CN116604363A - 加工中心x轴加长机构及数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了加工中心X轴加长机构及数控机床，涉及数控机床技术领域，包括适配底板，设置有多个连接孔，连接孔用于与不同规格的加工平台连接；加长驱动组件，安装于适配底板上；其中，加长驱动组件包括驱动底座和加长工作台，加长工作台滑动连接于驱动底座上；加长工作台上设置有至少两组装夹组件。根据本发明的加工中心X轴加长机构及数控机床，加长驱动组件安装到加工平台上，通过加长工作台的移动增加数控机床的最大加工范围。加长驱动组件采用模块化结构，能够安装到任意规格的数控机床上，通用性更好，维护难度低。采用加长驱动组件能够大幅降低设备改造成本，低成本实现小规格数控机床加工大尺寸工件的功能效果，实现降本增效。

Description

加工中心X轴加长机构及数控机床

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，特别涉及一种加工中心X轴加长机构及数控机床。

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。控制系统具有控制编码或其他符号指令规定的程序。经运算处理由控制系统发出各种控制信号，控制机床进行不同的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。与传统的加工机床相比，数控机床的加工精度和加工效率更高，被广泛应用在现代化加工行业中。

数控机床的规格根据加工空间大小分为小型、中型和大型机床，小型机床的制造成本低，适用于加工小型工件，并且设备占地空间小，在中小型企业中颇为流行。但小型数控机床的加工空间较小，对于大体积的工件加工需要分段多次加工，工件更换装夹位置耗费时间并且存在对位精度误差问题，影响加工精度。而采用规格更大的加工机床需要增加设备购置成本，不利于企业生产发展。

中国专利CN 201811104571.4中公开一种适合自动化操作的数控铣削机床，其包括机架，机架的下部四角固定设置有缓冲机构，机架的上部设置有门型架，门型架的上部滑动设置有铣削加工头；门型架下方的机架上设置有沿着Y轴延伸的加工台，其中，加工台的后方突出于机架一定距离，加工台的后方与自动上下料机构衔接；其中，加工台包括固定安装在机架上的加工台基体。对数控铣削加工机床的Y轴进行了加长处理，工作台在加工完毕需要自动化换装工件时运动到机床后方，自动化上下料装置可以安装在机床后方运作，对机床调试和维护完全无影响。

上述数控铣削机床的加工台在Y轴方向移动，并加长了Y轴长度，从而增加了加工空间，但Y轴加工台在移动过程中会经过设备龙门区域，不方便工作人员对加工台的工件进行装夹且不方便清理工作台。集成化加长结构导致数控机床无法自由调整加工行程，不利于小型数控机床低成本改造，通用性低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的“Y轴加工台在移动过程中会经过设备龙门区域，不方便工作人员对加工台的工件进行装夹且不方便清理工作台。”以及“集成化加长结构导致数控机床无法自由调整加工行程，不利于小型数控机床低成本改造，通用性低”的技术问题。为此，本发明提出一种加工中心X轴加长机构及数控机床，能够满足不同规格加工平台的加长，通用性高，改造成本低，且适用X轴或Y轴加工平台，加工平台装夹工件更方便，便于维护。

根据本发明的一些实施例的加工中心X轴加长机构，安装于数控机床的加工平台上，包括：

适配底板，可拆卸连接于所述加工平台上，所述适配底板上设置有多个连接孔，所述连接孔用于与不同规格的所述加工平台连接，所述适配底板随所述加工平台同步移动；

加长驱动组件，安装于所述适配底板上，所述适配底板设置有多个安装孔，所述安装孔用于固定所述适配底板和所述加长驱动组件的位置；

其中，所述加长驱动组件包括驱动底座和加长工作台，所述加长工作台滑动连接于所述驱动底座上，所述加长工作台沿所述适配底板的长度方向延伸，所述加长工作台与所述加工平台平行设置，所述加长工作台的中线和所述加工平台的中线位于同一垂线上；

所述加长工作台上设置有至少两组装夹组件，所述装夹组件用于固定所述加长工作台表面的工件位置。

根据本发明的一些实施例，所述加长驱动组件包括驱动机构和传动丝杠，所述驱动机构设置于所述驱动底座一侧，所述传动丝杠一端与所述驱动机构连接，另一端与所述驱动底座的一端连接；所述加长工作台与所述传动丝杠套接，所述驱动机构驱动所述传动丝杠带动所述加长工作台滑动。

根据本发明的一些实施例，所述传动丝杠通过轴承尾座与所述驱动底座连接，所述传动丝杠与所述驱动机构之间通过联轴器传动连接。

根据本发明的一些实施例，所述驱动底座表面两侧设置有导向滑轨，所述传动丝杠位于两所述导向滑轨之间；所述加长工作台与所述导向滑轨之间通过滑块组连接，所述滑块组一侧与所述加长工作台连接，另一侧与所述导向滑轨滑动连接；所述加长工作台和所述传动丝杠之间通过丝杠固定座连接，所述丝杠固定座与所述加长工作台的底部连接，并与所述传动丝杠套接，所述驱动机构驱动所述传动丝杠使所述加长工作台于所述导向滑轨上移动。

根据本发明的一些实施例，单侧所述导向滑轨设置至少两组所述滑块组，两所述滑块组沿所述加长工作台的中部向两侧分布。

根据本发明的一些实施例，所述装夹组件包括定位块和装夹气缸，所述装夹组件沿所述加长工作台延伸方向等间距分布，所述定位块设置于所述加长工作台的一侧，所述装夹气缸设置于所述加长工作台的另一侧。

根据本发明的一些实施例，所述定位块和所述装夹气缸相互错位排列。

根据本发明的一些实施例，所述加长工作台的一端设置有限位挡块，所述限位挡块、所述定位块和所述装夹气缸组成U型加工区域，工件放置于所述U型加工区域中进行装夹。

根据本发明的一些实施例的数控机床，包括上述的加工中心X轴加长机构，所述加工中心X轴加长机构安装于加工平台上，所述数控机床包括Z轴加工机构、二维移动机构和控制组件；

所述Z轴加工机构设置于所述加工中心X轴加长机构上方，所述加工平台安装于所述二维移动机构上；

所述控制组件分别与所述Z轴加工机构、所述二维移动机构和所述加工中心X轴加长机构电连接。

根据本发明的一些实施例，所述二维移动机构包括X轴移动机构和Y轴移动机构，所述加工平台设置于所述X轴移动机构上；所述X轴移动机构沿所述加工平台的长度方向移动，所述Y轴移动机构沿所述加工平台的宽度方向移动。

根据本发明的一些实施例的加工中心X轴加长机构及数控机床，至少具有如下有益效果：所述加长驱动组件安装到所述加工平台上，通过所述加长工作台的移动增加所述数控机床的最大加工范围。所述加长驱动组件采用模块化结构，能够安装到任意规格的所述数控机床上，通用性更好，维护难度低。采用所述加长驱动组件能够大幅降低设备改造成本，低成本实现小规格数控机床加工大尺寸工件的功能效果，实现降本增效。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例加工中心X轴加长机构及数控机床的立体示意图；

图2为本发明实施例加工中心X轴加长机构的第一立体示意图；

图3为本发明实施例加工中心X轴加长机构的第一立体示意图；

图4为本发明实施例加工中心X轴加长机构的剖视图；

图5为本发明实施例加工中心X轴加长机构的局部示意图；

图6为本发明实施例的适配底板的俯视图。

附图标记：

加工平台110、Z轴加工机构120、X轴移动机构130、Y轴移动机构140、

适配底板200、连接孔210、安装孔220、

加长驱动组件300、驱动底座310、轴承尾座311、联轴器312、导向滑轨313、滑块组314、丝杠固定座315、加长工作台320、装夹组件330、定位块331、装夹气缸332、限位挡块340、驱动机构350、传动丝杠360。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右、顶、底等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的加工中心X轴加长机构及数控机床。

如图1-图6所示，加工中心X轴加长机构安装在数控机床的加工平台110上，加工平台110为数控机床装夹工件进行加工的区域。包括适配底板200和加长驱动组件300。

具体地，如图6所示，适配底板200可拆卸连接在加工平台110上，适配底板200上设置有多个连接孔210，连接孔210用于与不同规格的加工平台110连接。适配底板200上预留有不同规格加工平台110对应的连接孔210，工作人员只需要选择对应的连接孔210通过螺栓等固定件把适配底板200与加工平台110连接固定，使两者相对固定，形成一个整体。当加工平台110移动时，适配底板200随加工平台110同步移动，从而保证数控机床内程序设定的加工坐标，保证加工精度。

而加长驱动组件300安装在适配底板200上，适配底板200上设置有多个安装孔220，安装孔220用于固定适配底板200和加长驱动组件300组件的位置，由于数控机床为高精度加工设备，其加工平台110的移动通过二维移动机构控制，为防止增加加工中心X轴加长机构后加工精度下降，需要保证加工平台110上的加装部件连接稳定，实现现对固定。适配底板200上的安装孔220与加长驱动组件300底座的孔位相互对应，通过安装孔220锁紧适配底板200和加长驱动组件300的位置，再固定适配底板200和加工平台110的位置，实现三者的同步位移。

适配底板200的面积大于加长驱动组件300的面积，适配底板200能够遮盖加工平台110和二维移动机构，防止加长驱动组件300上的加工碎屑进入加工平台110和二维移动机构中。加工碎屑会截留在适配底板200上，工作人员只需要使用清扫工具扫除适配底板200表面的碎屑，降低设备维护难度。

其中，加长驱动组件300包括驱动底座310和加长工作台320，加长工作台320滑动连接于驱动底座310上，加长工作台320沿适配底板200的长度方向延伸，加长工作台320与加工平台110平行设置，加长工作台320的中线和加工平台110的中线位于同一垂线上。

具体地，驱动底座310与适配底板200连接，为保证加长工作台320在加工过程中起始坐标与工作台的起始坐标相同，降低加工精度误差。加工平台110的中心垂线与加长工作台320的中心垂线重叠，并且加工平台110的平面与加长工作台320的平面平行。从而使加长工作台320与加工平台110的平面二维坐标重叠。只需要在数控机床内根据两平台之间的高度差对加工程序进行补偿即可，简化加工程序，提高生产效率和加工精度。

加长工作台320上设置有至少两组装夹组件330，装夹组件330用于固定加长工作台320表面的工件位置。装夹组件330能够装夹超长的工件，为工件提供稳定的装家力，防止工件在加工过程中发生位移。

主要应用在小规格的数控机床中，可以满足加工超出机床行程范围的产品。例如数控机床的最大行程只能加工540mm长，通过安装本发明的加工中心X轴加长机构能够使有效长度达到800mm-1100mm，降低购置新设备的投入成本，提高产品结构加工的业务范围，从而达到降本增效的效果。采用模块化结构能够增加机构的通用性，适用于各种规格的数控机床，可以根据不同规格的数控机床加长最大加工范围。与现有非标定制的大范围加工数控机床相比，本发明的加工中心X轴加长机构通用性更好，改造成本更低，有利于后期设备维护。

在本发明的一些实施例中，如图1-图3所示，加长驱动组件300包括驱动机构350和传动丝杠360，驱动机构350设置于驱动底座310一侧，传动丝杠360一端与驱动机构350连接，另一端与驱动底座310的一端连接。在本实施例中，驱动机构350采用伺服电机，数控机床安装本发明的加工中心X轴加长机构后，驱动机构350与数控机床电连接，接入数控机床的控制组件中，能够让数控机床识别加长工作台320加长后的工作范围。数控机床控制组件控制驱动机构350的方法非本发明保护内容，在本实施例中不详细描述。

加长工作台320与传动丝杠360套接，驱动机构350驱动传动丝杠360带动加长工作台320滑动。具体地，加长驱动组件300设置有一组传动丝杠360，传动丝杠360安装在驱动底座310上，驱动机构350与传动丝杠360连接，驱动机构350带动传动丝杠360转动，进而带动加长工作台320滑动。

应理解，采用单组传动丝杠360进行传动并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以根据实际生产需求采用两组传动丝杠360，通过一组驱动机构350或者两组驱动机构350控制加长工作台320，使加长工作台320的位移响应更迅速，避免不同规格的加长工作台320质量大导致移动过程中惯性力影响加长工作台320的移动精度。本发明对传动丝杠360的设置数量不一一赘述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，传动丝杠360的设置数量灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。

在本发明的一些实施例中，如图3和图5所示，传动丝杠360通过轴承尾座311与驱动底座310连接，传动丝杠360与驱动机构350之间通过联轴器312传动连接。

具体地，传动丝杠360的两端需要通过固定部件固定到驱动底座310上，使传动丝杠360能够被驱动机构350驱动旋转。在本实施例中，传动丝杠360与驱动机构350之间通过联轴器312传动，能够让驱动机构350和传动丝杠360之间构筑动力传递路径。当设备进行维护检修时，能够断开传动丝杠360与驱动机构350之间的动力传输，方便工作人员对驱动机构350进行维护。

而传动丝杠360的两端通过轴承尾座311与驱动底座310连接，传动丝杠360在两端轴承尾座311的支撑下能够旋转，驱动机构350通过联轴器312把动力传递到传动丝杠360内实现传动丝杠360的转动，从而带动加长工作台320前后滑动。

在本发明的一些实施例中，如图3-图5所示，驱动底座310表面两侧设置有导向滑轨313，传动丝杠360位于两导向滑轨313之间。具体地，导向滑轨313通过加高底座安装在适配底板200上，使导向滑轨313的高度高于传动丝杠360，避免加长工作台320的底部与传动丝杠360发生干涉，两侧的加高底座还能够防止两侧的加工碎屑进入传动丝杠360中。

加长工作台320与导向滑轨313之间通过滑块组314连接，滑块组314一侧与加长工作台320连接，另一侧与导向滑轨313滑动连接。滑块组314主要负责加长工作台320的承重支撑作用。

加长工作台320和传动丝杠360之间通过丝杠固定座315连接，丝杠固定座315与加长工作台320的底部连接，并与传动丝杠360套接，驱动机构350驱动传动丝杠360使加长工作台320于导向滑轨313上移动。丝杠固定座315座位加长工作台320的驱动结构件，传动丝杠360的旋转力转化为丝杠固定座315的滑动力，使加长工作台320沿导向滑轨313的方向滑动。

在本发明的一些实施例中，如图4和图5所示，单侧导向滑轨313设置至少两组滑块组314，两滑块组314沿加长工作台320的中部向两侧分布。

具体地，由于加长工作台320的重量大，滑块组314需要在不同区域支撑加长工作台320，使加长工作台320的载荷均匀。在本实施例中，每组滑块组314包括至少两组滑块，用于增大滑块组314与加长工作台320的接触面积，从而减少滑块组314与导向滑轨313的接触磨损。

应理解，单侧导向滑轨313采用两组滑块组314并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以根据实际生产需求采用三组或四组滑块组314等，具体根据加长工作台320的长度进行调整。本发明对每侧导向滑轨313的滑块组314数量不一一赘述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，每侧导向滑轨313的滑块组314数量灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。

在本发明的一些实施例中，如图3-图5所示，装夹组件330包括定位块331和装夹气缸332，装夹组件330沿加长工作台320延伸方向等间距分布，定位块331设置于加长工作台320的一侧，装夹气缸332设置于加长工作台320的另一侧。

具体地，每组装夹组件330包括一定位块331和一装夹气缸332，定位块331设置在加长工作台320的一侧，装夹气缸332设置在另一侧，两者相向设置，定位块331和装夹气缸332之间的距离为装夹宽度，定位块331固定在加长工作台320上，装夹气缸332的推板向定位块331靠近，推动工件抵靠定位块331，通过多组装夹组件330的装夹气缸332推动工件，夹紧工件的位置，避免加工过程中工件位移。提高设备加工精度。

在进一步的实施例中，如图2和图3所示，定位块331和装夹气缸332相互错位排列。为了使工件在加长工作台320上的受力均匀，定位块331和装夹气缸332的分布位置错位排列，即装夹气缸332位于两定位块331之间。工件在装夹状态下，整体受力均匀，装夹更加稳定。

在本发明的一些实施例中，如图2-图4所示，加长工作台320的一端设置有限位挡块340，限位挡块340、定位块331和装夹气缸332组成U型加工区域，工件放置于U型加工区域中进行装夹。

具体地，为了方便固定工件的位置，设置限位挡块340阻挡工件的一侧，然后通过装夹气缸332推动工件往定位块331方向靠拢，完成装夹。

本发明的加工中心X轴加长机构主要应用在数控机床增加加工范围的改装上，其中主要应用在加工平台110沿X轴活动的数控设备中。加工中心X轴加长机构安装于加工平台110上，数控机床包括Z轴加工机构120、二维移动机构和控制组件(在附图中未示出)。Z轴加工机构120设置于加工中心X轴加长机构上方，加工平台110安装于二维移动机构上。控制组件分别与Z轴加工机构120、二维移动机构和加工中心X轴加长机构电连接。

二维移动机构包括X轴移动机构130和Y轴移动机构140，加工平台110设置于X轴移动机构130上。X轴移动机构130沿加工平台110的长度方向移动，Y轴移动机构140沿加工平台110的宽度方向移动。

具体地，控制组件与驱动机构350电连接后，在数控设备中能够控制X轴两组电机的工作，使X轴方向的加工范围增加，极大程度提高了小型数控设备的加工范围。加工企业无需购置新设备便能够改变数控机床的最大加工范围。加长驱动组件300采用模块化结构，能够安装到任意规格的数控机床上，通用性更好，维护难度低。采用加长驱动组件300能够大幅降低设备改造成本，低成本实现小规格数控机床加工大尺寸工件的功能效果，实现降本增效。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种加工中心X轴加长机构，安装于数控机床的加工平台（110）上；其特征在于，包括：

适配底板（200），可拆卸连接于所述加工平台（110）上，所述适配底板（200）上设置有多个连接孔（210），所述连接孔（210）用于与不同规格的所述加工平台（110）连接，所述适配底板（200）随所述加工平台（110）同步移动；

加长驱动组件（300），安装于所述适配底板（200）上，所述适配底板（200）设置有多个安装孔（220），所述安装孔（220）用于固定所述适配底板（200）和所述加长驱动组件（300）的位置；

其中，所述加长驱动组件（300）包括驱动底座（310）和加长工作台（320），所述加长工作台（320）滑动连接于所述驱动底座（310）上，所述加长工作台（320）沿所述适配底板（200）的长度方向延伸，所述加长工作台（320）与所述加工平台（110）平行设置，所述加长工作台（320）的中线和所述加工平台（110）的中线位于同一垂线上；

所述加长工作台（320）上设置有至少两组装夹组件（330），所述装夹组件（330）用于固定所述加长工作台（320）表面的工件位置。

2.根据权利要求1所述的加工中心X轴加长机构，其特征在于，所述加长驱动组件（300）包括驱动机构（350）和传动丝杠（360），所述驱动机构（350）设置于所述驱动底座（310）一侧，所述传动丝杠（360）一端与所述驱动机构（350）连接，另一端与所述驱动底座（310）的一端连接；

所述加长工作台（320）与所述传动丝杠（360）套接，所述驱动机构（350）驱动所述传动丝杠（360）带动所述加长工作台（320）滑动。

3.根据权利要求2所述的加工中心X轴加长机构，其特征在于，所述传动丝杠（360）通过轴承尾座（311）与所述驱动底座（310）连接，所述传动丝杠（360）与所述驱动机构（350）之间通过联轴器（312）传动连接。

4.根据权利要求2所述的加工中心X轴加长机构，其特征在于，所述驱动底座（310）表面两侧设置有导向滑轨（313），所述传动丝杠（360）位于两所述导向滑轨（313）之间；

所述加长工作台（320）与所述导向滑轨（313）之间通过滑块组（314）连接，所述滑块组（314）一侧与所述加长工作台（320）连接，另一侧与所述导向滑轨（313）滑动连接；

所述加长工作台（320）和所述传动丝杠（360）之间通过丝杠固定座（315）连接，所述丝杠固定座（315）与所述加长工作台（320）的底部连接，并与所述传动丝杠（360）套接，所述驱动机构（350）驱动所述传动丝杠（360）使所述加长工作台（320）于所述导向滑轨（313）上移动。

5.根据权利要求4所述的加工中心X轴加长机构，其特征在于，单侧所述导向滑轨（313）设置至少两组所述滑块组（314），两所述滑块组（314）沿所述加长工作台（320）的中部向两侧分布。

6.根据权利要求1所述的加工中心X轴加长机构，其特征在于，所述装夹组件（330）包括定位块（331）和装夹气缸（332），所述装夹组件（330）沿所述加长工作台（320）延伸方向等间距分布，所述定位块（331）设置于所述加长工作台（320）的一侧，所述装夹气缸（332）设置于所述加长工作台（320）的另一侧。

7.根据权利要求6所述的加工中心X轴加长机构，其特征在于，所述定位块（331）和所述装夹气缸（332）相互错位排列。

8.根据权利要求6所述的加工中心X轴加长机构，其特征在于，所述加长工作台（320）的一端设置有限位挡块（340），所述限位挡块（340）、所述定位块（331）和所述装夹气缸（332）组成U型加工区域，工件放置于所述U型加工区域中进行装夹。

9.一种数控机床，包括权利要求1至8任意一项所述的加工中心X轴加长机构，其特征在于，所述加工中心X轴加长机构安装于加工平台（110）上，所述数控机床包括Z轴加工机构（120）、二维移动机构和控制组件；

所述Z轴加工机构（120）设置于所述加工中心X轴加长机构上方，所述加工平台（110）安装于所述二维移动机构上；

所述控制组件分别与所述Z轴加工机构（120）、所述二维移动机构和所述加工中心X轴加长机构电连接。

10.根据权利要求9所述的数控机床，其特征在于，所述二维移动机构包括X轴移动机构（130）和Y轴移动机构（140），所述加工平台（110）设置于所述X轴移动机构（130）上；

所述X轴移动机构（130）沿所述加工平台（110）的长度方向移动，所述Y轴移动机构（140）沿所述加工平台（110）的宽度方向移动。