一种用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统的制作方法

本发明涉及管件加工，具体是一种用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统。

背景技术：

1、塔机标准节依靠主弦杆承载整机载荷，主弦杆为超长厚壁钢管构件，加工工序包含端面钻孔、侧面铣削、斜向开孔等多道工序，加工精度、同轴度与尺寸一致性要求严苛，现有加工设备存在诸多缺陷，其一为单机单主轴加工模式，仅能单次夹持单件工件单点位切削，工件装卸与切削工序串行执行，加工节拍长，生产效率低下，超长主弦杆工件外伸段无配套支撑结构，切削振动大，尺寸精度难以保障，其二，物流上料依靠人工吊装、手动定位夹紧，工件输送、上下料自动化程度低，人工操作误差大，且进料区域缺少安全防护检测结构，存在机械碰撞安全隐患。

2、其三，主轴无角度调节机构，仅能垂直切削，斜面孔、斜面加工需要二次装夹重新定位，多次装夹造成基准偏移，加工形位公差超标，其四，液压夹紧、主轴松刀、切削冷却管路分散布置，管路随工作台、龙门滑座往复运动易弯折磨损，无闭环位置检测结构，仅依靠伺服电机开环控制，长行程进给存在定位偏差，其五，加工区域无全封闭防护结构，切削铁屑、切削液飞溅，设备维护门、进料口无电气互锁安全装置，设备运行安全性差，综上，现有塔机主弦杆加工设备无法实现双工位交替加工、双主轴同步协同切削，工件输送、支撑、检测、冷却、安全防护一体化程度低，难以满足大批量塔机主弦杆高精度、高效率连续加工需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，解决了上述的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，包括机架，所述机架沿长度方向划分为左侧进料物流区、中部双工位加工区、右侧工件支撑延伸区，所述左侧进料物流区装配自动化物流模块，自动化物流模块包含椭圆环形凸轮链条输送机构、自动送料机构；所述中部双工位加工区设有平行布置的第一工作台、第二工作台以及横向龙门滑座，龙门滑座下端悬挂主轴头单元，所述右侧工件支撑延伸区设置长工件支撑托架。

4、作为本发明再进一步的方案：机架上还装配电气操作箱、光栅尺、在机测量探头、液压冷却动力单元、拖链组件、防护钣金框架、安全光栅组件、门控开关组件，所述椭圆环形凸轮链条输送机构为闭环跑道式框架结构，椭圆环形凸轮链条输送机构两端分别装配驱动轮组件、张紧导向轮组件，驱动轮组件、张紧导向轮组件通过轴承座固定，环形链条外圈设置带定位工装卡槽的工件承载滑座；

5、所述自动送料机构固定于椭圆环形凸轮链条输送机构出料侧，自动送料机构包含底部固定架、水平推送滑台、送料夹爪，送料夹爪抓取工位与链条输送机构工件停靠工位对齐，水平推送滑台推送行程延伸至工作台装夹工位。

6、作为本发明再进一步的方案：所述第一工作台、第二工作台底部通过滑块与机架纵向导轨滑动配合，工作台底部连接伺服进给丝杠螺母副，工作台台面集成液压夹紧组件与工件定位限位块；每组龙门滑座与一组主轴头单元竖向对位布置，龙门滑座滑动装配于机架上方横向导轨。

7、作为本发明再进一步的方案：所述主轴头单元包含顶部安装连接板、回转摆动支座、中空滑枕本体；顶部安装连接板螺栓固定于龙门滑座下端，顶部安装连接板中部安装回转摆动支座，回转摆动支座下端法兰连接滑枕本体；回转摆动支座内置伺服摆动驱动组件与机械锁紧组件；滑枕本体内部自上而下装配松拉刀机构、伺服主轴电机、主轴轴承组、主轴芯轴，滑枕本体轴心开设贯通式中心出水流道；滑枕本体下端伸出主轴输出端，主轴输出端设置刀具锥孔、中心出水通孔以及松拉刀机构对接接口；滑枕本体外侧包覆可拆卸防护钣金外壳，主轴输出端下方倾斜设置一体式导流排屑护罩。

8、作为本发明再进一步的方案：所述长工件支撑托架为长条支撑梁结构，长工件支撑托架固定于机架右侧延伸基座，长工件支撑托架顶面支撑平面与工作台装夹平面等高，长工件支撑托架左端与机架固连、右端为自由支撑端。

9、作为本发明再进一步的方案：所述电气操作箱嵌入式安装于机架左上角，电气操作箱内部集成plc控制器、数控系统主机、信号转接模块、供电模块；光栅尺标尺固定于机架导轨侧方，光栅尺读数头安装于工作台、龙门滑座上，光栅尺、在机测量探头信号线接入数控系统，构成整机位置闭环检测回路；在机测量探头可拆卸安装于主轴输出端，探头信号线经拖链组件走线。

10、作为本发明再进一步的方案：所述液压冷却动力单元安装于机架右下侧腔体，液压冷却动力单元集成液压泵组、冷却泵组、储液箱体、过滤组件、多路控制阀组；液压冷却动力单元设有液压输出管路、冷却输出管路，液压输出管路连通工作台液压夹紧机构、主轴松拉刀机构，冷却输出管路接入滑枕本体中心出水流道；拖链组件两端分别连接机架固定端与工作台、龙门滑座运动端，线缆、液压管路、冷却管路收纳于拖链组件内部。

11、作为本发明再进一步的方案：所述防护钣金框架螺栓固定于机架外侧法兰并围合形成封闭加工腔体，防护钣金框架维护门处装配门控开关组件；机架左侧进料口两侧竖向安装安全光栅组件，安全光栅组件信号端与整机控制系统电气互锁。

12、作为本发明再进一步的方案：系统具备双工位交替作业模式；双工位交替作业模式下，第一工作台、第二工作台沿机架导轨独立往复移动，其中一个工作台移动至加工区配合主轴头单元完成铣削、钻孔加工，另一个工作台停留在外侧装卸工位，配合自动送料机构完成工件上下料。

13、作为本发明再进一步的方案：系统具备双主轴协同作业模式；双主轴协同作业模式下，两组龙门滑座、主轴头单元独立同步进给对同一工件多位置切削，回转摆动支座可驱动滑枕本体调角锁止，主轴输出端倾斜定位完成斜向孔、斜切面加工。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明设置双工作台搭配双主轴头单元，具备双工位交替作业、双主轴协同作业两种模式，工位加工与工件上下料同步进行，双主轴可同步完成超长工件多位置切削，大幅缩短单件加工周期，提升批量生产效率；回转摆动支座可调节主轴倾斜角度，一次装夹即可完成垂直、斜向切削工序，消除多次装夹带来的定位误差，提升工件加工精度。

16、另外，配置自动化物流模块实现工件闭环自动输送、自动抓取推送，替代人工上下料，降低人工操作误差；配套长工件支撑托架对超长主弦杆外伸段支撑限位，抑制切削振动，稳定加工尺寸精度。

1.一种用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，包括机架（10），所述机架（10）沿长度方向划分为左侧进料物流区、中部双工位加工区、右侧工件支撑延伸区，所述左侧进料物流区装配自动化物流模块（20），自动化物流模块（20）包含椭圆环形凸轮链条输送机构（22）、自动送料机构（21）；所述中部双工位加工区设有平行布置的第一工作台（31）、第二工作台（32）以及横向龙门滑座（34），龙门滑座（34）下端悬挂主轴头单元（40），所述右侧工件支撑延伸区设置长工件支撑托架（50）。

2.根据权利要求1所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，机架（10）上还装配电气操作箱、光栅尺、在机测量探头、液压冷却动力单元、拖链组件、防护钣金框架、安全光栅组件、门控开关组件，所述椭圆环形凸轮链条输送机构（22）为闭环跑道式框架结构，椭圆环形凸轮链条输送机构（22）两端分别装配驱动轮组件（221）、张紧导向轮组件（222），驱动轮组件（221）、张紧导向轮组件（222）通过轴承座固定，环形链条外圈设置带定位工装卡槽（223）的工件承载滑座；

3.根据权利要求1所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，所述第一工作台（31）、第二工作台（32）底部通过滑块与机架（10）纵向导轨滑动配合，工作台底部连接伺服进给丝杠螺母副，工作台台面集成液压夹紧组件与工件定位限位块；每组龙门滑座（34）与一组主轴头单元（40）竖向对位布置，龙门滑座（34）滑动装配于机架（10）上方横向导轨。

4.根据权利要求3所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，所述主轴头单元（40）包含顶部安装连接板（41）、回转摆动支座（42）、中空滑枕本体；顶部安装连接板（41）螺栓固定于龙门滑座（34）下端，顶部安装连接板（41）中部安装回转摆动支座（42），回转摆动支座（42）下端法兰连接滑枕本体；回转摆动支座（42）内置伺服摆动驱动组件与机械锁紧组件；滑枕本体内部自上而下装配松拉刀机构、伺服主轴电机、主轴轴承组、主轴芯轴，滑枕本体轴心开设贯通式中心出水流道；滑枕本体下端伸出主轴输出端，主轴输出端设置刀具锥孔、中心出水通孔以及松拉刀机构对接接口；滑枕本体外侧包覆可拆卸防护钣金外壳，主轴输出端下方倾斜设置一体式导流排屑护罩。

5.根据权利要求1所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，所述长工件支撑托架（50）为长条支撑梁结构，长工件支撑托架（50）固定于机架（10）右侧延伸基座，长工件支撑托架（50）顶面支撑平面与工作台装夹平面等高，长工件支撑托架（50）左端与机架（10）固连、右端为自由支撑端。

6.根据权利要求1所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，所述电气操作箱嵌入式安装于机架（10）左上角，电气操作箱内部集成plc控制器、数控系统主机、信号转接模块、供电模块；光栅尺标尺固定于机架（10）导轨侧方，光栅尺读数头安装于工作台、龙门滑座（34）上，光栅尺、在机测量探头信号线接入数控系统构成整机位置闭环检测回路；在机测量探头可拆卸安装于主轴输出端，探头信号线经拖链组件走线。

7.根据权利要求1所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，所述液压冷却动力单元安装于机架（10）右下侧腔体，液压冷却动力单元集成液压泵组、冷却泵组、储液箱体、过滤组件、多路控制阀组；液压冷却动力单元设有液压输出管路、冷却输出管路，液压输出管路连通工作台液压夹紧机构、主轴松拉刀机构，冷却输出管路接入滑枕本体中心出水流道；拖链组件两端分别连接机架（10）固定端与工作台、龙门滑座（34）运动端，线缆、液压管路、冷却管路收纳于拖链组件内部。

8.根据权利要求1所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，所述防护钣金框架螺栓固定于机架（10）外侧法兰并围合形成封闭加工腔体，防护钣金框架维护门处装配门控开关组件；机架（10）左侧进料口两侧竖向安装安全光栅组件，安全光栅组件信号端与整机控制系统电气互锁。

9.根据权利要求1所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，系统具备双工位交替作业模式；双工位交替作业模式下，第一工作台（31）、第二工作台（32）沿机架（10）导轨独立往复移动，其中一个工作台移动至加工区配合主轴头单元（40）完成铣削、钻孔加工，另一个工作台停留在外侧装卸工位，配合自动送料机构（21）完成工件上下料。

10.根据权利要求4所述用于塔机标准节主弦杆的高精度双主轴加工系统，其特征在于，系统具备双主轴协同作业模式；双主轴协同作业模式下，两组龙门滑座（34）、主轴头单元（40）独立同步进给对同一工件多位置切削，回转摆动支座（42）可驱动滑枕本体调角锁止，主轴输出端倾斜定位完成斜向孔、斜切面加工。