CN201848569U - 多工位可调速数控钻床的刀具装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多工位可调速数控钻床的刀具装置，包括多个整体式刀具单元，每个整体式刀具单元分别连接进给伺服电机，通过进给伺服电机控制整体式刀具单元中刀具的进给，进给伺服电机与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对进给伺服电机的控制，能够精确控制刀具的进给量和进给速度；每个整体式刀具单元设置有调速电机，通过调速电机控制刀具的转速；调速电机与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对调速电机的控制，能够控制刀具的旋转速度。本实用新型各个钻头之间相互独立并且循环连续，可以实现一个工人在一个位置按流水线的形式完成一个零件的多个孔加工工序任务，大大提高了生产效率。

Description

多工位可调速数控钻床的刀具装置

技术领域

本实用新型涉及一种数控机床，具体涉及一种多工位可调速数控钻床的刀具装置。

背景技术

钻床在现代工业中得到广泛的应用，一般可以分为普通钻床和数控钻床。普通钻床虽然操作简单，但是由于人工操作的缘故，很难做到精确定位和高精度加工，同时生产效率和生产质量受到很大限制。数控钻床应用到现代先进技术，具有定位准确、加工精度和效率高等特点。目前的数控钻床多数为单头钻床或者多头单工位钻床，很难实现同一零件在一次装夹下完成多步工序并且可以实现多个零件同时加工各自的工序，这样就很难做到多步工序流水线化，无法很好的提高加工效率，精度上也很难满足要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多工位可调速数控钻床的刀具装置，它可以同时加工多个零件，并且可以实现一次装夹下连续加工不同工序。

为解决上述技术问题，本实用新型多工位可调速数控钻床的刀具装置的技术解决方案为：

包括多个整体式刀具单元，每个整体式刀具单元分别连接进给伺服电机，通过进给伺服电机控制整体式刀具单元中刀具的进给；进给伺服电机与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对进给伺服电机的控制，能够精确控制刀具的进给量和进给速度；

每个整体式刀具单元设置有调速电机，通过调速电机控制刀具的转速；调速电机与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对调速电机的控制，能够控制刀具的旋转速度。

所述整体式刀具单元还包括丝杠、滑块、刀具夹具，所述进给伺服电机的输出轴连接丝杠，滑块活动设置于丝杠上，滑块能够沿丝杠上下移动；滑块与所述调速电机固定连接，调速电机与刀具夹具固定连接，刀具夹具装夹有所述刀具。

所述多个整体式刀具单元通过支撑架与刀具装置固定平台连接。

所述刀具为钻头、扩刀、铰刀、镗刀或磨刀中的一种或几种。

本实用新型可以达到的技术效果是：

本实用新型可以在同一时刻同时加工多个零件，并且通过回转工作台的回转，完成同一个孔或孔系的钻孔、扩孔、铰孔、镗孔或磨孔等工序的加工，以此可以做到多工位流水线式零件加工，提高生产效率，减少用工数量。

本实用新型的刀具进给运动和回转工作台运动由伺服电机控制，能够提高加工精度。

本实用新型能够在一台钻床上完成几个工序的加工，并且同时加工几个零件，实现高生产效率、高精度加工。

本实用新型各个钻头之间相互独立并且循环连续，可以实现一个工人在一个位置按流水线的形式完成一个零件的多个孔加工工序任务，大大提高了生产效率，而且同一个零件可以在一次装夹下完成多个工序的加工，很好的控制了孔加工的定位误差。

本实用新型多刀具的组合安装使机床整体结构合理紧凑，大大节省了机床的占地空间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是安装有本实用新型的多工位可调速数控钻床的示意图；

图2是图1的主视剖面图；

图3是图1的俯视剖面图；

图4是本实用新型多工位可调速数控钻床的刀具装置的结构示意图。

图中附图标记说明：

1为机床床身，                     2为刀具装置固定平台，

3为进给伺服电机，                4为支撑架，

5为丝杠，                            6为滑块，

7为调速电机，                      8为刀具夹具，

9为刀具，                            10为回转工作台，

11为调心滚子轴承，               12为滚珠，

13为二号齿轮，                     14为一号齿轮，

15为回转运动控制伺服电机。

具体实施方式

本实用新型多工位可调速数控钻床的刀具装置，用于如图1、图2、图3所示的多工位可调速数控钻床。

多工位可调速数控钻床，包括竖直放置的机床床身1，机床床身1上设置有回转工作台装置和刀具装置；刀具装置设置于回转工作台装置的上方；

如图4所示，回转工作台装置包括回转运动控制伺服电机15、一号齿轮14、二号齿轮13、调心滚子轴承11、回转工作台10，回转运动控制伺服电机15的输出轴通过弹性圆柱销联轴器与一号齿轮14联接，带动一号齿轮14转动，一号齿轮14与二号齿轮13啮合，二号齿轮13通过弹性圆柱销联轴器与回转工作台10联接，零件装夹在回转工作台10上，实现零件的回转。回转工作台10通过调心滚子轴承11与机床床身1活动连接。

如图2所示，回转工作台10与机床床身1之间为平面接触式连接，回转工作台10及机床床身1的接触面上分别设置有圆弧形凹槽，该圆弧形凹槽内设置耐磨且强度高的滚珠12，实现回转工作台10的转动和支撑。

回转运动控制伺服电机15与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对回转运动控制伺服电机15的控制，能够使回转工作台10精确转动一定角度。

回转工作台10设置有导电滑环设备，用于检测回转工作台10的转动角度，能够有效避免由于回转工作台10的转动所引起的电线缠绕问题。

回转运动控制伺服电机15通过导电滑环设备控制调节回转工作台10的回转运动，通过获取回转工作台10相对静止状态的机床所转动的角度信息，与标准转角90度作比较，并使回转运动控制伺服电机15做出相应的补偿，使回转工作台10每一次都能精确地转动90度，保证待加工零件能正确固定在上方刀具9的加工要求位置。

如图5所示，刀具装置包括刀具装置固定平台2、进给伺服电机3、支撑架4、丝杠5、滑块6、调速电机7、刀具夹具8、刀具9，刀具装置固定平台2与机床床身1的顶盖固定连接，多个进给伺服电机3设置于刀具装置固定平台2上；丝杠5、滑块6、调速电机7、刀具夹具8及刀具9作为一个整体式刀具单元，通过支撑架4与刀具装置固定平台2固定连接；每个进给伺服电机3连接一个整体式刀具单元；

进给伺服电机3的输出轴连接丝杠5，进给伺服电机3能够带动丝杠5精确转动；滑块6活动设置于丝杠5上，滑块6能够沿丝杠5上下移动，通过丝杠5与滑块6的配合能够实现刀具9的上下进给运动；滑块6与调速电机7固定连接，调速电机7能够跟随滑块6上下进给，调速电机7与刀具夹具8固定连接，刀具夹具8装夹有刀具9。多个刀具9相对于回转工作台10圆周均布。

刀具9可以是钻头、扩刀、铰刀、镗刀或磨刀中的一种或几种。

如图3所示，刀具装置固定平台2上设置四个进给伺服电机3，配套四个整体式刀具单元，对应回转工作台10上的四个工位。

调速电机7与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对调速电机7的控制，能够控制刀具9的旋转速度。

进给伺服电机3与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对进给伺服电机3的控制，能够精确控制刀具9的进给量和进给速度。通过获取刀具9进给速度和进给量的实际值，输入到伺服系统中进行比较和反馈输出，以做到刀具9进给运动的闭环或半闭环控制，实现高精度加工。

本实用新型的整体式刀具单元通过支撑架4固定于刀具装置固定平台2，能够避免刀具9和调速电机7引起的单边作用力导致滑块6倾斜与丝杠5中心轴不在一条线上，同时利用滚动轴承固定丝杠5，使丝杠5不会相对支撑架4在水平位置上移动，保证整体式刀具单元不偏移且处于竖直状态。

本实用新型的工作过程如下：

首先将一个待加工零件毛坯装夹在一号工位，其余三个工位放空，启动一号工位对应的一号进给伺服电机3，一号进给伺服电机3带动一号丝杠5同方向转动，使一号滑块6向下移动，进而带动一号调速电机7和一号刀具9向下移动，使一号刀具9在不转动的情况下快速运动到距离零件加工面一定的高度；

停止一号进给伺服电机3，启动对应的一号调速电机7，将调速电机的转速调至要求转速；保持一号调速电机7的运转，启动对应的一号进给伺服电机3，控制一号进给伺服电机3的转速和转动时间，以控制一号刀具9的进给速度和进给量；达到进给量要求后，停止一号进给伺服电机3，并随后停止一号调速电机7；

退出一号刀具9，退出零件时的速度保持与进给加工时的速度一致；反向启动一号进给伺服电机3，使一号刀具9快速上升到初始位置，待一号刀具9稳定后，停止一号进给伺服电机3的运转，以上所述为一次零件加工步骤。

当以上所述的一号进给伺服电机3停止运转后，启动回转运动控制伺服电机15，如果加工顺序是按逆时针排列，则回转运动控制伺服电机15的转动方向为顺时针，回转运动控制伺服电机15通过齿轮副13、14的传动，使回转工作台10逆时针转动，第一个零件转动到二号刀具9下方，以上所述为一次回转工作台10的转动步骤。

此时第一个零件位于二号刀具下方，第二个零件位于一号刀具下方，各自满足所需的加工工序，接着完成一次零件加工步骤，则实现了第一个零件两个工序的加工和第二个零件一个工序的加工。

按此顺序加工过程，当回转工作台10转动一圈之后，第一个零件转回至一号刀具下方，此时第一个零件已完成四个工序的加工，第二个零件完成前三个工序加工，第三个零件完成前二个工序加工，第四个零件完成第一个工序加工。将加工完成的第一个零件取出，将第五个待加工零件装夹在一号刀具9下，继续完成一个回转步骤、一个加工步骤和一个回转步骤。以此类推，按照上述顺序进行加工步骤和回转步骤，实现零件的多工序加工和流水线化作业。

Claims (4)

1.一种多工位可调速数控钻床的刀具装置，其特征在于：包括多个整体式刀具单元，每个整体式刀具单元分别连接进给伺服电机（3），通过进给伺服电机（3）控制整体式刀具单元中刀具（9）的进给；进给伺服电机（3）与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对进给伺服电机（3）的控制，能够精确控制刀具（9）的进给量和进给速度；

每个整体式刀具单元设置有调速电机（7），通过调速电机（7）控制刀具（9）的转速；调速电机（7）与数控系统的信号输出端连接，通过数控系统对调速电机（7）的控制，能够控制刀具（9）的旋转速度；

多个整体式刀具单元固定设置于刀具装置固定平台（2）上。

2.根据权利要求1所述的多工位可调速数控钻床的刀具装置，其特征在于：所述整体式刀具单元还包括丝杠（5）、滑块（6）、刀具夹具（8），所述进给伺服电机（3）的输出轴连接丝杠（5），滑块（6）活动设置于丝杠（5）上，滑块（6）能够沿丝杠（5）上下移动；滑块（6）与所述调速电机（7）固定连接，调速电机（7）与刀具夹具（8）固定连接，刀具夹具（8）装夹有所述刀具（9）。

3.根据权利要求1或2所述的多工位可调速数控钻床的刀具装置，其特征在于：所述多个整体式刀具单元通过支撑架（4）与刀具装置固定平台（2）连接。

4.根据权利要求1或2所述的多工位可调速数控钻床的刀具装置，其特征在于：所述刀具（9）为钻头、扩刀、铰刀、镗刀或磨刀中的一种或几种。

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