CN209394843U - 一种五轴榫加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种五轴榫加工中心，其包括机架、旋转刀盘、夹具结构和旋转料夹结构；所述机架上设置有设置滑轨，夹具结构通过滑座安装在滑轨上；所述旋转料夹结构安装在滑轨上，所述旋转刀盘通过可移动的升降支架安装在机架的一侧；所述旋转料夹结构包括安装在机架上的气缸箱和齿轮箱，所述气缸箱包括气缸箱体和多个气缸，气缸分别均匀安装在气缸箱体内；所述齿轮箱包括齿轮箱体、第一伺服电机、传动齿轮组和2‑10个主轴；所述第一伺服电机通过减速机安装在齿轮箱体的后盖板上，所述主轴安装在齿轮箱内，且通过轴套与传动齿轮组连接；所述传动齿轮组与减速机的传动轴连接；气缸箱和齿轮箱安装在机架后，气缸的顶轴与主轴相对应。

Description

一种五轴榫加工中心

技术领域

本实用新型涉及五轴榫加工设备领域，尤其是一种五轴榫加工中心。

背景技术

目前来说，木工的榫卯加工中心，一般都是为主，能够实现多通过机械臂实现转换多种加工工序，进而是实现榫加工；但是这种加工方式的工作效率差，又或者现有的榫加工中心的夹具部分，不能实现翻转，在工件一个方向被加工完毕后，松开夹具，然后更换方向，再次夹紧，所以不能实现一次加工成型，需要二次装夹，容易导致误差；并且现有的加工刀盘只能是单个工位进行加工。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种五轴榫加工中心，旨在于解决现有五轴加工中心的无法实现360度旋转，一次成型，需要二次夹装，以及无法实现多个工作同步操作的技术问题。

为实现上述的目的，本实用新型的技术方案为：一种五轴榫加工中心，其包括机架、旋转刀盘、夹具结构和旋转料夹结构；所述机架上设置有设置滑轨，夹具结构通过滑座安装在滑轨上；所述旋转料夹结构安装在滑轨上，所述旋转刀盘通过可移动的升降支架安装在机架的一侧；所述旋转料夹结构包括安装在机架上的气缸箱和齿轮箱，所述气缸箱包括气缸箱体和多个气缸，所述气缸分别按照同一水平高度均匀安装在气缸箱体内；所述齿轮箱包括齿轮箱体、第一伺服电机、传动齿轮组和2-10个主轴；所述第一伺服电机通过减速机安装在齿轮箱体的后盖板上，所述主轴安装在齿轮箱内，且通过轴套与传动齿轮组连接；所述传动齿轮组与减速机的传动轴连接；气缸箱和齿轮箱安装在机架后，气缸的顶轴与主轴相对应，气缸推动顶轴向前移动时，将加工材料夹紧，再由第一伺服电机驱动传动齿轮组带动主轴同步旋转。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述气缸箱体包括气缸侧盖板、气缸前盖板、箱盖和压盖，所述气缸分别对应主轴的位置安装在气缸前盖板上，且通过压盖固定；所述气缸侧盖板、气缸前盖板和箱盖围合成气缸箱体。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述齿轮箱体由齿轮侧盖板、齿轮前盖板、后盖板和上盖板组成；所述主轴通过圆螺母安装在后盖板上。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述齿轮组包括主动齿轮和传动齿轮，所述主动齿轮与减速机的传动轴连接，所述传动齿轮通过从动轴安装在后盖板上，且与主动齿轮相互齿合；传动齿轮被从动轴套压紧安装，且从动轴能够相对从动轴套相对转动；并且相邻的传动齿轮之间相互齿合；所述减速机通过减速法兰安装在后盖板的背部；所述从动轴与从动轴套之间还安装有深沟球轴承。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述轴套内还安装有端盖，端盖用于防止传动齿轮往外移动，配合圆螺母将传动齿轮安装在后盖板的前面；所述轴套靠外的一端固定安装有法兰盘，且法兰盘与轴套相接处还安装有圆锥滚子轴承。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述主轴的末端还安装用于夹持工件的工件夹具或者顶针，顶针安装在工件夹具上，被工件夹具夹紧，所述顶针设置有多个用于防止加工材料滑动的卡位尖牙；所述顶轴的末端设置有一个对应插进加工材料的圆锥尖刺。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述旋转刀盘包括安装在升降支架上的驱动结构、与驱动结构连接的刀盘结构和横梁，所述驱动结构包括电机箱、第二伺服电机和减速器，所述第二伺服电机安装在电机安装座的A轴方向上，且位于电机箱内；所述第二伺服电机与减速器连接；所述刀盘结构包括多个电主轴、旋转轴和电主轴箱，所述电主轴安装电主轴箱内或者电主轴箱的表面；所述旋转轴穿过电主轴箱，并且两端分别与减速器和制动箱连接；所述制动箱安装在横梁一端的挂板外侧。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述电主轴箱包括电主轴支撑板、电主轴侧板、电主轴前安装板和电主轴后安装板，上、下两块电主轴支撑板分别用于安装纵向的电主轴，电主轴前安装板和电主轴后安装板分别在对应纵向安装的电主轴的轴向线上安装横向的电主轴；所述电主轴侧板被旋转轴穿过。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述第二伺服电机通过电机法兰与减速器的一端连接，所述电机法兰通过法兰盘安装在第二伺服电机的输出端；减速器的另一端通过连接法兰与旋转轴的一端连接。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述连接法兰的一端通过谐波法兰盘与减速器连接，且连接法兰的另一端与电主轴侧板固定连接；所述旋转轴的另一端通过轴承座安装在挂板的下端，且轴承座内还安装有圆锥滚子轴承，所述旋转轴的另一端还安装有电磁制动器。

有益效果：本实用新型通过伺服电机和齿轮组配合，所以能够用气缸顶紧固定工件的同时跟随齿轮箱同步旋转；实现了五工位同步旋转翻面与X 、Y、Z、A 坐标轴配合联动，实现了五轴立体加工、一次成型提升了加工效率并避免了二次装夹带来的误差；能够实现多工序的高精度、高效率加工；然后在通过将伺服电机安装在电机安装座的A轴方向上，且与RV高谐波减速机配合使用，所以传动刀盘转动实现了360度无死角旋转，并通过横梁来延伸联接制动器，所以旋转轴可以与X、Y、Z、C轴配合加工，根据工件形壮任意旋转到需要的角度来切削加工；同时能够实现多个工位进行同步的加工操作。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型中旋转料夹结构的结构示意图。

图3是本实用新型中旋转料夹结构的分解图。

图4是本实用新型中图3的局部A的结构示意图。

图5是本实用新型中图2的局部B的结构示意图。

图6是本实用新型中旋转刀盘的整体结构示意图。

图7是本实用新型中旋转刀盘的截面图。

图8是本实用新型中电主轴在旋转刀盘的另一实施例整体结构图。

图9是本实用新型中图8的仰视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。

如图1-7所示，本实用新型公开一种五轴榫加工中心，其包括机架1、旋转刀盘2、夹具结构3和旋转料夹结构4；所述机架1上设置有设置滑轨11，夹具结构3通过滑座12安装在滑轨11上；所述旋转料夹结构4安装在滑轨上，所述旋转刀盘2通过可移动的升降支架5安装在机架1的一侧；所述旋转料夹结构4包括安装在机架11上的气缸箱41和齿轮箱42，所述气缸箱41包括气缸箱体6和多个气缸7，所述气缸7分别按照同一水平高度均匀安装在气缸箱体6内；所述齿轮箱42包括齿轮箱体8、第一伺服电机9、传动齿轮组10和五个主轴13；所述第一伺服电机9通过减速机14安装在齿轮箱体8的后盖板上，所述主轴13安装在齿轮箱42内，且通过轴套15与传动齿轮组10连接；所述传动齿轮组10与减速机14的传动轴连接；气缸箱41和齿轮箱42安装在机架11后，气缸7的顶轴71与五个主轴13相对应，气缸7推动顶轴71向前移动时，将加工材料夹紧，再由第一伺服电机驱动传动齿轮组带动五个主轴同步旋转。

此外，本实用新型还包括一个用于控制旋转刀盘和旋转料夹结构的控制电箱39。

采用上述结构后，本实用新型采用旋转料夹结构和旋转刀盘配合使用，所以旋转料夹结构能够用气缸顶紧固定工件的同时跟随齿轮箱同步旋转；实现了五工位同步旋转翻面与X、Y、Z、A 坐标轴配合联动；进而实现五轴立体加工，一次成形，大大的提高了加工的效率，并且避免了加工工件二次装夹所带来的误差；旋转刀盘实现了360度无死角旋转，多个工位同时操作，提高加工的效率。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述气缸箱体6包括气缸侧盖板60、气缸前盖板61、箱盖62和压盖63，所述气缸7分别对应主轴13的位置安装在气缸前盖板61上，且通过压盖63固定；所述气缸侧盖板60、气缸前盖板61和箱盖62围合成气缸箱体6。

采用上述结构后，本实用新型通过气缸侧盖板、气缸前盖板和箱盖围合成气缸箱体，能够减少加工工件废料和废屑跑进气缸箱内，导致气缸的顶轴推动不顺畅，防止出现废料卡机的情况。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述齿轮箱体8由齿轮侧盖板80、齿轮前盖板81、后盖板82和上盖板83组成；所述主轴13通过圆螺母16安装在后盖板82上。

采用上述结构后，齿轮箱体由齿轮侧盖板、齿轮前盖板、后盖板和上盖板组成，能够减少加工工件废料和废屑跑进齿轮箱内，导致齿轮组被卡住，不能实现同步翻转，妨碍多个工位同步加工；而主轴通过圆螺母安装在后盖板，所以主轴能够相对转动。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述齿轮组10包括主动齿轮和传动齿轮101，所述主动齿轮与减速机14的传动轴连接，所述传动齿轮101通过从动轴17安装在后盖板82上，且与主动齿轮相互齿合；传动齿轮101被从动轴套18压紧安装，且从动轴17能够相对从动轴套18相对转动；并且相邻的传动齿轮101之间相互齿合。

采用上述结构后，本实用新型的主动齿轮被伺服电机驱动，进而带动与之齿合的传动齿轮，而传动齿轮与主轴固定连接，所以传动齿轮能够带动主轴同步转动，且相邻之间的传动齿轮相互齿合，传动齿轮的直径相同，所以能够实现五个工位同步旋转翻面，五轴立体加工。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述减速机14通过减速法兰19安装在后盖板82的背部；所述从动轴17与从动轴套18之间还安装有深沟球轴承20。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述轴套15内还安装有端盖21，端盖用于防止传动齿轮往外移动，配合圆螺母将传动齿轮安装在后盖板的前面；所述轴套15靠外的一端固定安装有法兰盘33，且法兰盘33与轴套15相接处还安装有圆锥滚子轴承37。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述主轴13的末端还安装用于夹持工件的工件夹具90或者顶针91，所述工件夹具90可以是三爪、四爪或者五爪等爪形的工件夹具，顶针91安装在工件夹具90上，工件夹具90夹紧工件与气缸箱配合来顶紧工件，或者工件夹具90夹紧顶针91，然后顶针91与气缸箱配合来顶紧工件；所述顶针91设置有多个用于防止加工材料滑动的卡位尖牙130；所述顶轴71的末端设置有一个对应插进加工材料的圆锥尖刺710；所以在主轴转动的时候，卡位尖牙插进加工工件的端面固定，防止加工工件在翻面的时候，发生滑动，导致工件翻面角度不同步，也确保每个工件翻面的角度是一致的，避免了二次加紧工件带来的误差。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述旋转刀盘2包括安装在升降支架5上的驱动结构200、与驱动结构连接的刀盘结构201和横梁202，所述驱动结构200包括电机箱22、第二伺服电机23和减速器24，所述第二伺服电机23安装在电机安装座的A轴方向上，且位于电机箱22内；所述第二伺服电机23与减速器24连接；所述刀盘结构201包括多个第一电主轴25、电主轴支撑板26、电主轴侧板27、电主轴前安装板28、电主轴后安装板29和旋转轴30，所述第一电主轴25的两端分别通过上、下两块电主轴支撑板27安装固定；所述旋转轴30的两端分别与减速器24和制动箱31连接，所述旋转轴30穿过电主轴侧板27；所述制动箱31安装在横梁202一端的挂板202a外侧。

具体的说，所述刀盘结构的第一电主轴数量为5个，所以能够同步加工五个工位的工件。

采用上述结构后，本实用新型通过横梁实现延伸，而电主轴分别均匀安装在电主轴支撑板上，利用伺服电机和减速器的配合，实现了刀盘结构的360度旋转，所以旋转轴可以与X、Y、Z、C轴配合加工，根据工件形壮任意旋转到需要的角度来切削加工；同时能够实现多个工位进行同步的加工操作。

如图8和9所示，所述刀盘结构2还包括多个第二电主轴40，所述第二电主轴40分别固定安装在电主轴前安装板28和电主轴后安装板29上，且第二电主轴40与第一电主轴25在同一轴线上，使得第一电主轴25和第二电主轴40构成一个“十”字形结构。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述电主轴支撑板、电主轴侧板、电主轴前安装板和电主轴后安装板构成电主轴箱，电主轴箱可以是五菱柱、六菱柱，且电主轴箱除电主轴侧板，其余各个面均可以安装电主轴。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述第二伺服电机23通过电机法兰32与减速器24的一端连接，所述电机法兰32通过压盖33安装在第二伺服电机23的输出端；减速器24的另一端通过连接法兰34与旋转轴30的一端连接；所以通过电机法兰能够将伺服电机很好与减速器连接，并且连接结构简单，控制误差小；所以旋转轴能够被减速器控制转速，以及旋转到什么角度。

所述的五轴榫加工中心，其中，所述连接法兰34的一端通过谐波法兰盘35与减速器24连接，且连接法兰34的另一端与电主轴侧板27固定连接；所述旋转轴30的另一端通过轴承座36安装在挂板202a的下端，且轴承座36内还安装有圆锥滚子轴承37，所述旋转轴30的另一端还安装有电磁制动器38。

所述的龙门式360度旋转刀盘，其中，所述挂板202a的外侧还安装有制动器盖板310，制动器盖板310与挂板202a组成制动箱31。

所述的龙门式360度旋转刀盘，其中，所述电机箱22的一侧还安装有电机盖板220。

本实用新型通过伺服电机和齿轮组配合，所以能够用气缸顶紧固定工件的同时跟随齿轮箱同步旋转；实现了五工位同步旋转翻面与X 、Y、 Z、 A 坐标轴配合联动，实现了五轴立体加工、一次成型提升了加工效率并避免了二次装夹带来的误差；能够实现多工序的高精度、高效率加工；然后在通过将伺服电机安装在电机安装座的A轴方向上，且与减速器配合使用，所以传动刀盘转动实现了360度无死角旋转，并通过横梁来延伸联接制动器，所以旋转轴可以与X、Y、Z、C轴配合加工，根据工件形壮任意旋转到需要的角度来切削加工；同时能够实现多个工位进行同步的加工操作。

本实用新型主要用于实木类沙发腿、桌子腿、椅腿，扶手等工件的成型、修边、倒角、钻孔、铣槽、雕花、镂空、榫卯等多工序的高精度，高效率加工。可满足实木行业大多数加工需求。

以上是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本实用新型技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种五轴榫加工中心，其特征在于，包括机架、旋转刀盘、夹具结构和旋转料夹结构；所述机架上设置有设置滑轨，夹具结构通过滑座安装在滑轨上；所述旋转料夹结构安装在滑轨上，所述旋转刀盘通过可移动的升降支架安装在机架的一侧；所述旋转料夹结构包括安装在机架上的气缸箱和齿轮箱，所述气缸箱包括气缸箱体和多个气缸，所述气缸分别按照同一水平高度均匀安装在气缸箱体内；所述齿轮箱包括齿轮箱体、第一伺服电机、传动齿轮组和2-10个主轴；所述第一伺服电机通过减速机安装在齿轮箱体的后盖板上，所述主轴安装在齿轮箱内，且通过轴套与传动齿轮组连接；所述传动齿轮组与减速机的传动轴连接；气缸箱和齿轮箱安装在机架后，气缸的顶轴与主轴相对应，气缸推动顶轴向前移动时，将加工材料夹紧，再由第一伺服电机驱动传动齿轮组带动主轴同步旋转。

2.根据权利要求1所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述气缸箱体包括气缸侧盖板、气缸前盖板、箱盖和压盖，所述气缸分别对应主轴的位置安装在气缸前盖板上，且通过压盖固定；所述气缸侧盖板、气缸前盖板和箱盖围合成气缸箱体。

3.根据权利要求2所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述齿轮箱体由齿轮侧盖板、齿轮前盖板、后盖板和上盖板组成；所述主轴通过圆螺母安装在后盖板上。

4.根据权利要求3所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述齿轮组包括主动齿轮和传动齿轮，所述主动齿轮与减速机的传动轴连接，所述传动齿轮通过从动轴安装在后盖板上，且与主动齿轮相互齿合；传动齿轮被从动轴套压紧安装，且从动轴能够相对从动轴套相对转动；并且相邻的传动齿轮之间相互齿合；所述减速机通过减速法兰安装在后盖板的背部；所述从动轴与从动轴套之间还安装有深沟球轴承。

5.根据权利要求1所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述轴套内还安装有端盖，端盖用于防止传动齿轮往外移动，配合圆螺母将传动齿轮安装在后盖板的前面；所述轴套靠外的一端固定安装有法兰盘，且法兰盘与轴套相接处还安装有圆锥滚子轴承。

6.根据权利要求1所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述主轴的末端还安装用于夹持工件的工件夹具或者顶针，顶针安装在工件夹具上，被工件夹具夹紧，所述顶针设置有多个用于防止加工材料滑动的卡位尖牙；所述顶轴的末端设置有一个对应插进加工材料的圆锥尖刺。

7.根据权利要求1所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述旋转刀盘包括安装在升降支架上的驱动结构、与驱动结构连接的刀盘结构和横梁，所述驱动结构包括电机箱、第二伺服电机和减速器，所述第二伺服电机安装在电机安装座的A轴方向上，且位于电机箱内；所述第二伺服电机与减速器连接；所述刀盘结构包括多个电主轴旋转轴和电主轴箱，所述电主轴安装电主轴箱内或者电主轴箱的表面；所述旋转轴穿过电主轴箱，并且两端分别与减速器和制动箱连接；所述制动箱安装在横梁一端的挂板外侧。

8.根据权利要求7所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述电主轴箱包括电主轴支撑板、电主轴侧板、电主轴前安装板和电主轴后安装板，上、下两块电主轴支撑板分别用于安装纵向的电主轴，电主轴前安装板和电主轴后安装板分别在对应纵向安装的电主轴的轴向线上安装横向的电主轴；所述电主轴侧板被旋转轴穿过。

9.根据权利要求8所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述第二伺服电机通过电机法兰与减速器的一端连接，所述电机法兰通过法兰盘安装在第二伺服电机的输出端；减速器的另一端通过连接法兰与旋转轴的一端连接。

10.据权利要求9所述的五轴榫加工中心，其特征在于，所述连接法兰的一端通过谐波法兰盘与减速器连接，且连接法兰的另一端与电主轴侧板固定连接；所述旋转轴的另一端通过轴承座安装在挂板的下端，且轴承座内还安装有圆锥滚子轴承，所述旋转轴的另一端还安装有电磁制动器。