CN204842987U - 一种数控车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种数控车床，其包括机台、X轴导轨、X轴驱动部件、Y轴导轨、Y轴驱动部件、台面、刀架、电气控制箱、工件夹持机构，所述的机台上设置有X轴导轨、Y轴导轨和工件夹持机构，台面滑动设置在X轴导轨和Y轴导轨上，X轴驱动部件驱动台面在X轴导轨滑动，Y轴驱动部件驱动台面在Y轴导轨滑动；刀架设置在台面上并随台面运动，电气控制箱上集成有控制器、参数输入按键及显示屏，所述的控制器分别与参数输入按键和显示屏电连接，控制器分别与X轴驱动部件和Y轴驱动部件电连接。本实用新型数控机床集成了编程控制器，无需外设计算机等部件就能够实现对进刀动作的高精度多参数的编程控制，大大节约的生产成本并降低了操作难度。

Description

一种数控车床

技术领域

本发明涉及工件加工领域，尤其涉及一种集成了编程控制器的数控车床。

背景技术

在工业生产中，数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床，能够用刀头对旋转的工件进行车削加工，适用于加工小批量且形状复杂、要求精度高的工件。与传统的普通车床相比，数控车床可以通过编制程序来实现自动化加工，提高了加工精度、加工效率和加工质量。

目前市场上用于加工工件的数控车床，一般都需要通过数控车床的通讯接口与计算机的串口接口实现有线连接或者通过路由器实现无线连接来传输数据。通过计算机连接有以下缺点：1、计算机成本高，如设备成本、能耗成本和维护检修成本；2、计算机操作难度大，不管是硬件系统还是软件系统都较为复杂，容易出现故障，而且维修时间较长，影响数控车床的正常使用；3、计算机体积较大，占用空间，不适合在工厂等震动和粉尘较大的环境中使用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种结构简单紧凑，操作方便，能实现快速夹持工件，有效防止碰刀，同时还能保证较高加工精度的一种集成了编程控制器的数控车床。

本实用新型是这样实现的：数控车床包括机台、X轴导轨、X轴驱动部件、Y轴导轨、Y轴驱动部件、台面、刀架、电气控制箱、工件夹持机构，所述的机台上设置有X轴导轨、Y轴导轨和工件夹持机构，台面滑动设置在X轴导轨和Y轴导轨上，X轴驱动部件驱动台面在X轴导轨滑动，Y轴驱动部件驱动台面在Y轴导轨滑动；刀架设置在台面上并随台面运动，电气控制箱上集成有控制器、参数输入按键及显示屏，所述的控制器分别与参数输入按键和显示屏电连接，控制器分别与X轴驱动部件和Y轴驱动部件电连接。采用以上设计，特别是各个部件位置的设置和配合，能够确保数控车床工作的精确度、稳定性、可靠性。其中，台面设置在X轴导轨和Y轴导轨上，X轴导轨、Y轴导轨和工件夹持机构设置在机台上，三者处于垂直方向上，紧凑连接，结构简单，保证了台面在X轴和Y轴导轨上能够平稳滑动。此外，这种位置的设置还能有效减少数控车床的占地面积和方便后续设备的维护与检修。设置在台面上的刀架可以为一个或多个，特别是对于较为复杂或者步骤较多的工件，优选为多个刀架，多个刀架能够同时对工件进行加工，实现一步到位，同时完成多道工序，不需要加工一道程序后，重新调整刀架位置和/或更换刀头后再进行第二道程序。其中，刀架和台面是可拆卸的，同时刀架的位置也是可调整的。最重要的是，数控车床配备有电气控制箱，电气控制箱集成了控制器、参数输入按键及显示屏，使得数控车床可以脱离电脑，在加工时直接通过电气控制箱面板上的参数输入按键即可实现对数控车床的控制。其中，控制器控制X轴驱动部件和Y轴驱动部件，使得台面能够准确的到达编程指令或人工操作指令所预定的位置。采用参数输入按键的设计，一方面可以通过按键轻松完成对刀和自动加工等操作，同时还能通过人工控制按键从而调整台面在水平方向上的滑动。另一方面，可以通过输入数字、文字和符号组成的参数指令来控制数控车床的动作及状态，特别是通过控制X轴驱动部件和Y轴驱动部件的动作，从而驱动台面在X轴导轨和Y轴导轨上滑动。另外，在加工中，显示屏可以动态地显示系统状态和故障诊断报告，将数控车床的运作信息及时反馈出来，可以快速解决系统故障，提高数控车床的加工效率和保证加工质量。

本实用新型的电气控制箱上还集成有读取单元，控制器与读取单元电连接。读取单元可以读取控制介质(如内存卡、磁带、磁盘、磁泡存储器)上事先编制好的加工程序和数据，并将其加工程序和数据传送给控制器，从而实现控制器指挥数控车床对工件进行加工，也能够实现程序和数据的更新。

本实用新型的刀架包括主刀架和副刀架，主刀架和副刀架上可拆卸的固定有刀头。主刀架和副刀架的结合，使得数控车床可以在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，有效的缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高数控车床的加工效率和加工精度。主刀架或副刀架可以为通用刀架，有可以为专用刀架，当然，刀架或刀头的种类和尺寸不限定，可以根据实际加工的需要，采用最合适的刀架或刀头。

本实用新型的X轴导轨和Y轴导轨的行程上分别设置有安全限位开关。采用安全限位开关，一方面能够防止台面在X轴导轨和Y轴导轨滑动时，超出导轨安全范围而使得刀头碰撞到工件夹持机构，从而对工件夹持机构和刀头造成损坏。另一方面，使用安全限位开关，即使出现加工失误，也能够确保台面的滑动不会超出行程，甚至脱离导轨，从而发生安全事故。安全限位开关可以设置在X轴导轨或Y轴导轨上的末端或其他需要改变工况的位置。此外，安全限位开关的数量可以为一个或多个，只要能够确保数控车床安全加工工件就行。

本实用新型的机台上设置有润滑油储槽，润滑油储槽与数控车床中滑动部件接触面连通。润滑油储槽用于存储润滑油，通过挤压可使润滑油进入X轴导轨和Y轴导轨的轴承、滑动部件和滑动油路，从而使得轴承和滑动部位及滑动油路中充满润滑油，对台面的滑动起到润滑作用和冷却作用，同时还能降低台面与导轨的摩擦阻力。

本实用新型的工件夹持机构包括首部快速夹持机构，其通过夹盘与待加工工件联接。夹持机构可以将工件定位，以使工件获得相对于数控车床和刀头的正确位置，并把工件可靠的夹紧，同时还使得工件固定在预定的位置上，避免因为加工时工件受到切削力、离心力、振动等外力而改变位置，从而影响加工质量。

本实用新型的工件夹持机构包括尾座，尾座滑动设置在X轴导轨上，其通过顶尖抵靠待加工工件。采用以上设计，尾座可以在Y轴驱动部件的驱动下，在X轴导轨上自由滑动，同时通过调整尾座的位置，可以实现对工件的简易固定。此外，顶尖靠近工件的一端可以为尖头，该尖头可以用于顶住工件，这样，即使对于端面复杂的工件和不允许打中心孔的工件也能够进行固定和支承。

本实用新型数控机床集成了编程控制器，无需外设计算机等部件就能够实现对进刀动作的高精度多参数的编程控制，大大节约的生产成本并降低了操作难度。

附图说明

图1为本实用新型数控车床的主视结构示意图；

图2为本实用新型数控车床的俯视结构示意图；

图3为本实用新型数控车床的左视结构示意图；

附图标记说明：

1、数控车床；

2、机台；21、润滑油储槽；

3、X轴导轨；

4、X轴驱动部件；

5、Y轴导轨；

6、Y轴驱动部件；

7、台面；

8、刀架；81、主刀架；82、副刀架；83、刀头；

9、电气控制箱；91、控制器；92、参数输入按键；93、显示屏；94、读取单元；

10、工件夹持机构；101、首部快速夹持机构；102、夹盘、103、尾座；104、顶尖；

11、安全限位开关。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本实用新型中所述的机台2指的是用于抬高数控车床1的高度，使操作人员能够更方便对数控车床1进行操作的处于地面和数控车床1间的一个工作台。

本实用新型中所述的台面7指的是用于放置刀架8和刀头83的处于X轴导轨3和Y轴导轨5上的平面。

请参阅图1至图3，本实用新型是这样实现的：数控车床1包括机台2、X轴导轨3、X轴驱动部件4、Y轴导轨5、Y轴驱动部件6、台面7、刀架8、电气控制箱9、工件夹持机构10，所述的机台2上设置有X轴导轨3、Y轴导轨5和工件夹持机构10，台面7滑动设置在X轴导轨3和Y轴导轨5上，X轴驱动部件4驱动台面7在X轴导轨3滑动，Y轴驱动部件6驱动台面7在Y轴导轨5滑动；刀架8设置在台面7上并随台面7运动，电气控制箱9上集成有控制器91、参数输入按键92及显示屏93，所述的控制器91分别与参数输入按键92和显示屏93电连接，控制器91分别与X轴驱动部件4和Y轴驱动部件6电连接。采用以上设计，特别是各个部件位置的设置和配合，能够确保数控车床1工作的精确度、稳定性、可靠性。其中，台面7设置在X轴导轨3和Y轴导轨5上，X轴导轨3、Y轴导轨5和工件夹持机构10设置在机台2上，三者处于垂直方向上，紧凑连接，结构简单，保证了台面7在X轴和Y轴导轨5上能够平稳滑动。此外，这种位置的设置还能有效减少数控车床1的占地面积和方便后续设备的维护与检修。设置在台面7上的刀架8可以为一个或多个，特别是对于较为复杂或者步骤较多的工件，优选为多个刀架8，多个刀架8能够同时对工件进行加工，实现一步到位，同时完成多道工序，不需要加工一道程序后，重新调整刀架8位置和/或更换刀头83后再进行第二道程序。优选的，刀架8可以同时配备专用刀架和通用刀架。一方面专用刀架稳定性较高，能够有效的提高数控车床1的加工精度。另一方面通用刀架灵活性好，能够减少加工过程中由于多次更换刀架8而引起的误差，从而提高数控车床1的加工效率，两者结合，起到很好的互补和协作作用。其中，刀架8和台面7是可拆卸的，同时刀架8的位置也是可调整的。最重要的是，数控车床1配备有电气控制箱9，电气控制箱9集成了控制器91、参数输入按键92及显示屏93，使得数控车床1可以脱离电脑，在加工时直接通过电气控制箱9面板上的参数输入按键92即可实现对数控车床1的控制。其中，控制器91控制X轴驱动部件4和Y轴驱动部件6，使得台面7能够准确的到达编程指令或人工操作指令所预定的位置。采用参数输入按键92的设计，一方面可以通过按键轻松完成对刀和自动加工等操作，同时还能通过人工控制按键从而调整台面7在水平方向上的滑动。另一方面，可以通过输入数字、文字和符号组成的参数指令来控制数控车床1的动作及状态，特别是通过控制X轴驱动部件4和Y轴驱动部件6的动作，从而驱动台面7在X轴导轨3和Y轴导轨5上滑动。在使用的时候，操作人员可以通过参数输入按键92和显示屏93实现加工管理，对数控程序及有关数据进行输入、存储和编辑修改，提高加工效率。另外，在加工中，显示屏93可以动态地显示系统状态和故障诊断报告，将数控车床1的运作信息及时反馈出来，可以快速解决系统故障，提高数控车床1的加工效率和保证加工质量。具体在使用的时候，启动数控车床1后，将事先编制好的加工程序导入电气控制箱9，通过参数输入按键92输入加工程序中的工件原点、刀具参数和其他参数后，点击确定，数控车床1即可按照加工程序所记录的工件的加工工艺路线、工艺参数和刀具的运动轨迹自动地对被加工零件进行加工，并且加工的状态和故障诊断信息也可以实时显示在显示屏93上。

本实用新型的电气控制箱9上还集成有读取单元94，控制器91与读取单元94电连接。读取单元94可以读取控制介质(如内存卡、磁带、磁盘、磁泡存储器)上事先编制好的加工程序和数据，并将其加工程序和数据传送给控制器91，从而实现控制器91指挥数控车床1对工件进行加工。在具体使用的时候，我们把零件的加工工艺路线、工艺参数和刀具的运动轨迹按照数控车床1规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后将控制介质与读取单元94连接，读取单元94读取控制单元上的加工程序和数据，传送到控制器91中，从而指挥数控车床1加工零件。

本实用新型的刀架8包括主刀架81和副刀架82，主刀架81和副刀架82上可拆卸的固定有刀头83。主刀架81和副刀架82的结合，使得数控车床1可以在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，有效的缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高数控车床1的加工效率和加工精度。

主刀架81或副刀架82可以为通用刀架也可以为专用刀架，当然，刀架或刀头83的种类和尺寸不限定，可以根据实际加工的需要，采用最合适的刀架8或刀头83。当然，主刀架81和副刀架82也可以用于加工同一道加工工序，其中，副刀架82起到辅助作用。比如主刀架81可以用于切削背吃刀量和/或切削量较大的工件，而副刀架82可以起到修整的作用，从而提高工件的加工精度。此外，为了避免用刀架扳手等手工操作进行换刀，对工件造成一定的损害和时间和材料。主刀架81或副刀架82可以为采用排式刀架或回转刀架等刀架系统，减少换刀所需时间。优选的，可以选择排式刀架，在具体使用中，排式刀架夹持着各种不同用途刀具的刀头83沿着数控车床1的X轴方向排列在台面7上。这种刀架8在刀头83布置方面都较为方便，可以根据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀头83，一把刀头83完成车削任务后，刀架8只要按程序沿X轴移动预先设定的距离后，第二把刀头83就到达加工位置，这样就完成了数控车床1的换刀动作。这种换刀方式迅速省时，有利于提高机床的生产效率。

参见图1和图2，本实用新型的X轴导轨3和Y轴导轨5的行程上分别设置有安全限位开关11。采用安全限位开关11，一方面能够防止台面7在X轴导轨3和Y轴导轨5滑动时，超出导轨安全范围而使得刀头83碰撞到工件夹持机构10，从而对工件夹持机构10和刀头83造成损坏。另一方面，使用安全限位开关11，即使出现加工失误，也能够确保台面7的滑动不会超出行程，甚至脱离导轨，从而发生安全事故。安全限位开关11可以设置在X轴导轨3或Y轴导轨5上的末端或其他需要改变工况的位置。此外，安全限位开关11的数量可以为一个或多个，只要能够确保数控车床1安全加工工件就行。优选的，X轴导轨3可以设置一个安全限位开关11，Y轴导轨5上设置两个个安全限位开关11，其中，X轴导轨3上的安全限位开关11可以设置在工件夹持机构10正下方，防止刀头83碰撞到工件夹持机构10；Y轴上的两个安全限位开关11可以设置在Y轴导轨5上的两个末端，防止台面7滑行时脱离Y轴导轨5。

本实用新型的机台2上设置有润滑油储槽21，润滑油储槽21与数控车床1中滑动部件接触面连通。润滑油储槽21用于存储润滑油，通过挤压可使润滑油进入X轴导轨3和Y轴导轨5的轴承、滑动部件和滑动油路，从而使得轴承和滑动部位及滑动油路中充满润滑油，对台面7的滑动起到润滑作用和冷却作用，同时还能降低台面7与导轨的摩擦阻力。润滑油储槽21中润滑油的注入可以通过电气控制箱9的参数输入按键92或加工程序自动控制润滑油进入X轴导轨3和Y轴导轨5的轴承、滑动部件和滑动油路，也可以通过润滑油储槽21上的挤压装置手工挤压使润滑油进入到X轴导轨3和Y轴导轨5的轴承、滑动部件和滑动油路。

参见图1至图3，本实用新型的工件夹持机构10包括首部快速夹持机构101，其通过夹盘102与待加工工件联接。夹持机构可以将工件定位，以使工件获得相对于数控车床1和刀头83的正确位置，并把工件可靠的夹紧，同时还使得工件固定在预定的位置上，避免因为加工时工件受到切削力、离心力、振动等外力而改变位置，从而影响加工质量。夹持机构可以是专用夹具，可以是可调夹具。优选的，夹持机构为可调夹具，这样，在加工完某种工件后，只需要经过调整或更换个别定位元件和夹持元件，就可以对新工件的夹持。

本实用新型的工件夹持机构10包括尾座103，尾座103滑动设置在X轴导轨3上，其通过顶尖104抵靠待加工工件。采用以上设计，尾座103可以在Y轴驱动部件6的驱动下，在X轴导轨3上自由滑动，同时通过调整尾座103的位置，可以实现对工件的简易固定。此外，顶尖104靠近工件的一端为尖头，该尖头可以用于顶住工件，这样，即使对于端面复杂的工件和不允许打中心孔的工件也能够进行固定和支承。当然，顶尖104的数量可以为一个或多个，此外，顶尖104的类型和尺寸不限定，可以根据实际加工的需要，采用最合适的顶尖104。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“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。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种数控车床，其特征在于：包括机台、X轴导轨、X轴驱动部件、Y轴导轨、Y轴驱动部件、台面、刀架、电气控制箱、工件夹持机构，所述的机台上设置有X轴导轨、Y轴导轨和工件夹持机构，台面滑动设置在X轴导轨和Y轴导轨上，X轴驱动部件驱动台面在X轴导轨滑动，Y轴驱动部件驱动台面在Y轴导轨滑动；刀架设置在台面上并随台面运动，电气控制箱上集成有控制器、参数输入按键及显示屏，所述的控制器分别与参数输入按键和显示屏电连接，控制器分别与X轴驱动部件和Y轴驱动部件电连接。

2.根据权利要求1所述的数控车床，其特征在于：所述的电气控制箱上还集成有读取单元，控制器与读取单元电连接。

3.根据权利要求1所述的数控车床，其特征在于，所述的刀架包括主刀架和副刀架，主刀架和副刀架上可拆卸的固定有刀头。

4.根据权利要求1所述的数控车床，其特征在于，所述的X轴导轨和Y轴导轨的行程上分别设置有安全限位开关。

5.根据权利要求1所述的数控车床，其特征在于，所述的机台上设置有润滑油储槽，润滑油储槽与数控车床中滑动部件接触面连通。

6.根据权利要求1所述的数控车床，其特征在于，所述的工件夹持机构包括首部快速夹持机构，其通过夹盘与待加工工件联接。

7.根据权利要求1所述的数控车床，其特征在于，所述的工件夹持机构包括尾座，尾座滑动设置在X轴导轨上，其通过顶尖抵靠待加工工件。