CN114952428A - 一种双主轴双工位数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双主轴双工位数控机床，包括机床、数控系统，在所述机床上设置有一序装夹机构和二序装夹机构，所述一序装夹机构和所述二序装夹机构相对设置，所述一序装夹机构的轴线与二序装夹机构的轴线同轴设置；所述二序装夹机构连接第二进给机构（3）；所述一序装夹机构包括带有动力的一序主轴（1），所述二序装夹机构包括带有动力的二序主轴（2），所述第二进给机构（3）包括第二z轴电机（301）。

Description

一种双主轴双工位数控机床

技术领域

本发明涉及数控机床领域,尤其是一种双主轴双工位数控机床。

背景技术

现在加工细长阀杆，都是分别在不同的机床上进行加工，目前，市场上，一般通过8台机床来加工细长阀杆，大概需要40分钟，在一道工序加工完成后需要将阀杆移动到下一台机床继续加工，这种形式工件需要进行几次拆装、浪费时间，效率低，生产成本高，加工精度低下，多台设备需要的空间也大，不能实现从进料到出料的自动化生产。因此，需要一种机床，仅靠一台机床即可以完成从进料到出料的整个工序。

发明内容

为解决上述技术问题, 本发明提供了一种双主轴双工位数控机床，包括机床、数控系统，在所述机床上设置有一序装夹机构和二序装夹机构，所述一序装夹机构和所述二序装夹机构相对设置，所述一序装夹机构的轴线与二序装夹机构的轴线同轴设置；

所述二序装夹机构连接第二进给机构；

所述一序装夹机构包括带有动力的一序主轴，所述二序装夹机构包括带有动力的二序主轴，所述第二进给机构包括第二x轴电机和第二z轴电机。

进一步地，所述二序装夹机构和所述一序装夹机构之间设置有双刀刀组，所述双刀刀组位于第一进给机构上，所述第一进给机构包括第一左x轴电机、第一右x轴电机以及第一z轴电机。

进一步地，所述双刀刀组中的双刀分别位于第一装夹机构的轴线与第二装夹机构的轴线的两侧。

进一步地，所述机台上或者机台的旁边设置有用于取工件的机械手。

有益效果：通过双主轴的设计，在二序加工完成对工件进行加工后，将工件传送到一序进行加工，一序和二序主轴同时对工件进行夹持，进行加工，提高了加工效率，实现了从进料到出料的自动化生产；

二序装夹机构既具有主轴夹持功能，还具有尾座功能，同时具有拔料功能，能够实现多用途，提高了自动化水平。

实现了缩短加工时间，从需要八台设备40分钟到只需要一台设备16分钟完成了设备的加工，极大地提高了工作效率，降低了工作成本。

附图说明

图1为双主轴双工位数控机床的结构示意图；

图2 为双主轴双工位数控机床二序加工结构的结构示意图；

图3 为机床工件上料装置料仓和光滑倾斜台结构示意图；

图4为机床工件下料装置结构示意图；

图5为刀架固定装置结构示意图；

图6 为刀架固定装置中机械装置结构示意图；

图7为机械装置中锁紧块的结构示意图。

其中，1.一序主轴，101.一序主轴电机，2.二序主轴，201.二序主轴电机，3.第二进给机构，301. 第二z轴电机，302. 第二X轴电机，4.第一进给机构，401.第一Z轴电机，402.第一左X向电机，403.第一右X向电机，404.第一X向滑轨，5.刀塔，6.刀架，7.机床Z向滑轨，8.料仓，801.料仓限位板，9.运料部件，901.运输滑轨，902.运输电机，10.卸料部件，101.垂直气缸，102.滑动块，103.机械爪，11.滑道，12. 光滑倾斜台，1201. 倾斜台限位板，13.定位板，14. 位置开关，15.抬料横杆，16.托料板，17.刀盘，18.定位环，1801.定位槽口，19.锁紧块，1901.定位缺口，20.伺服电机，21.锁紧气缸，22.加固块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-7所示，为解决上述技术问题, 本发明提供了一种双主轴双工位数控机床，包括机床、数控系统，在所述机床上设置有一序装夹机构和二序装夹机构，所述一序装夹机构和所述二序装夹机构相对设置，所述一序装夹机构的轴线与二序装夹机构的轴线同轴设置；

所述二序装夹机构连接第二进给机构3；

所述一序装夹机构包括带有动力的一序主轴1，所述二序装夹机构包括带有动力的二序主轴2，所述第二进给机构3包括第二z轴电机301。

进一步地，所述第二进给机构3包括设置于所述机床Z向滑轨7滑动连接的第二Z向滑板、Z向设置于机床床身上的第二Z向丝杠，所述第二Z向滑板的移动由所述第二Z轴电机301驱动；还包括设置于所述第二Z向滑板上的第二X向滑板、X向设置于第二Z向滑板上的第二X向丝杠以及驱动第二X向滑板移动的第二X轴电机302，所述二序装夹机构固定设置在第二X向滑板上。

进一步地，所述二序装夹机构和所述一序装夹机构之间设置有双刀刀组，所述双工加刀刀组中设有双刀，所述双刀为刀塔5和刀架6，分别位于第一装夹机构的轴线与第二装夹机构的轴线的两侧。

所述一序装夹机构固定在机床床身上，所述一序主轴1为主轴中间进料装置，通过上料机构将料棒送到一序主轴1中进行夹持，然后双工双刀刀组对料棒进行一序加工。

一序加工完成后，第二进给机构3通过第二Z轴电机301带动二序装夹机构沿机床Z向滑轨7向接近一序主轴1的方向移动，二序装夹机构的二序主轴2夹持一序主轴1中的料棒，一序主轴1松开夹持，二序主轴2夹紧料棒后第二进给机构3带动二序装夹机构和料棒进行后退，到达合适位置，第二进给机构3定住不动，一序装夹机构对料棒再次夹紧，此时，一序主轴1和二序主轴2的转速相同，且一序主轴1和二序主轴2的轴线同轴设置，然后双刀刀组对料棒进行二序加工。通过双工位和双主轴加工的方式，将料棒由一序装夹机构传递到二序装夹机构，不会出现碰撞或者工件掉落的情形，在提高加工效率的同时，保证了加工质量。二序装夹机构在一序装夹机构传递到二序装夹机构时相当于机械手，对料棒进行夹持；二序装夹机构在二序加工时既有主轴作用，也有尾座作用，实现了多用途。

二序加工完成后，一序主轴1松开料棒，二序主轴2夹持料棒，第二进给机构3带动二序主轴2和料棒沿机床Z向滑轨7向远离一序主轴1的方向移动，实现拔料功能。

本发明中中设置有双工加工刀组，所述刀组包含刀塔和刀架，所述刀塔和所述刀架分别活动位于机床主轴的不同侧，所述刀塔和所述刀架相对设置；所述刀塔和所述刀架能够共同沿机床Z向移动，能够分别相对机床主轴径向移动。

所述双工加工刀组包含刀塔5和刀架6，所述刀塔5和所述刀架6分别位于机床双主轴的不同侧，即刀塔5位于主轴的右侧，刀架6位于主轴的左侧，也可以是刀塔5位于主轴的左侧，刀架6位于主轴的右侧。这里为了容易进行区分表述选择左方设置有刀塔5，右方设置有刀架6，所述刀塔5和刀架6相对设置，所述双工加工刀组位于第一进给机构4上，所述第一进给机构4包括设置于所述机床Z向滑轨7滑动连接的第一Z向滑板、Z向设置于机床床身上的第一Z向丝杠以及驱动第一Z向滑板移动的第一Z轴电机401。

所述第一进给机构4还包括设置于所述第一Z向滑板上的第一X向滑轨404滑动连接的第一X向滑板，所述第一X向滑板设置两个，分别为第一左X向滑板和第一右X向滑板。所述刀塔5位于第一左X向滑板，所述刀架6位于第一右X向滑板，所述第一左X向滑板和第一右X向滑板通过设置在Z向滑板两端的两个X向电机驱动两个X向丝杆分别沿X向左右移动，所述第一左X向滑板由第一左X向电机402驱动第一X向丝杆沿第一X向左右移动，所述第一右X向滑板由第一右X向电机403驱动第一X向丝杆沿第一X向左右移动。

刀塔5和刀架6无论哪个位于主轴的左侧、另一个位于主轴的右侧都是可行的，即刀塔5可以位于第一左X向滑板上，刀架6位于第一右X向滑板，同理，也可以是刀塔5位于第一右X向滑板，刀架6位于第一左X向滑板。

所述刀塔5为机床领域常用刀塔，本领域技术人员可以根据现有技术进行设定。

所述刀架6上设置的刀盘17上圆周阵列设置有多把车刀，通过可旋转可定位的定位刀架使刀盘17能够进行车削和铣方。

通过设置有两个X向滑板能够在二序装夹机构对料棒进行夹料，拔料时，加工刀组分别向远离轴心的方向移动，避免了刀组和主轴的碰撞，避免出现撞刀事故。而且设置两个X向滑板且配置有两个X向电机分别控制刀塔和刀架沿X向的移动，能够选择使用刀塔或者刀架对料棒进行加工，避免了刀塔和刀架的碰撞。通过两个X向滑板和两个X向电机的驱动，所述刀塔5和所述刀架6可以同时对细长轴进行车削，抵消径向受力避免震刀，避免车削变形的问题，同时双刀车削的加工效率高。

双驱动双刀车削，双向同时车削加工细长轴解决震力和车削变形问题，前后刀塔和刀架同时车削抵消径向受力避免震刀，前后刀塔和刀架同时车削是单刀塔机的两倍效率。

通过设置有第一Z向滑板，能够调整刀组和料棒的相对位置，对料棒进行加工。

所述双工加工刀组中刀塔内部结构采用常规机床中电机驱动刀塔5进行换刀以及对料棒进行加工等。

通过设置双工加工刀组，配合双主轴双工位的设置，实现了在一个料棒的两端进行加工，以往的加工是加工完一端后再把料棒加工好的一端再夹入夹盘，通过人工或者机械手的方式或者设置对调装置等方式实现，而本装置可以直接使用二序主轴的机械手的功能，配合双工加工刀组的位置可以进行前后左右的变化调整实现对料棒两端的加工，减少了加工中部件的多余设置，节约了机床空间，而且提高了效率，减少人工。

所述双工加工刀组和所述二序主轴共用一个机床Z轴滑轨，提高了机床整体的加工精度，同时降低了机床对工件长度的要求，增大了机床的加工范围。

本发明中的刀架6包含刀盘17和独立的动力铣轴，以及刀架6的定位装置，能够实现定位车刀和旋转铣方。通过刀架6的定位装置实现定位车刀和旋转铣方的功能转换。所述刀架6的定位装置通过伺服电机20的精准定位和机械装置的定位来实现。

所述定位装置的机械装置包括定位环18，所述定位环18和刀盘17固定连接，通过螺丝钉死刀盘17。所述定位环18上设有定位槽口1801，所述定位槽口1801的俯视图为直角梯形，定位槽口1801的一侧面加工成呈斜切的定位面。

所述定位槽口1801设置为两个，且对称设置，位于定位环18的外圆周处。

所述定位装置的机械装置还包括锁紧块19，所述锁紧块19主体为长方体，所述长方体前部的一个棱边缺失一部分形成斜切平面的定位缺口1901，与所述定位槽口1801的定位面相契合，长方体前部为能够插入定位槽口1801的定位块，所述定位块的俯视图为与定位槽口1801相同的直角梯形。

所述锁紧块19连接气缸或者液缸等动力装置，动力装置带动锁紧块19和定位环18的相对位置关系。气缸或者液缸带动锁紧块前部的定位块前伸至定位环的定位槽口1801内，锁紧块19与定位环18干涉，将刀盘17固定死，所述刀架6能够实现对料棒的车加工。

通过气缸或者液缸等动力装置，带动锁紧块19前部的定位块脱出定位槽口外，所述刀盘17和定位环18可以在伺服电机20的带动下进行旋转，所述刀架实现对料棒的铣方加工，所述刀盘17为圆形，所述刀盘17上圆周径向阵列2把、4把、6把，甚至根据需要可以设置多把刀，可以实现三方、四方、六方甚至多方加工。

通过在定位环18的定位槽口1801处设置斜切的定位面和在锁紧块19的定位块设置斜切的定位缺口1901，能够在进行固定的同时防止卡死，使得定位环18与锁紧块19的脱离顺畅，保证定位装置的定位和旋转功能转换的顺畅。

所述定位装置还包括伺服电机20，实现精准定位，能够控制定位环18的定位槽口1801位置转到与锁紧块19的位置相对准的位置。

所述独立动力铣轴包括所述伺服电机20，所述伺服电机20可以连接联轴器或者同步带，带动轴转动，所述轴带动刀盘17旋转，从而对料棒进行加工。

所述锁紧块19旁边还设置有加固块22，能够加强锁紧块19对定位环18的锁紧功能，防止刀具对工件加工时的相对作用对定位环18和锁紧块19的作用力的突破，增加加固块的设计能够增加刚性和重复定位精度，克服切削带来的冲击力；。

本发明中设置有自动上下料装置，且所述自动上下料装置位于机床同侧，都位于机床主主轴后方，本发明的机床主主轴为二序主轴2。

所述上料装置包括料仓8和滑道11，所述滑道11内设有凹槽，与柱形料棒形状相适配；所述料仓8位置低于滑道11位置，料仓8和滑道11之间设置有光滑倾斜台12，所述光滑倾斜台12的上表面从接近滑道11的方向到远离滑道11的方向呈现上倾态势，所述光滑倾斜台12台面的最低处和滑道11的上边缘齐平；料仓8出口位置低于光滑倾斜台12台面的最高处；

所述光滑倾斜台12的两边设置有倾斜台限位板1201，所述料仓8两边设置有料仓限位板801，所述倾斜台限位板1201和所述料仓限位板801能够将料棒同光滑倾斜台12和料仓8的长度适配，保证料仓8能够平整排放并且按照顺序向滑道11送出。

所述料仓8长度和料棒长度适配，内部呈斜坡设置，料仓8出口位于斜坡底部，料仓8出口下方齐平设置有活动抬料横杆15，抬料横杆15能够在动力作用下将料棒抬起到光滑倾斜台12的最高处，料棒沿光滑倾斜台12滑落至滑道凹槽内。

沿所述滑道11上活动设置有顶杆，顶杆在凹槽内推动料棒送往一序主轴的方向移动。顶杆的可以采用气缸推动。

所述一序主轴采用主轴中间进料装置。所述主轴中间进料装置为专利申请号为2019223805291的专利，具体内容为：一种主轴中间进料装置，所述进料装置包括加料装置和储料加工主轴，所述加料装置与所述储料加工主轴抵接；所述储料加工主轴内部设有进料管、夹紧装置和单向定位导向装置，所述单向定位导向装置设于所述进料管进料口内侧，阻止进料管内的加工料掉出，所述夹紧装置设于所述进料管外侧，所述夹紧装置包括液压油缸和夹具，所述夹具设于所述进料管出口外侧，所述夹具与所述液压油缸通过拉紧装置连接。

所述滑道11后方设置有定位板13。所述定位板13上设置有弹簧。所述顶杆上还设置有位置开关14。顶杆的位置开关到达定位板13处，通过定位板13将顶杆固定住，位置开关14送达信号给数控系统，控制一序主轴1夹紧料棒。料棒夹紧后将顶杆撤回，等待进行下一料棒的推进工作。

所述下料装置包括卸料部件10和运料部件9，所述卸料部件10包括机械爪103，所述机械爪103连接垂直气缸101，通过伺服电机20驱动机械爪103抓住料棒进行卸料，所述垂直气缸101固定连接在滑动块102上；

所述运料部件9包括运输轨道901和托料板16，所述运输轨道901与卸料部件10的滑动块102活动连接，所述滑动块102与运输轨道901滑动连接，所述运输轨道901上设有运输丝杆和运输电机，通过运输丝杆和运输电机带动滑动块在运输轨道901上滑动，从而实现卸料部件10在运料部件9上的整体运动，将料棒运动到所述托料板16的上方，机械爪松开，料棒脱落到托料板16上。

所述下料装置的运输轨道901位于上料装置滑道11的上方，卸料时运料部件9带动料棒的下料方向与上料装置顶杆的上料方向相反。

所述托料板16上设有动力源，所述托料板16上的动力源可以采用皮带传送带或者齿轮传动和电机的组合方式等，这里采用现有技术即可，是本技术领域的技术人员可以根据情况进行选用。随着料棒的增加，托料板表面进行移动，从而带动料棒离开运输滚道的正下方位置，为新料棒腾出空间。

通常上料下料装置通常位于机床的不同侧，一般为机床主主轴后方进料，机床主主轴前方出料，一个大型机床的长度大概是3米左右，那么进出料的距离间隔非常远，需要人工在进料端和出料端来回跟进进行查看，如果同时照看多台机器，会导致工作量增大。通过将机床上下料装置设置在机床一侧，上料和下料均在机床主主轴的后面，实现了后进后出的进料和下料，进料和下料在同一位置，节省人工，好观察，有故障可以及时发现。

通过将上下料装置的工作空间和机床双主轴双工位的加工空间进行了重叠和缩近，能够节省人工。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种双主轴双工位数控机床，包括机床、数控系统，其特征在于，在所述机床上设置有一序装夹机构和二序装夹机构，所述一序装夹机构和所述二序装夹机构相对设置，所述一序装夹机构的轴线与二序装夹机构的轴线同轴设置；

所述二序装夹机构连接第二进给机构（3）；

所述一序装夹机构包括带有动力的一序主轴（1），所述二序装夹机构包括带有动力的二序主轴（2），所述第二进给机构（3）包括第二z轴电机（301）。

2.根据权利要求1所述的双主轴双工位数控机床，其特征在于，所述第二进给机构（3）包括设置于所述机床Z向滑轨（7）滑动连接的第二Z向滑板、Z向设置于机床床身上的第二Z向丝杠，所述第二Z向滑板的移动由所述第二Z轴电机（301）驱动；还包括设置于所述第二Z向滑板上的第二X向滑板、X向设置于第二Z向滑板上的第二X向丝杠以及驱动第二X向滑板移动的第二X轴电机（302）。

3.根据权利要求1所述的一种双主轴双工位数控机床，其特征在于，所述二序装夹机构和所述一序装夹机构之间设置有双工加工刀组，所述双工加工刀组中设有双刀，所述双刀为刀塔（5）和刀架（6），分别位于第一装夹机构的轴线与第二装夹机构的轴线的两侧。

4.根据权利要求2所述的一种双主轴双工位数控机床，其特征在于，第一进给机构（4）包括设置于所述机床Z向滑轨（7）滑动连接的第一Z向滑板、Z向设置于机床床身上的第一Z向丝杠以及驱动第一Z向滑板移动的第一Z轴电机（401）；所述第一进给机构（4）还包括设置于所述第一Z向滑板上的滑轨滑动连接的第一X向滑板，所述第一X向滑板设置两个；所述刀塔（5）和所述刀架（6）在第一X向上可移动的设置，所述两个第一X向滑板通过设置在Z向滑板两端的两个第一X向电机驱动两个第一X向丝杆分别沿第一X向左右移动。

5.根据权利要求3所述的一种双主轴双工位数控机床，其特征在于，所述刀架包含刀盘和定位装置，所述定位装置包括定位环（18），所述定位环（18）和刀盘（17）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种双主轴双工位数控机床，其特征在于，所述定位环（18）上设有定位槽口（1801），所述定位槽口（1801）的一侧面加工成呈斜切的定位面；所述定位装置还包括锁紧块（19），所述锁紧块（19）主体为长方体，所述长方体前部的设有与定位环（18）的定位面相契合的的呈斜切平面的定位缺口（1901）。

7.根据权利要求1所述的一种双主轴双工位数控机床，其特征在于，所述二序主轴的后方设置有自动上料装置和自动下料装置。

8.根据权利要求7所述的一种双主轴双工位数控机床，其特征在于，所述自动上料装置包括料仓（8），和滑道（11），以及顶杆；所述滑道（11）内设有凹槽，料仓（8）和滑道（11）之间设置有光滑倾斜台（12），所述光滑倾斜台（12）的上表面从接近滑道（11）的方向到远离滑道（11）的方向呈现上倾态势，所述光滑倾斜台（12）台面的最低处和滑道（11）的上边缘齐平；料仓（8）出口位置低于光滑倾斜台（12）台面的最高处，料仓（8）出口下方齐平活动设置有抬料横杆（15）；所述顶杆设置在所述凹槽内。

9.根据权利要求7所述的一种双主轴双工位数控机床，其特征在于，所述自动下料装置包括卸料部件（10）和运料部件（9），所述卸料部件（10）包括机械爪（103），所述机械爪（103）连接垂直气缸（101），通过伺服电机（20）驱动机械爪（103）抓住料棒进行卸料，所述垂直气缸（101）连接滑动块（102）；

所述运料部件包括运输轨道（901）和托料板（16），所述运输轨道（901）与滑动块（102）活动连接，所述运输轨道（901）上设有运输丝杆和运输电机。

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