CN113441965A - 全自动多工位多轴数控cnc加工中心 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心，属于数控加工技术领域，其包括固定台，以及多个设置在所述固定台顶部的多轴数控机体，所述固定台的周侧环设有环台，所述转台与所述环台转动连接，所述环台远离所述固定台的一侧环设有转台，所述转台的顶部设置有与所述多轴数控机体相适配的平口钳，所述转台的底部设置有动平衡机构。本发明提供一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心，能够通过滑动连接在转台底部的外滚珠以及转动连接在转台底部的摆锤对转动的转台进行自动定心，从而减少转台转动过程中的重心偏移，进而减少多轴数控机体的磨损，延长多轴数控机体的使用寿命。

Description

全自动多工位多轴数控CNC加工中心
技术领域
本发明涉及数控加工领域，尤其是涉及一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心。
背景技术
目前，工厂常见的机床通常为单工位机床，即同一时间内只能加工同一工件，在切换加工工序时，需要进行换刀，在对大批量工件进行加工时，换刀次数较为频繁，同时部分刀具在未使用时处于闲置状态，导致加工效率低下。
为解决这一问题，工厂目前主要采用转盘式多工位的多轴数控CNC加工中心进行生产加工，该CNC加工中心可同时对多个处于不同工序的工件进行加工，在工序完成后只需转动转盘即可使工件整体换刀，从而减少刀具的换刀次数，提高生产效率。但是，由于各工位的加工施力大小以及工件质量均存在差异，因此转盘容易产生偏重。同时，在切换刀具过程中，由于转盘高速旋转，因此转盘重心的偏移势必产生较大的离心力，从而引起机床整体的振动，同时也会对机床主轴造成磨损。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在的缺陷在于：相关技术中的转盘式多工位多轴数控CNC加工中心在加工过程中由于转盘的重心偏移势必磨损机床的主轴以及刀具，缩短CNC加工中心整体的使用寿命，给CNC加工中心的使用带来不便。
发明内容
为了减少多工位多轴CNC加工中心的转盘重心偏移，本发明提供一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心，能够通过滑动连接在转台底部的外滚珠以及转动连接在转台底部的摆锤对转动的转台进行自动定心，从而减少转台转动过程中的重心偏移，进而减少多轴数控机体的磨损，延长多轴数控机体的使用寿命。
本发明提供的一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心，采用如下的技术方案：
一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心，包括固定台，以及多个设置在所述固定台顶部的多轴数控机体，所述固定台的周侧环设有环台，所述环台远离所述固定台的一侧环设有转台，所述转台与所述环台转动连接，所述转台的顶部设置有与所述多轴数控机体相适配的平口钳，所述转台的底部设置有动平衡机构。
通过采用上述技术方案，当转台绕环台转动时，能够使平口钳跟随转台转动，从而实现在CNC加工中心工作时，使工件通过平口钳运动至所需的多轴数控机体下方进行加工。此外，动平衡机构能够减少转台在转动过程中出现的重心偏移，从而减少多轴数控机体的振动以及磨损。
优选的，所述动平衡机构包括转动连接在所述转台底部的摆锤，环设在所述转台底部的滑槽，以及多个滑动连接在所述滑槽的外滚珠，其中，所述滑槽的底部环设有挡环。
通过采用上述技术方案，转动连接在转台底部的摆锤能够在转台转动时，利用摆锤的自动定心原理，使摆锤在转台转动后快速进入到平衡位置，从而减少转台的重心偏移。
优选的，所述滑槽靠近所述固定台的侧壁滚动连接有内滚珠，所述内滚珠远离所述固定台的一侧滑动连接有与所述内滚珠相抵接的内环，其中，所述外滚珠与所述内环滑动连接。
通过采用上述技术方案，内滚珠与内环能够进一步减小外滚珠与滑槽一内侧壁间的摩擦，从而使外滚珠在滑槽另一侧壁的带动下在滑槽滑动时，减少减少外滚珠滑动速度的摩擦损耗，从而加快外滚珠进入到动平衡位置点。
优选的，所述转台的底部环设有与所述外滚珠相吸的电磁铁，所述滑槽设置在所述电磁铁的底部。
通过采用上述技术方案，当电磁铁激活时，能够通过滑槽对外滚珠进行吸附，从而在转台停止转动后减少外滚珠的惯性滑动，从而保持外滚珠对转台的动平衡效果。
优选的，所述固定台的底部环设有基滑轨，所述基滑轨的开口朝向所述转台，所述电磁铁的底部设置有与所述基滑轨相适配的子滑轨，其中，所述环台的底部设置有步进电机，所述步进电机的输出轴朝向所述转台，所述步进电机的输出轴套设有齿轮，所述转台的底部环设有与所述齿轮相啮合的齿槽。
通过采用上述技术方案，当步进电机启动时，能够通过齿轮带动开设有齿槽的转台，从而使转台通过与基滑轨配合的子滑轨绕环台进行转动，进而实现工件的输送。
优选的，所述平口钳的侧壁设置有收集盒。
通过采用上述技术方案，收集盒能够对多轴数控机体加工过程中产生的工件废屑进行收集，从而减少因工件废屑进入到转台与环台的连接处，从而对转台的转动造成干扰的情况。
优选的，所述收集盒的内腔横截面呈锥形，所述收集盒的开口为所述锥形横截面的小端，所述收集盒的底壁为所述收集盒的大端。
通过采用上述技术方案，能够减少收集盒所收集的工件废屑从收集盒跑出的情况，从而在收集盒随转台转动时减少从收集盒飞出的工件废屑。
优选的，所述多轴数控机体设置有CCD相机，所述CCD相机与所述步进电机电连接。
通过采用上述技术方案，CCD相机能够对多轴数控机体进行监测，当监测到多轴数控机体加工完毕后，通过控制步进电机的开闭从而控制转台进行转动，从而减少工人的负担。
优选的，所述环台的外缘与所述转台的内缘间隔设置。
通过采用上述技术方案，能够减少转台转动时因与环台的外缘摩擦从而影响转动转台转动平衡的情况。
优选的，所述滑槽的数量至少为2，多个所述滑槽沿所述转台的径向分布。
通过采用上述技术方案，多条滑槽以及滑槽内的外滚珠能够对不同转速下的转台均起到显著的动平衡效果。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过摆锤能够在转台转动时，利用摆锤的自动定心原理对转台进行重心纠偏，从而减少转台的重心偏移；
2.通过外滚珠能够在转台转动时，使外滚珠沿滑槽滑动，使外滚珠滚动至转台偏重一侧的对侧，从而使外滚珠与转台形成可抵消的力耦，进而对转台重心进行进一步纠偏。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例的侧面剖视图。
图3是图1中A的放大图。
图4是本发明实施例的收集盒结构示意图。
附图标记说明：1、固定台；11、多轴数控机体；12、CCD相机；2、环台；21、基滑轨；3、转台；31、子滑轨；32、平口钳；33、卡槽；34、收集盒；35、卡条；4、步进电机；41、齿轮；42、齿槽；5、摆锤；51、第一外滚珠；52、第二外滚珠；53、滑槽；54、挡环；55、内环；56、内滚珠；6、电磁铁。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例公开一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心。
参照图1，一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心，包括有固定台1，在固定台1的顶部固定有多个多轴数控机体11，在本实施例中，多轴数控机体11的数量为3个，3个多轴数控机体11沿固定台1的顶部外缘等距环绕。
同时，参照图2，在固定台1的外缘环设有环台2，在环台2的底部环设有基滑轨21，此外，在环台2的外缘环设有转台3，在转台3的底部固定有与多轴数控机体11相适配的平口钳32，转台3的底部环设有与基滑轨21相适配的子滑轨31，从而对转台3进行固定，同时使转台3能够绕环台2进行转动。
此外，环台2的外缘侧壁与转台3的内缘侧壁间留有空隙，从而减少转台3转动时环台2对转台3的摩擦。
为驱动转台3转动，在环台2的底部固定有步进电机4，且步进电机4的输出轴水平朝向转台3一侧。同时，在步进电机4的输出轴一端套设有齿轮41，同时，在转台3的底部环设有与齿轮41相啮合的齿槽42。
当步进电机4启动时，齿轮41转动，齿轮41通过齿槽42带动转台3进行转动，进而使转台3通过基滑轨21与子滑轨31的配合绕环台2进行转动。
此外，在多轴数控机体11上固定有CCD相机12，且CCD相机12与步进电机4电连接，当CCD相机12监测到多轴数控机体11加工完毕后，启动步进电机4，使工件运输至下一多轴数控机体11，从而实现工件的刀具切换与自动加工。
同时，在齿槽42远离环台2的一侧转动连接有摆锤5，具体地，在本实施例中，摆锤5的数量为3个，3个摆锤5均布在转台3的底部外缘，且摆锤5远离转动中心的一端背离环台2所在的一侧。
当环台2转动时，利用摆锤5的自动定心原理能够使摆锤5自动转动至转台3的平衡位置，从而减少转台3的重心偏移，进而减少转台3转动时产生的振动，同时减少多轴数控机体11所受的磨损。
同时，在转台3底部远离摆锤5转动点的一侧固定有电磁铁6，在电磁铁6的底部环设有两条滑槽53，且两条滑槽53沿转台3的径向分布。在滑槽53靠近环台2的一侧滑动连接有内滚珠56，在内滚珠56远离环台2的一侧滑动连接有内环55，在内环55远离内滚珠56的一侧滑动连接有外滚珠，其中靠近环台2一侧的外滚珠为第一外滚珠51，远离环台2一侧的外滚珠为第二外滚珠52，且外滚珠远离内滚珠56的一侧与滑槽53远离内滚珠56的内侧壁相抵接。
为防止外滚珠滑出滑槽53，在滑槽53的两侧底部环设有水平的挡环54，同时便于工人检查外滚珠工作时的运动状态，便于及时发现损坏的外滚珠。
当转台3转动时，外滚珠在转台3的带动下跟随转台3转动，由于转台3存在重心偏移，滚珠沿滑槽53滑动至远离转台3偏重的一侧，从而形成与转台3偏重相抵消的力耦，从而进一步减少转台3的重心偏移。在转台3停止转动时，接通电磁铁6，使电磁铁6吸附第一外滚珠51与第二外滚珠52，从而对第一外滚珠51与第二外滚珠52进行限位，从而减少因第一外滚珠51与第二外滚珠52的惯性从而使得第一外滚珠51与第二外滚珠52移位的情况，进而维持第一外滚珠51与第二外滚珠52对转台3的偏心矫正位置。
同时，由于内滚珠56以及与内滚珠56转动连接的内环55，使得第一外滚珠51和第二外滚珠52与滑槽53靠近环台2一侧的摩擦减小，从而减少第一外滚珠51与第二外滚珠52跟随转台3转动过程中的摩擦损耗。
此外，由于第一外滚珠51与第二外滚珠52与环台2的间距不同，因此第一外滚珠51与第二外滚珠52能够对不同转速下的转台3均进行有效纠偏，其中第一外滚珠51对高速转动时的转台3能够取得更好的纠偏效果，第二滚珠对低速时的转台3能够取得更好的纠偏效果。
此外，参照图1和图3，在平口钳32的两侧壁固定有沿竖直方向间隔分布的卡槽33，在同一侧壁卡槽33的数量为2。
参照图4，在同侧卡槽33间滑动连接有收集盒34，收集盒34通过侧壁与卡槽33相适配的卡条35装配在卡槽33间。
同时，收集盒34的内腔横截面呈锥形，且靠近收集盒34开口的一侧为锥形的小端，靠近收集盒34内底壁的一侧为锥形的大端。
通过收集盒34能够对平口钳32上工件加工产生的废屑进行收集，且横截面呈锥形的内腔能够减少废屑在转动过程中从收集盒34的开口飞出的情况，有效保护了工人的人身安全，同时保持了转台3顶部的清洁，减少了因工件废屑进入到环台2外缘侧壁与转台3内缘侧壁间的缝隙，从而导致转台3与环台2间的摩擦增大的情况。
本发明实施例一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心的实施原理为：
工人将多个待需要采用不同刀具进行加工的工件依次夹持在对应的平口钳32上；
随后，启动CCD相机12，接通多轴数控机体11电源，使多轴数控机体11对工件进行加工，部分加工产生的废屑落入到收集盒34；
通过CCD相机12监测到工件已经全部加工完毕，随后CCD相机12向步进电机4发出电信号；
步进电机4启动，步进电机4带动齿轮41转动，随后带动转台3转动；
摆锤5同时开始摆动，利用摆锤5的自动定心对转台3进行重心纠偏，同时第一外滚珠51与第二外滚珠52沿滑槽53滑动，对转台3整体进行进一步纠偏，减少转台3的重心偏移；
在工件运行至预定位置后，工人接通电磁铁6电源，使电磁铁6对第一外滚珠51与第二外滚珠52进行吸附，并持续保持吸附状态，使得后续转动过程中无需对转台3进行进一步纠偏；
最后待工件全部加工完毕后，电磁铁6电源断开，从而减少多轴数控机体11关闭，从而完成工件的加工。
以上均为本发明的较佳实施例，本实施例仅是对本发明做出的解释，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动多工位多轴数控CNC加工中心，包括固定台(1)，以及多个设置在所述固定台(1)顶部的多轴数控机体(11)，其特征在于：所述固定台(1)的周侧环设有环台(2)，所述环台(2)远离所述固定台(1)的一侧环设有转台(3)，所述转台(3)与所述环台(2)转动连接，所述转台(3)的顶部设置有与所述多轴数控机体(11)相适配的平口钳(32)，所述转台(3)的底部设置有动平衡机构。
2.根据权利要求1所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述动平衡机构包括转动连接在所述转台(3)底部的摆锤(5)，环设在所述转台(3)底部的滑槽(53)，以及多个滑动连接在所述滑槽(53)的外滚珠，其中，所述滑槽(53)的底部环设有挡环(54)。
3.根据权利要求2所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述滑槽(53)靠近所述固定台(1)的侧壁滚动连接有内滚珠(56)，所述内滚珠(56)远离所述固定台(1)的一侧滑动连接有与所述内滚珠(56)相抵接的内环(55)，其中，所述外滚珠与所述内环(55)滑动连接。
4.根据权利要求2所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述转台(3)的底部环设有与所述外滚珠相吸的电磁铁(6)，所述滑槽(53)设置在所述电磁铁(6)的底部。
5.根据权利要求4所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述固定台(1)的底部环设有基滑轨(21)，所述基滑轨(21)的开口朝向所述转台(3)，所述电磁铁(6)的底部设置有与所述基滑轨(21)相适配的子滑轨(31)，其中，所述环台(2)的底部设置有步进电机(4)，所述步进电机(4)的输出轴朝向所述转台(3)，所述步进电机(4)的输出轴套设有齿轮(41)，所述转台(3)的底部环设有与所述齿轮(41)相啮合的齿槽(42)。
6.根据权利要求1所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述平口钳(32)的侧壁设置有收集盒(34)。
7.根据权利要求6所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述收集盒(34)的内腔横截面呈锥形，所述收集盒(34)的开口为所述锥形横截面的小端，所述收集盒(34)的底壁为所述收集盒(34)的大端。
8.根据权利要求5所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述多轴数控机体(11)设置有CCD相机(12)，所述CCD相机(12)与所述步进电机(4)电连接。
9.根据权利要求1所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述环台(2)的外缘与所述转台(3)的内缘间隔设置。
10.根据权利要求2所述的全自动多工位多轴数控CNC加工中心，其特征在于：所述滑槽(53)的数量至少为2，多个所述滑槽(53)沿所述转台(3)的径向分布。
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