CN207643452U - 一种加工中心和切磨加工中心设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种加工中心和切磨加工中心设备，属于非金属材料加工设备领域，包括底座、龙门驱动结构、装夹结构和铣磨装置，装夹结构龙门驱动结构分别安装于底座，板材安装于装夹结构，装夹结构能带动板材沿Y方向运动，铣磨装置安装于龙门驱动结构，龙门驱动结构能驱动铣磨装置沿X方向移动，板材位于装夹结构和铣磨装置之间。本实用新型提供的加工中心的装夹结构能驱动板材移动，与移动的铣磨装置配合，让板材在装夹时更加的方便，从而让板材被装夹的更加牢固，能有效降低废品率。

Description

一种加工中心和切磨加工中心设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月11日提交中国专利局的申请号为 CN201721727937.4、名称为“一种数控加工中心设备和加工流水线”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本实用新型涉及非金属材料加工设备领域，具体而言，涉及一种加工中心和切磨加工中心设备。

背景技术

利用水刀对玻璃进行加工已成为各类艺术玻璃加工的首选设备。由于水切割装置和机械铣磨装置均安装在水刀工作台上面，水刀切割时，穿透力巨大的水射流每次切割工件的同时不可避免的使水刀工作台面也被切割，而这种频繁的切割对水刀工作台造成的破坏难以修复，造成设备的使用寿命明显较短；由于现有技术(包括数控加工中心和多功能水刀)需要使用工件夹紧装置和气动吸盘来固定工件，为了保证产品的平整度和避让水射流切割时对夹具及吸盘的损伤，每次加工前必须反反复复地对夹具和吸盘的安装位置和吸盘的高度进行调整，这些繁琐的工序导致生产效率较低；由于工件夹紧装置和气动吸盘的安装位置集中在水箱里为数不多的横梁上，当遇到周边和内孔 (特别是比较大的内孔)都需要加工的工件时，工件对横梁的投影面积即能够安装吸盘的位置已经明显减少，再加上吸盘需要避开高压水射流的切割损伤，适合安装吸盘的位置就更少了，吸盘的数量少了会导致工件固定不稳，当遇到加工厚板材时，由于铣磨刀具对板材进行铣磨时较大的横向力经常导致板材偏移走位，从而导致废品率较高；由于水箱是敞开式的，水切割刀头的切割范围多大，相应地水箱就需要做多大，这不仅导致设备的制造成本增加，还导致水刀切割工件时，高压水射流夹带着切割砂高速穿过工件射向水箱横梁和隔条反弹回水箱上空，不仅会产生很大的噪音和粉尘的污染，反弹上来的水和切割砂粉末常常洒在水箱边上的刀库，刀库里的刀柄因此很容易受潮生锈和刀柄锥度面沾上砂子，造成换刀时由于刀柄的锥度面和主轴的锥度面夹着砂子导致刀柄和主轴不能紧密贴合而掉刀，不仅会产生废品还会产生设备故障和安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加工中心和切磨加工中心设备，以改善现有加工中心固定不稳的问题。

本实用新型的目的在于提供一种加工中心和切磨加工中心设备，以改善现有加工中心固定不稳且水切割设备成本高，污染较重的问题。

本实用新型是这样实现的：

基于上述的第一目的，本实用新型提供了一种加工中心，包括底座、龙门驱动结构、装夹结构和铣磨装置，所述装夹结构所述龙门驱动结构分别安装于所述底座，所述板材安装于所述装夹结构，所述装夹结构能带动所述板材沿Y方向运动，所述铣磨装置安装于所述龙门驱动结构，所述龙门驱动结构能驱动所述铣磨装置沿X方向移动，所述板材位于所述装夹结构和所述铣磨装置之间。

在本实施例的一种实施方式中：所述加工中心还包括辅助驱动装置，所述辅助驱动装置包括安装部和第一Z轴丝杆导轨副，所述安装部安装于所述龙门驱动结构的输出端，所述第一Z轴丝杆导轨副安装于所述安装部，所述铣磨装置安装于所述第一Z轴丝杆导轨副。

在本实施例的一种实施方式中：所述龙门驱动结构包括龙门架、电机和丝杠，所述电机安装于所述龙门架，所述电机驱动连接所述丝杠，所述丝杠远离所述电机的一端与所述龙门架转动连接；所述龙门架上设置有三条平行的导轨，两条所述导轨位于所述丝杠上方，另一条所述导轨位于所述丝杠下方，所述安装部与所述丝杠螺纹连接，所述安装部的上端和所述安装部的下端分别卡接于三条所述导轨，且所述安装部与所述龙门架滑动连接，所述安装部沿所述X方向相对于所述龙门架滑动。

在本实施例的一种实施方式中：所述铣磨装置包括铣磨驱动器和刀库，所述刀库安装于所述底座且所述刀库位于所述装夹结构的上方，所述刀库的输出端朝向所述龙门驱动结构，所述铣磨驱动器安装于所述第一Z轴丝杆导轨副。

在本实施例的一种实施方式中：所述装夹结构包括两组移动平台，两个所述移动平台分别位于所述龙门驱动装置的两侧，每组所述移动平台包括支架、主动同步轮、从动同步轮、同步带组、托板和压轮组，所述支架安装于所述底座，所述主动同步轮、所述从动同步轮、所述托板和所述压轮组分别安装于所述支架，所述同步带组绕制于所述主动同步轮与所述从动同步轮之间，所述托板位于所述同步带组内，所述压轮组位于所述同步带组上方。

在本实施例的一种实施方式中：所述压轮组包括压轮架、控制结构和多个滚轮，所述压轮架通过所述控制结构与所述底座连接，所述控制结构能够控制所述压轮架沿Z方向运动，多个所述滚轮分别安装于所述压轮架，所述滚轮的轴心线与所述主动同步轮的轴心线平行。

基于上述的第二目的，本实用新型还提供了一种切磨加工中心设备，包括水刀、水箱和如上所述的加工中心，所述水刀安装于所述龙门驱动结构，所述水箱安装于所述底座，所述板材位于所述水箱与所述水刀之间。

在本实施例的一种实施方式中：所述辅助驱动装置还包括第二 Z轴丝杆导轨副，所述第二Z轴丝杆导轨副安装于所述安装部，所述水刀安装于所述第二Z轴丝杆导轨副。

在本实施例的一种实施方式中：所述水箱的两端分别设置有升降气缸，所述水箱通过所述气缸与所述底座连接，所述气缸的底部安装于所述底座，所述水箱安装于所述气缸的输出端，所述气缸沿Z 方向伸缩。

在本实施例的一种实施方式中：所述水箱上设置有开口，所述开口朝向所述水刀的输出端设置，所述开口的宽度为2毫米，所述开口的长度与所述水刀的移动行程相同。

与现有技术相比，本实用新型实现的有益效果是：

本实用新型提供的加工中心的装夹结构能驱动板材移动，与移动的铣磨装置配合，让板材在装夹时更加的方便，从而让板材被装夹的更加牢固，能有效降低废品率。

本实用新型提供的切磨加工中心设备将水刀和铣磨装置结合到一起，全自动化高，提高了生产效率；板材由装夹结构固定且带动，可以很好的避免板材出现偏移的问题，从而降低废品率；水刀的输出端朝向水箱设置，水刀工作时水刀直接射入水箱内，避免与工作台接触，从而延长了设备整体的使用寿命，且由于开口较小，水柱进入水箱内后，无法从开口处反弹出来，从而避免了污染和对设备的侵蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要实用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例1提供的加工中心的示意图；

图2示出了本实用新型实施例1提供的装夹结构的示意图；

图3示出了本实用新型实施例1提供的移动平台的示意图；

图4示出了本实用新型实施例1提供的压轮组的示意图；

图5示出了本实用新型实施例1提供的水刀和铣磨装置的示意图；

图6示出了本实用新型实施例1提供的龙门驱动结构的示意图；

图7示出了本实用新型实施例1提供的辅助驱动装置的示意图；

图8示出了本实用新型实施例2提供的切磨加工中心设备的示意图；

图9示出了本实用新型实施例2提供的水箱的示意图。

图中：

110-机架；

120-装夹结构；121-移动平台；122-主动同步轮；123-从动同步轮；124-同步带组；125-托板；126-压轮组；127-控制结构；128-压轮架；129-滚轮；

130-龙门驱动结构；131-龙门架；132-电机；133-丝杠；134-导轨；

140-板材；

150-辅助驱动装置；151-安装部；152-第一Z轴丝杆导轨副；153- 第二Z轴丝杆导轨副；

160-水刀；

170-铣磨装置；

180-水箱；181-开口；182-气缸；

190-刀库。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

参照图1至图7，基于上述的第一目的，本实施例提供了一种加工中心，包括底座、龙门驱动结构130、装夹结构120和铣磨装置170，装夹结构120龙门驱动结构130分别安装于底座，板材140安装于装夹结构，装夹结构能带动板材140沿Y方向运动，铣磨装置170安装于龙门驱动结构130，龙门驱动结构130能驱动铣磨装置170沿X 方向移动，板材140位于装夹结构120和铣磨装置170之间。

本实施例提供的加工中心的装夹结构120能驱动板材140移动，与移动的铣磨装置170配合，让板材140在装夹时更加的方便，从而让板材140被装夹的更加牢固，能有效降低废品率。

加工中心还包括辅助驱动装置150，辅助驱动装置150包括安装部151和第一Z轴丝杆导轨副152，安装部151安装于龙门驱动结构130的输出端，第一Z轴丝杆导轨副152安装于安装部151，铣磨装置170安装于第一Z轴丝杆导轨副152。

龙门驱动结构130包括龙门架131、电机132和丝杠133，电机 132安装于龙门架131，电机132驱动连接丝杠133，丝杠133远离电机132的一端与龙门架131转动连接；龙门架131上设置有三条平行的导轨134，两条导轨134位于丝杠133上方，另一条导轨134位于丝杠133下方，安装部151与丝杠133螺纹连接，安装部151的上端和安装部151的下端分别卡接于三条导轨134，且安装部151与龙门架131滑动连接，安装部151沿X方向相对于龙门架131滑动。

铣磨装置170包括铣磨驱动器和刀库190，刀库190安装于底座且刀库190位于装夹结构120的上方，刀库190的输出端朝向龙门驱动结构130，铣磨驱动器安装于第一Z轴丝杆导轨副152。

装夹结构120包括两组移动平台121，两个移动平台121分别位于龙门驱动装置的两侧，每组移动平台121包括支架、主动同步轮 122、从动同步轮123、同步带组124、托板125和压轮组126，支架安装于底座，主动同步轮122、从动同步轮123、托板125和压轮组 126分别安装于支架，同步带组124绕制于主动同步轮122与从动同步轮123之间，托板125位于同步带组124内，压轮组126位于同步带组124上方。

压轮组126包括压轮架128、控制结构127和多个滚轮129，压轮架128通过控制结构127与底座连接，控制结构127能够控制压轮架128沿Z方向运动，多个滚轮129分别安装于压轮架128，滚轮 129的轴心线与主动同步轮122的轴心线平行。

其中，令机架110的宽度方向为X方向，令机架110的长度方向为Y方向，令机架110的高度方向为Z方向。

本实施例提供的数控加工中心设备主要用于加工金属和非金属板材140，特别是非金属脆硬板材140。

实施例2

参照图8和图9，本实施例还提供了一种切磨加工中心设备，包括水刀160、水箱180和如上的加工中心，水刀160安装于龙门驱动结构130，水箱180安装于底座，板材140位于水箱180与水刀160 之间。

本实施例提供的切磨加工中心设备将水刀160和铣磨装置170 结合到一起，全自动化高，提高了生产效率；板材140由装夹结构 120固定且带动，可以很好的避免板材140出现偏移的问题，从而降低废品率；水刀160的输出端朝向水箱180设置，水刀160工作时水刀160直接射入水箱180内，避免与工作台接触，从而延长了设备整体的使用寿命，且由于开口181较小，水柱进入水箱180内后，无法从开口181处反弹出来，从而避免了污染和对设备的侵蚀。

辅助驱动装置150还包括第二Z轴丝杆导轨副153，第二Z轴丝杆导轨副153安装于安装部151，水刀160安装于第二Z轴丝杆导轨副153。

水箱180的两端分别设置有升降气缸182，水箱180通过气缸 182与底座连接，气缸182的底部安装于底座，水箱180安装于气缸 182的输出端，气缸182沿Z方向伸缩。

水箱180上设置有开口181，开口181朝向水刀160的输出端设置，开口181的宽度为2毫米，开口181的长度与水刀160的移动行程相同。

在制造水箱180时，可以让水箱180的宽度与设备的加工宽度稍大400mm左右，厚度60mm左右，高度600mm左右。水箱180上部的钢板开有一条宽度小于2mm，长度与水切割刀头最大切割宽度即设备的加工宽度等长的缝隙。)水箱180两侧安装有V型滑轨和升降气缸182，当设备准备进入水切割状态时，气缸182向上带动水箱 180上升至水箱180上部的钢板缝隙贴近工件的底面，以使水刀160 切割时穿过工件的高速水射流及其挟带的磨料，能够通过水箱180 上部钢板的缝隙进入水箱180。当水切割工序完成水箱180自动下降，随着水箱180下降，水箱180上部与工件的底面随即形成一个空间，这个空间使得后续铣磨、抛光工序的磨具对工件进行加工时不受干涉。

水箱180由原来根据设备的加工范围(加工长度和宽度)多大则水箱180就必须做多大，变成了水箱180的体积只需：设备的加工宽度X(60-80)X600，极大的缩小了水箱180的体积。二，由于本实施例水箱180的开囗只有2mm左右的宽度，可以起到消声器的作用，相比现有技术敞开式的水箱180，切割噪音大大降低、污水不再飞溅，使得工作环境更加环保。

本实施例的具体操作步骤如下：

首先调整刀库190内刀具的位置和顺序；然后将板材140放入装夹结构内；接着手动放下压轮将板材140压紧；最后启动设备。

根据图形的设计要求，加工步骤、刀具的选择设计刀路，进行编程；

把刀具根据程序设定好的刀具使用顺序，放入对应的刀具位置；

把板材140放入装夹结构上，将板材140的中线与水箱180的中线对齐，同时将板材140右侧边沿贴近设备右侧的靠尺，手动降下压轮组126压住板材140，此时人工辅助进料作业完成；

开机；

水箱180自动上升抵近板材140底面、水刀160自动到达设备原点后水切割系统开始工作；

当水切割射穿板材140后，装夹结构和龙门驱动结构130根据数控系统的指令联动，板材140在装夹结构上面随数控系统的指令沿着X方向前进、后退或停止，板材140这个移动的过程也就是板材 140被切割的过程；同时，水刀160根据数控系统的指令在水箱180上面沿着Y方向前进、后退或停止。水切割刀头这个移动的过程也就是对板材140进行切割的过程；

当水切割工序完成，水刀160自动上升到待机位置后水切割系统停止工作；

当水切割系统停止工作后，铣磨装置170自动下降到取刀高度，龙门驱动结构130根据数控系统指令工作，驱动自动换刀主轴到达1 号取刀位置；

刀库190的刀具防尘罩上升刀库190自动前移至待取刀位置，自动换刀主轴下降套入1号刀柄，打刀缸工作吸紧1号刀柄的同时刀库190后退，刀库190后退归位后防尘罩自动下降罩住刀柄，自动换刀主轴抓取1号磨轮刀具工序完成；

当铣磨装置170自动换刀抓取1号磨轮刀具完成后，主轴电机 132启动带动磨轮旋转及冷却水喷出，设备自动进入对完成了切割工序的板材140边沿进行磨边成型及抛光工序；

根据数控系统的编程指令，装夹结构和龙门驱动结构130，驱动铣磨装置170的1号磨轮刀具按照编程好的刀路对切割后的板材 140边沿进行铣磨成型；

当1号磨轮完成铣磨工序后，自动换刀主轴按照数控系统的指令自动回到1号刀具存刀位置，接下来刀库190的刀具防尘罩上升，刀库190前移使1号刀夹夹住1号刀具，自动换刀主轴打刀缸工作松开1号刀柄，自动换刀主轴松开1号刀柄后随即上升并移动至2号刀柄正上方后下降套入2号刀柄，打刀缸工作吸紧2号刀柄的同时刀库190后退，刀库190后退归位后防尘罩自动下降罩住刀柄，自动换刀主轴抓取2号磨轮刀具工序完成；

如同1号磨轮刀具按照数控系统的指令自动完成对板材140边沿的铣磨工序一样，2号磨轮、3号磨轮的铣磨工序乃至所有抛光工序都是重复1号磨轮的工序，只是每道工序预先设置的刀补不同；

最后一道抛光工序完成后，升起压轮组126，退出已完成的工件，停机。

至此，从板材140的水切割到铣磨成型、自动抛光所有工序全部由数控系统按照预先设定的程序自动完成。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加工中心，用于加工板材，其特征在于，包括底座、龙门驱动结构、装夹结构和铣磨装置，所述装夹结构所述龙门驱动结构分别安装于所述底座，所述板材安装于所述装夹结构，所述装夹结构能带动所述板材沿Y方向运动，所述铣磨装置安装于所述龙门驱动结构，所述龙门驱动结构能驱动所述铣磨装置沿X方向移动，所述板材位于所述装夹结构和所述铣磨装置之间。

2.根据权利要求1所述的加工中心，其特征在于，所述加工中心还包括辅助驱动装置，所述辅助驱动装置包括安装部和第一Z轴丝杆导轨副，所述安装部安装于所述龙门驱动结构的输出端，所述第一Z轴丝杆导轨副安装于所述安装部，所述铣磨装置安装于所述第一Z轴丝杆导轨副。

3.根据权利要求2所述的加工中心，其特征在于，所述龙门驱动结构包括龙门架、电机和丝杠，所述电机安装于所述龙门架，所述电机驱动连接所述丝杠，所述丝杠远离所述电机的一端与所述龙门架转动连接；所述龙门架上设置有三条平行的导轨，两条所述导轨位于所述丝杠上方，另一条所述导轨位于所述丝杠下方，所述安装部与所述丝杠螺纹连接，所述安装部的上端和所述安装部的下端分别卡接于三条所述导轨，且所述安装部与所述龙门架滑动连接，所述安装部沿所述X方向相对于所述龙门架滑动。

4.根据权利要求2所述的加工中心，其特征在于，所述铣磨装置包括铣磨驱动器和刀库，所述刀库安装于所述底座且所述刀库位于所述装夹结构的上方，所述刀库的输出端朝向所述龙门驱动结构，所述铣磨驱动器安装于所述第一Z轴丝杆导轨副。

5.根据权利要求2所述的加工中心，其特征在于，所述装夹结构包括两组移动平台，两个所述移动平台分别位于所述龙门驱动装置的两侧，每组所述移动平台包括支架、主动同步轮、从动同步轮、同步带组、托板和压轮组，所述支架安装于所述底座，所述主动同步轮、所述从动同步轮、所述托板和所述压轮组分别安装于所述支架，所述同步带组绕制于所述主动同步轮与所述从动同步轮之间，所述托板位于所述同步带组内，所述压轮组位于所述同步带组上方。

6.根据权利要求5所述的加工中心，其特征在于，所述压轮组包括压轮架、控制结构和多个滚轮，所述压轮架通过所述控制结构与所述底座连接，所述控制结构能够控制所述压轮架沿Z方向运动，多个所述滚轮分别安装于所述压轮架，所述滚轮的轴心线与所述主动同步轮的轴心线平行。

7.一种切磨加工中心设备，其特征在于，包括水刀、水箱和如权利要求2至6任一项所述的加工中心，所述水刀安装于所述龙门驱动结构，所述水箱安装于所述底座，所述板材位于所述水箱与所述水刀之间。

8.根据权利要求7所述的切磨加工中心设备，其特征在于，所述辅助驱动装置还包括第二Z轴丝杆导轨副，所述第二Z轴丝杆导轨副安装于所述安装部，所述水刀安装于所述第二Z轴丝杆导轨副。

9.根据权利要求7所述的切磨加工中心设备，其特征在于，所述水箱的两端分别设置有升降气缸，所述水箱通过所述气缸与所述底座连接，所述气缸的底部安装于所述底座，所述水箱安装于所述气缸的输出端，所述气缸沿Z方向伸缩。

10.根据权利要求7所述的切磨加工中心设备，其特征在于，所述水箱上设置有开口，所述开口朝向所述水刀的输出端设置，所述开口的宽度为2毫米，所述开口的长度与所述水刀的移动行程相同。