CN114226809A - 一种多轴联动型数控钻铣机床 - Google Patents

Abstract

一种多轴联动型数控钻铣机床，包括底座，底座上沿底座宽度方向滑动设有龙门架，龙门架上端包括滑动布置的横柱，且横柱滑动方向竖直，其前端水平滑动设有钻铣系统，用于完成工件的钻铣工作，钻铣系统相对于底座能够前后、左右及上下移动，减小了待加工工件的装夹次数，提高了生产效率，钻铣系统通过横移单元与横柱连接，横移单元前端转动连接有转动单元，转动单元一侧转动连接有钻铣单元，钻铣单元能够绕平行于底座长度方向的轴线转动，且能够在转动单元带动下绕垂直于底座长度方向的轴线转动，工件仅需一次装夹，既能够实现其上端、左右及前后端面的加工工作，且能完成固定角度的加工工作，增加了装置的实用性，提高了工件的加工效率。

Description

一种多轴联动型数控钻铣机床

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，具体为一种多轴联动型数控钻铣机床。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，目前被广泛用于各类机械零部件、建材等的加工工厂中，随着发展的需要，为增加数控机床的功能性，多轴机床也逐渐出现在市场中，代替了传统的两轴或三轴机床。

例如中国专利CN202110313712.9就公开了一种多轴联动的多轴机床，该机床的加工装置能够在导轨作用下实现上下及左右方向的移动，而且夹具能够带动工件绕竖直方向转动，实现多轴加工，这种的设置方法也是市面上常见的多轴机床的设置方法，多轴的设计增加了装置的实用性，但是在实际生产加工中，该装置仍然只能对工件的上表面进行加工，要想加工侧面，仍需取下工件进行重新装夹，不仅耗费时间，重新装夹后为保证加工精度，还需对工件进行重新定位，严重影响了加工效率，而且当工件长度较长时，例如工业铝型材的钻孔工作，由于工件较长，不可能随夹具旋转，就导致需要更多的装夹次数，加工起来就显得更加困难。

而中国专利CN202120836081.4就公开了一种双头多轴向联动铝型材加工机床，将铝型材放置至机床上，通过三轴移动座带动加工装置移动，实现长度较长工件的加工工作，但是该装置仍然只能对工件的上表面进行线性的加工，要想加工侧面，只能重新装夹定位，仍不能减少装夹次数，进而不能有效提高加工效率。

所以，结合市面上的多轴加工机床来看，其轴向移动的轴线均为线性的，既装置再一次装夹后仅能完成单面加工操作，要想一次装夹实现多面加工，就选装更多的加工装置，这显然是及其耗费生产成本的，且操作难度也极大，而且针对目前市面上的多轴机床来看，其不具备任何改造动机，结构也不具备任何改造空间。

发明内容

为解决上述现有数控钻铣机床加工功能较为单一，不适合加工较长的待加工工件，例如长方形型材的加工，同时单次加工只能加工工件的上表面，不能完成一定角度的加工，且单面加工完成后，进行其他面的加工时需要重新装夹定位，导致加工效率较低的问题，本发明提供了一种多轴联动型数控钻铣机床。

本发明技术方案如下：

一种多轴联动型数控钻铣机床，包括底座、龙门架和夹紧装置，所述底座水平布置，其上端沿其长度方向竖直设有龙门架，所述夹紧装置用于夹紧待加工工件，其位于底座上部前端，所述龙门架上端前侧设有钻铣系统，用于待加工工件的钻铣工作。

如上所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，所述龙门架包括位于其两端的两个立柱，所述立柱下端与底座滑动连接，且滑动方向垂于龙门架的布置方向，两个立柱上端之间滑动连接有横柱，且所述横柱滑动方向竖直，所述钻铣系统与横柱滑动连接，滑动方向平行于龙门架的布置方向，使钻铣系统相对于底座能够前后、左右及上下移动，增加了装置的实用性，减小了待加工工件的装夹次数，提高了生产效率。

作为优选的，所述立柱与底座、立柱与横柱、钻铣系统与横柱的滑动连接方式包括导轨与滑槽配合连接，且滑槽一侧设有平移驱动装置，所述导轨形状包括齿条状，所述平移驱动装置动力端为与齿条相配合的齿轮状，通过齿轮与齿条的配合实现沿导轨的滑动动作，仅控制电机既能实现钻铣系统的位移，使控制更加简单，且导轨滑槽的连接方式使得装置连接更加简单方便。

如上所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，所述钻铣系统通过横移单元与龙门架滑动连接，所述横移单元前端转动连接有转动单元，所述转动单元转轴垂直于钻铣系统滑动方向，所述转动单元一侧转动连接有钻铣单元，且所述钻铣单元转动轴线垂直于转动单元转动轴线。

进一步的，所述横移单元通过第一连接块与横柱滑动连接，所述第一连接块远离横柱一端转动连接有第一转接轴，所述第一转接轴形状包括圆柱状，且轴线与横柱垂直，其一端伸入第一连接块内部且与第一连接块转动连接，另一端水平指向装置前方且固定连接有转动单元，所述第一连接块一侧设有转动驱动装置，所述转动驱动装置伸入第一连接块内部且通过传动部件驱动第一转接轴转动，进而带动转动单元转动。

进一步的，所述转动单元通过第二连接块与第一转接轴固定连接，所述第二连接块一侧转动连接有第二转接轴，所述第二转接轴形状包括圆柱状，且轴线与第一转接轴轴线垂直，其一端伸入第二连接块内部且与第二连接块转动连接，另一端水平指向第二连接块外侧且连接有钻铣单元，所述第二连接块一侧设有转动驱动装置，所述转动驱动装置伸入第二连接块内部且通过传动部件驱动第二转接轴转动，进而带动钻铣单元转动，通过第一转接轴、第二转接轴能够带动钻铣单元在垂直、平行于底座长度方向的平面内转动，真正意义上实现了多角度加工，使加工工件时，仅需一次装夹，既能够实现其上端、左右及前后端面的加工工作，而且还能完成固定角度的加工工作，大大增加了装置的实用性，提高了代加工工件的加工效率。

如上所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，所述钻铣单元通过转接部与转动单元转动连接，且所述转接部远离转动单元一侧滑动设有钻铣模块，且所述钻铣模块滑动方向垂直于钻铣单元转动方向，该滑动连接用于实现钻铣工作中钻铣模块的进给工作，进而完成工件的加工工作。

进一步的，所述转接部与钻铣模块之间的滑动连接方式包括导轨与滑槽配合连接，且滑槽一侧设有平移驱动装置，所述导轨为齿条状，所述驱动装置动力端为与齿条相配合的齿轮状，通过齿轮与齿条的配合实现沿导轨的滑动动作。

进一步的，所述钻铣单元通过转盘与第二转接轴固定连接，且所述第二连接块远离横柱一端在转盘上的投影位于转盘外边缘内侧，使在加工工件侧面时，第二连接块的设置不会影响转盘的转动，同时保证了钻铣模块具有有效的进给距离。

进一步的，所述转盘与横柱的间距不小于第一连接块外端与横柱的间距，防止第一连接块的设置影响转盘随第二连接块的转动，保证了装置的使用效果。

如上所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，所述钻铣模块包括进给块和钻铣装置，所述钻铣模块通过进给块与转盘滑动连接，所述进给块形状包括L形，其竖直一端与转盘滑动连接，所述钻铣装置竖直设于进给块水平端的中部，这样分开设计，使钻铣装置的更换和安装更加方便。

作为优选的，所述钻铣装置包括钻头，其随龙门架移动至钻铣机床最后端且钻头竖直向下时，所述钻头在底座上的竖直投影，与底座前端的距离不大于底座宽度的1/2，使工件较大时，钻铣装置仍具有较大的位移空间，增加了装置的适用性。

如上所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，所述夹紧装置包括第一夹紧组件，所述第一夹紧组件包括多爪定心卡盘，其位于底座上端中部，所述第一夹紧组件的至少一侧还设有第二夹紧组件，所述第二夹紧组件包括第二夹紧台，所述第二夹紧台上端的前后两侧均设有夹紧块，使在加工较长的工件时，例如加工长方形型材时，工件的装夹更为方便牢固。

如上所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，所述钻铣机床一侧还设有控制面板，用于输入编程信息，根据编程信息完成工件的加工工作。

本发明的有益效果在于：本发明为一种多轴联动型数控钻铣机床，钻铣系统能够完成沿横柱的横向滑动、随横柱竖直升降动作及随立柱纵向移动动作，减少了工件的装夹次数，增加了装置的适用性，同时，钻铣模块能够随第二连接块绕垂直于横柱方向的轴线转动，且能够绕垂直于第一转接轴轴线方向的轴线转动，使其不仅能够加工零件上表面，零件的上端面、前后及左右端面均能够通过一次装夹完成零件的加工工作，而且能够呈固定角度对工件进行加工，无需二次或多次装夹定位，大大提高了工件的加工效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

在附图中：

图1为实施例中钻铣机床的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的右视图；

图4为图1的俯视图；

图5为实施例中钻铣系统的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、底座，2、龙门架，21、第一导轨，22、立柱，221、立柱驱动机，23、横柱，231、第三导轨，232、横柱驱动机，3、钻铣系统，31、横移单元，311、第一连接块，312、横移驱动机，313、第一转动驱动机，314、第一转接轴，32、转动单元，321、第二连接块，322、第二转动驱动机，323、第二转接轴，33、钻铣单元，331、转盘，332、进给块，3321、进给驱动机，333、钻铣装置，4、第一夹紧组件，5、第二夹紧组件。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例

本实施例提供了一种多轴联动型数控钻铣机床，参见图1，包括底座1、龙门架2和夹紧装置，所述底座1水平布置，其上设有龙门架2，所述龙门架2上还设有钻铣系统3，用于待加工零件的钻铣加工工作，所述夹紧装置位于底座1上部前端，用于待加工工件的夹紧固定工作。

本实施例中，结合图2，所述底座1为长方形板结构，其水平布置，所述龙门架2包括位于其两端的两个立柱22及位于两立柱22之间的横柱23。

进一步的，所述底座1上部两侧沿底座1宽度方向设有第一导轨21，所述立柱22底端设有与第一导轨21相配合的第一滑槽，通过所述第一导轨21与第一滑槽的配合，将两立柱22分别竖直滑动连接于底座1两侧。

进一步的，两个所述立柱22内侧上端均竖直设有第二导轨，所述横柱23为中空长方形柱结构，其两端均竖直设有与第一导轨21相配合的第二滑槽，通过第一导轨21与第一滑槽的配合将横柱23呈水平状的滑动连接于两立柱22之间，且能够在两立柱22之间竖直上下平移。

进一步的，结合图3、图4，所述立柱22下端内侧设有立柱驱动机221，所述横柱23后侧两端均设有横柱驱动机232，所述第一导轨21、第二导轨上端面均为齿条结构(图未示)，所述立柱驱动机221、横柱驱动机232传动端分别伸入至立柱22、横柱23内，且连接有与齿条相配合的齿轮结构，通过立柱驱动机221、横柱驱动机232的转动，来带动龙门架2沿底座1宽度方向平移和横柱23竖直方向的升降，通过齿轮与齿条的配合实现沿导轨的滑动动作，仅控制电机既能实现钻铣系统3的位移，使控制更加简单，且导轨滑槽的连接方式使得装置连接更加简单方便。

本实施例中，所述横柱23前端水平设有第三导轨231，所述钻铣系统3通过第三导轨231与横柱23水平滑动连接。

进一步的，结合图5、图6，所述钻铣系统3包括横移单元31、转动单元32和钻铣单元33，所述钻铣系统3通过横移单元31与横柱23滑动连接，所述横移单元31前端转动连接有转动单元32，所述转动单元32的转动轴线垂直于钻铣单元33滑动方向，所述转动单元32一侧转动连接有钻铣单元33，且所述钻铣单元33转动轴线垂直于转动单元32转动轴线。

进一步的，所述横移单元31包括第一连接块311，所述第一连接块311为方形中空块状结构，其后端水平设有与第三导轨231相配合的第三滑槽，通过两者的配合将第一连接块311与横柱23滑动连接，所述第一连接块311前端转动连接有第一转接轴314，所述第一转接轴314为柱状结构，其一端与第一连接块311前端转动连接，另一端水平指向第一连接块311前方且连接有转动单元32。

进一步的，所述第一连接块311上端竖直设有横移驱动机312，所述第三导轨231为齿条结构(图未示)，所述横移驱动机312传动端伸入至第一连接块311内，且连接有与齿条相配合的齿轮结构，通过横移驱动机312的转动，来带动第一连接块311沿横柱23水平移动，通过齿轮与齿条的配合实现沿导轨的滑动动作，仅控制电机既能实现钻铣系统3的位移，使控制更加简单，且导轨滑槽的连接方式使得装置连接更加简单方便，所述钻铣系统3相对于底座1前后、左右及上下移动，增加了装置的实用性，减小了待加工工件的装夹次数，提高了生产效率。

进一步的，所述第一连接块311一侧还设有第一转动驱动机313，所述第一转接轴314与第一连接块311连接一端伸入第一连接块311内部，所述第一转动驱动机313传动端也伸入至第一连接块311内部且通过锥齿轮结构与第一转接轴314连接，通过第一转动驱动机313转动能够带动第一转接轴314转动。

进一步的，所述转动单元32包括第二连接块321，所述第二连接块321为中空方形块状结构，其后端与第一转接轴314外端固定连接，所述第二连接块321一侧转动连接有第二转接轴323，所述第二转接轴323为柱状结构，其一端与第二连接块321一侧转动连接，另一端水平指向第二连接块321外侧且连接有钻铣单元33。

进一步的，所述第二连接块321上端还设有第二转动驱动机322，所述第二转接轴323与第二连接块321连接一端伸入第二连接块321内部，所述第二转动驱动机322传动端也伸入至第二连接块321内部且通过锥齿轮结构与第二转接轴323连接，通过第二转动驱动机322转动能够带动第二转接轴323转动，通过第一转接轴314、第二转接轴323能够带动钻铣单元33在垂直、平行于底座1长度方向的平面内转动，真正意义上实现了多角度加工，使加工工件时，仅需一次装夹，既能够实现其上端、左右及前后端面的加工工作，而且还能完成固定角度的加工工作，大大增加了装置的实用性，提高了代加工工件的加工效率。

进一步的，所述钻铣单元33包括转盘331，所述转盘331竖直布置，其一端与第二转接轴323固定连接，且转盘331轴线与第二转接轴323轴线共线，转盘331另一端滑动连接有钻铣模块，该滑动连接用于实现钻铣工作中钻铣模块的进给工作，进而完成工件的加工工作。

需要说明的是，所述第二连接块321远离横柱23一端在转盘331上的投影位于转盘331外边缘内侧，使再加工工件测面时，第二连接块321的设置不会影响转盘331的转动，同时保证了钻铣模块具有有效的进给距离，同时，所述转盘331与横柱23的间距不小于第一连接块311外端与横柱23的间距，防止第一连接块311的设置影响转盘331随第二连接块321的转动，保证了装置的使用效果。

进一步的，所述转盘331远离第二转接轴323一端中部向外凸起设有第四导轨，所述钻铣模块包括进给块332和钻铣装置333，所述进给块332包括L形板状结构，其竖直一端的外侧竖直设有与第四导轨相配合的第四滑槽，通过两者配合将进给块332与转盘331滑动连接，进给块332水平一端的中部竖直设有钻铣装置333。

进一步的，所述进给块332一侧设有进给驱动机3321，所述第四导轨一为齿条结构(图未示)，所述进给驱动机3321传动端伸入至进给块332内，且连接有与齿条相配合的齿轮结构，通过进给驱动机3321的转动，来带动进给块332沿第四导轨滑动，进而带动钻铣装置333移动，所述钻铣装置333包括钻机，所述钻机传动端穿过进给块332且连接有钻头，在进给块332带动下，钻头朝向待加工工件移动，完成工件的钻铣工作。

作为优选的，所述钻头随龙门架2移动至钻铣机床最后端且钻头竖直向下时，所述钻头在底座1上的竖直投影，与底座1前端的距离小于底座1宽度的1/2，使工件较大时，钻铣装置333仍具有较大的位移空间，增加了装置的适用性。

本实施例中，所述夹紧装置包括第一夹紧组件4，所述第一夹紧组件4为三转定心卡盘，其竖直设于底座1上部，且位于底座1前端中部，所述三爪定心卡盘包括卡台及其上方的夹爪，用于工件的加紧工作，作为优选的，所述第一夹紧组件4两侧还设有两个第二夹紧组件5，所述第二夹紧组件5包括夹紧台，所述夹紧台形状包括方形，其高度与卡台高度相同，所述夹紧台上端的前后两侧呈相对的设有夹紧块，用于长度较长型材的夹紧工作，而且在加工较长的工件时，工件的装夹更为方便牢固。

本实施例中，所述钻铣机床一侧还设有控制面板(图未示)，用于输入编程信息，使装置能够根据编程信息完成工件的加工工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，包括底座(1)、龙门架(2)和夹紧装置，所述底座(1)水平布置，其上端沿其长度方向竖直设有龙门架(2)，所述夹紧装置用于夹紧待加工工件，其位于底座(1)上部前端，所述龙门架(2)上端前侧设有钻铣系统(3)；

所述龙门架(2)包括位于其两端的两个立柱(22)，所述立柱(22)下端与底座(1)滑动连接，且滑动方向垂于龙门架(2)的布置方向，两个立柱(22)上端之间滑动连接有横柱(23)，且所述横柱(23)滑动方向竖直，所述钻铣系统(3)与横柱(23)滑动连接，滑动方向平行于龙门架(2)的布置方向；

所述钻铣系统(3)通过横移单元(31)与龙门架(2)滑动连接，所述横移单元(31)前端转动连接有转动单元(32)，所述转动单元(32)转轴垂直于钻铣系统(3)滑动方向，所述转动单元(32)一侧转动连接有钻铣单元(33)，且所述钻铣单元(33)转动轴线垂直于转动单元(32)转动轴线；

所述钻铣单元(33)通过转接部与转动单元(32)转动连接，且所述转接部远离转动单元(32)一侧滑动设有钻铣模块，且所述钻铣模块滑动方向垂直于钻铣单元(33)转动方向；

所述钻铣机床还包括若干驱动装置，所述钻铣模块包括钻铣装置(333)，所述钻铣装置(333)能够在驱动装置带动下完成竖直方向的升降、水平方向的左右平移及前后平移，且能够完成转动轴线垂直于钻铣系统(3)滑动方向、转动轴线垂直于转动单元(32)转动轴线的转动动作，在多轴联动作用下完成工件的多角度钻铣工作。

2.根据权利要求1所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述立柱(22)与底座(1)和/或立柱(22)与横柱(23)和/或钻铣系统(3)与横柱(23)和/或转接部与钻铣模块之间的滑动连接方式包括导轨与滑槽配合连接，且滑槽一侧设有平移驱动装置，所述导轨为齿条状，所述平移驱动装置动力端为与齿条相配合的齿轮状，通过齿轮与齿条的配合实现沿导轨的滑动动作。

3.根据权利要求1所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述横移单元(31)通过第一连接块(311)与横柱(23)滑动连接，所述第一连接块(311)远离横柱(23)一端转动连接有第一转接轴(314)；

所述转动单元(32)通过第二连接块(321)与第一转接轴(314)连接，其一侧转动设有第二转接轴(323)，所述钻铣单元(33)转动连接于第二转接轴(323)外端。

上述转接轴与连接块转动连接一端均伸入连接块内部，连接块的外侧设有转动驱动装置，转动驱动装置传动端伸入连接块内部通过传动部件驱动转接轴转动。

4.根据权利要求3所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述钻铣单元(33)通过转盘(331)与第二转接轴(323)连接，且所述第二连接块(321)远离横柱(23)一端在转盘(331)上的投影位于转盘(331)外边缘内侧。

5.根据权利要求4所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述转盘(331)与横柱(23)的间距不小于第一连接块(311)外端与横柱(23)的间距。

6.根据权利要求5所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述钻铣模块通过进给块(332)与转盘(331)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述进给块(332)形状包括L形，其竖直一端与转盘(331)滑动连接，所述钻铣模块还包括钻铣装置(333)，其竖直设于进给块(331)水平端的中部。

8.根据权利要求7所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述钻铣装置(333)包括钻头，其随龙门架(2)移动至钻铣机床最后端且钻头竖直向下时，所述钻头在底座(1)上的竖直投影，与底座(1)前端的距离不大于底座(1)宽度的1/2。

9.根据权利要求1所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述夹紧装置包括第一夹紧组件(4)，所述第一夹紧组件(4)包括多爪定心卡盘，其位于底座(1)上端中部，所述第一夹紧组件(4)的至少一侧还设有第二夹紧组件(5)，所述第二夹紧组件(5)包括第二夹紧台，所述第二夹紧台上端的前后两侧均设有夹紧块。

10.根据权利要求1所述的一种多轴联动型数控钻铣机床，其特征在于，所述钻铣机床一侧还设有控制面板。

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