CN208083865U - 一种旋转交换式柔性数控加工中心 - Google Patents

一种旋转交换式柔性数控加工中心 Download PDF

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张永智
周雪山
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Abstract

本实用新型公开了一种旋转交换式柔性数控加工中心,包括:数控加工单元,该数控加工单元环绕在工件交换转台圆周设置,每个数控加工单元设置有数控系统、切削液循环系统、气动精密夹具定位系统;工件装卸单元,该工件装卸单元环绕在工件交换转台圆周设置,每个工件装卸单元设置有自动上下料系统、自动检测系统。本实用新型采用旋转式的工件交换方式,由多个小型数控加工单元对工件进行协同加工,大幅度提高了生产效率,降低了设备成本。并且该结构可集成自动上下料系统和自动化检测系统,达到全自动无人化生产的效果。快速稳定,性能可靠,适用于各种产品的生产要求,提高本设备兼容性,提高生产效率与产品质量,降低劳动强度,保障操作人员安全。

Description

一种旋转交换式柔性数控加工中心
技术领域
[0001] 本实用新型涉及工业自动化机械制造技术领域,具体涉及一种旋转交换式柔性数 控加工中心。
背景技术
[0002] 随着自动化生产水平的得到全面提高,应用机械化自动化执行生产任务也越来越 普遍。对于3C产品结构件的机加工,目前一般采用数控加工中心,通过单一主轴多次换刀完 成对产品的加工;对于有多方向加工要求的工件,一般采用数控加工中心配套数控转台或 者在不同的机床上换用不同夹具进行加工。由于3C产品尺寸小,切削余量小,而一般的加工 中心考虑到通用原因,设计行程比较大,切削功率也比较大,形成了加工能力的浪费,最终 导致加工成本高,效率低下。
[0003] 近年来,国内生产厂家均在逐步的采用自动化技术,淘汰己不能满足市场需求的 传统手工或半手工制造技术,实现降低制造成本、缩短制造周期、提高产品质量稳定性等目 的。
[0004] 为此,需要研发一种柔性数控加工中心就显得非常重要。 实用新型内容
[0005] 针对上述问题,本实用新型的目的在于,提供旋转交换式柔性数控加工中心及加 工方法,采用旋转式的工件交换方式,由多个小型数控加工单元对工件进行协同加工,大幅 度提高了生产效率,降低了设备成本。并且该结构可集成自动上下料系统和自动化检测系 统,达到全自动无人化生产的效果。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
[0007] 一种旋转交换式柔性数控加工中心,包括:
[0008] 数控加工单元,该数控加工单元环绕在工件交换转台圆周设置,每个数控加工单 元设置有数控系统、切削液循环系统、气动精密夹具定位系统;
[0009] 工件装卸单元,该工件装卸单元环绕在工件交换转台圆周设置,每个工件装卸单 元设置有自动上下料系统、自动检测系统。
[0010]作为本实用新型进一步改进,所述工件交换转台及工件装卸单元包括固定底座、 分度升降机构、转盘、升降台、转臂、夹爪,所述转盘、升降台设置在固定底座的上部,所述分 度升降机构设置在固定底座的下部,所述分度升降机构驱动转盘及升降台执行分度旋转或 升降运动;所述转臂设置在升降台上,所述夹爪设置在转臂上,所述固定底座上还设置有精 密定位底座。
[0011] 作为本实用新型进一步改进,所述数控加工单元上包括机架底座、主轴机构、刀 具、工作台、主轴机构架、滑轨,所述主轴机构设置在主轴机构架上,所述刀具设置在主轴机 构上,所述工作台通过滑轨设置在机架底座上,所述工作台上还设置有精密定位底座;
[0012] 作为本实用新型进一步改进,所述数控加工单元还包括工件夹具,该工件夹具底 部设置有与精密定位底座配合的定位锁紧结构。
[0013]作为本实用新型进一步改进,所述夹爪为气动夹爪。
[0014]作为本实用新型进一步改进,所述分度升降机构,其可分别为四分度升降机构、六 分度升降机构、八分度升降机构。
[0015] 作为本实用新型进一步改进,所述分度升降机构,其每次驱动转盘及升降台执行 旋转60分度。
[0016] 作为本实用新型进一步改进,所述主轴机构为采用模块化结构设计。
[0017] 作为本实用新型进一步改进,其还包括测量装置接触式或非接触式测量系统。
[0018] 作为本实用新型进一步改进,所述分度升降机构,其可分别为四分度升降机构、六 分度升降机构、八分度升降机构。
[0019] 与现有技术相比具有的优点:
[0020] 提供旋转交换式柔性数控加工中心及加工方法,采用旋转式的工件交换方式,由 多个小型数控加工单元对工件进行协同加工,大幅度提高了生产效率,降低了设备成本。并 且该结构可集成自动上下料系统和自动化检测系统,达到全自动无人化生产的效果。快速 稳定,性能可靠,适用于各种产品的生产要求,提高本设备兼容性,大大提高生产效率与产 品质量,降低劳动强度,保障操作人员的安全。实现机械代替人工方式,效率高、速度快,大 大提高了检测效率与产品合格率。
[0021] 为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对 其进行详细说明。
附图说明
[0022] 图1是本实用新型整体结构示意图;
[0023]图2是本实用新型的工件交换转台及工件装卸单元结构示意图;
[0024]图3是本实用新型的数控加工单元结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面将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 清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的 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做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。
[0026]参阅附图1至附图3,本实施例提供的一种旋转交换式柔性数控加工中心,包括: [0027]数控加工单元2,该数控加工单元2环绕在工件交换转台1圆周设置,每个数控加工 单元2设置有数控系统、切削液循环系统、气动精密夹具定位系统;
[0028]工件装卸单元5,该工件装卸单元5环绕在工件交换转台1圆周设置,每个工件装卸 单元5设置有自动上下料系统、自动检测系统。实现自动化上下料系统实现全自动生产,以 及对产品进行检测和筛选,并且可以根据测量结果计算出修正参数发送给相应的加工单元 对产品尺寸进行修正,实现闭环精度控制。
[0029]所述工件交换转台1及工件装卸单元5包括固定底座1.1、分度升降机构K 2、转盘 1.3、升降台1_ 5、转臂1.6、夹爪1.7,所述转盘1.3、升降台1.5设置在固定底座1.1的上部,所 述分度升降机构1.2设置在固定底座1.1的下部,所述分度升降机构1.2驱动转盘1.3及升降 台1 • 5执行分度旋转或升降运动;所述分度升降机构1.2,其每次驱动转盘1.3及升降台1.5 执行旋转60分度。所述转臂1.6设置在升降台1.5上,所述夹爪1.7设置在转臂1.6上,所述夹 爪1.7为气动夹爪。所述固定底座1.1上还设置有精密定位底座1.4。
[0030] 所述数控加工单元2上包括机架底座2.1、主轴机构2.2、刀具2.3、工作台2.4、主轴 机构架2 • 5、滑轨2 • 6,所述主轴机构2.2设置在主轴机构架2.5上,所述主轴机构2.2为采用 模块化结构设计。主轴的种类、数量和轴向可以灵活布置,实现不同产品的高效加工。所述 刀具2.3设置在主轴机构2.2上,所述工作台2.4通过滑轨2.6设置在机架底座2.1上,所述工 作台2.4上还设置有精密定位底座4;
[0031] 所述数控加工单元2还包括工件夹具3,该工件夹具3底部设置有与精密定位底座 1.4配合的定位锁紧结构。
[0032]所述分度升降机构1.2,其可分别为四分度升降机构、六分度升降机构、八分度升 降机构。所述精密定位底座设置有导向结构,使得在转台定位误差相当大的情况下,工件夹 具也能顺利进入精密定位底座。
[0033] 总体结构见图1,数控加工单元2环绕工件交换转台1布置,数控加工单元2之间的 夹角与工件交换转台1的分度角度相同,并且与分度定位后的转臂1.6对应,数控加工单元2 的数量比转臂1 • 6的数量少1个,空缺的位置用来进行工件的装卸,必要情况下也可以安装 测量装置用于工件的测量;即为测量装置接触式或非接触式测量系统。
[0034] 本实施例的旋转交换式柔性数控加工中心的加工方法,其包括如下步骤:
[0035]接通电源,初始化控制系统,根据预先设置的的坐标位置以及所需的动作状态,输 入相应的控制指令;由主轴机构上的刀具在控制指令的控制下对夹具内的工件进行加工; 各个数控加工单元2负责不同的加工工序,实现了多个工序的同时运行;与此同时,位于精 密定位底座上的工件夹具3可以进行工件装卸操作;此时升降台1.5处于低位,夹爪1.7处于 张开状态;
[0036]每个数控加工单元2上工件加工完毕之后,工作台2.4朝转台1方向运动,停止在夹 爪1.7能够准确夹紧工件夹具3的位置;等所有数控加工单元2的工作台2.4都运动到夹爪 1.7能够夹紧的位置上,并且精密定位底座上的工件装卸工作也完成之后,所有的夹爪1.7 转为夹紧状态,将对应的工件夹具3夹紧,随后所有的精密定位底座转为松开状态,接着升 降台1.5上升到高位,然后旋转一个分度,旋转到位后再下降到低位,进一步下轮循环。
[0037]本实施例提供旋转交换式柔性数控加工中心及加工方法,采用旋转式的工件交换 方式,由多个小型数控加工单元对工件进行协同加工,大幅度提高了生产效率,降低了设备 成本。并且该结构可集成自动上下料系统和自动化检测系统,达到全自动无人化生产的效 果。快速稳定,性能可靠,适用于各种产品的生产要求,提高本设备兼容性,大大提高生产效 率与产品质量,降低劳动强度,保障操作人员的安全。实现机械代替人工方式,效率高、速度 快,大大提高了检测效率与产品合格率。
[0038]以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上 的限制。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围情况下,都可利用 上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为 等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型之形 状、构造及原理所作的等效变化,均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1. 一种旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,包括: 数控加工单元(2),该数控加工单元(2)环绕在工件交换转台(1)圆周设置,每个数控加 工单元⑵设置有数控系统、切削液循环系统、气动精密夹具定位系统; 工件装卸单元(5),该工件装卸单元(5)环绕在工件交换转台(1)圆周设置,每个工件装 卸单元⑸设置有自动上下料系统、自动检测系统。
2. 根据权利要求1所述旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,所述工件交换转台 (1) 及工件装卸单元(5)包括固定底座(1. 1)、分度升降机构(1.2)、转盘(1 • 3)、升降台 (1.5)、转臂(1.6)、夹爪(1 • 7),所述转盘(1 • 3)、升降台(1.5)设置在固定底座(1.1)的上部, 所述分度升降机构(1.2)设置在固定底座(1.1)的下部,所述分度升降机构(1.2)驱动转盘 (1.3)及升降台(1.5)执行分度旋转或升降运动;所述转臂(1.6)设置在升降台(1.5)上,所 述夹爪(1.7)设置在转臂(1.6)上,所述固定底座(1.1)上还设置有精密定位底座(1 • 4)。_
3. 根据权利要求1所述旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,所述数控加工单元 ⑵上包括机架底座(2.1)、主轴机构(2.2)、刀具(2.3)、工作台(2.4)、主轴机构架(2 • 5)、滑 轨(2.6),所述主轴机构(2.2)设置在主轴机构架(2.5)上,所述刀具(2.3)设置在主轴机构 (2.2) 上,所述工作台(2.4)通过滑轨(2.6)设置在机架底座(2.1)上,所述工作台(2 • 4)上还 设置有精密定位底座⑷。
4. 根据权利要求3所述旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,所述数控加工单元 (2) 还包括工件夹具(3),该工件夹具(3)底部设置有与精密定位底座(1.4)配合的定位锁紧 结构。
5. 根据权利要求2所述旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,所述夹爪(1.7)为 气动夹爪。
6. 根据权利要求2所述旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,所述分度升降机构 (1.2) ,其可分别为四分度升降机构、六分度升降机构、八分度升降机构。
7. 根据权利要求3所述旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,所述主轴机构 (2.2) 为采用模块化结构设计。
8. 根据权利要求1所述旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,其还包括测量装置 接触式或非接触式测量系统。
9. 根据权利要求2或3所述旋转交换式柔性数控加工中心,其特征在于,所述精密定位 底座设置有导向结构,使得在转台定位误差相当大的情况下,工件夹具也能顺利进入精密 定位底座。
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