CN117203019A - 用于独立地处理多个零件的多轴加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够独立地加工多个部件的多轴加工中心，并且本发明的目的是提供一种具有多个台和处理头能够彼此独立地移动的新结构的加工中心。为此，本发明提供一种多轴加工中心，其包括：基部框架(10)；加工台，其设置在基部框架(10)的上部上并固定工件材料；竖直支撑件(32)，其竖直地设置在基部框架(10)的一侧；加工部，其设置在竖直支撑件(32)上并且加工工件材料；以及工具更换设备，其自动更换多个工具(T)，其中，加工台被分成彼此独立地被驱动的第一台(21)和第二台(22)，并且加工部包括设置在竖直支撑件(32)的前部的第一加工部(71)和第二加工部(72)，第一加工部和第二加工部彼此独立地被驱动。在第一台(21)的一侧设置有第一工具更换设备(51)，在第二台(22)的一侧设置有第二工具更换设备(52)。

Description

用于独立地处理多个零件的多轴加工中心

技术领域

本发明涉及一种用于独立地处理多个零件的多轴加工中心，并且更具体地，涉及一种这样的多轴加工中心，其中，允许多个台和多个处理头部独立地移动，使得可以通过一个机床同时处理不同的零件，并且其中，在加工中心的左侧和右侧布置有自动工具更换装置，使得可以简化工具更换装置的结构，并且可以缩短工具更换所需的时间，以提高生产率。

背景技术

加工中心是指配备有自动工具更换器并能够对工件执行各种类型加工的数控机床。

与诸如具有有限处理机构的车床和铣床的一般机床不同，加工中心具有能够用一个机床来执行各种类型加工的优点。也就是说，加工中心可以用一个机床自动地执行诸如车削、铣削、钻孔、镗孔和攻丝等操作。

加工中心可以根据主轴的数量被分为单轴型和多轴型，并且可以根据主轴的安装位置被分为立式和卧式。

在这些类型当中，具有多个主轴的多轴加工中心被广泛使用，因为其具有能够同时处理若干相同类型的小零件的优点。

该加工中心需要选择性地更换各种类型的工具，用于各种类型的自动化处理。为此，加工中心设置有自动工具更换器(ATC)，当完成一个加工过程时，该自动工具更换器能够将安装在主轴上的工具更换成在工具库中等待的工具。

图1和图2示出了设置有多个主轴的立式加工中心的示例。

立式加工中心包括基部框架10、设置在基部框架10的顶部的前部以处理工件的处理台20以及建在基部框架10的顶部上的支撑框架30。

支撑框架30由竖直支撑件32和水平支撑件34构成。此外，处理头部40竖直地设置在水平支撑件34的前部，以处理固定到处理台20的工件。

图1示出了配备有四个处理头部40的加工中心。主轴42设置在每个处理头部40的内部，并且工具T安装在主轴42的下端上。此外，其中容纳有多个工具T的工具更换器50设置在基部框架10的后部处。

处理台20和多个处理头部40设置在加工中心的相对于支撑框架30的前侧，并且工具更换器50布置在加工中心的相对于支撑框架30的后部空间中。

多个主轴42沿竖直方向布置并且被构造成可竖直地移动。多个工具更换器50沿水平方向布置成与多个主轴42交换工具。

也就是说，如果主轴42的数量是四个，则设置四个工具更换器50。此外，在处理台20的两侧设置有碎屑排出路径12，并且在碎屑排出路径12中设置有卸料螺钉14。利用上述结构，可以平滑地排出处理期间产生的碎屑。

然而，在具有上述结构的加工中心中，处理台20由单个台构成，并且四个主轴42由一个主体构成。如图1中所示，在每个处理头部40的两侧设置有头部支撑件46。结果，四个主轴42可以在左右方向(X方向)上一起移动，但是四个主轴42不能独立地移动。这种结构在处理具有相同形状的零件时是有效的，但具有的缺点在于，具有不同形状的零件不能在一个机床中被同时处理。

此外，由于工具更换器50设置在支撑框架30的后部处，因此，需要工具更换器50的工具朝向处理头部40移动，以便更换工具。这造成的缺点在于，用于更换工具的结构复杂，并且必须设置单独的工具更换器。

发明内容

鉴于现有技术中固有的问题，本发明的目的是提供一种新型加工中心，其中，多个台和多个处理头部可以独立地移动。

本发明的另一个目的是提供一种加工中心，其中，允许多个处理头部在左右方向和竖直方向上独立地移动，使得可以在一个机床中同时处理不同的零件。

本发明的又一个目的是提供一种加工中心，其中，简化工具更换器的结构，并且缩短工具更换所需的时间。

为了实现这些目的，提供了一种用于独立地处理多个零件的多轴加工中心，所述多轴加工中心包括：基部框架；处理台，所述处理台设置在所述基部框架的顶部上以固定工件；竖直支撑件，所述竖直支撑件竖直地设置在所述基部框架的一侧；处理部，所述处理部设置在所述竖直支撑件上以处理所述工件；以及工具更换器，所述工具更换器被构造成自动地更换多个工具，其中，所述处理台被分成彼此独立地被驱动的第一台和第二台，所述处理部包括第一处理部和第二处理部，所述第一处理部和所述第二处理部设置在所述竖直支撑件的前部并且彼此独立地被驱动，在所述第一台的一侧设置有第一工具更换器，在所述第二台的一侧设置有第二工具更换器，所述第一工具更换器设置在第一头部的水平移动路径上，使得所述第一头部朝向所述第一工具更换器移动以更换所述工具，所述第二工具更换器设置在第二头部的水平移动路径上，使得所述第二头部朝向所述第二工具更换器移动以更换所述工具，所述第一处理部和所述第二处理部中的每一者被构造成沿着设置在所述竖直支撑件的前部上的上导轨和下导轨在水平方向上移动，在所述第一处理部上方设置有第一竖直驱动部，以使所述第一处理部在竖直方向上移动，在所述第二处理部上方设置有第二竖直驱动部，以使所述第二处理部在所述竖直方向上移动，所述第一竖直驱动部和所述第二竖直驱动部中的每一者由竖直延伸的滚珠丝杠以及被构造成使所述滚珠丝杠旋转的伺服马达构成，所述第一处理部包括第一头部主体以及竖直地设置在所述第一头部主体的前部的第一头部主轴，所述第二处理部包括第二头部主体以及竖直地设置在所述第二头部主体的前部的第二头部主轴，在所述第一头部主轴的上端处设置有伺服马达，在所述第一头部主轴的下端处安装有工具，以处理固定到所述第一台的所述工件，在所述第一处理部的后部处设置有第一水平驱动部，以使所述第一处理部在所述水平方向上移动，在所述第二处理部的后部处设置有第二水平驱动部，以使所述第二处理部在所述水平方向上移动，所述第一水平驱动部由伺服马达构成，以使上滚珠丝杠正向和反向旋转，以使所述第一处理部在所述水平方向上移动，所述第二水平驱动部由伺服马达构成，以使下滚珠丝杠正向和反向旋转，以使所述第二处理部在所述水平方向上移动，在所述第一台的后部处设置有第一台驱动部，以使所述第一台在前后方向上移动，在所述第二台的后部处设置有第二台驱动部，以使所述第二台在所述前后方向上移动，所述第一台驱动部被构造成使左滚珠丝杠正向和反向旋转，以使所述第一台在所述前后方向上移动，所述第二台驱动部被构造成使右滚珠丝杠正向和反向旋转，以使所述第二台在所述前后方向上移动，所述第一工具更换器包括圆形的第一工具盘，所述第一工具盘设置在所述第一台的一侧并且被构造成将多个工具保持在所述第一工具盘上，所述第二工具更换器包括圆形的第二工具盘，所述第二工具盘设置在所述第二台的一侧并且被构造成将多个工具保持在所述第二工具盘上，在所述第一工具盘下方设置有第一驱动部，以使所述第一工具盘旋转，在所述第二工具盘下方设置有第二驱动部，以使所述第二工具盘旋转，在控制箱中单独地设置有第一控制面板和第二控制面板，所述第一控制面板被构造成控制所述第一台、所述第一驱动部和所述第一工具更换器，并且所述第二控制面板被构造成控制所述第二台、所述第二驱动部和所述第二工具更换器。

根据本发明，多个处理头部可以在竖直方向和左右方向上独立地移动，以便独立地处理多个零件。

此外，可以通过单独地驱动处理台并允许多个处理头部在左右方向和竖直方向上独立地移动而在一个机床中独立地处理不同的零件。这使得可以在一个加工中心中操作两个机床。

特别地，可以在左侧和右侧同时处理在左右方向上对称的工件，从而提高生产率。

此外，由于在处理台的左侧和右侧设置有工具更换器，并且使工具盘旋转，因此，可以减少工具更换所需的时间。

此外，由于在工具更换期间不需要使工具移动，因此，无需设置单独的工具更换器。

此外，由于处理头部朝向工具移动并拾取工具，因此，可以简化工具更换器的结构。

附图说明

图1是示出根据现有技术的多轴加工中心的示例的立体图。

图2是图1中所示的加工中心的后立体图。

图3是根据本发明的多轴加工中心的立体图。

图4是根据本发明的多轴加工中心的正视图。

图5是根据本发明的多轴加工中心的左侧视图。

图6是根据本发明的多轴加工中心的左截面图。

具体实施方式

现将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。

在本说明书中，术语“前部”是指竖直支撑件的前侧，而术语“后部”是指竖直支撑件的后侧。

如图3至图5中所示，根据本发明的多轴加工中心包括基部框架10、设置在基部框架10的顶部上以固定工件的处理台、竖直地设置在基部框架10的一侧的竖直支撑件32、设置在竖直支撑件32上以处理工件的处理部、以及被构造成自动地更换多个工具T的工具更换器，其中，处理台被分成彼此独立地被驱动的第一台21和第二台22。

此外，根据本发明的加工中心的处理部包括设置在竖直支撑件32的前部并彼此独立地被驱动的第一处理部71和第二处理部72。

此外，在在第一台21的一侧设置有第一工具更换器51，并且在第二台22的一侧设置有第二工具更换器52。也就是说，根据本发明，第一台21和第二台22彼此独立地被驱动，并且第一处理部71和第二处理部72彼此独立地被驱动。

利用上述结构，可以在一个机床中独立地处理不同的零件。因此，可以在一个加工中心中操作两个机床。

此外，第一处理部71和第二处理部72沿着设置在竖直支撑件32的前部上的上导轨61和下导轨62在水平方向(X方向)上移动。

也就是说，根据本发明的加工中心的第一处理部71和第二处理部72被直接安装在竖直支撑件32的前表面上，以沿着竖直支撑件32移动。

此外，在第一处理部71上方设置有第一竖直驱动部71a，以使第一处理部71在竖直方向(Z方向)上移动。此外，在第二处理部72上方设置有第二竖直驱动部72a，以使第二处理部72在竖直方向(Z方向)上移动。在这方面，第一竖直驱动部71a和第二竖直驱动部72a中的每一者优选地由竖直延伸的滚珠丝杠以及被构造成使该滚珠丝杠旋转的伺服马达构成。

此外，如图6中所示，第一处理部71设置有第一头部主体44。在第一头部主体44的前部竖直地安装有第一头部主轴42。也就是说，第一头部主体44将第一头部主轴42连接到安装有第一竖直驱动部71a的主体。

第二处理部72设置有第二头部主体。在第二头部主体的前部竖直地设置有第二头部主轴。

在第一头部主轴42的上端处设置有伺服马达48，并且在第一头部主轴42的下端处安装有工具T，以处理固定到第一台21的工件。

同时，由于第二头部主轴的结构与第一头部主轴42的结构相同，因此，将省略其详细描述。

利用以上结构，安装在第一头部主轴42的下端处的工具T可以处理固定到第一台21的工件，并且安装在第一头部主轴42的下端处的工具可以处理固定在第二台22的工件。

此外，如图5和图6中所示，在第一处理部71的后部处设置有第一水平驱动部71b，以使第一处理部71沿左右方向(X方向)移动。

此外，在第二处理部72的后部处设置有第二水平驱动部72b，以使第二处理部72沿左右方向(X方向)移动。

在这方面，第一水平驱动部71b由伺服马达构成，以使上滚珠丝杠71d正向和反向旋转。此外，第二水平驱动部72b由伺服马达构成，以使下滚珠丝杠72d正向和反向旋转。

根据上述结构，第一处理部71和第二处理部72可以沿左右方向(X方向)独立地移动。

如图5中所示，在第一台21的后部处设置有第一台驱动部21a，以使第一台21沿前后方向(Y方向)移动。类似地，在第二台22的后部处设置有第二台驱动部，以使第二台22沿前后方向(Y方向)移动。

在这方面，第一台驱动部21a由伺服马达构成，以使左滚珠丝杠21b正向和反向旋转，以使第一台21沿前后方向移动。类似地，第二台驱动部由伺服马达构成，以使右滚珠丝杠22b正向和反向旋转，以使第二台22沿前后方向移动。

利用以上结构，可以在第一台21和第二台22上处理不同的零件。

如图3和图4中所示，根据本发明的加工中心的第一工具更换器51包括圆形的第一工具盘51b，该第一工具盘51b设置在第一台21的一侧并被构造成在该第一工具盘上保持多个工具T。

此外，第二工具更换器52包括圆形的第二工具盘52b，该第二工具盘52b设置在第二台22的一侧并被构造成在该第二工具盘上保持多个工具T。

结果，可以在第一工具盘51b和第二工具盘52b上布置有不同的工具T，以处理不同的零件。

在这方面，在第一工具盘51b下方设置有第一驱动部51a，以使第一工具盘51b旋转。此外，在第二工具盘52b下方设置有第二驱动部52a，以使第二工具盘52b旋转。

第一驱动部51a和第二驱动部52a可以由通过控制箱C中的控制面板控制的伺服马达构成。第一控制面板和第二控制面板被单独地设置在控制箱C中。

在这方面，第一控制面板控制第一台21、第一驱动部71和第一工具更换器51。第二控制面板控制第二台22、第二驱动部72和第二工具更换器52。

同时，根据本发明的加工中心的工具更换器可以采用具有本申请人提交的韩国专利申请No.10-2019-75000中公开的改进的节距补偿结构的多轴机床夹具装置。这提供的优点在于，其易于扩展工具的数量。

如果在加工中心的立柱内部安装有自动工具更换器，则通常工具更换器设置在工具库和主轴之间。

根据本发明，简化了自动工具更换器的结构，因为无需设置单独的工具更换器。

以下，将描述根据本发明的多轴加工中心的效果。

为了方便起见，将仅描述通过将工具T安装在第一处理部71的处理头部上来处理固定至第一台21的工件的过程。

首先，为了将工具T安装在第一处理部71的主轴42的端部上，借助第一工具更换器51的第一驱动部51a使第一工具盘51b旋转，以将期望的工具T定位在指定位置处。也就是说，使第一工具盘51b旋转，使得工具T定位在工具更换位置处(例如，中心右侧位置)。

随后，第一处理部71移动到工具T所在的左侧，使得工具T被自动地安装在处理头部的端部上。当工具被安装时，可以使用气动或电磁阀型安装方法。由于这种工具安装方法在本领域中是公知的，因此，将省略其详细描述。

随后，第一处理部71移动到工件所在的右侧。然后，在使工具旋转并使第一台21移动的同时，根据输入程序处理工件。

此时，第一处理部71在左右方向(X方向)和上下方向(Z方向)上移动，并且第一台21在前后方向(Y方向)上移动，在工件固定到第一台21的同时处理工件。

在下一次处理的情况下，第一处理部71再次向左移动，然后，将使用过的工具T放置在第一工具盘51b上。

随后，第一处理部71被提升到某一高度，然后，使第一工具盘51b旋转，使得用于下一次处理的工具T定位在主轴42下方。

然后，工具T以与之前相同的方式被安装在处理头部上。第一处理部71移动到工件所在的第一台21，并且随后的处理被执行。

同时，第二处理部72以与第一处理部71相同的方式操作，除了在更换工具时第二处理部72向右移动。

如图1和图2中所示，传统的多轴加工中心由作为单元的多个处理头部构成。

也就是说，多个处理头部被构造成同时移动，并且当同时处理具有相同形状的零件时是有效的。然而，传统的多轴加工中心不能同时处理具有不同形状的零件。

此外，在传统的多轴加工中心的后部处设置自动工具更换器，并且在工具更换期间使工具向前移动。结果，存在的缺点在于，工具更换器的结构变得复杂，并且必须设置单独的工具更换器。

相反，根据本发明，第一处理部71和第二处理部72彼此独立地被驱动，并且第一台21和第二台22也彼此独立地被驱动。因此，可以在第一台21和第二台22上同时处理具有不同形状的零件。

在工件在左右方向上是对称的情况下，第一处理部71可以在左侧处理工件的左侧部分，并且可以同时在右侧处理工件的右侧部分，从而显著提高生产率。

此外，在工具更换期间，工具不向前移动，但处理头部移动以拾取工具。这使得可以简化工具更换器的结构。

此外，与传统的加工中心不同的是，无需设置单独的工具更换器。这使得可以缩短工具更换所需的时间。

虽然以上已经描述了本发明的优选实施方式，但本发明不限于上述实施方式。在不脱离权利要求中限定的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改和改变。

Claims (1)

1.一种用于独立地处理多个零件的多轴加工中心，所述多轴加工中心包括：

基部框架(10)；

处理台，所述处理台设置在所述基部框架(10)的顶部上以固定工件；

竖直支撑件(32)，所述竖直支撑件竖直地设置在所述基部框架(10)的一侧；

处理部，所述处理部设置在所述竖直支撑件(32)上以处理所述工件；以及

工具更换器，所述工具更换器被构造成自动地更换多个工具(T)，

其中，所述处理台被分成彼此独立地被驱动的第一台(21)和第二台(22)，

所述处理部包括第一处理部(71)和第二处理部(72)，所述第一处理部和所述第二处理部设置在所述竖直支撑件(32)的前部并且彼此独立地被驱动，

在所述第一台(21)的一侧设置有第一工具更换器(51)，

在所述第二台(22)的一侧设置有第二工具更换器(52)，

所述第一工具更换器(51)设置在第一头部的水平移动路径上，使得所述第一头部朝向所述第一工具更换器(51)移动以更换所述工具，

所述第二工具更换器(52)设置在第二头部的水平移动路径上，使得所述第二头部朝向所述第二工具更换器(52)移动以更换所述工具，

所述第一处理部(71)和所述第二处理部(72)中的每一者被构造成沿着设置在所述竖直支撑件(32)的前部上的上导轨(61)和下导轨(62)在水平方向上移动，

在所述第一处理部(71)上方设置有第一竖直驱动部(71a)，以使所述第一处理部(71)在竖直方向上移动，

在所述第二处理部(72)上方设置有第二竖直驱动部(72a)，以使所述第二处理部(72)在所述竖直方向上移动，

所述第一竖直驱动部(71a)和所述第二竖直驱动部(72a)中的每一者由竖直延伸的滚珠丝杠以及被构造成使所述滚珠丝杠旋转的伺服马达构成，

所述第一处理部(71)包括第一头部主体(44)以及竖直地设置在所述第一头部主体(44)的前部的第一头部主轴(42)，

所述第二处理部(72)包括第二头部主体以及竖直地设置在所述第二头部主体的前部的第二头部主轴，

在所述第一头部主轴(42)的上端处设置有伺服马达(48)，

在所述第一头部主轴(42)的下端处安装有工具(T)，以处理固定到所述第一台(21)的所述工件，

在所述第一处理部(71)的后部处设置有第一水平驱动部(71b)，以使所述第一处理部(71)在所述水平方向上移动，

在所述第二处理部(72)的后部处设置有第二水平驱动部(72b)，以使所述第二处理部(72)在所述水平方向上移动，

所述第一水平驱动部(71b)由伺服马达构成，以使上滚珠丝杠(71d)正向和反向旋转，从而使所述第一处理部(71)在所述水平方向上移动，

所述第二水平驱动部(72b)由伺服马达构成，以使下滚珠丝杠(72d)正向和反向旋转，以使所述第二处理部(72)在所述水平方向上移动，

在所述第一台(21)的后部处设置有第一台驱动部(21a)，以使所述第一台(21)在前后方向上移动，

在所述第二台(22)的后部处设置有第二台驱动部，以使所述第二台(22)在所述前后方向上移动，

所述第一台驱动部(21a)被构造成使左滚珠丝杠(21b)正向和反向旋转，以使所述第一台(21)在所述前后方向上移动，

所述第二台驱动部被构造成使右滚珠丝杠(22b)正向和反向旋转，以使所述第二台(22)在所述前后方向上移动，

所述第一工具更换器(51)包括圆形的第一工具盘(51b)，所述第一工具盘设置在所述第一台(21)的一侧并且被构造成将多个工具(T)保持在所述第一工具盘上，

所述第二工具更换器(52)包括圆形的第二工具盘(52b)，所述第二工具盘设置在所述第二台(22)的一侧并且被构造成将多个工具(T)保持在所述第二工具盘上，

在所述第一工具盘(51b)下方设置有第一驱动部(51a)，以使所述第一工具盘(51b)旋转，

在所述第二工具盘(52b)下方设置有第二驱动部(52a)，以使所述第二工具盘(52b)旋转，

在控制箱(C)中单独地设置有第一控制面板和第二控制面板，

所述第一控制面板被构造成控制所述第一台(21)、所述第一驱动部(71)和所述第一工具更换器(51)，并且

所述第二控制面板被构造成控制所述第二台(22)、所述第二驱动部(72)和所述第二工具更换器(52)。