CN207900320U - 模块化组合式长型基座平面铣床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的是模块化组合式长型基座平面铣床。在床身上设有立柱，立柱上横向设有横梁，一端设有伺服电机，另一端设有动力头，动力头设置在固定滑座上，在动力头前端设有铣削刀头和减速器；每组立柱上设置的动力头分别组成X、Y、Z轴向加工装置，对应的立柱相应划分为X轴基座、Y轴基座、Z轴基座。本实用新型采用模块化设计，由X轴基座、Y轴基座、Z轴基座和动力头组成，电气控制系统采用PLC触屏控制。通过不同模块之间的组合，可具备立式铣床、悬臂铣床和龙门铣床的功能。加工过程中通过改变动力头的安装形式，便可以实现多方位、多平面的加工。适宜作为模块化组合式长型基座平面铣床使用。

Description

模块化组合式长型基座平面铣床

技术领域

本实用新型提供的是机械领域机加工设备，主要应用于船舶制造长型设备安装基座精密加工的平面铣床。具体地说是模块化组合式长型基座平面铣床。

背景技术

为了保证设备安装后的精度，目前船舶设备安装基座平面通常采用大型平面铣床来加工，以获得更可靠、精密的质量。从目前所知来看，国内多数船舶加工所用平面铣床多为传统移动式铣床，此类铣床受自身结构、任务需求等特定因素限制，存在以下方面不足：

（1）、加工能力不足。加工长度普遍小于10m，对于特种船舶所用10以上超长基座无能为力。

（2）、铣床尺寸重量偏大，床身为一体式设计，导致在船舱狭窄复杂空间环境内吊装、安装、拆卸十分麻烦，降低施工效率，同时也对基座整体加工精度产生不利影响。

（3）、功能单一，扩展性不强，导致性价比低。

这类铣床通常只能单纯的加工某一类特定的基座，如果想加工其他类型的基座必须更换铣床，动辄上百万元的大型铣床对于企业来讲也是巨大的经济负担。

发明内容

为了能够在船舶制造超长型设备安装基座精密加工上提高精度和效率，本实用新型提供了模块化组合式长型基座平面铣床。该铣床通过X轴基座、Y轴基座、Z轴基座模数化结构和动力头组成多元加工能力，PLC触屏控制进给机构，解决船舶制造设备安装基座的技术问题。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：

在床身上设有立柱，立柱上横向设有横梁，一端设有伺服电机，另一端设有动力头，动力头设置在固定滑座上，在动力头前端设有铣削刀头和减速器；每组立柱上设置的动力头分别组成X、Y、Z轴向加工装置，对应的立柱相应划分为X轴基座、Y轴基座、Z轴基座。

所述模块化组合式长型基座平面铣床包括X轴基座、Y轴基座、Z轴基座、动力头和电气控制系统，X轴基座、Y轴基座和Z轴基座变换和动力头拓展组合，实现多平面和多方位的加工。

所述X轴基座，由多个长度、宽度和高度大小相同的箱式结构立柱组合而成，相邻箱式结构的连接采用键定位，并通过螺栓紧固；X轴基座组合后，安装导轨、丝杆和进给机构，X轴进给机构由伺服马达驱动，齿条传动，精密线性滑轨支撑滑移以实现进给控制。

所述箱式结构尺寸为1000mmX500mmX500mm，结构尺寸具有互换性，组合成12000mm长度，可实现最长llOOOmm平面的一次性连续加工。

所述Y轴基座和Z轴基座按加工需要可以在X轴基座上进行竖直、水平安装，以完成要求的加工方式，同时为动力头进给的实现单元，Y轴和Z轴进给机构由伺服马达驱动，精密滚珠丝杆传动，精密线性滑轨支撑滑移以实现高精度的进给控制。

所述Y轴基座和Z轴基座均采用大箱式结构，保证加工的稳定性。最大加工面Y轴llOOmm、Z轴600mm。

所述动力头，由传动部分、主轴部分和升降部分组成。传动部分选用伺服马达驱动，体积小，功率大，变速方便；同步带轮传动，有效的过滤铣刀的震动，有利于提高加工精度及刀具耐用度。主轴部分由外套和主轴两部分组成，主轴选用内锥滚子轴承和圆锥滚子轴承支撑定位，经合理的调整轴承安装间隙，可以获得极高的运动精度及刚性；刀具安装锥度使用国标7:24内锥，可安装多种刃具；动力头配备手动进给装置，升降部分手动调整，最大行程200mm。同时动力头可进行多种组合：主轴套可以在固定座中进行前后移动；电机座可以进行上下180°旋转；电机可以进行前后颠倒安装；动力头组件可以360°旋转安装于Z轴基座。

所述电气控制系统主要由电源变压器、直流电源模块、触摸屏控制器、操作按钮、行程开关、主控PLC和伺服驱动器组成。所述主控PLC是电气控制系统的核心，输出四路脉冲信号和方向信号对四个伺服电机进行速度和位置控制，接收按钮的控制命令，并与触摸屏控制器进行数据通讯。

所述电源变压器，将三相380V电源转换成三相220V，作为伺服驱动器的动力电源。

所述直流电源模块，提供24V和5V的稳定直流电源，供给触摸屏控制器、PLC和伺服驱动器使用。

所述触摸屏控制器，为一块7寸真彩色液晶显示，可触控输入。触摸屏控制器可显示各个电机的运转状态，运转速度，运行距离，并可设定各个电机的运转速度参数，加减速参数，设定工作行程，并和PLC用通讯线连接。

所述操作按钮，控制各个电机的启动、停止和正、反向点动。

所述行程开关，X轴、Y轴和Z轴的行程限位保护开关，防止走刀机构超出规定的行走范围。

所述伺服驱动器，一共有四套，主轴使用MR-J2S-500A伺服驱动器，电机为HFC502，功率5KW；X、Y和Z轴使用MDDKT5540伺服驱动器，功率分别为2KW、1.5KW和1.5KW。

所述基座变换拓展组合，通过改变X轴基座、Y轴基座和Z轴基座组合的拼装方式，与动力头重新组成如下加工机床：

(1)立式铣床：将双轨拼接的X轴基座拆分为单轨，轴向拼接使X轴基座达到24m将Y轴基座取下，将Z轴基座安装于X轴基座上，动力头安装于Z轴基座上。

其可实现加工范围：加工长度l000-23000mm．加工宽度600mm。

(2)悬臂铣床：将Z轴基座取下，动力头安装于Y轴基座上，Y轴基座由垂直安装改变为水平安装于X轴基座上，可作为悬臂铣床使用。

其可实现加工范围：加工长度lOOO-llOOOmm，加工宽度600mm。

(3)龙门铣床：将双轨拼接的12m长X轴基座拆两组6m平行安装的双轨，将Z轴基座取下，动力头安装于Y轴基座上，增加一个Y轴基座拼接，由垂直安装改变为水平安装于X轴基座上，可作为龙门铣床使用。

其可实现加工范围：加工长度l000-5000mm，加工宽度2800mm。

积极效果，由于本实用新型采用模块化设计，由X轴基座、Y轴基座、Z轴基座和动力头组成，电气控制系统采用PLC触屏控制。通过不同模块之间的组合，可具备立式铣床、悬臂铣床和龙门铣床的功能。加工过程中通过改变动力头的安装形式，便可以实现多方位、多平面的加工，既能减少装机和调整时间，也利于提高加工的稳定性及精度。加工精度高，加工范围大，拆卸安装简单方便，操作简单。适宜作为模块化组合式长型基座平面铣床使用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型加工示意图；

图3为本实用新型动力头结构示意图。

图中，1.动力头，2.横梁，3.伺服电机，4.立柱，5.床身，6.铣削刀头，7.减速器，8.固定滑座。

具体实施方式

据图所示，在床身5上设有立柱4，立柱上横向设有横梁2，横梁一端装有伺服电机3，横梁另一端连接有有动力头1，动力头设置在固定滑座8上，在动力头前端设有铣削刀头6和减速器7；每组立柱上设置的动力头分别组成X、Y、Z轴向加工装置，对应的立柱相应划分为X轴基座、Y轴基座、Z轴基座。

所述模块化组合式长型基座平面铣床包括X轴基座、Y轴基座、Z轴基座、动力头和电气控制系统，X轴基座、Y轴基座和Z轴基座变换和动力头拓展组合，实现多平面和多方位的加工。

所述X轴基座，由多个长度、宽度和高度大小相同的箱式结构立柱组合而成，相邻箱式结构的连接采用键定位，并通过螺栓紧固；X轴基座组合后，安装导轨、丝杆和进给机构，X轴进给机构由伺服马达驱动，齿条传动，精密线性滑轨支撑滑移以实现进给控制。

所述箱式结构尺寸为1000mmX500mmX500mm，结构尺寸具有互换性，组合成12000mm长度，可实现最长llOOOmm平面的一次性连续加工。

所述Y轴基座和Z轴基座按加工需要可以在X轴基座上进行竖直、水平安装，以完成要求的加工方式，同时为动力头进给的实现单元，Y轴和Z轴进给机构由伺服马达驱动，精密滚珠丝杆传动，精密线性滑轨支撑滑移以实现高精度的进给控制。

所述Y轴基座和Z轴基座均采用大箱式结构，保证加工的稳定性。最大加工面Y轴llOOmm、Z轴600mm。

所述动力头，由传动部分、主轴部分和升降部分组成。传动部分选用伺服马达驱动，体积小，功率大，变速方便；同步带轮传动，有效的过滤铣刀的震动，有利于提高加工精度及刀具耐用度。主轴部分由外套和主轴两部分组成，主轴选用内锥滚子轴承和圆锥滚子轴承支撑定位，经合理的调整轴承安装间隙，可以获得极高的运动精度及刚性；刀具安装锥度使用国标7:24内锥，可安装多种刃具；动力头配备手动进给装置，升降部分手动调整，最大行程200mm。同时动力头可进行多种组合：主轴套可以在固定座中进行前后移动；电机座可以进行上下180°旋转；电机可以进行前后颠倒安装；动力头组件可以360°旋转安装于Z轴基座。

所述电气控制系统主要由电源变压器、直流电源模块、触摸屏控制器、操作按钮、行程开关、主控PLC和伺服驱动器组成。所述主控PLC是电气控制系统的核心，输出四路脉冲信号和方向信号对四个伺服电机进行速度和位置控制，接收按钮的控制命令，并与触摸屏控制器进行数据通讯。

所述电源变压器，将三相380V电源转换成三相220V，作为伺服驱动器的动力电源。

所述直流电源模块，提供24V和5V的稳定直流电源，供给触摸屏控制器、PLC和伺服驱动器使用。

所述触摸屏控制器，为一块7寸真彩色液晶显示，可触控输入。触摸屏控制器可显示各个电机的运转状态，运转速度，运行距离，并可设定各个电机的运转速度参数，加减速参数，设定工作行程，并和PLC用通讯线连接。

所述操作按钮，控制各个电机的启动、停止和正、反向点动。

所述行程开关，X轴、Y轴和Z轴的行程限位保护开关，防止走刀机构超出规定的行走范围。

所述伺服驱动器，一共有四套，主轴使用MR-J2S-500A伺服驱动器，电机为HFC502，功率5KW；X、Y和Z轴使用MDDKT5540伺服驱动器，功率分别为2KW、1.5KW和1.5KW。

所述基座变换拓展组合，通过改变X轴基座、Y轴基座和Z轴基座组合的拼装方式，与动力头重新组成如下加工机床：

(1)立式铣床：将双轨拼接的X轴基座拆分为单轨，轴向拼接使X轴基座达到24m将Y轴基座取下，将Z轴基座安装于X轴基座上，动力头安装于Z轴基座上。

其可实现加工范围：加工长度l000-23000mm．加工宽度600mm。

(2)悬臂铣床：将Z轴基座取下，动力头安装于Y轴基座上，Y轴基座由垂直安装改变为水平安装于X轴基座上，可作为悬臂铣床使用。

其可实现加工范围：加工长度lOOO-llOOOmm，加工宽度600mm。

(3)龙门铣床：将双轨拼接的12m长X轴基座拆两组6m平行安装的双轨，将Z轴基座取下，动力头安装于Y轴基座上，增加一个Y轴基座拼接，由垂直安装改变为水平安装于X轴基座上，可作为龙门铣床使用。

其可实现加工范围：加工长度l000-5000mm，加工宽度2800mm。

本实用新型的主要技术参数如下：

(1)最大铣削高度：11OOmm

(2)最大铣削长度：23000mm

(3)最大铣削宽度：5000mm

(4)动力头进刀行程：200mm

(5)X、Y、Z轴向进给速度：无级调速0.1～500mm/min

(6)进给方式：手动、自动

(7)加工平面度：8级(GB/T1184)

(8)加工平行度：8级(GB/T1184)

(9)加工表面粗糙度：≤Ra3.2

本实用新型的特点：

(1)加工范围大，加工长度lOOOmm～23000mm，加工宽度600mm～5000mm。

(2)加工精度高。加工后基座面板平面度不大于0.25mm，平行度不大于0.60mm，表面粗糙度Ra不大于3.2 μm。

(3)进舱方便。在设备进入口即总段端口较小，不满足设备整体进入到待加工区域时，可以将各组件模块单独搬运至待加工区域后，在现场进行组装、调整后，再进行加工工作。

(4)安装定位简单。加工过程中，床身只进行一次安装、调整，通过改变动力头等部件的安装形式，便可以实现多方位、多平面的加工，既能减少装机和调整时间，也利于提高加工的稳定性及精度。

(5)功能扩展性强。床身长度可根据需要进行长短组合，以满足不同加工范围的需求。

(6)操作简单。操作人员在较短的时间内能掌握其操作要领。

Claims (6)

1.模块化组合式长型基座平面铣床，其特征是：在床身（5）上设有立柱（4），立柱上横向设有横梁（2），一端设有伺服电机（3），另一端设有动力头（1），动力头设置在固定滑座（8）上，在动力头前端设有铣削刀头（6）和减速器（7）；每组立柱上设置的动力头分别组成X、Y、Z轴向加工装置，对应的立柱相应划分为X轴基座、Y轴基座、Z轴基座，所述模块化组合式长型基座平面铣床包括X轴基座、Y轴基座、Z轴基座、动力头和电气控制系统，X轴基座、Y轴基座和Z轴基座变换和动力头拓展组合，实现多平面和多方位的加工。

2.根据权利要求1所述的模块化组合式长型基座平面铣床，其特征是：所述X轴基座，由多个长度、宽度和高度大小相同的箱式立柱结构组合而成，相邻箱式结构的连接采用键定位，并通过螺栓紧固；X轴基座组合后，安装导轨、丝杆和进给机构，X轴进给机构由伺服马达驱动，齿条传动，精密线性滑轨支撑滑移以实现进给控制。

3.根据权利要求1所述的模块化组合式长型基座平面铣床，其特征是：所述Y轴基座和Z轴基座按加工需要可以在X轴基座上进行竖直、水平安装，以完成要求的加工方式，同时为动力头进给的实现单元，Y轴和Z轴进给机构由伺服马达驱动，精密滚珠丝杆传动，精密线性滑轨支撑滑移以实现高精度的进给控制。

4.根据权利要求1所述的模块化组合式长型基座平面铣床，其特征是：所述动力头由传动部分、主轴部分和升降部分组成，同时动力头可进行多种组合：主轴套可以在固定滑座中进行前后移动；电机座可以进行上下180°旋转；电机可以进行前后颠倒安装；动力头组件可以360°旋转安装于Z轴基座。

5.根据权利要求1所述的模块化组合式长型基座平面铣床，其特征是：所述电气控制系统主要由电源变压器、直流电源模块、触摸屏控制器、操作按钮、行程开关、主控PLC和伺服驱动器组成；所述主控PLC是电气控制系统的核心，输出四路脉冲信号和方向信号对四个伺服电机进行速度和位置控制，接收按钮的控制命令，并与触摸屏控制器进行数据通讯。

6.根据权利要求1所述的模块化组合式长型基座平面铣床，其特征是：所述基座变换拓展组合，通过改变X轴基座、Y轴基座和Z轴基座组合的拼装方式，与动力头重新组成如下加工机床：

(1)立式铣床：将双轨拼接的X轴基座拆分为单轨，轴向拼接使X轴基座达到24m将Y轴基座取下，将Z轴基座安装于X轴基座上，动力头安装于Z轴基座上；

(2)悬臂铣床：将Z轴基座取下，动力头安装于Y轴基座上，Y轴基座由垂直安装改变为水平安装于X轴基座上，可作为悬臂铣床使用；

(3)龙门铣床：将双轨拼接的12m长X轴基座拆两组6m平行安装的双轨，将Z轴基座取下，动力头安装于Y轴基座上，增加一个Y轴基座拼接，由垂直安装改变为水平安装于X轴基座上，可作为龙门铣床使用。