CN114083293A

CN114083293A - 框架式立卧复合柔性制造装备

Info

Publication number: CN114083293A
Application number: CN202111633825.3A
Authority: CN
Inventors: 王闻宇; 陆昌勇; 赵海军; 张宵慧; 汤国海; 杨灿忠; 裘刘烽; 黄河斌; 许峰
Original assignee: HANGZHOU DATIAN CNC MACHINE TOOL CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU DATIAN CNC MACHINE TOOL CO Ltd
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-02-25

Abstract

本发明涉及一种框架式立卧复合柔性制造装备，所属数控机床设备技术领域，包括机架底座，所述的机架底座上设有回转工作台，所述的回转工作台一侧边设有与机架底座相连接固定的立加立柱，所述的立加立柱上设有与立加立柱相活动式连接固定的立加主轴组件，所述的回转工作台另一侧边设有与机架底座相连接固定的卧加立柱，所述的卧加立柱上设有与卧加立柱相活动式连接固定的卧加主轴组件，在机架底座前方设有立卧复合集中控制数控系统。具有构紧凑、占地更小、投资更省和刚性更好的特点。采用X向、Y向固定的立加立柱装置与卧加立柱装置，实现X向、Y向移动的回转工作台与立卧复合集中控制数控系统。

Description

框架式立卧复合柔性制造装备

技术领域

本发明涉及数控机床设备技术领域，具体涉及一种框架式立卧复合柔性制造装备。

背景技术

FMC柔性制造单元是国际机床技术的新潮流，一般由2-6台立式、卧式、龙门机床与输送装置组成，可以实现工件一次装夹完成多面铣镗钻攻全部加工工序。随着工业走向智能制造，适用于个性化定制的FMC柔性制造单元发展迅速，美国主要用于军工、汽车、工程机械；德国用于变速箱、车轫；日本用于柴油机、机床等行业。一般适用零件尺寸为400～800mm，年产量为3000～30000的中小批量生产。随着战略性新兴产业的迅速发展，航空航天、船舶锚机、发动机、变速箱、核电水泵、大型零件与结构件的加工精度，直接关系到飞机、军舰、潜艇、核电、导弹的使用性能与可靠性；美国等西方国家都在FMC/FMS基础上，发展大型关键零件的柔性制造装备。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在占地大、投资高、刚性不足和加工效率低的不足，特别是不能适用于高度较大零件的柔性加工，提供了一种框架式立卧复合柔性制造装备，其具有构紧凑、占地更小、投资更省和刚性更好的特点。采用X向、Y向固定的立加立柱装置与卧加立柱装置，实现X向、Y向移动的回转工作台与立卧复合集中控制数控系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种框架式立卧复合柔性制造装备，包括机架底座，所述的机架底座上设有回转工作台，所述的回转工作台一侧边设有与机架底座相连接固定的立加立柱，所述的立加立柱上设有与立加立柱相活动式连接固定的立加主轴组件，所述的回转工作台另一侧边设有与机架底座相连接固定的卧加立柱，所述的卧加立柱上设有与卧加立柱相活动式连接固定的卧加主轴组件，在机架底座前方设有立卧复合集中控制数控系统。

作为优选，所述的立加立柱上端与卧加立柱上端间设有框形连接桥，所述的框形连接桥为连接板、连接条，或不设连接件。

作为优选，所述的回转工作台为端齿盘回转工作台、数控回转工作台、气动回转工作台或液压回转工作台。

作为优选，所述的回转工作台下端与机架底座间设有滑鞍，所述的滑鞍与回转工作台间设有过渡工作台，所述的过渡工作台与滑鞍间设有与过渡工作台相螺纹式套接的Y向丝杆，所述的滑鞍与机架底座间设有与滑鞍相螺纹式套接的X向丝杆，所述的Y向丝杆、X向丝杆上均设有与Y向丝杆、X向丝杆相联轴式连接固定的丝杆电机。

作为优选，所述的Y向丝杆两侧均设有与滑鞍相螺栓连接固定的Y轴线性导轨，所述的X向丝杆两侧均设有与机架底座相螺栓连接固定的X轴线性导轨。

作为优选，所述的立加主轴组件两端与立加立柱间设有与立加主轴组件相活动式插嵌连接的ZⅠ向线性导轨，两ZⅠ向线性导轨间设有ZⅠ向丝杆，所述的ZⅠ向丝杆上端设有与立加立柱相螺栓连接固定的ZⅠ向升降电机。

作为优选，所述的立加主轴组件包括立加主轴箱，所述的立加主轴箱上设有主轴电机，所述的主轴电机与立加主轴箱间设有齿轮箱，所述的齿轮箱侧边设有与立加主轴箱相套接的立加主轴，所述的立加主轴上设有打刀缸，所述的立加主轴与齿轮箱间设有电机同步带轮。

作为优选，所述的立加主轴组件侧边设有与立加立柱相螺栓连接固定的立加刀库支架，所述的立加主轴组件上端设有与立加立柱相活动式套接的立加导向杆。

作为优选，所述的卧加主轴组件两端与卧加立柱间设有与卧加主轴组件相活动式插嵌连接的ZⅡ向线性导轨，两ZⅡ向线性导轨间设有ZⅡ向丝杆，所述的ZⅡ向丝杆上端设有与卧加主轴组件相螺栓连接固定的ZⅡ向升降电机。

作为优选，所述的卧加主轴组件包括卧加主轴箱，所述的卧加主轴箱上设有主轴电机，所述的主轴电机与卧加主轴箱间设有齿轮箱，所述的齿轮箱侧边设有与卧加主轴箱相套接的卧加主轴，所述的卧加主轴后端设有打刀缸，所述的卧加主轴与齿轮箱间设有电机同步带轮。

作为优选，所述的卧加立柱侧边设有卧加刀库，所述的卧加刀库下端设有卧加刀库支架。所述的卧加主轴组件上端设有与卧加立柱相活动式套接的卧加导向杆。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种框架式立卧复合柔性制造装备，与现有技术相比较，具有构紧凑、占地更小、投资更省和刚性更好的特点。采用X向、Y向固定的立加立柱装置与卧加立柱装置，实现X向、Y向移动的回转工作台与立卧复合集中控制数控系统。

本发明与现有立卧复合机床发明专利相比，有如下几个重大区别：本发明固定的立加立柱比移动的立加立柱结构紧凑，刚性更好；固定的卧加立柱比移动的卧加立柱结构紧凑，刚性更好，工件的X向、Y向移动由共同的工作台提供，结构更紧凑，并且固定的立加立柱上端与固定的卧加立柱上端间设有框形连接桥，成高刚性的框形结构，以上超高立式加工中心与超高卧式加工中心，通过功能部件模块化，设置相互配合的借口，柔性配置在共同的底座上，通过立卧复合集中控制数控系统，协调各机构的动作；不仅具有高效高精高柔性的特性，还具有占地小、投资省、适用范围广的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的回转工作台与机架底座的连接结构示意图。

图3是本发明的立加立柱与立加主轴组件的连接结构示意图。

图4是本发明的立加主轴箱的结构示意图。

图5是本发明的卧加立柱与卧加主轴组件的结构示意图。

图6是本发明的卧加主轴箱的结构示意图。

图中：立加立柱1，框形连接桥2，立加主轴组件3，卧加主轴组件4，卧加立柱5，回转工作台6，机架底座7，过渡工作台8，滑鞍9，丝杆电机10，Y轴线性导轨11，Y向丝杆12，X向丝杆13，X轴线性导轨14，立加导向杆15，ZⅠ向升降电机16, ZⅠ向丝杆17, 立加刀库支架18, ZⅠ向线性导轨19,立加主轴箱20，齿轮箱21，主轴电机22，打刀缸23，电机同步带轮24，立加主轴25，卧加刀库支架26,卧加刀库27, ZⅡ向升降电机28, 卧加导向杆29, ZⅡ向丝杆30, ZⅡ向线性导轨31，卧加主轴32，卧加主轴箱33。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1-6所示，一种框架式立卧复合柔性制造装备，包括机架底座7，机架底座7上设有回转工作台6，回转工作台6为端齿盘回转工作台、数控回转工作台、气动回转工作台或液压回转工作台。转工作台6下端与机架底座7间设有滑鞍9，滑鞍9与回转工作台6间设有过渡工作台8，过渡工作台8与滑鞍9间设有与过渡工作台8相螺纹式套接的Y向丝杆12，滑鞍9与机架底座7间设有与滑鞍9相螺纹式套接的X向丝杆13， Y向丝杆12、X向丝杆13上均设有与Y向丝杆12、X向丝杆13相联轴式连接固定的丝杆电机10。Y向丝杆12两侧均设有与滑鞍9相螺栓连接固定的Y轴线性导轨11， X向丝杆13两侧均设有与机架底座7相螺栓连接固定的X轴线性导轨14。回转工作台6一侧边设有与机架底座7相连接固定的立加立柱1，立加立柱1上设有与立加立柱1相活动式连接固定的立加主轴组件3，回转工作台6另一侧边设有与机架底座7相连接固定的卧加立柱5，卧加立柱5上设有与卧加立柱5相活动式连接固定的卧加主轴组件4，在机架底座7前方设有立卧复合集中控制数控系统。立加立柱1上端与卧加立柱5上端间设有框形连接桥2，框形连接桥2为连接板、连接条，或不设连接件。

立加主轴组件3两端与立加立柱1间设有与立加主轴组件3相活动式插嵌连接的ZⅠ向线性导轨19，两ZⅠ向线性导轨19间设有ZⅠ向丝杆17， ZⅠ向丝杆17上端设有与立加立柱1相螺栓连接固定的ZⅠ向升降电机16。立加主轴组件3侧边设有与立加立柱1相螺栓连接固定的立加刀库支架18，立加主轴组件3上端设有与立加立柱1相活动式套接的立加导向杆15。立加主轴组件3包括立加主轴箱20，立加主轴箱20上设有主轴电机22，主轴电机22与立加主轴箱20间设有齿轮箱21，齿轮箱21侧边设有与立加主轴箱20相套接的立加主轴25，立加主轴25上设有打刀缸23，立加主轴25与齿轮箱21间设有电机同步带轮24。

卧加主轴组件4两端与卧加立柱5间设有与卧加主轴组件4相活动式插嵌连接的ZⅡ向线性导轨31，两ZⅡ向线性导轨31间设有ZⅡ向丝杆30， ZⅡ向丝杆30上端设有与卧加主轴组件4相螺栓连接固定的ZⅡ向升降电机28。卧加立柱5侧边设有卧加刀库27，卧加刀库27下端设有卧加刀库支架26。卧加主轴组件4上端设有与卧加立柱5相活动式套接的卧加导向杆29。卧加主轴组件4包括卧加主轴箱33，卧加主轴箱33上设有主轴电机22，主轴电机22与卧加主轴箱33间设有齿轮箱21，齿轮箱21侧边设有与卧加主轴箱33相套接的卧加主轴32，卧加主轴32后端设有打刀缸23，卧加主轴32与齿轮箱21间设有电机同步带轮24。

加工运行过程如下：

第一步：将零件安装到回转工作台6。

第二步：立加主轴25、卧加主轴32分别由刀库选取换好相应的加工刀具，并启动立加主轴25或卧加主轴32旋转。

第三步：回转工作台6旋转至零件需要加工工面。

第四步：过渡工作台8（前后左右方向移动）与卧加主轴箱33（上下方向移动）通过丝杆进给到相应的位置进行第一个面切削加工。

第五步：按第三步、第四步相同顺序，完成第二个面、第三个面、第四个面铣镗钻攻切削加工；不同加工面由回转工作台6旋转定位，不同加工要求由刀库换取相对应刀具加工。

第六步：加工侧面曲面时，回转工作台6和卧式进给轴联动进行。

第七步：过渡工作台8（前后左右方向移动）与立加主轴箱20（上下方向移动）通过丝杆进给到相应的位置进行顶面切削加工；不同加工要求由刀库换取相对应刀具加工。

第八步：顶面曲面加工时，回转工作台6和立式进给轴联动进行

第九步：全部加工完成后，更换零件。

注明：1）卧加主轴加工部分和立加主轴加工部分先后顺序可以互换。

2）采用端齿盘回转工作台，复合机床能实现顶面与四个侧面柔性加工；采用任意分度的数控回转工作台，复合机床能实现顶面与360°任意侧面柔性加工。

综上所述，该框架式立卧复合柔性制造装备，具有构紧凑、占地更小、投资更省和刚性更好的特点。采用X向、Y向固定的立加立柱装置与卧加立柱装置，实现X向、Y向移动的回转工作台与立卧复合集中控制数控系统。

实现零件一次装夹完成五个面柔性加工，为适应超高零件加工，所述的立加立柱上端与卧加立柱上端，可以设置框架连接桥，形成高刚性的框形机床结构，一般高度零件加工，立柱间可不设连接件。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims

1.一种框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：包括机架底座（7），所述的机架底座（7）上设有回转工作台（6），所述的回转工作台（6）一侧边设有与机架底座（7）相连接固定的立加立柱（1），所述的立加立柱（1）上设有与立加立柱（1）相活动式连接固定的立加主轴组件（3），所述的回转工作台（6）另一侧边设有与机架底座（7）相连接固定的卧加立柱（5），所述的卧加立柱（5）上设有与卧加立柱（5）相活动式连接固定的卧加主轴组件（4），在机架底座（7）前方设有立卧复合集中控制数控系统。

2.根据权利要求1所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的立加立柱（1）上端与卧加立柱（5）上端间设有框形连接桥（2），所述的框形连接桥（2）为连接板、连接条，或不设连接件。

3.根据权利要求1所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的回转工作台（6）为端齿盘回转工作台、数控回转工作台、气动回转工作台或液压回转工作台。

4.根据权利要求1所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的回转工作台（6）下端与机架底座（7）间设有滑鞍（9），所述的滑鞍（9）与回转工作台（6）间设有过渡工作台（8），所述的过渡工作台（8）与滑鞍（9）间设有与过渡工作台（8）相螺纹式套接的Y向丝杆（12），所述的滑鞍（9）与机架底座（7）间设有与滑鞍（9）相螺纹式套接的X向丝杆（13），所述的Y向丝杆（12）、X向丝杆（13）上均设有与Y向丝杆（12）、X向丝杆（13）相联轴式连接固定的丝杆电机（10）。

5.根据权利要求4所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的Y向丝杆（12）两侧均设有与滑鞍（9）相螺栓连接固定的Y轴线性导轨（11），所述的X向丝杆（13）两侧均设有与机架底座（7）相螺栓连接固定的X轴线性导轨（14）。

6.根据权利要求1所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的立加主轴组件（3）两端与立加立柱（1）间设有与立加主轴组件（3）相活动式插嵌连接的ZⅠ向线性导轨（19），两ZⅠ向线性导轨（19）间设有ZⅠ向丝杆（17），所述的ZⅠ向丝杆（17）上端设有与立加立柱（1）相螺栓连接固定的ZⅠ向升降电机（16）。

7.根据权利要求1或6所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的立加主轴组件（3）包括立加主轴箱（20），所述的立加主轴箱（20）上设有主轴电机（22），所述的主轴电机（22）与立加主轴箱（20）间设有齿轮箱（21），所述的齿轮箱（21）侧边设有与立加主轴箱（20）相套接的立加主轴（25），所述的立加主轴（25）上设有打刀缸（23），所述的立加主轴（25）与齿轮箱（21）间设有电机同步带轮（24）。

8.根据权利要求4所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的立加主轴组件（3）侧边设有与立加立柱（1）相螺栓连接固定的立加刀库支架（18），所述的立加主轴组件（3）上端设有与立加立柱（1）相活动式套接的立加导向杆（15）。

9.根据权利要求1所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的卧加主轴组件（4）两端与卧加立柱（5）间设有与卧加主轴组件（4）相活动式插嵌连接的ZⅡ向线性导轨（31），两ZⅡ向线性导轨（31）间设有ZⅡ向丝杆（30），所述的ZⅡ向丝杆（30）上端设有与卧加主轴组件（4）相螺栓连接固定的ZⅡ向升降电机（28）。

10.根据权利要求1或9所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的卧加主轴组件（4）包括卧加主轴箱（33），所述的卧加主轴箱（33）上设有主轴电机（22），所述的主轴电机（22）与卧加主轴箱（33）间设有齿轮箱（21），所述的齿轮箱（21）侧边设有与卧加主轴箱（33）相套接的卧加主轴（32），所述的卧加主轴（32）后端设有打刀缸（23），所述的卧加主轴（32）与齿轮箱（21）间设有电机同步带轮（24）。

11.根据权利要求9所述的框架式立卧复合柔性制造装备，其特征在于：所述的卧加立柱（5）侧边设有卧加刀库（27），所述的卧加刀库（27）下端设有卧加刀库支架（26）；所述的卧加主轴组件（4）上端设有与卧加立柱（5）相活动式套接的卧加导向杆（29）。