CN212070534U - 一种适用于多种型材加工的端面铣削设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，包括机架，所述机架上设有三平动机构，所述三平动机构上竖向设有快速换刀动力头，所述机架一侧设有与所述快速换刀动力头配合使用的刀具库，所述机架上还设有用于夹紧型材的夹紧机构，所述三平动机构、快速换刀动力头、刀具库和夹紧机构分别与控制系统连接。能够实现自动快速更换刀具，能够满足多种型材加工需求，提高生产效率。

Description

一种适用于多种型材加工的端面铣削设备

技术领域：

本实用新型涉及型材端面铣削设备技术领域，具体涉及一种适用于多种型材加工的端面铣削设备。

背景技术：

铝合金门窗包括窗框和窗扇，是通过各个边框组合安装而成，为了使边框组合安装更加吻合，需要对框料和扇料端面进行铣削加工。刀具夹持机构是端面铣削设备的关键部件之一，而现有的刀具夹持机构在更换刀具时主要以人工为主，且更换时需要拆卸很多零部件，操作起来非常繁琐费时费力，严重影响加工效率，而且铣刀更换过程中经常因为反复拧紧和松开导致螺纹连接结构受损，经常更换会影响铣刀安装精度，最终影响工件加工质量，因此，现有的端面铣床通常只适用于单一规格的门窗型材加工。由于门窗产品众多，现代铣削加工企业不可能只接收一种规格的门窗型材铣削加工，而是接收多种产品规格的订单，由于现有端面铣削设备更换刀具费时费力，严重影响生产效率，因此大多数企业无奈下选择购买多台设备进行加工，每台设备加工一种规格的门窗型材，但这不仅增加了企业的生产成本，而且设备占用空间大，还需要扩建厂房等。因此，有必要对现有端面铣削设备进行改进，使其能够自动快速更换刀具，实现一台设备即可对多种门窗型材进行端面铣削加工。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容：

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，实现自动快速更换刀具，能够满足多种型材加工需求，提高生产效率。

本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，包括机架，所述机架上设有三平动机构，所述三平动机构上竖向设有快速换刀动力头，所述机架一侧设有与所述快速换刀动力头配合使用的刀具库，所述机架上还设有用于夹紧型材的夹紧机构，所述三平动机构、快速换刀动力头、刀具库和夹紧机构分别与控制系统连接。

所述快速换刀动力头前端设有定位机构，所述定位机构包括竖向设置在所述快速换刀动力头上的定位导轨，所述定位导轨上设有定位板，所述快速换刀动力头上还设有定位驱动气缸，所述定位驱动气缸与所述定位板连接，所述定位驱动气缸与所述控制系统连接。

所述刀具库为旋转式刀具库或直线式刀具库，所述刀具库上设有多个不同型号的刀具。

所述旋转式刀具库包括伺服电机A，所述伺服电机A通过带传动连接有凸轮分割器，所述凸轮分割器上设有圆盘，所述圆盘上沿圆周方向均匀间隔设有多个卡座，所述卡座上设有与所述快速换刀动力头配合的刀杆，所述刀杆上至少设有一个刀具，多个所述刀具自上而下间隔设置在所述刀杆上，所述伺服电机A 与所述控制系统连接。

所述直线式刀具库包括设置在所述机架上的导轨，所述导轨上设有滑座，所述滑座上连接有丝杠，所述丝杠一端与伺服电机B连接，所述滑座上沿其长度方向均匀间隔设有多个卡座，所述卡座上设有与所述快速换刀动力头配合使用的刀杆，所述刀杆上至少设有一个刀具，多个所述刀具自上而下间隔设置在所述刀杆上，所述伺服电机B与所述控制系统连接。

所述三平动机构包括沿所述机架长度方向设置的X向导轨，所述X向导轨上设有X向滑座，所述X向滑座通过X向丝杠与X向伺服电机连接，所述X向滑座上设有Y向导轨，所述Y向导轨上设有Y向滑座，所述Y向滑座通过Y向丝杠与Y向伺服电机连接，所述Y向滑座上竖向设有Z向导轨，所述Z向导轨上设有Z向滑座，所述Z向滑座通过Z向丝杠与Z向伺服电机连接，所述Z向滑座上设有快速换刀动力头，所述X向伺服电机、Y向伺服电机和Z向伺服电机分别与所述控制系统连接。

所述快速换刀动力头包括动力头支架，所述动力头支架上设有主轴伺服电机，所述主轴伺服电机通过带传动与碟簧弹性主轴连接，所述碟簧弹性主轴下端连接有拉爪，所述动力头支架上设有打刀缸支架，所述打刀缸支架上设有与所述碟簧弹性主轴配合工作的打刀缸，所述主轴伺服电机和所述打刀缸分别与所述控制系统连接。

所述刀杆包括刀杆本体，所述刀杆本体上自上而下间隔设有多个刀具，所述刀杆本体上端设有刀柄，所述刀柄上端设有拉钉。

所述刀柄为莫式无扁尾锥刀柄。

所述夹紧机构包括夹紧底座，所述夹紧底座上设有支撑杆，所述支撑杆上活动设有夹紧板，所述夹紧板与设置在所述夹紧底座上的夹紧气缸连接。

所述支撑杆上端设有夹紧上座，所述夹紧上座上设有辅助夹紧气缸，所述辅助夹紧气缸与所述夹紧板连接。

所述控制系统包括控制柜，所述控制柜内设有PLC控制器，所述PLC控制器与操作台连接。

本实用新型采用上述结构，能够带来如下有益效果：通过设计三平动机构、快速换刀动力头和刀具库，可以实现根据预先设计的加工类型自由快速切换刀具，进而可以满足多种框料加工需求，解决传统端面铣削设备换刀难的技术问题；通过设计定位机构可以精准定位，提高加工精度；通过将刀具库设计成旋转式的结构能够有效缩小占用空间，使整机结构设计更加紧凑。

附图说明：

图1为本实用新型端面铣削设备的结构示意图；

图2为本实用新型端面铣削设备主体结构示意图；

图3为本实用新型端面铣削设备另一视角的主体结构示意图；

图4为本实用新型端面铣削设备主体结构另一视角结构示意图；

图5为本实用新型直线式刀具库结构示意图；

图中，1、机架，2、三平动机构，201、X向导轨，202、X向滑座，203、X 向丝杠，204、X向伺服电机，205、Y向导轨，206、Y向滑座，207、Y丝杠， 208、Y向伺服电机，209、Z向导轨，210、Z向滑座，211、Z向丝杠，212、Z 向伺服电机，3、快速换刀动力头，301、动力头支架，302、主轴伺服电机，303、碟簧弹性主轴，304、拉爪，305、打刀缸支架，306、打刀缸，4、刀具库，401、旋转式刀具库，4011、伺服电机A，4012、凸轮分割器，4013、圆盘，4014、卡座，402、直线式刀具库，4021、导轨，4022、滑座，4023、丝杠，4024、伺服电机B，5、夹紧机构，501、夹紧底座，502、支撑杆，503、夹紧板，504、夹紧气缸，505、夹紧上座，506、辅助夹紧气缸，6、定位机构，601、定位导轨， 602、定位板，603、定位驱动气缸，7、刀杆，701、刀杆本体，702、刀柄，703、拉钉，8、刀具，9、控制系统，901、控制柜，902、操作台，10、框料。

具体实施方式：

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

此外，术语“上部”、“底部”和“侧”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的位置。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“设置”、“连通”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；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发明中的具体含义。

如图1－5所示，一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，包括机架1，所述机架1上设有三平动机构2，所述三平动机构2上竖向设有快速换刀动力头3，所述机架1一侧设有与所述快速换刀动力头3配合使用的刀具库4，所述机架1 上还设有用于夹紧型材的夹紧机构5，所述三平动机构2、快速换刀动力头3、刀具库4和夹紧机构5分别与控制系统9连接。通过设计三平动机构2、快速换刀动力头3和刀具库4，可以实现根据预先设计的加工类型自由快速更换刀具8，进而可以满足多种框料加工需求，解决传统端面铣削设备换刀难的技术问题。

所述快速换刀动力头3前端设有定位机构6，所述定位机构6包括竖向设置在所述快速换刀动力头3上的定位导轨601，所述定位导轨601上设有定位板 602，所述快速换刀动力头3上还设有定位驱动气缸603，所述定位驱动气缸603 与所述定位板602连接，所述定位驱动气缸603与所述控制系统9连接。通过设计定位机构6能够提高加工精度，确保端面铣削质量。

所述刀具库4为旋转式刀具库401或直线式刀具库402，所述刀具库4上设有多个不同型号的刀具8。采用采用旋转式刀具库401具有整体占用空间小的优点，特别适用于设置在机架1的一角处，不阻碍机头的运行。直线式刀具库402 适合设置在机架1的一侧，长度方向上占用空间大，但宽度方向上占用空间小，因此，可以根据机架1的结构进行自由选择。

所述旋转式刀具库401包括伺服电机A4011，所述伺服电机A4011通过带传动连接有凸轮分割器4012，这里的带传动优选为同步带传动，传动精度高，所述凸轮分割器4012上设有圆盘4013，所述圆盘4013上沿圆周方向均匀间隔设有多个卡座4014，所述卡座4014上设有与所述快速换刀动力头3配合的刀杆7，所述刀杆7上至少设有一个刀具8，多个所述刀具8自上而下间隔设置在所述刀杆7上，所述伺服电机A4011与所述控制系统9连接。通过采用伺服电机A4011 和凸轮分割器4012实现在轴向上的定角旋转，进而满足更换刀具8的需求，具有结构设计紧凑，运行精度高的优点。

所述直线式刀具库402包括设置在所述机架1上的导轨4021，所述导轨4021 上设有滑座4022，所述滑座4022上连接有丝杠4023，所述丝杠4023一端与伺服电机B4024连接，所述滑座4022上沿其长度方向均匀间隔设有多个卡座4014，所述卡座4014上设有与所述快速换刀动力头3配合使用的刀杆7，所述刀杆7 上至少设有一个刀具8，多个所述刀具8自上而下间隔设置在所述刀杆7上，所述伺服电机B4024与所述控制系统9连接。通过采用伺服电机B4024和丝杠4023 传动方式具有传动精度高的优势，能够确保更换刀具的准确。

所述三平动机构2包括沿所述机架1长度方向设置的X向导轨201，所述X 向导轨201上设有X向滑座202，所述X向滑座202通过X向丝杠203与X向伺服电机204连接，所述X向滑座202上设有Y向导轨205，所述Y向导轨205上设有Y向滑座206，所述Y向滑座206通过Y向丝杠207与Y向伺服电机208连接，所述Y向滑座206上竖向设有Z向导轨209，所述Z向导轨209上设有Z向滑座210，所述Z向滑座210通过Z向丝杠211与Z向伺服电机212连接，所述 Z向滑座210上设有快速换刀动力头3，所述X向伺服电机204、Y向伺服电机 208和Z向伺服电机212分别与所述控制系统9连接。通过采用伺服电机的驱动方式实现空间内的三平动运动，满足机头在空间内的准确运行。

所述快速换刀动力头3包括动力头支架301，所述动力头支架301上设有主轴伺服电机302，所述主轴伺服电机302通过带传动与碟簧弹性主轴303连接，所述碟簧弹性主轴303下端连接有拉爪304，所述动力头支架301上设有打刀缸支架305，所述打刀缸支架305上设有与所述碟簧弹性主轴303配合工作的打刀缸306，所述主轴伺服电机302和所述打刀缸306分别与所述控制系统9连接。通过采用主轴伺服电机302、碟簧弹性主轴303和打刀缸306实现能够快速准确抓取刀具库4上的刀杆7，与刀具库4配合即可实现快速更换不同加工型号的刀具8。

所述刀杆7包括刀杆本体701，所述刀杆本体701上自上而下间隔设有多个刀具8，所述刀杆本体701上端设有刀柄702，所述刀柄702上端设有拉钉703。该刀杆7结构能够与快速换刀动力头3配合便于抓取与松开。

所述刀柄702为莫式无扁尾锥刀柄。

所述夹紧机构5包括夹紧底座501，所述夹紧底座501上设有支撑杆502，所述支撑杆502上活动设有夹紧板503，所述夹紧板503与设置在所述夹紧底座 501上的夹紧气缸504连接。该夹紧结构5能够将型材牢固的夹紧，确保加工过程中不会因刀具作用而发生偏移。

所述支撑杆502上端设有夹紧上座505，所述夹紧上座505上设有辅助夹紧气缸506，所述辅助夹紧气缸506与所述夹紧板503连接。通过设计辅助夹紧气缸506能够进一步提高型材的夹紧力，特别适用于大型材的夹紧。

所述控制系统9包括控制柜901，所述控制柜901内设有PLC控制器，所述 PLC控制器与操作台902连接。

本实用新型端面铣削设备的工作过程：

首先，根据加工需求提前设置好各种刀具8，并分别安装在圆盘4013上的卡座4014上，然后启动整机，通过三平动机构2将定位机构6运行至夹紧机构 5附近，然后启动定位驱动气缸603将定位板602驱动至夹紧底座501上，然后将框料型材安装在夹紧机构5上，安装好后通过定位驱动气缸603将定位板602 收起，刀具库4提前将需要使用的刀具8旋转至指定位置，然后三平动机构2 带动机头运行至刀具8上方，通过打刀缸306将刀杆7(带刀具)抓取，抓取后主轴伺服电机302启动带动碟簧弹性主轴303旋转，进而带动刀具8旋转，然后通过三平动机构2运行对框料进行铣削加工。本申请的端面铣削设备具有通过设计三平动机构2、快速换刀动力头3和刀具库4，可以实现根据预先设计的加工类型自由快速更换，进而可以满足多种框料加工需求，解决传统端面铣削设备换刀难的技术问题；通过设计定位机构6可以精准定位，提高加工精度；通过将刀具库4设计成旋转式的结构能够有效缩小占用空间，使整机结构设计更加紧凑。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：包括机架，所述机架上设有三平动机构，所述三平动机构上竖向设有快速换刀动力头，所述机架一侧设有与所述快速换刀动力头配合使用的刀具库，所述机架上还设有用于夹紧型材的夹紧机构，所述三平动机构、快速换刀动力头、刀具库和夹紧机构分别与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述快速换刀动力头前端设有定位机构，所述定位机构包括竖向设置在所述快速换刀动力头上的定位导轨，所述定位导轨上设有定位板，所述快速换刀动力头上还设有定位驱动气缸，所述定位驱动气缸与所述定位板连接，所述定位驱动气缸与所述控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述刀具库为旋转式刀具库或直线式刀具库，所述刀具库上设有多个不同型号的刀具。

4.根据权利要求3所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述旋转式刀具库包括伺服电机A，所述伺服电机A通过带传动连接有凸轮分割器，所述凸轮分割器上设有圆盘，所述圆盘上沿圆周方向均匀间隔设有多个卡座，所述卡座上设有与所述快速换刀动力头配合的刀杆，所述刀杆上至少设有一个刀具，多个所述刀具自上而下间隔设置在所述刀杆上，所述伺服电机A与所述控制系统连接。

5.根据权利要求3所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述直线式刀具库包括设置在所述机架上的导轨，所述导轨上设有滑座，所述滑座上连接有丝杠，所述丝杠一端与伺服电机B连接，所述滑座上沿其长度方向均匀间隔设有多个卡座，所述卡座上设有与所述快速换刀动力头配合使用的刀杆，所述刀杆上至少设有一个刀具，多个所述刀具自上而下间隔设置在所述刀杆上，所述伺服电机B与所述控制系统连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述三平动机构包括沿所述机架长度方向设置的X向导轨，所述X向导轨上设有X向滑座，所述X向滑座通过X向丝杠与X向伺服电机连接，所述X向滑座上设有Y向导轨，所述Y向导轨上设有Y向滑座，所述Y向滑座通过Y向丝杠与Y向伺服电机连接，所述Y向滑座上竖向设有Z向导轨，所述Z向导轨上设有Z向滑座，所述Z向滑座通过Z向丝杠与Z向伺服电机连接，所述Z向滑座上设有快速换刀动力头，所述X向伺服电机、Y向伺服电机和Z向伺服电机分别与所述控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述快速换刀动力头包括动力头支架，所述动力头支架上设有主轴伺服电机，所述主轴伺服电机通过带传动与碟簧弹性主轴连接，所述碟簧弹性主轴下端连接有拉爪，所述动力头支架上设有打刀缸支架，所述打刀缸支架上设有与所述碟簧弹性主轴配合工作的打刀缸，所述主轴伺服电机和所述打刀缸分别与所述控制系统连接。

8.根据权利要求4或5所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述刀杆包括刀杆本体，所述刀杆本体上自上而下间隔设有多个刀具，所述刀杆本体上端设有刀柄，所述刀柄上端设有拉钉，所述刀柄为莫式无扁尾锥刀柄。

9.根据权利要求1所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述夹紧机构包括夹紧底座，所述夹紧底座上设有支撑杆，所述支撑杆上活动设有夹紧板，所述夹紧板与设置在所述夹紧底座上的夹紧气缸连接，所述支撑杆上端设有夹紧上座，所述夹紧上座上设有辅助夹紧气缸，所述辅助夹紧气缸与所述夹紧板连接。

10.根据权利要求1所述的一种适用于多种型材加工的端面铣削设备，其特征在于：所述控制系统包括控制柜，所述控制柜内设有PLC控制器，所述PLC控制器与操作台连接。

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