CN220427638U - 主轴组件及多轴加工装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械加工设备领域，公开了一种主轴组件，主轴组件包括固定座、旋转座和多个主轴，所述固定座用于固定在多轴加工装置上，所述旋转座转动装配在所述固定座上，多个所述主轴安装在所述旋转座上且沿所述旋转座的转动方向间隔布置，至少两个所述主轴上安装有刀具。本申请还提供了一种多轴加工装置。上述主轴组件和多轴加工装置无需对主轴上的刀具进行拆装，即可实现换刀，简化了换刀过程，缩短了换刀时间，提高了加工效率。

Description

主轴组件及多轴加工装置

技术领域

本申请涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及一种主轴组件及多轴加工装置。

背景技术

多轴加工装置通常配备有刀库，刀库中有各种型号的刀具，工件在装夹完成后，通过更换不同的刀具以实现对工件的复杂加工。在换刀时，需要先将主轴上的刀具拆下，再在主轴上安装新的刀具，该换刀过程花费时间较长，影响加工效率。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种主轴组件及多轴加工装置，以解决多轴加工装置换刀过程花费时间较长而影响加工效率的问题。

本申请的第一方面提出了一种主轴组件，所述主轴组件包括固定座、旋转座和多个主轴，所述固定座用于固定在多轴加工装置上，所述旋转座转动装配在所述固定座上，多个所述主轴沿所述旋转座的转动方向间隔布置，至少两个所述主轴上安装有刀具。

在一实施例中，所述旋转座的转动轴线沿第一方向延伸；以沿所述旋转座的转动方向间隔布置的多个所述主轴为一组，所述主轴沿所述第一方向间隔布置有至少两组。

在一实施例中，所述固定座沿所述第一方向的两侧分别设有至少一个所述旋转座，每个所述旋转座上分别设置至少一组所述主轴。

在一实施例中，所述主轴组件还包括驱动装置，所述驱动装置同时连接至少两个所述旋转座。

在一实施例中，所述驱动装置包括驱动电机、带传动机构、传动轴以及两个减速箱，所述驱动电机通过所述带传动机构与所述传动轴连接，两个所述减速箱设置在所述传动轴的两端并与相应所述旋转座连接。

在一实施例中，所述主轴的中心线与所述旋转座的转动轴线垂直或相交。

本申请的第二方面提出了一种多轴加工装置，所述多轴加工装置包括如第一方面所述的主轴组件。

在一实施例中，所述多轴加工装置包括底座组件和龙门架组件，所述龙门架组件包括龙门架、第一滑座以及第三滑座，所述第一滑座沿第一方向滑动装配在所述龙门架的横梁上，所述第三滑座沿第三方向滑动装配在所述第一滑座上，所述主轴组件安装在所述第三滑座上；所述底座组件包括底座、第二滑座以及旋转置物架，所述第二滑座沿第二方向滑动装配在所述底座上，所述旋转置物架转动装配在所述第二滑座上，以放置待加工件；所述第三方向垂直于底座，且所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相互垂直。

在一实施例中，所述旋转置物架为沿所述第一方向或所述第二方向摆动的摆动架，或者所述旋转置物架为沿所述第三方向回转的回转架。

在一实施例中，所述龙门架组件还包括辅助伸缩缸，所述辅助伸缩缸固定在所述第一滑座上，以辅助驱动所述第三滑座在所述第一滑座上沿所述第三方向滑动。

本申请提供的主轴组件包括固定座、旋转座和多个主轴，固定座用于固定在多轴加工装置上，旋转座转动装配在固定座上，多个主轴安装在旋转座上且沿旋转座的转动方向间隔布置，至少两个主轴上安装有刀具。固定座固定在多轴加工装置上后，固定座能够在多轴加工装置的驱动下往复运动，即实现主轴组件整体的往复运动；由于旋转座转动装配在固定座上，这样可以根据加工需要驱动旋转座转动，以快速调节旋转座上相应主轴的位置，以使各主轴上不同型号的刀具对待加工件进行加工。因此，本申请无需对主轴上的刀具进行拆装，即可实现换刀，简化了换刀过程，缩短了换刀时间，提高了加工效率，解决了多轴加工装置因换刀过程花费时间较长而影响加工效率的问题。

本申请提供的多轴加工装置相比于现有技术的有益效果，同于本申请提供的主轴组件相比于现有技术的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的多轴加工装置的立体示意图；

图2为图1所示的多轴加工装置另一视角的立体示意图；

图3为图1所示的多轴加工装置中底座组件的立体示意图；

图4为图3所示的底座组件另一视角的立体示意图；

图5为图1所示的多轴加工装置中龙门架组件的立体示意图；

图6为图5中所示的龙门架组件中A处的放大图；

图7为图1所示的多轴加工装置中主轴组件的立体示意图；

图8为图7所示的主轴组件去除固定座顶盖和侧盖的立体示意图。

主要元件符号说明：

100、多轴加工装置；110、底座组件；10、底座；11、第二滑座；12、旋转置物架；13、转动盘；14、驱动箱；15、第一驱动电机；16、支撑架；17、第二驱动电机；18、第一带传动机构；120、龙门架组件；20、龙门架；21、第三驱动电机；22、第一滑座；23、辅助伸缩缸；24、第四驱动电机；25、第三滑座；26、伸缩杆；27、连接板；130、主轴组件；30、固定座；31、旋转座；32、主轴；33、刀具；34、第五驱动电机；35、传动轴；36、减速箱；37、第二带传动机构。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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申请中的具体含义。

当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以是直接或者间接在该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

请参照图1至图8，本申请的实施例提供了一种多轴加工装置100，多轴加工装置100包括底座组件110、龙门架组件120和主轴组件130，龙门架组件120固定安装在底座组件110上，主轴组件130固定安装在龙门架组件120上。其中，主轴组件130处于底座组件110的上方。

应当说明的是，第一方向为X轴方向，第二方向为Y轴方向，第三方向为Z轴方向，第三方向Z垂直于底座10，且第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z相互垂直。

如图3和图4所示，底座组件110包括底座10、第二滑座11以及旋转置物架12，第二滑座11沿第二方向Y滑动装配在底座10上，旋转置物架12绕第二方向Y转动装配在第二滑座11上，旋转置物架12上用于放置待加工件。其中，旋转置物架12上设有固定孔，在待加工件放置在旋转置物架12上后，利用紧固件将待加工件固定在旋转置物架12上。在另一实施例中，旋转置物架12上可以设置夹具，在待加工件放置在旋转置物架12上后，利用夹具将待加工件固定在旋转置物架12上。可以理解，旋转置物架12还可通过真空吸附，磁性吸附或其他固定方式来固定待加工件。

在一实施例中，底座10上安装有第一驱动电机15和第一丝杠螺母机构，第一驱动电机15通过第一丝杠螺母机构驱动第二滑座11沿第二方向Y在底座10上往复滑动，第一丝杠螺母机构传动精度高，有利于保证加工精度。在另一实施例中，底座10上安装有第一伸缩缸，第一伸缩缸驱动第二滑座11沿第二方向Y在底座10上往复滑动。

在一实施例中，旋转置物架12为沿第二方向Y摆动的摆动架，这样可实现待加工件沿第二方向Y进行摆动，以便于待加工件的加工。具体地，第二滑座11包括驱动箱14和支撑架16，驱动箱14和支撑架16沿第二方向Y间隔布置，旋转置物架12处于驱动箱14和支撑架16之间，旋转置物架12的一端转动装配在支撑架16上，旋转置物架12的另一端通过转动盘13转动装配在驱动箱14上，以实现旋转置物架12沿第二方向Y往复摆动。可以理解，旋转置物架12可以为沿第一方向X摆动的摆动架，这样可实现待加工件沿第一方向X进行摆动，以便于待加工件的加工。在另一实施例中，旋转置物架12可以为沿第三方向Z回转的回转架，这样可实现待加工件沿第三方向Z进行回转，以便于待加工件的加工。

其中，转动盘13转动连接于驱动箱14，驱动箱14为内部设置有驱动机构的箱体，驱动机构用于驱动转动盘13转动，以带动旋转置物架12转动。

在一实施例中，旋转置物架12设置有两个，两个旋转置物架12沿第一方向X间隔布置，这样两个旋转置物架12均可以放置待加工件，以实现两个待加工件的同时加工，提高加工效率。在另一实施例中，旋转置物架12可以设置一个或三个以上。

在一实施例中，支撑架16沿第一方向X间隔设置有两个，旋转置物架12与支撑架16一一对应，这样可以减少支撑架16加工时的用料，降低成本。在另一实施例中，支撑架16设置有一个，此时支撑架16可以为梯形的支撑板或矩形的支撑板。

其中，支撑架16为三角形的支撑板，以保证支撑架16的稳定性。当然，支撑架16可以由两个立柱和矩形板组成，矩形板固定在两个立柱之间并处于立柱顶部，矩形板上设有安装孔，旋转置物架12的一端转动装配在矩形板的安装孔内。

请参照图4，驱动机构包括第二驱动电机17和第一带传动机构18，第一带传动机构18设置有两组，第二驱动电机17通过两组第一带传动机构18驱动两个旋转置物架12同时旋转，这不仅保证了两个旋转置物架12转动的同步性，而且使驱动箱14的整体结构较为紧凑，同时降低了成本。在另一实施例中，带传动机构可以由链传动机构或齿轮传动机构代替。

为了保证传动精度，进而提高加工精度，上述第一带传动机构18中的皮带为同步带。

如图1、图2和图5所示，龙门架组件120包括龙门架20、第一滑座22以及第三滑座25，第一滑座22沿第一方向X滑动装配在龙门架20的横梁上，第三滑座25沿第三方向Z滑动装配在第一滑座22上。其中，龙门架20固定安装在底座10上。

在一实施例中，龙门架20的横梁上安装有第三驱动电机21和第二丝杠螺母机构，第三驱动电机21通过第二丝杠螺母机构驱动第一滑座22沿第一方向X在龙门架20的横梁上往复滑动。第一滑座22上安装有第四驱动电机24和第三丝杠螺母机构，第四驱动电机24通过第三丝杠螺母机构驱动第三滑座25沿第三方向Z在第一滑座22上往复滑动。第二丝杠螺母机构和第三丝杠螺母机构传动精度高，有利于保证加工精度。在另一实施例中，龙门架20上安装有第二伸缩缸，第二伸缩缸驱动第一滑座22沿第一方向X在龙门架20上往复滑动；第一滑座22上安装有第三伸缩缸，第三伸缩缸驱动第三滑座25沿第三方向Z在第一滑座22上往复滑动。

如图5和图6所示，龙门架组件120还包括辅助伸缩缸23，辅助伸缩缸23固定在第一滑座22上，以辅助驱动第三滑座25在第一滑座22上沿第三方向Z滑动。通过辅助伸缩缸23和第四驱动电机24协同驱动第三滑座25运动，可以减小第四驱动电机24的尺寸。

具体地，辅助伸缩缸23固定在第一滑座22上，第三滑座25上固定有连接板27，辅助伸缩缸23的伸缩杆26与第三滑座25的连接板27连接，以辅助驱动第三滑座25在第一滑座22上滑动。其中，辅助伸缩缸23可以选择液压缸或气缸。在另一实施例中，可以不设置辅助伸缩缸23，仅依靠第四驱动电机24驱动第三滑座25运动，此时要求第四驱动电机24的尺寸大一点，以保证足够的驱动力。

优选地，辅助伸缩缸23设置有两个，两个辅助伸缩缸23在第一方向X上分别设置在第三滑座25的两侧，以保证第三滑座25的受力均匀性，进而保证第三滑座25运动过程中的平顺性。在另一实施例中，辅助伸缩缸23的数量可以设置一个或三个以上。

参考图1、图2、图7和图8，主轴组件130包括固定座30、旋转座31和多个主轴32，固定座30固定在第三滑座25上，旋转座31转动装配在固定座30上，多个主轴32沿旋转座31的转动方向间隔布置，至少两个主轴32上安装有刀具33，且各主轴32上的刀具33型号不同或相同，以根据需要切换相应刀具33对待加工件进行加工。在另一实施例中，在满足加工要求的情况下，可以根据待加工件所需要的刀具33数量，只在部分主轴32上安装刀具33。

固定座30固定在多轴加工装置100的第三滑座25上后，固定座30能够跟随第三滑座25一起沿第三方向Z往复运动，即实现主轴组件130整体沿第三方向Z往复运动。由于旋转座31转动装配在固定座30上，这样可以根据加工需要驱动旋转座31转动，以快速调节旋转座31上相应主轴32的位置，以使各主轴32上不同型号的刀具对待加工件进行加工。因此，本申请无需对主轴32上的刀具进行拆装，即可实现换刀，简化了换刀过程，缩短了换刀时间，提高了加工效率，解决了多轴加工装置100因换刀过程花费时间较长而影响加工效率的问题。

其中，主轴32为电主轴，其为现有技术中的成熟产品，在此不再对其结构和工作原理进行详细说明。

在一实施例中，旋转座31的转动轴线沿第一方向X延伸；以沿旋转座31的转动方向间隔布置的多个主轴32为一组，主轴32沿第一方向X间隔布置有至少两组。这样设计，可以同时对至少两个待加工件进行加工，以提高加工效率。可以理解，主轴32沿第一方向X可以间隔布置两组、三组、四组及以上。在另一实施例中，旋转座31的转动轴线沿第三方向Z延伸，主轴32的中心线与旋转座31的转动轴线平行或者主轴32的中心线与旋转座31的转动轴线相交，此时主轴32仅设置一组。

固定座30沿第一方向X的两侧分别设有至少一个旋转座31，每个旋转座31上分别设置至少一组主轴32。这样设计，有利于固定座30受力平衡，提高使用寿命。

可选地，旋转座31设置有两个，两个旋转座31沿第一方向X分别处于固定座30的两侧，两个旋转座31上分别安装有一组主轴32。当然，基于设置两个旋转座31的情况下，每个旋转座31上可以安装两组及以上的主轴32。在另一实施例中，旋转座31设置有一个，该旋转座31沿第一方向X处于固定座30的一侧，上述的两组主轴32均设置在该旋转座31上，可以理解，基于旋转座31设置有一个的情况下，该旋转座31上可以设置一组或三组以上的主轴32。

在一实施例中，主轴32的中心线与旋转座31的转动轴线垂直，这样设计，有利于各主轴32的安装，进而保证安装精度。在另一实施例中，主轴32的中心线与旋转座31的转动轴线相交。

如图8所示，主轴组件130还包括驱动装置，驱动装置同时连接至少两个旋转座31。由于旋转座31共用驱动装置，不仅保证了旋转座31转动的同步性，而且使主轴组件130整体结构较为紧凑，同时降低了成本。

具体地，驱动装置安装在固定座30内，驱动装置包括第五驱动电机34、第二带传动机构37、传动轴35以及两个减速箱36，第五驱动电机34通过第二带传动机构37驱动传动轴35转动，传动轴35两端分别通过减速箱36驱动两个旋转座31转动，以实现两个旋转座31的同步动作。利用减速箱传递动力，可有效降低转速，有利于提高旋转座31的旋转精度，进而保证刀具33的到位度。在另一实施例中，两个旋转座31可以共用一根转轴，转轴转动装配在固定座上，转轴上设有从动齿轮，第五驱动电机34的输出轴上设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合在一起，第五驱动电机34直接通过齿轮机构驱动两个旋转座31转动。

工作时，将两个待加工件分别放置在两个旋转置物架12上并固定，通过第一驱动电机15驱动第二滑座11沿第二方向Y作往复运动，通过第三驱动电机21驱动第一滑座22沿第一方向X作往复运动，通过第四驱动电机24和辅助伸缩缸23驱动第三滑座25沿第三方向Z作往复运动，通过第二驱动电机17驱动两个旋转置物架12转动，同时通过第五驱动电机34驱动两个旋转座31旋转以实现换刀，进而同时完成两个待加工件的复杂加工。

本申请的实施例还提出了一种主轴组件130，该主轴组件130采用了上述多轴加工装置100中主轴组件130的所有实施例，因而具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种主轴组件，其特征在于：包括固定座、旋转座和多个主轴，所述固定座用于固定在多轴加工装置上，所述旋转座转动装配在所述固定座上，多个所述主轴沿所述旋转座的转动方向间隔布置，至少两个所述主轴上安装有刀具；所述旋转座的转动轴线沿第一方向延伸；以沿所述旋转座的转动方向间隔布置的多个所述主轴为一组，所述主轴沿所述第一方向间隔布置有至少两组。

2.如权利要求1所述的主轴组件，其特征在于：所述固定座沿所述第一方向的两侧分别设有至少一个所述旋转座，每个所述旋转座上分别设置至少一组所述主轴。

3.如权利要求2所述的主轴组件，其特征在于：所述主轴组件还包括驱动装置，所述驱动装置同时连接至少两个所述旋转座。

4.如权利要求3所述的主轴组件，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机、带传动机构、传动轴以及两个减速箱，所述驱动电机通过所述带传动机构与所述传动轴连接，两个所述减速箱设置在所述传动轴的两端并与相应所述旋转座连接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的主轴组件，其特征在于：所述主轴的中心线与所述旋转座的转动轴线垂直或相交。

6.一种多轴加工装置，其特征在于：包括如权利要求1-5中任一项所述的主轴组件。

7.如权利要求6所述的多轴加工装置，其特征在于：所述多轴加工装置包括底座组件和龙门架组件，所述龙门架组件包括龙门架、第一滑座以及第三滑座，所述第一滑座沿第一方向滑动装配在所述龙门架的横梁上，所述第三滑座沿第三方向滑动装配在所述第一滑座上，所述主轴组件安装在所述第三滑座上；所述底座组件包括底座、第二滑座以及旋转置物架，所述第二滑座沿第二方向滑动装配在所述底座上，所述旋转置物架转动装配在所述第二滑座上，以放置待加工件；所述第三方向垂直于底座，且所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相互垂直。

8.如权利要求7所述的多轴加工装置，其特征在于：所述旋转置物架为沿所述第一方向或所述第二方向摆动的摆动架，或者所述旋转置物架为沿所述第三方向回转的回转架。

9.如权利要求7所述的多轴加工装置，其特征在于：所述龙门架组件还包括辅助伸缩缸，所述辅助伸缩缸固定在所述第一滑座上，以辅助驱动所述第三滑座在所述第一滑座上沿所述第三方向滑动。