CN216939469U - 一种工件定位精准的数控自动车床 - Google Patents

一种工件定位精准的数控自动车床 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及数控车床技术领域,尤其是涉及一种工件定位精准的数控自动车床,包括加工机构、机体以及安装在机体上的主刀座、凸轮机构和驱动机构,加工机构包括用于夹持工件的主轴机构、用于对工件进行轴向钻孔或轴向功孔牙的进刀装置、用于对工件进行攻牙或切割的攻牙装置、用于对工件进行车削的车削装置、用于对工件进行侧部攻孔的铣刀装置,铣刀装置包括用于进给加工的进给机构和设置在进给机构上实现转动的转轴机构;通过铣刀装置的设置,实现对加工工件的侧部进行钻孔类操作,从而实现更广泛的对加工细小的精密零件的加工形状,驱动机构采用高精度编码器,保证伺服电机中对电机转动的准确读数,达到更加精准的效果,自动化程度提高。

Description

一种工件定位精准的数控自动车床
技术领域
本实用新型涉及数控车床技术领域,尤其是涉及一种工件定位精准的数控自动车床。
背景技术
自动车床,是一种高性能、高精度、低噪音的走刀使车床,是通过凸轮来控制加工程序的自动加工机床;具有自动加工、自动送料、复杂零件一次性加工成型、加工精度准确可靠、生产效率高等优点;
随着数控车床技术行业的快速发展,系统设备对动作执行部件的定位精度要求不断提高,然而,对伺服电机使用外部触点开关定位存在定位误差导致钻孔螺纹深浅不一;这样就对伺服电机的定位精度提出了很高的要求。
因此急需一种工件定位精准的数控自动车床。
实用新型内容
本实用新型为克服上述情况不足,旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种工件定位精准的数控自动车床,包括加工机构、机体以及安装在机体上的主刀座、凸轮机构和驱动机构,加工机构包括用于夹持工件的主轴机构、用于对工件进行轴向钻孔或轴向攻牙的进刀装置、用于对工件进行攻牙或切割的攻牙装置、用于对工件进行车削的车削装置、用于对工件进行侧部攻孔的铣刀装置,所述铣刀装置包括用于进给加工的进给机构和设置在进给机构上实现转动的转轴机构;所述主轴机构设置在机体上;所述攻牙装置设置在主轴机构上端;进刀装置、车削装置和铣刀装置均设置在主刀座上;所述进刀装置、攻牙装置、车削装置和进给机构均与凸轮机构动力配合;
所述驱动机构包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一传动带、第二传动带和第三传动带,主轴机构通过第一传动带与第一伺服电机动力连接,凸轮机构通过第二传动带与第二伺服电机动力连接,转轴机构通过第三传动带与第三伺服电机动力连接;
其中:
第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机均包括电机外壳,电机轴、用于测量被测件加工深度的编码器、及对应的转子及定子组件,所述编码器包括固定于电机外壳上的电路板及安装于被测件上的码盘,所述电路板上方设有数字信号处理器,其下方设有用于读取码盘转动角度的两个读数芯片,两个读数芯片与数字信号处理器电性连接,且两个读数芯片以码盘圆心呈中心对称;所述被测件基座为电机的外壳,所述电路板固定于所述外壳上,所述编码器控制转子转角和电流频率。
优选的,进给机构设置有第一底座、安装在第一底座上的第一导轨、滑动设置在第一导轨上用于安装座转轴机构的转轴进给板、带动转轴进给板沿着第一导轨滑动的第一推杆,第一推杆的一端设置有第一铰接轴,第一推杆的另一端与凸轮机构动力配合,第一铰接轴铰接在转轴进给板上。
优选的,转轴机构设置有用于安装铣刀的铣刀轴、用于安装铣刀轴的转轴座和动力连接连接第三传动带的第三同步轮,铣刀轴活动安装在转轴座上,第三同步轮与铣刀轴同轴连接,并且第三同步轮与第三传动带传动连接,转轴座设置在转轴进给板上。
优选的,自动车床还包括防油罩机构,防油罩机构包括支撑柱和分别设置在支撑柱两侧的防油罩;支撑柱上端安装有限位板,限位板的两侧均铰接有转动杆,防油罩与转动杆连接,防油罩通过转动杆进行上下翻转,并且防油罩上设置有限位块,限位块与限位板限位配合。
优选的,主轴机构包括主轴座和转动连接在主轴座中用于夹持工件的主轴,主轴的后端轴向设置有第一同步轮,主轴机构通过第一同步轮与第一传动带传动连接。
优选的,攻牙装置包括第二底座、安装在第二底座上的第二导轨、滑动安装在第二导轨上的攻牙刀安装座,铰接于攻牙刀安装座的第二铰接轴和铰接于第二铰接轴的第二推杆,第二推杆的中部与第二底座铰,接第二推杆的另一端与凸轮机构动力配合;第二底座安装在主轴座上。
优选的,车削装置包括第三底座、安装在第三底座上的第三导轨、滑动安装在第三导轨上的车削刀安装座,铰接于车削刀安装座的第三铰接轴和铰接于第三铰接轴的第三推杆,第三推杆的中部与第三底座铰接,第三推杆的另一端与凸轮机构动力配合,第三底座安装在主刀座上。
优选的,进刀装置包括铰接底座、铰接在铰接底座上的换刀座、滑动设置在换刀座上的进刀安装座和推动进刀安装座的第四推杆,第四推杆的中部与铰接底座铰接,第四推杆的一端与进刀安装座对接,第四推杆的另一端与凸轮机构动力配合。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
本实用新型采用的第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机均应用了高精度编码器,伺服电机编码器是获取位置信息所需的传感器,编码器的精度,直接决定了伺服电机及使用该伺服电机的执行部件所能达到的最终精度,保证伺服电机中对电机转动的准确读数。运作时,使用外部开关人工控制伺服电机开启和关闭进行定位,同时,再结合伺服电机内部编码器精确定位,这样可以达更加精准的效果,自动化程度提高。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的一种结构示意图。
图2是本实用新型的另一种结构示意图。
图3是本实用新型中驱动机构和加工机构的结构示意图。
图4是本实用新型中主轴机构的结构示意图。
图5是本实用新型中攻牙装置的结构示意图。
图6是本实用新型中铣刀装置的结构示意图。
图7是本实用新型中编码器的结构示意图。
图8是本实用新型中编码器的另一角度结构示意图。
具体实施方式
下面将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。
请参阅图1-8,一种具有侧部加工铣刀装置90的自动车床,包括加工机构、机体10以及安装在机体10上的主刀座20、凸轮机构30和驱动机构40,加工机构包括用于夹持工件的主轴机构50、用于对工件进行轴向钻孔或轴向功孔牙的进刀装置60、用于对工件进行攻牙或切割的攻牙装置70、用于对工件进行车削的车削装置80、用于对工件进行侧部攻孔的铣刀装置90,铣刀装置90包括用于进给加工的进给机构和设置在进给机构上实现转动的转轴机构;主轴机构50设置在机体10上,攻牙装置70设置在主轴机构50上端,进刀装置60、车削装置80和铣刀装置90均设置在主刀座20上;进刀装置60、攻牙装置70、车削装置80和进给机构均与凸轮机构30动力配合;
驱动机构40包括第一伺服电机41、第二伺服电机42、第三伺服电机43、第一传动带44、第二传动带45和第三传动带46,主轴机构50通过第一传动带44与第一伺服电机41动力连接,凸轮机构30通过第二传动带45与第二伺服电机42动力连接,转轴机构通过第三传动带46与第三伺服电机43动力连接,其中:
第一伺服电机41、第二伺服电机42、第三伺服电机43均包括电机外壳,电机轴、用于测量被测件加工深度的编码器、及对应的转子及定子组件,编码器包括固定于电机外壳上的电路板1及安装于被测件上的码盘2,电路板1上方设有数字信号处理器102,其下方设有用于读取码盘2转动角度的两个读数芯片101,两个读数芯片101与数字信号处理器102电性连接,且两个读数芯片101以码盘2圆心呈中心对称;被测件基座为电机的外壳,电路板1固定于外壳上,编码器控制转子转角和电流频率。
在上述技术手段中,通过采用凸轮机构30的设计使整个设备在运行过程中进刀装置60、攻牙装置70、车削装置80和进给装置仅通过凸轮机构30进行驱动,从而控制加工程序的自动加,利用第一伺服电机41、第二伺服电机42和第三伺服电机43分别作为动力源分别带动主轴机构50、凸轮机构30和转轴机构实现不同转速的操作;其操作原理为先通过将凸轮机构30与进刀装置60、攻牙装置70、车削装置80和进给装置进行基本定位,再结合第一伺服电机41、第二伺服电机42和第三伺服电机43通过内部编码器精确定位以达精准的加工效果;其中,通过铣刀装置90的设置,实现对加工工件的侧部进行钻孔类操作,从而实现更广泛的对加工细小的精密零件的加工形状。另外,本申请通过在电路板1上设置中心对称的两个读数芯片101,两个读数芯片101同时读取码盘2转动角度,码盘2与被测件的旋转轴同轴度误差引起测读数误差相互抵消,数字信号处理器102对同一时刻的两读数芯片101信息进行采集并进行求和运算,然后将处理结果转换为编码器转角位置信息,准确反映被测物的转角,进而提高编码器读数的精度,并降低了码盘2安装的同轴度要求,既能测量工件的转角,同时电路板1上的两个读数芯片101能控制转子电流频率,随转子电流频率的减小而下降来控制电动机的转速。
显然,第一伺服电机41、第二伺服电机42和第三伺服电机43的停机位置非常精准,实现精确的钻孔深度和攻牙深度。
进一步的如图6所示,进给机构设置有第一底座91、安装在第一底座91上的第一导轨92、滑动设置在第一导轨92上用于安装座转轴机构的转轴进给板93、带动转轴进给板93沿着第一导轨92滑动的第一推杆95,第一推杆95的一端设置有第一铰接轴94,第一推杆95的另一端与凸轮机构30动力配合,第一铰接轴94铰接在转轴进给板93上;进给机构通过凸轮机构30带动第一推杆95使第一推杆95沿着第一底座91翻转,从而带动第一铰接轴94推动转轴进给板93进给对工件进行加工。
进一步的如图6所示,转轴机构设置有用于安装铣刀的铣刀轴96、用于安装铣刀轴96的转轴座97和动力连接连接第三传动带46的第三同步轮98,铣刀轴96活动安装在转轴座97上,第三同步轮98与铣刀轴96同轴连接,并且第三同步轮98与第三传动带46传动连接,转轴座97设置在转轴进给板93上;通过采用第三伺服电机43带动第三传动带46,对第三同步轮98进行转动,从而带动铣刀轴96转动,实现对加工工件侧部的钻孔加工操作。
进一步的如图1-2所示,自动车床还包括防油罩机构100,防油罩机构100包括支撑柱104和分别设置在支撑柱104两侧的防油罩102;支撑柱104上端安装有限位板101,限位板101的两侧均铰接有转动杆103,防油罩102与转动杆103连接,防油罩102通过转动杆103进行上下翻转,并且防油罩102上设置有限位块,限位块与限位板101限位配合;通过设置能够实现上下翻转的防油罩102,在需要对自动车床进行清洗、装配等作业时,往上翻转的防油罩102能够最大程度将整个车床内部裸露出来,给使用者带来便捷。
进一步的如图4所示,主轴机构50包括主轴座51和转动连接在主轴座51中用于夹持工件的主轴52,主轴52的后端轴向设置有第一同步轮53,主轴机构50通过第一同步轮53与第一传动带44传动连接。
进一步的如图5所示,攻牙装置70包括第二底座71、安装在第二底座71上的第二导轨72、滑动安装在第二导轨72上的攻牙刀安装座73,铰接于攻牙刀安装座73的第二铰接轴74和铰接于第二铰接轴74的第二推杆75,第二推杆75的中部与第二底座71铰,接第二推杆75的另一端与凸轮机构30动力配合;第二底座71安装在主轴座51上;攻牙装置70通过凸轮机构30带动第二推杆75使第二推杆75沿着第二底座71翻转,从而带动第二铰接轴74推动攻牙刀安装座73进给对工件进行加工。
进一步的如图3所示,车削装置80包括第三底座81、安装在第三底座81上的第三导轨、滑动安装在第三导轨上的车削刀安装座82,铰接于车削刀安装座82的第三铰接轴83和铰接于第三铰接轴83的第三推杆84,第三推杆84的中部与第三底座81铰接,第三推杆84的另一端与凸轮机构30动力配合,第三底座81安装在主刀座20上;车削装置80通过凸轮机构30带动第三推杆84使第三推杆84沿着第三底座81翻转,从而带动第三铰接轴83推动车削刀安装座82进给对工件进行加工。
进一步的如图3所示,进刀装置60包括铰接底座61、铰接在铰接底座61上的换刀座62、滑动设置在换刀座62上的进刀安装座63和推动进刀安装座63的第四推杆64,第四推杆64的中部与铰接底座61铰接,第四推杆64的一端与进刀安装座63对接,第四推杆64的另一端与凸轮机构30动力配合;进刀装置60通过凸轮机构30带动第四推杆64,使第四推杆64沿着铰接底座61旋转从而推动进刀安装座63进给对加工工件进行加工。
对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (8)

1.一种工件定位精准的数控自动车床,包括加工机构、机体以及安装在机体上的主刀座、凸轮机构和驱动机构,加工机构包括用于夹持工件的主轴机构、用于对工件进行轴向钻孔或轴向攻牙的进刀装置、用于对工件进行攻牙或切割的攻牙装置、用于对工件进行车削的车削装置、用于对工件进行侧部攻孔的铣刀装置,所述铣刀装置包括用于进给加工的进给机构和设置在进给机构上实现转动的转轴机构;所述主轴机构设置在机体上;所述攻牙装置设置在主轴机构上端;进刀装置、车削装置和铣刀装置均设置在主刀座上;所述进刀装置、攻牙装置、车削装置和进给机构均与凸轮机构动力配合;
其特征在于,所述驱动机构包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一传动带、第二传动带和第三传动带,主轴机构通过第一传动带与第一伺服电机动力连接,凸轮机构通过第二传动带与第二伺服电机动力连接,转轴机构通过第三传动带与第三伺服电机动力连接,其中:
第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机均包括电机外壳,电机轴、用于测量被测件加工深度的编码器、及对应的转子及定子组件,所述编码器包括固定于电机外壳上的电路板及安装于被测件上的码盘,所述电路板上方设有数字信号处理器,其下方设有用于读取码盘转动角度的两个读数芯片,两个读数芯片与数字信号处理器电性连接,且两个读数芯片以码盘圆心呈中心对称;所述被测件基座为电机的外壳,所述电路板固定于所述外壳上,所述编码器控制转子转角和电流频率。
2.根据权利要求1所述的一种工件定位精准的数控自动车床,其特征在于:进给机构设置有第一底座、安装在第一底座上的第一导轨、滑动设置在第一导轨上用于安装座转轴机构的转轴进给板、带动转轴进给板沿着第一导轨滑动的第一推杆,第一推杆的一端设置有第一铰接轴,第一推杆的另一端与凸轮机构动力配合,第一铰接轴铰接在转轴进给板上。
3.根据权利要求2所述的一种工件定位精准的数控自动车床,其特征在于:转轴机构设置有用于安装铣刀的铣刀轴、用于安装铣刀轴的转轴座和动力连接第三传动带的第三同步轮,铣刀轴活动安装在转轴座上,第三同步轮与铣刀轴同轴连接,并且第三同步轮与第三传动带传动连接,转轴座设置在转轴进给板上。
4.根据权利要求1所述的一种工件定位精准的数控自动车床,其特征在于:自动车床还包括防油罩机构,防油罩机构包括支撑柱和分别设置在支撑柱两侧的防油罩;支撑柱上端安装有限位板,限位板的两侧均铰接有转动杆,防油罩与转动杆连接,防油罩通过转动杆进行上下翻转,并且防油罩上设置有限位块,限位块与限位板限位配合。
5.根据权利要求1所述的一种工件定位精准的数控自动车床,其特征在于:主轴机构包括主轴座和转动连接在主轴座中用于夹持工件的主轴,主轴的后端轴向设置有第一同步轮,主轴机构通过第一同步轮与第一传动带传动连接。
6.根据权利要求5所述的一种工件定位精准的数控自动车床,其特征在于:攻牙装置包括第二底座、安装在第二底座上的第二导轨、滑动安装在第二导轨上的攻牙刀安装座,铰接于攻牙刀安装座的第二铰接轴和铰接于第二铰接轴的第二推杆,第二推杆的中部与第二底座铰,接第二推杆的另一端与凸轮机构动力配合;第二底座安装在主轴座上。
7.根据权利要求1所述的一种工件定位精准的数控自动车床,其特征在于:车削装置包括第三底座、安装在第三底座上的第三导轨、滑动安装在第三导轨上的车削刀安装座,铰接于车削刀安装座的第三铰接轴和铰接于第三铰接轴的第三推杆,第三推杆的中部与第三底座铰接,第三推杆的另一端与凸轮机构动力配合,第三底座安装在主刀座上。
8.根据权利要求1所述的一种工件定位精准的数控自动车床,其特征在于:进刀装置包括铰接底座、铰接在铰接底座上的换刀座、滑动设置在换刀座上的进刀安装座和推动进刀安装座的第四推杆,第四推杆的中部与铰接底座铰接,第四推杆的一端与进刀安装座对接,第四推杆的另一端与凸轮机构动力配合。
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