CN115284043A - 五轴数控加工机床 - Google Patents

Abstract

本申请公开了五轴数控加工机床。该五轴数控加工机床包括用以容纳附件头、垂直换向铣头、数控摆动铣头的功能附件库和用以容纳铣刀的铣刀库，所述功能附件库和铣刀库被配置在工件加工位的同一侧。本技术方案中，在不影响加工过程的情况下，将功能附件库和铣刀库安装在工件加工位的同一侧，这样就大大缩短了换刀行程，减少了刀具夹取来回所消耗的时间，提高了加工设备的工作效率。

Description

五轴数控加工机床

技术领域

本申请涉及数控加工设备的技术领域，尤其涉及五轴数控加工机床。

背景技术

目前，绝大多数的五轴数控加工设备中，刀具附件的种类繁多，根据不同的加工需求，刀具附件需要经常更换，这就导致在刀具附件的夹取过程中会花费一定的时间，从而降低加工效率。

然而，刀具附件的数量众多，为了方便刀具的取放，刀具附件的存储和摆放也是一个困扰的难题。所以需要设计出合适刀库来存储刀具附件，合理地布置刀库和刀具夹取装置的相对位置，使得减少夹取时间，提高加工效率。

发明内容

有鉴于此，本申请提供五轴数控加工机床，能够减少了刀具夹取来回所消耗的时间，提高了加工设备的工作效率。

本申请提供一种五轴数控加工机床，包括用以容纳附件头、垂直换向铣头、数控摆动铣头的功能附件库和用以容纳铣刀的铣刀库，所述功能附件库和铣刀库被配置在工件加工位的同一侧。

可选地，所述数控摆动铣头、垂直换向铣头与滑枕端面处于同一水平线上。

可选地，所述附件头在功能附件库中的安装方向大体沿滑枕的运动方向。

可选地，所述功能附件库的工位沿刀库盘环形排布。

可选地，所述铣刀库的工位被配置成铣刀卧式放置。

以上提供的五轴数控加工机床，在不影响加工范围的情况下，利用空间位置的特点，将双刀库布置在和工件加工位同一侧，便于多附件和多刀具的换取。当刀架到达刀库的换刀位范围时，实现自动换刀。在同侧进行换刀可以很大程度上减少换刀的行程，节省加工过程中换刀的时间成本，从而提高五轴数控加工设备的加工效率。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的五轴数控加工机床的结构示意图。

图2为图1的俯视图

图3为图1在卧式换刀状态下的俯视图。

图4为图1在立式换刀状态下的俯视图。

图5为图4的A向视图。

图6为卧式换刀机构换刀程序图表。

图7为立式换刀机构换刀程序图表。

图8为换附件控制流程设计图。

图9为换刀控制流程设计图。

图10为铣刀库换刀程序流程图。

图11为功能附件库换刀程序流程图。

图12为异库放刀程序流程图。

其中，图中元件标识如下：

1-横梁；2-双立柱；3-滑枕；4-回转机械手；5-功能附件库装置；6-铣刀库装置；7-刀库盘；8-链式输送带；9-数控摆动铣头；10-垂直换向铣头；11-附件头；12-A轴；13-B轴；14-被夹取位；15-等待位；16-待机位。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在五轴数控加工设备中，横梁1可在双立柱2上进行铅垂方向上的直线运动，滑枕3可在横梁1上进行水平方向上的直线运动，回转机械手4可绕着B轴13进行铅垂方向上的回转运动，也可在水平方向上进行横向和纵向移动。

在不干涉加工范围的情况下，将功能附件库装置5固定地安装在五轴数控加工设备的右侧，功能附件库装置5可绕着A轴12在水平方向上作回转运动；将铣刀库装置6也固定落地安装在加工设备的右侧，该装置绕点C可在铅垂方向上作链式循环运动。

在功能附件库装置5中，工位数为10，若有需求工位数可以增加，在刀库盘7中环形阵列布置。为消除刀库盘7中的力平衡的影响，在各个工位上合理安装附件等装置，来使刀库盘7处于一种平衡状态。

为方便滑枕3夹取附件，附件在功能附件库5中的安装方向大体沿滑枕的运动方向即沿铅垂方向，数控摆动铣头9、垂直换向铣头10等与滑枕端面的结合面在同一条水平线上；在铣刀库装置6中，刀库容量为24，所有工位设计为铣刀卧式放置形式，在链式输送带8上等距布置工位，将需要的刀具工位位置移动到和回转机械手4的夹取装置相匹配，实现刀具的夹取。

现在针对一个常见的应用场景中，来阐述本申请数控机床加工的操作过程。应当注意的是，此常见的实施方案不可作为理解本申请所声称所要解决技术问题的必要性特征认定的依据，其仅仅是示范而已。

参考图3、图4、图5，并结合图6-12，五轴数控加工机床的工作方法包括以下几个步骤：

S1、滑枕3抓取附件头11过程；滑枕3沿横梁1水平移动到右侧，功能附件库装置5回转运动将相应的附件头11旋转至功能附件库5的被夹取位14。滑枕3沿铅垂方向下降到功能附件库5的被夹取位14夹取附件头11。

S2、垂直换向铣头10抓取卧式铣刀以及换刀过程；先按照S1在功能附件库装置5中抓取垂直换向铣头10，之后滑枕3沿横梁1水平向左移动到等待位15处。夹取卧式铣刀方式参考图表；回转机械手4在等待机位置16，链式输送带8将卧式铣刀绕C轴旋转到被夹取位，靠近铣刀库装置6的回转机械手4对被夹取位铣刀进行抓刀、拔刀。完成上述铣刀库装置8取刀步骤后，回转机械手4沿铣刀库装置6水平方向平移至等待位15，对垂直换向铣头10上原安装铣头进行抓刀，拔刀，随后回转机械手4旋转180度，将铣头10换下铣刀与链式输送带8换下铣刀进行位置交换，接着机械手对垂直换向铣头10完成装刀。装刀完毕后，回转机械手4离开滑枕3主轴侧，沿铣刀库装置6水平方向平移至待机位16，将换下铣刀装入铣刀库装置6中，完成上述步骤退回到待机位置16处完成整个换刀过程。

S3、数控摆动铣头9抓取立式铣刀以及换刀过程；与S2相比，因为立式铣刀在铣刀库中是卧式摆放，所以在回转机械手4抓取到立式铣刀后移动至待机位16时，回转机械手4需要翻转90度将立式铣头翻转成立式。换刀过程同理，换刀之后，回转机械手4逆向翻转90度将换下的刀具翻转成卧式，进行换刀。

相比于其他的相关技术的五轴数控加工机床，本申请五轴数控加工机床，在原本空间位置就十分有限的厂房中，装置的占用空间更少，并且由于双刀库摆放在同一侧，使得换刀行程更短，换刀时间更少，大大提高了该装置的加工工作效率。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种五轴数控加工机床，其特征在于，包括用以容纳附件头、垂直换向铣头、数控摆动铣头的功能附件库和用以容纳铣刀的铣刀库，所述功能附件库和铣刀库被配置在工件加工位的同一侧。

2.根据权利要求1所述五轴数控加工机床，其特征在于，所述数控摆动铣头、垂直换向铣头与滑枕端面处于同一水平线上。

3.根据权利要求1所述五轴数控加工机床，其特征在于，所述附件头在功能附件库中的安装方向大体沿滑枕的运动方向。

4.根据权利要求1所述五轴数控加工机床，其特征在于，所述功能附件库的工位沿刀库盘环形排布。

5.根据权利要求1所述五轴数控加工机床，其特征在于，所述铣刀库的工位被配置成铣刀卧式放置的形式。

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