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CN111148594A - 卧式多轴加工中心 - Google Patents

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CN111148594A
CN111148594A CN201980004005.2A CN201980004005A CN111148594A CN 111148594 A CN111148594 A CN 111148594A CN 201980004005 A CN201980004005 A CN 201980004005A CN 111148594 A CN111148594 A CN 111148594A
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CN
China
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axis
workpiece
tool
machining center
spindle
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CN201980004005.2A
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English (en)
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郑盛日
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Shenglin Engineering Co Ltd
Original Assignee
Shenglin Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

本发明涉及一种加工中心，更具体地，涉及一种卧式多轴加工中心，在用于对工件进行切削加工而设置的加工中心中，分别设置2轴(Y轴、Z轴)或3轴(X轴、Y轴、Z轴)的移送驱动部，从而使搭载主轴(spindle)的滑枕向工件的上下方向、前后方向或左右方向进行移动，并且将上述主轴数量设置为多个(如2轴至8轴等)，从而可以同时加工多个工件；对于固定于多个主轴而对工件进行切削加工的切削刀具，能够通过自动刀具交换装置(ATC)并根据主轴的数量，同时进行刀具交换来提高刀具交换速度，从而提高生产效率。

Description

卧式多轴加工中心
技术领域
本发明涉及一种加工中心，更具体地，涉及一种如下的卧式多轴加工中心：在用于对工件进行切削加工而设置的加工中心中，分别设置2轴(Y轴、Z轴)或3轴(X轴、Y轴、Z轴)的移送驱动部，从而使搭载主轴(spindle)的滑枕(ram)向工件的上下方向、前后方向或左右方向进行移动，并且将上述主轴数量设置为多个(如2轴至8轴等)，从而可以同时加工多个工件，对于固定于多个主轴而对工件进行切削加工的切削刀具，能够通过自动刀具交换装置(ATC)并根据主轴的数量，同时进行刀具交换来提高刀具交换速度，从而提高生产效率。
背景技术
通常，通用机床，即CNC车床或加工中心(MCT)通过使用一个主轴(spindle)来加工工件，由此，增加了加工工件所需时间的消耗，这会导致生产效率的下降。
为了改善这样的不合理点，已经开发出专用机床并进行使用，但是，专用机床被制造为仅生产一件物品为目的，因此，如果物品的结构稍微有所改变，必须改变机床的设计，并且，严重改变或者生产其他物品时不可使用，因此，尽管提高了生产效率，也存在不愿使用专用机床的问题。
另外，加工中心(特别是生产线中心)从现有通用机床的概念中摆脱出来，使多台同时连接设置于生产线中，由于生产工艺可以构成为线性化形态的优点，将多台同时进行设置的情况较多，但是这样的情况也不能解决上述专用机床的问题。
作为与这些生产线中心(line center)(具有一个主轴)相关的现有技术，在公开专利公报第10-2013-0119292号中提出了一种设置有卧式自动刀具交换装置(ATC)的多轴立式加工中心及刀具交换方法。
上述专利提出了具有卧式自动刀具交换装置的多轴立式加工中心，其包括：床；设置于上述床的上部并向Y轴方向前后流动的柱；设置于上述柱的一侧且向Z轴方向上下滑动，并且由多个主轴构成的轴部；以及刀库。其中，上述刀库设置于上述床的上部，多个刀具夹持器以形成行和列的方式排列布置来构成上述刀库。由于刀库设置于床的上部，因此床的大小只能变大，由此，由于放置在床的上部，从而不便在需要放置工件的工作台上放置工件，并且加工中心的大小整体变大而重量加重、设置面积变大，从而在自动化生产线中存在有效布置难的问题。
作为另外的现有技术，本申请人在先申请的授权专利第10-1630144号中提出了一种卧式多轴线中心。
上述专利提出了卧式多轴线中心，作为用于对工件进行切削加工的生产线中心，其特征在于，上述生产线中心包含：设置在地面的底座10；设置于上述底座10上部的柱30；沿着上述柱30移动的刀具台40；安装于上述刀具台40，且一端结合有接合切削刀具1的夹头(chuck)42的轴41。上述主轴41设置为与底座10的设置面平行，并且设置至少由2个以上，从而作为对工件的2个以上的刀具，可以同时进行加工。上述主轴41设置于柱30的上部，并通过构成为圆形的刀库60来实现刀具交换，并且上述刀库60中，可以按扇区(sector)(S1～S4)安装与轴41对应数量的切削刀具，并且要进行交换的刀具通过上述刀库60的旋转而位于轴41的前部面；当所要交换的刀具位于主轴41的前部面时，在主轴41的夹头42上没有刀具的状态下，主轴41通过向Z轴方向前进移动来安装刀具，之后通过向Z轴方向后退后，向y轴方向下降，然后再次向Z轴方向前进的方式执行工件的加工。当工件的加工结束时，通过主轴41的移动，将固定于主轴41的夹头42的切削刀具1放置于刀具夹持器61，并且上述刀库60和刀库旋转轴70所结合的刀库本体76可以通过气缸77向z轴方向进行移动，从而在刀具的长度比较长的情况下，也能容易地实现刀具交换，并且为了刀具交换而使刀库60旋转后，为了确认刀库60是否位于正确的位置，在刀库60中形成与扇区对应数量的检测用槽，并且在一侧设置传感器，并通过上述传感器的检测，仅确认刀库60的起始位置后，设置安全装置，使其能够通过移动柱30来进行刀具交换。但是，底座上部设置有z轴电机，从而随着全部移送包括柱在内的与柱相结合的结构，需要较多的驱动力，并且，上述卧式多轴线中心是通过刀库，同时进行刀具交换的方式，其为将加工结束后的切削刀具插入到刀库的空位并将刀库进行旋转后安装新的刀具的方式，因此，在刀库旋转的时间段会产生时间的损耗，且由于刀库结构的局限性，能够安装的刀具的数量和种类受到限制。
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明的目的在于提供一种卧式多轴加工中心，在用于对工件进行切削加工而设置的加工中心中，分别设置2轴或3轴的移送驱动部，从而使搭载主轴(spindle)的滑枕向工件的上下方向和前后方向或左右方向进行移动，通过驱动部之间的同步控制来最小化主轴的移动路径，来减小主轴的移动导致的动力消耗，并且将上述主轴数量设置为多个，从而可以同时加工多个工件，对于固定于多个主轴而对工件进行切削加工的刀具，能够通过自动刀具交换装置(ATC)，同时进行刀具交换来提高刀具交换速度，从而提高生产效率。
另外，本发明的另一目的在于提供如下的卧式多轴加工中心，安装在上述自动刀具交换装置(ATC)的刀库(Tool magazine)的一面设置主轴数量的2倍的刀具夹持器，使得安装在刀库的一侧面的刀具数量为为主轴的2倍，即使不旋转刀库，也能够连续地执行2种加工，从而可以缩短刀具交换时间，缩短工件的非加工时间。并且与现有的刀库相比，可以安装2倍数量的多种刀具，从而能够灵活应对各个种类的加工。
另外，本发明的另一目的在于提供如下的卧式多轴加工中心，通过将上述Y轴驱动部的结构之一的Y轴驱动电机设置于鞍座(saddle)的两侧，来同步控制两个Y轴驱动电机，从而可以确保鞍座稳定地运行的同时可以承受较强的切削负荷。
另外，本发明的另一目的在于提供如下的卧式多轴加工中心，设置于加工中心的前部面而固定工件的治具(jig)根据工件，选择性地使用A轴旋转型、B轴旋转型及A轴、B轴同步旋转型的3种类型中的其中一个，从而提高工件加工的适用性。
用于解决问题的方案
根据本发明的卧式多轴加工中心，作为用于对工件进行切削加工的加工中心，其特征在于，上述加工中心包括：固定设置于地面的底座1；设置于上述底座1上部，并通过驱动部10向工件的左右方向进行移动的柱2；设置于上述柱2的内部，并且对安装有切削刀具8的主轴4(spindle)进行支撑的滑枕3；用于将支撑上述滑枕3的鞍座向工件W的上下方向进行移动的Y轴驱动部20；用于将上述滑枕向工件的前后方向进行移动的Z轴驱动部30；用于旋转上述主轴的伺服电机5；设置于上述主轴4的前部面并用于固定工件W的治具40，其中，上述主轴的上部设置有能够安装切削刀具的自动刀具交换装置50(ATC)。
发明效果
根据本发明的卧式多轴加工中心具有如下效果：在用于对工件进行切削加工而设置的加工中心中，分别设置2轴或3轴的移送驱动部，从而使搭载主轴(spindle)的滑枕向工件的上下方向和前后方向或左右方向进行移动，通过驱动部之间的同步控制来最小化主轴的移动路径，来减小主轴的移动导致的动力消耗，并且将上述主轴数量设置为多个，从而可以同时加工多个工件；对于固定于多个主轴而对工件进行切削加工的刀具，能够通过自动刀具交换装置(ATC)，同时进行刀具交换来提高刀具交换速度，从而提高生产效率的显著效果外，在上述自动刀具交换装置(ATC)的刀库的一面设置主轴数量的2倍的刀具夹持器(tool gripper)，使得安装在刀库的一侧面的刀具的数量为主轴的2倍，即使不旋转刀库，也能够连续地执行2种加工，从而可以缩短刀具交换时间，缩短工件的非加工时间，并且与现有的刀库相比，可以安装有2倍数量的多种刀具，从而具有能够灵活应对各个种类的加工的显著效果，并且通过将上述Y轴驱动部的结构之一的Y轴驱动电机设置于鞍座的两侧，来同步控制两个Y轴驱动电机，从而可以确保鞍座稳定地运行的同时可以承受较强的切削负荷，设置于加工中心的前部面而固定工件的治具根据工件，选择性地使用A轴旋转型、B轴旋转型及A轴、B轴同步旋转型的3种类型中的其中一个，从而具有提高工件加工的适用性的显著效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构图。
图2是本发明的局部结构图。
图3是从另一角度观察图2的整体结构图。
图4是本发明的正面结构图。
图5是本发明的背面结构图。
图6是本发明的侧面结构图。
图7至图10是根据本发明的治具的结构示意图。
图11至图13是根据本发明的自动刀具交换装置(ATC)的结构示意图。
图14和图15是根据本发明的自动刀具交换装置(ATC)的其他实施例的示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种加工中心，更具体地，涉及一种卧式多轴加工中心，在用于对工件进行切削加工而设置的加工中心中，分别设置2轴(Y轴、Z轴)或3轴(X轴、Y轴、Z轴)的移送驱动部，从而使搭载主轴(spindle)的滑枕(ram)向工件的上下方向和前后方向或左右方向进行移动，并且将上述主轴数量设置为多个(如2轴至8轴等)，从而可以同时加工多个工件；对于固定于多个主轴而对工件进行切削加工的切削刀具，能够通过自动刀具交换装置(ATC)，并根据主轴的数量，同时进行刀具交换来提高刀具交换速度，从而提高生产效率。
本发明中所定义的X轴方向是指与底座的底面平行的主轴的左右方向，Y轴方向是指与底座的底面垂直的主轴的上下方向，Z轴方向是指与底座的底面平行的主轴的前后方向。
并且，A轴方向定义为以X轴方向的移动线为中心进行旋转的方向，B轴方向定义为以Y轴方向的移动线为中心轴进行旋转的方向，C轴方向定义为以Z轴方向的移动线为中心轴进行旋转的方向。
以下，根据附图，详细说明本发明的如下优选实施例。
图1是本发明的整体结构图，图2是本发明的局部结构图，图3是从另一角度观察图2的整体结构图，图4是本发明的正面结构图，图5是本发明的背面结构图，图6是本发明的侧面结构图。根据本发明的卧式多轴加工中心，用于对工件进行切削加工的加工中心具有如下特征，包括：固定设置于地面的底座1；设置于上述底座1上部，并通过驱动部10向工件的左右方向进行移动的柱2；设置于上述柱2的内部，并且对安装有切削刀具8的主轴4(spindle)进行支撑的滑枕3；用于将支撑上述滑枕3的鞍座9向工件W的上下方向进行移动的Y轴驱动部20；用于将上述滑枕3向工件的前后方向进行移动的Z轴驱动部30；用于旋转上述主轴4的伺服电机5；设置于上述主轴4的前部面并用于固定工件W的治具40，其中，上述主轴的上部设置有能够安装切削刀具的自动刀具交换装置50(ATC)。
首先，所图示的加工中心是3轴驱动，即X、Y、Z轴的可驱动的加工中心，并根据情况，可以构造为去除X轴的驱动部。
上述底座1是固定设置在地面或底面的结构，相当于通用机床的床身，并且上述底座1的上部设置有开放前部面和后部面的大致六面体形状的柱2，使其能够通过X轴驱动部10而向工件的左右方向移动。
即，上述X轴驱动部10由X轴驱动电机11、通过上述X轴驱动电机11来进行旋转的滚珠螺杆12、固定于上述底座1上部的导轨13和固定于上述柱2并沿着导轨13移动的导向块14来构成，通过驱动电机11的旋转使滚珠螺杆12进行旋转，并且通过滚珠螺杆12的旋转使导向块14沿着导轨13进行移动，由此使柱2进行移动。
上述柱2的一侧设置有用于将主轴4向工件W的上下方向进行移动的Y轴驱动部20，上述Y轴驱动部20的一侧设置有用于将主轴4向工件的前后方向进行移动的Z轴驱动部20。上述主轴4安装有用于对工件进行切削加工(如钻头、铰刀或丝锥(tap))的切削刀具8，上述主轴4的前部面设置有用于固定工件的治具30。
所图示的实施例中，在上述底座1的上部，导轨13固定设置于底座，并且柱2沿着上述导轨13进行移动。上述柱2的一侧设置有Y轴驱动部20和Z轴驱动部30，上述柱2的内部设置有搭载4个主轴4的滑枕3。通过鞍座9支撑上述滑枕3向Z轴方向的移送来使上述滑枕进行移动，上述柱2、滑枕3及鞍座9通过X轴驱动部10而向工件的左右方向进行移动。上述滑枕3通过Z轴驱动部30而向工件的前后方进行移动，并且通过Y轴驱动部20，能够使滑枕3和鞍座9向工件的上下方向进行移动，其中上述滑枕(ram)3通过Z轴驱动部30来执行从柱2中进出的动作。
因此，可以通过向X轴方向的移动来进行工件的表面加工等，通过主轴4的旋转方向，即以Z轴方向作为中心轴的切削刀具8的旋转来对工件W进行孔加工等切削加工，通过向Y轴方向的移动来执行工件的加工和工件的加工点的移动与刀具交换等。
更具体地，根据本发明的卧式多轴加工中心，通过相对于主轴4向X轴方向移动的结构，移动柱2本身来承受较强的切削负荷，并且能够通过同步控制相对于主轴的X轴移动、Y轴移动及Z轴移动来最小化主轴的移动路径，从而可以减少用于切削加工的周期。
并且，上述主轴4通过伺服电机5来进行自转的同时，执行工件W的切削加工，由于一个伺服电机5可以驱动2个主轴4，因此，为了旋转总共4个主轴4，在加工中心中设置2个伺服电机5。
上述伺服电机5是通过施加的电力而旋转的，从而对主轴4进行旋转，所图示的形状是，在伺服电机5的电机轴形成电机滑轮6，在主轴4的一侧也形成主轴滑轮7，从而通过将正时皮带挂在两侧的滑轮之间来传递动力的方式。
即，图1至图4中所图示的根据本发明的加工中心总共具有4个主轴4，但是根据情况，除了4个主轴以外，可以构成为具有2个至8个主轴，并且这种加工中心与NC车床或机械加工中心(machining center)等通用机床不同，由于其特征，与对多样复杂的工件的多种复合加工相比，接近于对特定工件进行简单加工并可以较早的时间内完成的专用加工器是有利的，因此，将主轴(spindle)的数量设置为多轴，以同时加工多个产品的方式进行设置是有利的，通过在一个加工中心设置多个主轴来同时加工相当于主轴数量的产品，且一个伺服电机担当两个主轴的驱动，可以减少电机费用和鞍座对驱动力的负担。
并且，根据情况，可以使用一个伺服电机直接驱动一个主轴的方式，即，直接的驱动方式，但是，这种情况在高速旋转时有利，特别是，为了加工切削量多的产品或者防止由于高速旋转带来的动力传递而使皮带等出现发热的情况，可以使用通过一个伺服电机来旋转主轴的方式。
如果，仅通过一个伺服电机来同时驱动4个主轴(spindle)时，施加于伺服电机的负荷会增大，从而会缩短伺服电机的寿命，并且当受到的切削负荷较多时，加工速度下降的同时切削面可能会变的粗糙，因此，优选地，以每2个为一组的方式分配并接受切削力，或者适用一个伺服电机对一个主轴进行旋转的直接驱动方式。
并且，以上述直接驱动方式设置的伺服电机具有如下特征：构成程序时，可以单独进行驱动，由此，可以使用于仅需要2个孔的产品、仅需1个孔的产品、孔之间距离不同的产品等多种工件的加工中，从而与通用的专用机器相比，加工范围更广，并且这样的特征具有与机械加工中心(MCT)相同的通用性。
然后，对Y轴驱动部进行观察时，上述Y轴驱动部20沿着固定于柱2的导轨23移动鞍座9，上述鞍座9的两侧设置有2个Y轴驱动电机21，并且上述2个Y轴驱动电机21相互同步控制的同时对搭载滑枕3的鞍座9向工件W的上下方向进行移动。
即，如LM导轨的导轨23沿Y轴方向固定设置于上述柱2，如LM块的导向块24以沿着上述导轨23进行移动的方式固定于上述鞍座9。柱2的两侧形成有Y轴驱动电机21和滚珠螺杆22。上述滚珠螺杆22的螺母(壳体)与鞍座9固定结合，从而螺母通过螺杆(通过Y轴驱动电机21而进行旋转)而向Y轴方向进行移动，最终使滑枕3和鞍座9向Y轴方向进行移动。
此时，上述Y轴驱动电机21设置于鞍座9的两侧并相互同步控制，同时使鞍座9向Y轴方向进行移动，从而可以对鞍座9进行更稳定的支撑。尤其，当搭载有主轴4的滑枕3向Y轴方向移动的同时对工件进行加工时，对加工中的切削负荷可承受的力增大，从而可以在更早的时间内对工件进行切削，并且通过吸收切削中的震动，从而可以更平滑地加工切削面。
另外，这样的2个Y轴驱动电机21能够提高对鞍座9的组装的精度和对移动的稳定性，并且以一侧的导轨23为基准进行设置后，另一侧导轨23根据结合于鞍座9的导向块24来适配其位置，或当导轨23被固定时，通过细微地调节导向块24的位置，可以确保组装的便利性和精度，并且鞍座9通过由固定在柱2上的两侧导轨23引导的导向块24来进行移动，从而精确地形成了移动路径并且可以确保刚性，从而能够提高稳定性。
另外，上述2个Y轴驱动电机21对施加到各个驱动电机的负荷量进行测量，并且将所测量的负荷量彼此进行比较，当一侧驱动电机的负荷量与另一侧驱动电机的负荷量之差超过设定范围时，可以中断加工中心的运行。
即，固定在治具40上的工件W通常由固定在主轴4上的切削刀具8来进行相同的加工，但是在进行相同的加工时，如果相同的切削负荷可能施加于两个Y轴驱动电机21，或者如果施加于一侧的Y轴驱动电机的负荷量与另一侧Y轴驱动电机施加的负荷量出现一定程度的差异，就可以判断发生了异常切削(切削刀具的破损等)。在这种情况下，通过中断加工中心的驱动，可以事先防止不良产品的发生。
另外，用于驱动主轴4而使用的伺服电机5也可以用于测量负荷量并将其用于正常加工状态和异常加工状态之间的比较。
即，上述2个伺服电机5测量施加于各个伺服电机的负荷量，并将所测量的负荷量彼此进行比较，当一侧伺服电机的负荷量与另一侧伺服电机的负荷量之差超过设定范围时，可以中断加工中心的启动。
施加在各个上述伺服电机5上的负荷值可以实时地显示在加工中心中的用于输入工作指令和程序的仪表板上并相互比较，由此，用户可以立即确认切削刀具的异常情况或刀具交换时间。
虽然上述实施例中X轴驱动部10和Y轴驱动部20被图示为LM导轨和LM块形态的导轨13、23和导向块14、24，但是，根据情况可以以铸件材料的盒式导轨(Box Guide Way)方式，即制造整个框架后研磨表面且使彼此顺滑接触的方式制造和使用，在这样的盒式导轨方式的情况下，确保了能够承受强切削负荷的刚性，并且即使长期使用也不需要维护，并且可以进一步提高加工精度。
图7至图10是根据本发明的治具的结构示意图，在本发明中，利用治具来固定工件，上述治具30可以从A轴旋转型32、B轴旋转型31及A、B轴同时旋转型33的3种类型中选择一种来使用，并且根据工件，可以从三种类型中选择一种来使用或复合性的交替使用。
首先，图7中所示的治具是自动托盘交换装置(Auto Pallet Changer，APC)，其为，当完成固定于一侧的工件的加工时，使治具进行旋转，从而排出完成加工的产品的同时将加工前的工件移动到加工位置的方式的治具。图8中所示的治具是B轴旋转型31，即分度台(Index table)或旋转台，其为可以沿箭头方向，即以与鞍座的Y轴移动方向轴平行的轴为中心进行旋转，并且这种类型的治具31是在对位于主轴4前部面的工件执行加工的过程中，可以在设置于相反侧的治具中安装工件的类型，并且可以以B轴为中心进行旋转，从而可以进行一般的钻孔、攻丝(tapping)等的加工的同时执行工件的横向槽的形成或圆弧加工等。
图9中所示的治具是A轴旋转型32，即其作为倾斜型治具(Tilting Type Jig)，可以沿箭头方向，即以与鞍座的X轴移动方向轴平行的轴为中心进行旋转，并且由于这种类型的治具可以以A轴为中心进行旋转、从而可以进行一般的钻孔、攻丝等的加工的同时加工工件的前部面、背面、上部面及底面。
图10所示的治具作为多倾斜旋转工作台方式的治具，是一种A轴和B轴的同时旋转型33，并且可以沿箭头方向，即以与鞍座的X轴移动方向轴平行的轴为中心进行旋转(A轴旋转)或以与鞍座的Y轴移动方向轴平行的轴为中心进行旋转(B轴旋转)。这种类型的治具可以进行在图7至图9中所示的治具可执行的基本切削加工，同时也可以通过复合的同步控制执行更多样化的加工。
未描述的附图标记为自动刀具交换装置50(Auto Tool Changer，ATC)，其设置于柱2的一侧并安装需要安装在主轴4的切削刀具8，待一阶段的加工结束后，将结束加工的切削刀具放置在刀库51的空的空间中，并且旋转上述刀库51，以便安装用于执行下一阶段加工的刀具。
图11至图13中所示的自动刀具交换装置(ATC)作为旋转型自动刀具交换装置(ATC)，其中总共安装有32个刀具夹持器52以将32个刀具安装在一个刀库51中，并且在主轴为4个的情况下，可以按照扇区来划分，使4个刀具成为一个扇区，在这种情况下，由于4个刀具夹持器成为一个扇区，因此可以执行总共8中加工。
更具体地，上述自动刀具交换装置50(ATC)由刀库51、形成于上述刀库51并装配有需要安装在主轴4的切削刀具8的刀具夹持器52和用于旋转上述刀库51的驱动电机53。上述刀库51的一侧面形成有主轴数量的两倍的刀具夹持器52。
即，由于刀库51的一侧面形成有8个刀具夹持器52，因此，假设4个主轴执行相同的加工，那么利用安装在4个刀具夹持器52的切削刀具来执行工件的切削加工，并且将结束使用的切削刀具插入到刀具夹持器52后，通过主轴向X轴方向仅移动相当于刀具夹持器中心线之间的距离，并且安装往后要使用的切削刀具来进行加工，从而，即使刀库不旋转，也可以执行2种切削加工，因此可以减少刀具交换所需的时间。
例如，在整个刀库中安装有16个刀具，并且主轴为4个的情况下，假设每4个主轴执行相同4种加工，那么对现有的刀库，即对一侧面安装有4个刀具的刀库的情况下，结束一次加工时，刀具库为了刀具交换而需要进行旋转，从而在刀库进行旋转的时间段主轴需要等待，由此总共需要4次的刀库旋转时间，相反，在一侧面安装有8个刀具的情况下，即使利用4个刀具来进行加工，并且将主轴的位置向X轴方向仅移动相当于刀具夹持器中心线之间的距离，也能够进行刀具交换，因此只需旋转2次刀库，就能结束加工，从而可以显著的减少工件的加工时间。如果相对于主轴的X轴方向上移动受到限制，那么在自动刀具交换装置(ATC)本身可以设置移位(shifting)功能，即允许自动刀具交换装置(ATC)向X轴方向移动一定距离，以便进行刀具交换。
另外，刀库本身的刀具夹持器的数量增多而使得能够加工的加工范围变广是理所当然的，并且根据情况，通过安装备用刀具，在执行一定数量的加工后，利用备用刀具来执行刀具交换，从而，可以事先防止由于切削刀具的磨损或破损而产生的不良产品的发生。
然后，如图12所示，在安装于刀具夹持器52的切削刀具中，上述主轴4交替使用安装在奇数编号的刀具夹持器52a的切削刀具和安装在偶数编号的刀具夹持器52b的切削刀具。
即，如果将设置于刀库51的一侧的刀具夹持器52沿着旋转方向设置编号1到8，则利用安装在奇数编号为1、3、5、7的刀具夹持器(#1、#3、#5、#7)中的如钻头的切削刀具来进行钻孔加工后，利用安装在偶数编号为2、4、6、8的刀具夹持器(#2、#4、#6、8#)中的如丝锥的切削刀具来执行螺丝加工，从而，对于4个工件，即使不对刀库51进行旋转也能够进行刀具交换，因此可以执行钻孔和攻丝，由于可以缩小刀具夹持器彼此之间的间隔，因此可以减小自动刀具交换装置(ATC)的大小。由此，可以减少材料费用和驱动动力，并且能够提高刀具交换速度的同时，通过增加可安装的刀具的数量来执行多种工件的切削加工，从而可以提高加工性能。
图14和图15作为根据本发明的自动刀具交换装置(ATC)的其他实施例示意图，将刀库的形状形成为6角、8角而不是4角，并且刀库的一侧面形成有总共8个刀具夹持器。
当刀库的形状为图14中示出的6角形状时，可以安装更多数量的刀具，从而其通用性会提高，特别是当主轴数量为4个时，可以执行12种的切削加工，并且图15中示出的8角形状的刀库相比于4角形状的刀库能够安装更多的工件。
因此，根据本发明的卧式多轴加工中心具有如下效果：在用于对工件进行切削加工而设置的加工中心中，分别设置2轴或3轴的移送驱动部，从而使搭载主轴(spindle)的滑枕向工件的上下方向和前后方向或左右方向进行移动，通过驱动部之间的同步控制来最小化主轴的移动路径，来减小主轴的移动导致的动力消耗，并且将上述主轴数量设置为多个，从而可以同时加工多个工件；对于固定于多个主轴而对工件进行切削加工的刀具，能够通过自动刀具交换装置(ATC)，同时进行刀具交换，从而通过提高刀具交换速度来提高生产效率的显著效果外，在上述自动刀具交换装置(ATC)的刀库的一面设置主轴数量的2倍的刀具夹持器，使得安装在刀库的一侧面的刀具数量为主轴的2倍，即使不旋转刀库，也能够连续性地执行2种的加工，从而可以缩短刀具交换时间，缩短工件的非加工时间；并且与现有的刀库相比，可以安装2倍数量的多种刀具，从而具有能够灵活应对各个种类的加工的显著效果，并且通过将上述Y轴驱动部的结构之一的Y轴驱动电机设置于鞍座的两侧，来同步控制两个Y轴驱动电机，从而可以确保鞍座稳定地运行的同时可以承受较强的切削负荷，设置于加工中心的前部面而固定工件的治具根据工件，选择性地使用A轴旋转型、B轴旋转型及A轴、B轴同步旋转型的3种类型中的其中一个，从而具有提高工件加工的适用性的显著效果。

Claims (5)

1.一种卧式多轴加工中心，作为用于对工件进行切削加工的加工中心，其特征在于，
所述加工中心包括：固定设置于地面的底座(1)；设置于所述底座(1)的上部，并通过驱动部(10)向工件的左右方向进行移动的柱(2)；设置于所述柱(2)的内部，并且对安装有切削刀具(8)的主轴(4)进行支撑的滑枕(3)；用于将支撑所述滑枕(3)的鞍座(9)向工件(W)的上下方向进行移动的Y轴驱动部(20)；用于将所述滑枕(3)向工件的前后方向进行移动的Z轴驱动部(30)；用于旋转所述主轴(4)的伺服电机(5)；设置于所述主轴(4)的前部面并用于固定工件(W)的治具(40)，其中，所述主轴的上部设置有能够安装切削刀具的自动刀具交换装置(50)；
在所述底座(1)的上部，导轨(13)固定设置于底座(1)，柱(2)沿着所述导轨(13)进行移动，所述柱(2)的一侧设置有Y轴驱动部(20)和Z轴驱动部(30)，所述柱(2)的内部设置有搭载4个主轴(4)的滑枕(3)，通过鞍座(9)支撑所述滑枕(3)向Z轴方向的移送，所述柱(2)、滑枕(3)及鞍座(9)通过X轴驱动部(10)而向工件的左右方向进行移动，所述滑枕(3)通过Z轴驱动部(30)而向工件的前后方进行移动，并且通过Y轴驱动部(20)，使所述滑枕(3)和鞍座(9)向工件的上下方向进行移动，
所述Y轴驱动部(20)沿着固定于柱(2)的导轨(23)移动鞍座(9)，所述鞍座(9)的两侧设置有2个Y轴驱动电机(21)，并且所述2个Y轴驱动电机(21)相互同步控制，
所述2个Y轴驱动电机(21)对施加到各个驱动电机的负荷量进行测量，并且将所测量的负荷量彼此进行比较，当一侧驱动电机的负荷量与另一侧驱动电机的负荷量之差超过设定范围时，中断加工中心的运行。
2.根据权利要求1中所述的卧式多轴加工中心，其特征在于，
所述自动刀具交换装置(50)包括刀库(51)、形成于所述刀库(51)并装配有需要安装在主轴(4)的切削刀具(8)的刀具夹持器(52)、用于旋转所述刀库(51)的驱动电机(53)，其中，所述刀库(51)的一侧面形成有主轴数量的两倍的刀具夹持器(52)。
3.根据权利要求2所述的卧式多轴加工中心，其特征在于，
在安装于刀具夹持器(52)的切削刀具中，所述主轴(4)交替使用安装在奇数编号的刀具夹持器(52a)中的切削刀具和安装在偶数编号的刀具夹持器(52b)的切削刀具。
4.根据权利要求1所述的卧式多轴加工中心，其特征在于，
所述主轴(4)通过伺服电机(5)来进行自转的同时，执行工件(W)的切削加工，由于一个伺服电机(5)驱动2个主轴(4)，因此，为了旋转总共4个主轴(4)，在加工中心中设置2个伺服电机(5)，
所述2个伺服电机(5)对施加到各个驱动电机的负荷量进行测量，并且将所测量的负荷量彼此进行比较，当一侧伺服电机的负荷量与另一侧伺服电机的负荷量之差超过设定范围时，中断加工中心的运行。
5.根据权利要求1所述的卧式多轴加工中心，其特征在于，
所述主轴(4)通过伺服电机(5)来进行自转的同时，执行工件(W)的切削加工，由于一个伺服电机(5)驱动一个主轴(4)，因此，为了旋转总共4个主轴(4)，在加工中心中设置4个伺服电机(5)，
所述4个伺服电机(5)对施加到各个驱动电机的负荷量进行测量，并且将所测量的负荷量彼此进行比较，当一侧伺服电机的负荷量与另一侧伺服电机的负荷量之差超过设定范围时，中断加工中心的运行。
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