CN114309702B - 一种基于工业自动化的数控机床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机床领域，具体的说是一种基于工业自动化的数控机床，包括外壳、稳定架、刀头、夹座和第一转台，所述外壳前侧右部固定安装有控制模块，所述外壳后侧下部内壁固定安装有第一转台，第一转台前端装配安装有第二转台，第二转台顶端固定安装有夹座，所述外壳顶端内壁固定安装有前后对称的横置模组，横置模组顶端装配安装有纵置模组，纵置模组右侧装配安装有竖置模组。通过夹座的设置，可以对原料进行自动居中夹持，同时顶架左右两侧开设有排废口，可以将挡片顶端碎屑从两侧快捷扫出，避免碎屑堆积，搭配吊轨自动门，保证后期使用的稳定，降低后期清扫维护的难度，最大程度的减小碎屑对活动部件的影响。
Description
技术领域
本发明涉及机床领域，具体说是一种基于工业自动化的数控机床。
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。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
现有的数控机床为适应更灵活的加工要求，自由度很高，但是在保证自由的时候，稳定性仍需要兼顾，保证加工的精度；且在进行原料夹持时，现有的夹持机构采用手动夹持，且调节位置容易进入铁屑，导致后期使用时容易损坏；且在加工中需要频繁更换刀具，而更换不灵活，影响加工效率。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种基于工业自动化的数控机床。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于工业自动化的数控机床，包括外壳、稳定架、刀头、夹座和第一转台，所述外壳前侧右部固定安装有控制模块，所述外壳后侧下部内壁固定安装有第一转台，第一转台前端装配安装有第二转台，第二转台顶端固定安装有夹座，所述外壳顶端内壁固定安装有前后对称的横置模组，横置模组顶端装配安装有纵置模组，纵置模组右侧装配安装有竖置模组，竖置模组与纵置模组之间装配安装有稳定架，所述竖置模组右侧下部固定安装有刀头。
具体的，所述稳定架包括稳定套、矩形架、导杆、滑板、滚轮、压框、球头和导轨，所述矩形架底端侧壁与纵置模组顶端侧壁固定连接，所述矩形架中部贯穿滑动安装有滑板，滑板前后侧壁转动安装有滚轮，滚轮与矩形架底端内壁滚动接触，所述滑板右端固定安装有对称设置的稳定套，稳定套中部滑动安装有导杆，导杆上下两端与竖置模组前后侧壁固定连接，所述滑板左端固定安装有球头，所述纵置模组左侧上部固定安装有与球头配合的导轨，导轨顶端嵌设固定安装有与球头配合的压框。
具体的，所述刀头包括刀具电机、刀头壳、伸缩缸、齿环座、锥齿环、内杆、弹簧和弧管，所述刀头壳右下部固定安装有耐磨座，耐磨座中部转动安装有转接环，转接环右端固定安装有转套，转套中部侧壁转动安装有对称设置的刀座，刀座位于转套内部一端固定安装有锥齿轮，所述刀具电机底端侧壁与刀头壳上侧壁固定连接，所述刀具电机的电机轴外侧中部固定安装有齿键套，齿键套外侧上部转动安装有电磁架，电磁架左端与刀头壳左部内壁固定连接，所述刀具电机的电机轴底端固定安装有主动轮，主动轮顶端固定安装有拉簧，拉簧顶端固定安装有齿圈，齿圈内侧贯穿固定安装有啮合滑套，啮合滑套与齿键套啮合滑接，所述转接环内侧中部固定安装有装配座，装配座左侧壁固定安装有等距排列的内杆，内杆外侧套设滑接安装有弧管，弧管端部固定安装有齿环座，齿环座右侧壁和装配座左侧壁开设有与弧管配合的开槽，所述弧管和内杆外侧套设安装有弹簧，弹簧端部与齿环座内壁固定连接，所述刀头壳内侧左部固定安装有与转接环配合的伸缩缸，伸缩缸底端贯穿耐磨座下部侧壁与转接环装配压接。
具体的，所述夹座包括顶架、底壳、挡片、压杆、盖圈、丝杆电机和联动架，所述底壳固定安装在第二转台顶端，所述底壳内侧中部装配安装有丝杆电机，丝杆电机的丝杆外侧套设安装有左右对称的联动架，联动架中部贯穿固定安装有与丝杆电机配合的丝杆螺母，两个所述丝杆螺母旋向相反，所述底壳内侧中部固定安装有与联动架配合的导片，所述联动架顶端固定安装有等距排列的压杆，压杆顶端固定安装有胶套，所述底壳顶端固定安装有顶架，顶架内部开设有与压杆配合的滑口，所述顶架位于滑口处固定安装有等距排列的挡片，所述压杆上部外侧套设安装有与挡片配合的斜导套，所述压杆外侧位于斜导套上方固定安装有盖圈，盖圈底端侧壁与挡片顶端侧壁紧密接触，所述盖圈和挡片采用磁性橡胶。
具体的，所述外壳前侧开设有操作口，所述外壳位于操作口处装配安装有自动门，自动门采用吊轨门，自动门顶端与外壳前侧部侧壁固定连接，所述自动门底端侧壁与外壳下部侧壁滑动接触。
具体的，所述控制模块通过线束与自动门、竖置模组、纵置模组、横置模组、刀具电机、第一转台、第二转台、伸缩缸、电磁架和丝杆电机分别电性连接，所述刀头壳内侧固定安装有与转接环配合的转动角度传感器，所述控制模块与转动角度传感器电性连接，所述控制模块与外部电源电性连接。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的一种基于工业自动化的数控机床，通过夹座的设置，可以对原料进行自动居中夹持，挡片和盖圈的设置避免加工时碎屑进入，同时顶架左右两侧开设有排废口，可以将挡片顶端碎屑从两侧快捷扫出，避免碎屑堆积，搭配吊轨自动门，保证后期使用的稳定，降低后期清扫维护的难度，最大程度的减小碎屑对活动部件的影响。
(2)本发明所述的一种基于工业自动化的数控机床，刀头的设置，通过刀具电机可以进行多刀头分别独立驱动，同时可以进行快速换刀，结构紧凑，同时为保证换刀后的工作稳定，换刀时对转套的转动角度进行检测，保证等距电机可以刀座对接啮合进行传动，同时伸缩缸伸长，将转接环压紧，保证工作稳定。
(3)本发明所述的一种基于工业自动化的数控机床，稳定架的设置，通过较长的稳定套搭配导杆，充分将纵置模组的振动传导向滑板，滑板通过上下对称的滚轮进行水平滑动，滚轮厚度大，且左右两个同时设置将滑板压紧，并且通过球头的社会组，避免滑板左右移动，吸收左右方向的振动分力，保证纵置模组的稳定，可以保证加工的精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种基于工业自动化的数控机床的整体结构示意图；
图2为基于工业自动化的数控机床的内部示意图；
图3为图2上部的放大示意图；
图4为基于工业自动化的数控机床中刀具电机、刀头壳、转接环和刀座之间的剖视示意图；
图5为基于工业自动化的数控机床中滑板、滚轮、稳定套、导杆、导轨和球头之间的结构示意图。
图6为基于工业自动化的数控机床中底壳、顶架、压杆、联动架、丝杆电机和挡片之间的俯视示意图。
图7为基于工业自动化的数控机床中锥齿环、齿环座、弹簧、内杆和弧管之间的右视示意图。
图8为基于工业自动化的数控机床中底壳、顶架、联动架和压杆之间的主视示意图。
图9为基于工业自动化的数控机床中球头、导轨和滑板之间的主视示意图。
图中：外壳1、控制模块2、自动门3、竖置模组4、稳定套5、矩形架6、纵置模组7、横置模组8、导杆9、刀具电机10、转套11、第一转台12、顶架13、底壳14、第二转台15、刀头壳16、伸缩缸17、转接环18、齿键套19、电磁架20、耐磨座21、装配座22、齿环座23、刀座24、锥齿轮25、啮合滑套26、齿圈27、拉簧28、主动轮29、锥齿环30、内杆31、滑板32、滚轮33、压框34、球头35、导轨36、挡片37、压杆38、盖圈39、丝杆电机40、联动架41、斜导套42、弹簧43、弧管44。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图9所示，本发明所述的一种基于工业自动化的数控机床，包括外壳1、稳定架、刀头、夹座和第一转台12，所述外壳1前侧右部固定安装有控制模块2，所述外壳1后侧下部内壁固定安装有第一转台12，第一转台12前端装配安装有第二转台15，第二转台15顶端固定安装有夹座，所述外壳1顶端内壁固定安装有前后对称的横置模组8，横置模组8顶端装配安装有纵置模组7，纵置模组7右侧装配安装有竖置模组4，竖置模组4与纵置模组7之间装配安装有稳定架，所述竖置模组4右侧下部固定安装有刀头。
所述稳定架包括稳定套5、矩形架6、导杆9、滑板32、滚轮33、压框34、球头35和导轨36，所述矩形架6底端侧壁与纵置模组7顶端侧壁固定连接，所述矩形架6中部贯穿滑动安装有滑板32，滑板32前后侧壁转动安装有滚轮33，滚轮33与矩形架6底端内壁滚动接触，所述滑板32右端固定安装有对称设置的稳定套5，稳定套5中部滑动安装有导杆9，导杆9上下两端与竖置模组4前后侧壁固定连接，所述滑板32左端固定安装有球头35，所述纵置模组7左侧上部固定安装有与球头35配合的导轨36，导轨36顶端嵌设固定安装有与球头35配合的压框34。
所述刀头包括刀具电机10、刀头壳16、伸缩缸17、齿环座23、锥齿环30、内杆31、弹簧43和弧管44，所述刀头壳16右下部固定安装有耐磨座21，耐磨座21中部转动安装有转接环18，转接环18右端固定安装有转套11，转套11中部侧壁转动安装有对称设置的刀座24，刀座24位于转套11内部一端固定安装有锥齿轮25，所述刀具电机10底端侧壁与刀头壳16上侧壁固定连接，所述刀具电机10的电机轴外侧中部固定安装有齿键套19，齿键套19外侧上部转动安装有电磁架20，电磁架20左端与刀头壳16左部内壁固定连接，所述刀具电机10的电机轴底端固定安装有主动轮29，主动轮29顶端固定安装有拉簧28，拉簧28顶端固定安装有齿圈27，齿圈27内侧贯穿固定安装有啮合滑套26，啮合滑套26与齿键套19啮合滑接，所述转接环18内侧中部固定安装有装配座22，装配座22左侧壁固定安装有等距排列的内杆31，内杆31外侧套设滑接安装有弧管44，弧管44端部固定安装有齿环座23，齿环座23右侧壁和装配座22左侧壁开设有与弧管44配合的开槽，所述弧管44和内杆31外侧套设安装有弹簧43，弹簧43端部与齿环座23内壁固定连接，所述刀头壳16内侧左部固定安装有与转接环18配合的伸缩缸17，伸缩缸17底端贯穿耐磨座21下部侧壁与转接环18装配压接。
所述夹座包括顶架13、底壳14、挡片37、压杆38、盖圈39、丝杆电机40和联动架41，所述底壳14固定安装在第二转台15顶端，所述底壳14内侧中部装配安装有丝杆电机40，丝杆电机40的丝杆外侧套设安装有左右对称的联动架41，联动架41中部贯穿固定安装有与丝杆电机40配合的丝杆螺母，两个所述丝杆螺母旋向相反，所述底壳14内侧中部固定安装有与联动架41配合的导片，所述联动架41顶端固定安装有等距排列的压杆38，压杆38顶端固定安装有胶套，所述底壳14顶端固定安装有顶架13，顶架13内部开设有与压杆38配合的滑口，所述顶架13位于滑口处固定安装有等距排列的挡片37，所述压杆38上部外侧套设安装有与挡片37配合的斜导套42，斜导套42方便将挡片37缓和下压，避免调节时冲击损坏挡片37边缘，保证挡片37之间的紧密性，所述压杆38外侧位于斜导套42上方固定安装有盖圈39，盖圈39底端侧壁与挡片37顶端侧壁紧密接触，所述盖圈39和挡片37采用磁性橡胶。
所述外壳1前侧开设有操作口，所述外壳1位于操作口处装配安装有自动门3，自动门3采用吊轨门，自动门3顶端与外壳1前侧部侧壁固定连接，所述自动门3底端侧壁与外壳1下部侧壁滑动接触，采用吊轨门3可以不在下部设置导槽，避免碎屑掉入导槽中，保证后期使用的稳定。
所述控制模块2通过线束与自动门3、竖置模组4、纵置模组7、横置模组8、刀具电机10、第一转台12、第二转台15、伸缩缸17、电磁架20和丝杆电机40分别电性连接，所述刀头壳16内侧固定安装有与转接环18配合的转动角度传感器，所述控制模块2与转动角度传感器电性连接，所述控制模块2与外部电源电性连接。
本发明的工作原理为：
在工作时，将原料夹持在夹座上，夹持时，通过丝杆电机41作为驱动，联动架41中部贯穿固定安装有与丝杆电机40配合的丝杆螺母，两个所述丝杆螺母旋向相反，可以通过丝杆电机41带动联动架41居中对夹，在此过程中由于压杆固定连接于联动架顶端，因此压杆跟随联动架进行运动，进而通过压杆38将原料夹紧；
在进行车铣加工时，原料被放置在顶架13上方，顶架13为开设有矩形开口的平板，压杆38经由开口贯穿顶架13，因为挡片37和盖圈39的存在，会将压杆38移动的路径遮挡，避免加工时碎屑进入，且可以保证压杆38的自由移动，而因为丝杆螺母和联动架装配在底壳14内部，通过顶架13、挡片37和盖圈39与上方的加工区域隔断，丝杆螺母和联动架会被良好的保护，不会有杂物进入，同时顶架38左右两侧开设有排废口，可以将挡片37顶端碎屑从两侧快捷扫出，避免碎屑堆积，且自动门3底端侧壁与外壳1下部侧壁滑动接触，采用吊轨门3可以不在下部设置导槽，避免碎屑掉入导槽中，保证后期使用的稳定，降低后期清扫维护的难度，最大程度的减小碎屑对活动部件的影响；
在进行加工时，当电磁架20不通电时，此时伸缩缸17伸长，将转接环18压紧，通过刀具带电机10带动刀座24转动，在转动时，转接环18和耐磨座21会对刀座24进行限位，并且通过钢珠进行耐磨装配，保证传动稳定和使用寿命，且当需要换刀时，伸缩缸17缩短使得转接环18可以自由滑动，可以通过电池架20通电，将齿圈27向上吸引，使得齿圈27与锥齿环30啮合，通过等距电机10的工作带动转套11整体转动，且在啮合的瞬间，可以通过弹簧43吸收瞬间的冲击力，通过内杆31和弧管44会进行导向，保证吸收冲击的同时进行摩擦消耗冲击力，保证齿圈27与锥齿环30啮合传动稳定，转套11上的四个刀座24可以自由的选择，在刀座24上装上四个钻头，便可以进行快速换刀，同时为保证换刀后的工作稳定，换刀时对转套11的转动角度进行检测，保证等距电机10可以刀座24对接啮合进行传动，同时伸缩缸17伸长，将转接环18压紧，保证工作稳定；
在进行加工时，要对原料和刀具进行灵活地移动，保证加工的自由度，且通过设置稳定架，通过较长的稳定套5搭配导杆9，充分将纵置模组7的振动传导向滑板32，滑板32通过上下对称的滚轮23进行水平滑动，滚轮23厚度大，且左右两个同时设置将滑板32压紧，并且通过球头的设置，搭配压框34和导轨36对球头35进行前后导向，避免滑板32左右移动，吸收左右方向的振动分力，保证纵置模组7的稳定，可以保证加工的精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种基于工业自动化的数控机床，包括外壳(1)、稳定架、刀头、夹座和第一转台(12)，其特征在于：所述外壳(1)前侧右部固定安装有控制模块(2)，所述外壳(1)后侧下部内壁固定安装有第一转台(12)，第一转台(12)前端装配安装有第二转台(15)，第二转台(15)顶端固定安装有夹座，所述外壳(1)顶端内壁固定安装有前后对称的横置模组(8)，横置模组(8)顶端装配安装有纵置模组(7)，纵置模组(7)右侧装配安装有竖置模组(4)，竖置模组(4)与纵置模组(7)之间装配安装有稳定架，所述竖置模组(4)右侧下部固定安装有刀头；
所述稳定架包括稳定套(5)、矩形架(6)、导杆(9)、滑板(32)、滚轮(33)、压框(34)、球头(35)和导轨(36)，所述矩形架(6)底端侧壁与纵置模组(7)顶端侧壁固定连接，所述矩形架(6)中部贯穿滑动安装有滑板(32)，滑板(32)前后侧壁转动安装有滚轮(33)，滚轮(33)与矩形架(6)底端内壁滚动接触，所述滑板(32)右端固定安装有对称设置的稳定套(5)，稳定套(5)中部滑动安装有导杆(9)，导杆(9)上下两端与竖置模组(4)前后侧壁固定连接，所述滑板(32)左端固定安装有球头(35)，所述纵置模组(7)左侧上部固定安装有与球头(35)配合的导轨(36)，导轨(36)顶端嵌设固定安装有与球头(35)配合的压框(34)；
所述刀头包括刀具电机(10)、刀头壳(16)、伸缩缸(17)、齿环座(23)、锥齿环(30)、内杆(31)、弹簧(43)和弧管(44)，所述刀头壳(16)右下部固定安装有耐磨座(21)，耐磨座(21)中部转动安装有转接环(18)，转接环(18)右端固定安装有转套(11)，转套(11)中部侧壁转动安装有对称设置的刀座(24)，刀座(24)位于转套(11)内部一端固定安装有锥齿轮(25)，所述刀具电机(10)底端侧壁与刀头壳(16)上侧壁固定连接，所述刀具电机(10)的电机轴外侧中部固定安装有齿键套(19)，齿键套(19)外侧上部转动安装有电磁架(20)，电磁架(20)左端与刀头壳(16)左部内壁固定连接，所述刀具电机(10)的电机轴底端固定安装有主动轮(29)，主动轮(29)顶端固定安装有拉簧(28)，拉簧(28)顶端固定安装有齿圈(27)，齿圈(27)内侧贯穿固定安装有啮合滑套(26)，啮合滑套(26)与齿键套(19)啮合滑接，所述转接环(18)内侧中部固定安装有装配座(22)，装配座(22)左侧壁固定安装有等距排列的内杆(31)，内杆(31)外侧套设滑接安装有弧管(44)，弧管(44)端部固定安装有齿环座(23)，齿环座(23)右侧壁和装配座(22)左侧壁开设有与弧管(44)配合的开槽，所述弧管(44)和内杆(31)外侧套设安装有弹簧(43)，弹簧(43)端部与齿环座(23)内壁固定连接，所述刀头壳(16)内侧左部固定安装有与转接环(18)配合的伸缩缸(17)，伸缩缸(17)底端贯穿耐磨座(21)下部侧壁与转接环(18)装配压接；
所述夹座包括顶架(13)、底壳(14)、挡片(37)、压杆(38)、盖圈(39)、丝杆电机(40)和联动架(41)，所述底壳(14)固定安装在第二转台(15)顶端，所述底壳(14)内侧中部装配安装有丝杆电机(40)，丝杆电机(40)的丝杆外侧套设安装有左右对称的联动架(41)，联动架(41)中部贯穿固定安装有与丝杆电机(40)配合的丝杆螺母，两个所述丝杆螺母旋向相反，所述底壳(14)内侧中部固定安装有与联动架(41)配合的导片，所述联动架(41)顶端固定安装有等距排列的压杆(38)，压杆(38)顶端固定安装有胶套，所述底壳(14)顶端固定安装有顶架(13)，顶架(13)内部开设有与压杆(38)配合的滑口，所述顶架(13)位于滑口处固定安装有等距排列的挡片(37)，所述压杆(38)上部外侧套设安装有与挡片(37)配合的斜导套(42)，所述压杆(38)外侧位于斜导套(42)上方固定安装有盖圈(39)，盖圈(39)底端侧壁与挡片(37)顶端侧壁紧密接触，所述盖圈(39)和挡片(37)采用磁性橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种基于工业自动化的数控机床，其特征在于：所述外壳(1)前侧开设有操作口，所述外壳(1)位于操作口处装配安装有自动门(3)，自动门(3)采用吊轨门，自动门(3)顶端与外壳(1)前侧部侧壁固定连接，所述自动门(3)底端侧壁与外壳(1)下部侧壁滑动接触。
3.根据权利要求2所述的一种基于工业自动化的数控机床，其特征在于：所述控制模块(2)通过线束与自动门(3)、竖置模组(4)、纵置模组(7)、横置模组(8)、刀具电机(10)、第一转台(12)、第二转台(15)、伸缩缸(17)、电磁架(20)和丝杆电机(40)分别电性连接，所述刀头壳(16)内侧固定安装有与转接环(18)配合的转动角度传感器，所述控制模块(2)与转动角度传感器电性连接，所述控制模块(2)与外部电源电性连接。
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