210连接，所述Y轴丝杠上连接有丝杠螺母，所述丝杠螺母与X轴底板固定连接，因此当Y轴伺服电机带动Y轴丝杠转动时，Y轴丝杠能够带动Y轴滑座沿第二方向运动。
所述Y轴滑座靠近工作台的一端安装有竖向驱动机构，所述竖向驱动机构与刀具连接，能够带动刀具沿竖直方向运动。
所述竖向驱动机构包括固定在Y轴滑座端部的竖向驱动机构固定板，所述竖向驱动固定板上安装有两条沿竖向分布的Z轴导轨217，所述Z轴导轨滑动连接有主轴座225，具体的，所述主轴座上设置有Z轴滑块220，所述Z轴滑块与Z轴导轨滑动连接。
所述竖向驱动机构固定板上设置有驱动件支撑板，所述驱动件支撑板上安装有竖向运动驱动件，本实施例中，所述竖向运动驱动件采用Z轴伺服电机215，所述Z轴伺服电机的输出轴与主动带轮连接，所述驱动件支撑板上还转动连接有从动带轮218，所述主动带轮和从动带轮之间绕接有同步带216。
所述从动带轮与轴线沿竖向设置的Z轴丝杠219连接，能够带动Z轴丝杠转动，所述Z轴丝杠上连接有Z轴丝杠螺母，Z轴丝杠螺母与主轴座固定连接，Z轴丝杠螺母能够带动主轴座沿竖向运动。
所述主轴座上安装有动力机构，所述动力机构采用主轴电机221.所述主轴电机的输出轴与刀柄228连接，刀柄与刀具229连接，主轴电机能够通过刀柄带动刀具转动，对型材进行加工。
所述主轴电机的一侧还设置有激光雕刻机222，所述激光雕刻机与第二升降驱动件连接，所述第二升降驱动件采用第二升降气缸227，所述第二升降气缸通过气缸座226固定在主轴座上。
为了对激光雕刻机的升降运动进行导向，所述激光雕刻机设置有滑块223，所述滑块与设置在主轴座的激光雕刻机导轨224滑动连接。
激光雕刻机能够在升降气缸的作用下做升降运动，进而实现激光雕刻机的自动对焦，根据预先设置好的程序进行雕刻。
所述Y轴滑座靠近工作台一侧端部的侧面还安装有调节组件，所述调节组件能够与工作台上设置的夹紧机构连接，利用二轴联动机构带动夹紧机构在工作台位置的调节。
所述调节组件包括第一升降驱动件，所述第一升降驱动件采用第一升降气缸211，所述升降气缸通过气缸座212与Y轴滑座固定连接，所述第一升降气缸211的活塞杆与调节件连接，所述调节件采用拨杆214，第一升降气缸能够带动拨杆做升降运动，为了对拨杆的运动进行导向，所述Y轴滑座上还设置有拨杆滑座213，所述拨杆穿过所述拨杆滑座，拨杆滑座用于对拨杆的运动进行导向。
拨杆做升降运动，Y轴滑座能够通过拨杆实现与夹紧机构连接和分离状态的切换。
所述工作台用于固定待加工的型材，所述工作台包括工作台板306和多个夹紧机构，所述工作台板一端与翻转驱动机构连接，翻转驱动机构能够带动工作台板转动，使得形成能够任意角度多位置翻转，实现了多角度加工。
所述翻转驱动机构包括翻转伺服电机303，所述翻转伺服电机与减速机304连接，减速机固定在左旋转支座302上，左旋转支座与左调整座301固定连接，所述左调整座与机架通过螺栓可拆卸固定连接。
所述减速机的输出轴通过左连接法兰305与工作台板的一端固定连接，能够带动工作台转动。
所述工作台板的另一端通过右连接法兰320与制动器321的输出轴连接，制动器用于对工作台的转动进行制动，所述制动器固定在右旋转支座322上，所述右旋转支座与右调整座323固定连接，所述右调整座与机架可拆卸固定连接。
所述工作台板上设置有两条导轨311，所述导轨沿第一方向设置，导轨滑动连接有多个夹紧机构，夹紧机构用于对型材进行夹紧。
以其中一个夹紧机构为例进行说明：
所述夹紧机构包括夹紧支座326，所述夹紧支座的底部设置有滑块312，所述滑块与导轨311滑动连接，所述夹紧支座的顶面两端分别有型材靠板313和压紧座324，所述压紧座安装有夹紧件，所述夹紧件采用夹紧气缸325，夹紧气缸能够将型材压紧在型材靠板上，实现对型材的固定。
为了方便对特种型材进行夹紧固定，所述型材靠板上还设置有特种型材靠板314，所述特种型材靠板的形状及安装位置根据待加工的特种型材进行确定。
本实施例中，所述型材靠板上设置有与所述拨杆相匹配的插孔，拨杆能够在第一升降驱动件的作用下插入所述插孔，使得夹紧机构与调节组件连接，从而能够利用二轴联动机构在工作台上沿第一方向调节位置，避免加工位置与夹紧机构相互干涉。
所述夹紧机构还连接有锁紧机构，夹紧机构能够通过锁紧机构与工作台锁紧固定。
所述锁紧机构包括与夹紧支座底面固定连接的夹紧缸安装板318，所述夹紧缸安装板的底部设置有第一锁紧板319，所述第一锁紧板上安装有锁紧驱动件，本实施例中，所述锁紧驱动件采用锁紧气缸316，所述锁紧气缸的缸体固定在第一锁紧板上，所述锁紧气缸的活塞杆通过销轴与第二锁紧板317铰接，所述工作台板上设置有刹车导轨315，刹车导轨设置在第一锁紧板和第二锁紧板之间。
锁紧气缸能够带动第二锁紧板朝向或远离第一锁紧板运动，进而实现利用第一锁紧板和第二锁紧板夹紧和松开刹车导轨状态的切换，进而实现夹紧机构与工作台板锁紧和松开状态的切换。
所述工作台板靠近翻转驱动机构的一侧端部还设置有定位机构，用于对型材进行定位。
所述定位机构包括定位板307，所述定位板与定位支座308通过转轴转动连接，所述定位板的底部与推杆309固定连接，所述推杆的端部与定位驱动件的一端铰接，定位驱动件的另一端与定位基座铰接，定位基座与工作台板固定连接。
本实施例中，所述定位驱动件采用定位气缸310，所述定位气缸的缸体与定位基座铰接，定位气缸的活塞杆与推杆端部铰接。
定位气缸工作，能够通过推杆带动定位板绕转轴转动，当需要对形成定位时，将定位板转动至与工作台板垂直，不需要定位时，将定位板转动至与工作台板平行。
所述机架上还安装有刀库系统4，所述刀库系统设置在机头所在机架区域的底面。
所述刀库系统包括气缸安装板405，所述气缸安装板的两端固定有支撑板401，支撑板与机架固定连接，所述气缸安装板安装有刀库驱动件，所述刀库驱动件采用刀库气缸406，所述刀库气缸的轴线沿第二方向设置，刀库气缸的缸体与气缸安装板固定连接，刀库气缸的活塞杆通过连接座408与刀库安装板404连接，所述刀库安装板的两端均设置有导轨403，导轨与设置在气缸安装板底面的滑块402滑动连接。
所述刀库安装板靠近工作台的端部固定有刀爪座407，刀爪座固定有多个刀具放置板410，刀具放置板设有与刀具相匹配的卡槽，刀具409通过卡槽放置在刀具放置板上。
刀爪座的一侧端部还固定有对刀座411，对刀座上安装有对刀仪412，所述对刀仪采用现有对刀仪即可，其具体结构在此不进行详细叙述。
本实施例的装置还与扫码枪配套使用，待加工的型材上贴有条形码或二维码，通过扫码枪扫描后，能够生成加工程序，并传输给交给你个装置的控制系统，控制系统按照接收的加工程序控制加工装置各个部件的工作，对工件进行加工。
本实施例的加工装置工作方法为：定位气缸带动定位板转动，使得定位板与工作台板垂直，将待加工的型材放置到多个夹紧机构的夹紧支座的上表面，并将型材的一侧端面与定位板贴合，夹紧气缸工作，将型材压紧在型材靠板上。
主轴电机带动刀具转动，二轴联动机构和竖向驱动机构配合工作，使得刀具按照预先设定的程序运动，对型材进行加工。
翻转驱动机构工作，能够带动工作台转动，实现了工件多位置的加工。
当加工位置和夹紧机构的夹紧位置产生干涉时，第一升降驱动件工作，将拨杆插入型材靠板设置的插槽中，二轴联动机构带动夹紧机构沿第一方向运动，使得夹紧机构离开型材上带加工的位置，然后拨杆复位，夹紧机构重新夹紧工件，机头对工件进行加工。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种铝合金型材加工装置，包括机架，所述机架安装有机头和工作台，机头包括二轴联动机构，二轴联动机构与竖向驱动机构连接，竖向驱动机构通过动力机构与刀具连接，其特征在于，工作台滑动连接有多个用于夹紧型材的夹紧机构，二轴联动机构还安装有调节组件，调节组件能够与夹紧机构连接，使得夹紧机构能够在二轴联动机构的作用下沿工作台运动。
2.如权利要求1所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述调节组件包括第一升降驱动件，所述第一升降驱动件与拨杆连接，所述夹紧机构设置有与所述拨杆相匹配的插孔，第一升降驱动件能够带动拨杆插入所述插孔中。
3.如权利要求1所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述工作台一端与转动驱动机构连接，转动驱动机构能够带动工作台的转动，另一端与制动机构连接，制动机构用于对工作台的转动进行制动。
4.如权利要求1所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述夹紧机构包括与工作台滑动连接的夹紧支座，所述夹紧支座的两端设置型材靠板和压紧座，压紧座上设置有夹紧件。
5.如权利要求1所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述夹紧机构还设置有锁紧机构，夹紧机构能够通过锁紧机构与工作台锁紧固定。
6.如权利要求5所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述锁紧机构包括与夹紧机构固定连接的第一锁紧板，所述第一锁紧板安装有锁紧驱动件，所述锁紧驱动件与第二锁紧板连接，锁紧驱动件能够带动第二锁紧板运动，使得第二锁紧板与第一锁紧板夹紧或松开工作台上设置的刹车导轨。
7.如权利要求1所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述工作台的一侧端部还设有定位板，定位板与定位支座转动连接，定位板与安装在工作台的定位驱动件连接，定位驱动件能够带动定位板转动。
8.如权利要求1所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述竖向驱动机构还连接有第二升降驱动件，所述第二升降驱动件与激光雕刻机连接。
9.如权利要求1所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述机架上还安装有刀库驱动件，所述刀库驱动件与刀库安装板连接，能够驱动刀库安装板朝向或远离工作台运动，所述刀库安装板放置有多个刀具。
10.如权利要求9所述的一种铝合金型材加工装置，其特征在于，所述刀库安装板上还安装有对刀仪。
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