CN207788265U - 多面一体加工中心 - Google Patents

Abstract

一种多面一体加工中心，它只有一个立柱，利用一套Z轴运动机构驱动一个主轴安装架，在主轴安装台上同时集成了立式主轴和卧式主轴，立式主轴安装在主轴安装架的水平延伸部上，卧式主轴安装在竖直延伸部上，或者和立式主轴一起集成在水平延伸部上。工件安装在一个360度旋转工作台上，并且该旋转工作太加设在X轴和Y轴的轨道上。该多面一体加工中心，可以一次性完成工件的顶面和四个侧面的加工过程，无需中途重新夹装工件，减少换装的时间，解决了多次夹装工件造成的精度降低的问题。它只采用一个立柱、一套Z轴升降机构，减少设备成本，有利于编程简单化，减少操作者的编程工作量。

Description

多面一体加工中心

技术领域

本实用新型涉及一种加工中心，尤其是一种结合了立式和卧式加工中心的多面一体化加工中心。

背景技术

加工中心又称CNC（Computer Numerical Control）铣床。加工中心按照主轴与工作台相对位置的不同分为立式加工中心和卧式加工中心。以标准的六面正方体工件为例，立式加工中心的主轴从上向下，用于对工件的顶面进行加工，卧式加工中心用于对工件的侧面进行加工，当卧式加工中心配合旋转台之后，可以对工件的四个侧面都进行加工。

将工件夹装到加工中心时，所有的定位基准均需要进行校准，并且校准存在一定的误差，因此多次夹装工件，会导致加工精度降低。

为了解决该问题，如专利号201620944598.4“一种立卧符合多面加工中心机床”，它包括底座、安装在底座上的移动装置、安装在移动装置上的360度旋转工作台，安装在底座背面的立柱、安装在立柱上的立卧双头符合机构和升降装置。它的立柱有两套升降装置，分别控制立式主轴台和卧式主轴台。

它可以在一次夹装工件的情况下，完成工件的顶面和四个侧面的加工过程，避免了多次夹装工件造成的精度降低。

但是它采用了两个立柱结构、两套升降装置，相应成本会提高，加工中心的控制过程变得复杂，而且由于立式主轴和卧式主轴位于X轴的两个不同位置，还会增加工件的水平移动距离，延长加工时间。

经过对实际加工过程的研究，申请人发现立式加工过程和卧式加工过程是分时进行的。即立式加工的时候，卧式主轴不参与工作，而卧式加工的时候，立式主轴不参与工作。双立柱结构存在单立柱合并的可能。但是现有技术中，尚未有单立柱、复合主轴的立卧双主轴加工中心。

在本文中，以操作者面向加工中心的正视图面为准，相对操作者左右移动称为X轴向，前后移动称为Y轴向，竖直方向上下移动称为Z轴向。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，弥补现有技术中的空白，提出一种单立柱结构的同时具备立式加工和卧式加工能力的多面一体加工中心结构。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种多面一体加工中心，由底座、X轴轨道和Y轴轨道和对应的伺服电机和丝杆所组成的移动构件，安装在移动构件上的旋转工作台，安装在底座背面的立柱，在立柱上设置的Z轴轨道，安装在Z轴轨道上的主轴安装架以及立式主轴和卧式主轴系统组成，其特征在于:所述立柱为单立柱；主轴安装架设置在立柱的Z轴轨道上，并在Z轴上运动；主轴安装架只通过一台Z轴伺服电机控制；主轴安装架上设置有互为直角的立式主轴和卧式主轴。

所述旋转工作台为360度旋转工作台。

所述立式主轴设置在主轴安装架的水平延伸部上。

所述卧式主轴设置在主轴安装架的竖直延伸部上。

所述卧式主轴设置在主轴安装架的水平延伸部的顶端，并与立式主轴相互垂直。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：它具有将立式加工中心和卧式加工中心结合在一台加工设备上，一次工件装卡，能完成五面加工的能力。同一个工件无需多次装卡，就能快速完成多面加工，大大减少了加工时间，并减少了反复装卡所带来的精度误差问题。

它仅仅采用了一个立柱和一套Z轴升降系统来完成立式主轴和卧式主轴在Z轴方向上的运动问题。通过分时工作的方式，增加了Z轴升降系统的使用率，节约了设备成本，并且能够加快加工速度，减少从顶面切换到侧面加工时间，减少了工件和刀具之间的移动距离。

加工时，工件相对刀具在X轴向和Y轴向移动由底座上的X轴轨道和Y轴轨道上的移动构件所完成，工件的平面转动由360度旋转工作台完成，工件本身并不在竖直方向上移动，而立式主轴的加工高度和卧式主轴的加工高度，都通过Z轴升降系统来提供。它在立式加工时，完全等同于立式加工中心，而切换到卧式加工时，利用Y轴的给进以及和Z轴及X轴移动系统的配合来实现卧式加工。

它采用了一套加工控制系统来完成原先两套加工中心的工作，有利于编程简单化，减少设备成本，减少操作者的编程工作量。

附图说明

图1为实施例一的立体图。

图2为实施例一的主视图。

图3为实施例一的右视图。

图4为实施例二的立体图。

图5为实施例二的主视图。

图6为实施例二的右视图。

其中，1为底座，2为X轴导轨，3为Y轴导轨，4为旋转工作台，5为立柱，6为Z轴导轨，7为主轴安装架，8为立式主轴，9为卧式主轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及两个实施例，对本实用新型的设计方案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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。在附图中为了清楚表明本实用新型的设计结构，省略了加工中心的换刀架模组、冷却系统、冲屑系统、控制台、照明系统和润滑系统，以及外保护罩等结构。

下面结合附图1-3对本实用新型的实施例作进一步描述：

如图1所示，实施例1为标准形设计，它的底座1上设置有由X轴导轨和Y轴导轨以及驱动在X轴和Y轴上运动的丝杆及伺服电机所组成的移动构件。移动构件上设置有旋转工作台，旋转工作台可以在系统控制下实现360度旋转。旋转工作台上设置有工件安装模架。

实施例一中X轴滑轨及其丝杆驱动系统设置在Y轴滑轨和丝杆驱动系统之上。根据底座的尺寸形状及操作习惯的不同，二者可以互换设置。

在底座上还设置有立柱，立柱上设置有Z轴导轨，以及Z轴丝杆驱动系统，驱动Z轴方向的伺服电机设置在立柱的顶端。Z轴导轨上设置有主轴安装架，实施例一中，主轴安装架为F形结构，包括顶部的水平延伸部和竖直延伸部，主轴安装架的中部为Z轴的丝杆副。

立式主轴设置在主轴安装座的水平延伸部的顶端，立式主轴垂直向下设置。该结构类似于标准的立式加工中心。相应的，立式换刀架模组也设置在水平延伸部的顶端附近。

卧式主轴设置在主轴安装座的竖直延伸部的底端，卧式主轴水平向操作者方向设置，相应的，卧式换刀架模组也设置在竖直延伸部的底端附近。

工作时，立式主轴和卧式主轴分别工作，立式主轴沿Z轴滑轨上下移动，配合可以水平面上XY轴向上移动，并且可以360度转动的工件夹装台，完成工件顶面的加工。

卧式主轴也是利用立柱的Z滑轨上下移动，配合工件在X轴面上的运动，作为加工面，床身上的Y轴则作为卧式加工的给进方向，控制刀头的加工深度。同时它结合360度旋转工作台，可以实现工件侧四面甚至是整个侧面的加工。

实施例二为实施例一的一种改进方案，它的床身、X轴导轨、Y轴导轨、旋转工作台均与实施例一相同，也是采用单立柱和一套Z轴导轨的方案。其不同点在于：它的主轴安装架仅仅有水平延伸部，而不再设置竖直延伸部，立式主轴和卧式加工主轴均设置在水平延伸部的顶端。二者采用相互垂直的方式集成在主轴安装架的水平延伸部的顶部。

实施例二在立式主轴工作时，与实施例一完全相同，在卧式主轴工作时，换为Z轴和Y轴作为加工面，而X轴作为给卧式加工的给进方向。

实施例一和实施例二中，立式加工中心和卧式加工中心在工作状态切换时，操作系统会根据机床本身结构的不同，自动切换相对坐标轴，使之符合当前的巩工作状态。

实施例一的方案，更加符合人体习惯，左右对称性好，卧式主轴更好地利用立柱的支撑力，Z轴轨道受力均衡，不易变形。

实施例二的方案，更多地利用X轴右侧的部分，并且在卧式加工时对主轴安装架的扭力较大，而且对立柱上的左侧Z轴轨道推力较大，加工力度不如实施一的方案，但是它可以在主视面完全展现卧式加工时工作面，有利于操作者观察加工过程。

Claims (5)

1.一种多面一体加工中心，由底座（1）、X轴轨道（2）和Y轴轨道（3）及对应的步进电机和丝杆所组成的移动构件，安装在移动构件上的旋转工作台（4），安装在底座背面的立柱（5），在立柱上设置的Z轴轨道（6），安装在Z轴轨道上的主轴安装架（7）以及立式主轴和卧式主轴系统所组成，其特征在于:所述立柱（5）为单立柱；主轴安装架（7）设置在立柱的Z轴轨道上，并通过一台Z轴步进电机所驱动，在Z轴轨道上运动；主轴安装架（7）上设置有互为直角的立式主轴（8）和卧式主轴（9）。

2.根据权利要求1所述的多面一体加工中心，其特征在于：所述旋转工作台（4）为360度旋转工作台。

3.根据权利要求1所述的多面一体加工中心，其特征在于：所述立式主轴（8）设置在主轴安装架（7）的水平延伸部上。

4.根据权利要求3所述的多面一体加工中心，其特征在于：所述卧式主轴（9）设置在主轴安装架（7）的竖直延伸部上。

5.根据权利要求3所述的多面一体加工中心，其特征在于：所述卧式主轴（9）设置在主轴安装架（7）的水平延伸部的顶端，并与立式主轴（8）相互垂直。