型材多工位数控加工中心的制作方法

1.本实用新型涉及机床技术领域，尤其涉及型材多工位数控加工中心。


背景技术：

2.在机械加工的过程中，为了实现对型材进行不同的加工工艺，通常会使用到例如加工中心等机床设备。加工中心，即在同一台机床设备上设置多种刀具，通过对主轴更换不同的刀具，从而实现对工件进行多工位的不同的加工工序。尽管加工中心能够完成多工位的、不同的工艺，但是同时存在机床设备成本高的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决解决现有技术的问题之一。为此，本实用新型提出了一种型材多工位数控加工中心，不仅能够实现自动化换刀以完成型材的多工位加工，，而且能够降低成本。
4.根据本实用新型一方面实施例的型材多工位数控加工中心，包括：
5.机座；
6.工作台，安装于所述机座上，所述工作台用于装夹待加工的工件；
7.加工组件，安装于所述机座上，所述加工组件包括x轴驱动机构、y轴驱动机构、z轴驱动机构和加工机构，所述x轴驱动机构安装于机座上，所述y轴驱动机构安装于所述x轴驱动机构上，所述z轴驱动机构安装于所述y轴驱动机构上，所述加工机构安装于所述z轴驱动机构上，所述加工机构包括滑架和安装于所述滑架的主轴，以及与所述主轴可拆卸连接的刀具，所述主轴安装有第一导向件；
8.刀库组件，包括安装架、摆臂和刀库本体，所述安装架安装于所述z轴驱动机构的上端，所述摆臂的一端与所述安装架铰接，所述摆臂的另一端与刀库本体连接且安装有第二导向件，所述第二导向件与所述第一导向件移动配合；所述刀库本体包括多个沿周向间隔分布的刀夹和驱动多个所述刀夹往复移动的刀库驱动机构，所述刀夹用于夹持定位所述刀具，所述刀库驱动机构与所述加工组件配合以更换所述刀具。
9.根据本实用新型一方面的型材多工位数控加工中心，由于直接在z轴驱动机构上增设刀库组件，因此，加工组件能够通过与刀库驱动机构配合实现刀具的自动化更换，不仅能够实现加工中心的功能以满足型材的多工位加工，而且能够降低加工中心的成本。
10.在一些实施例中，所述刀库组件还包括拉紧弹簧，所述拉紧弹簧的两端分别连接所述第二导向件和所述滑架，以使第一导向件贴紧于第二导向件。
11.在一些实施例中，所述第二导向件设有第一导轮，所述第一导轮与所述第二导向件滚动配合；所述第一导向件包括与所述第一导轮配合的第一配合段和第二配合段，所述第一配合段沿z轴方向设置，所述第二配合段连接于所述第一配合段的上端且朝向所述刀库本体的方向弯曲延伸设置。
12.在一些实施例中，所述加工机构还包括增压缸和用于将所述主轴与所述刀具分离
的打刀装置，所述增压缸安装于所述滑架且与打刀装置驱动连接，所述打刀装置安装于所述主轴内。
13.在一些实施例中，所述刀库本体还包括保护罩，所述保护罩设有与多个所述刀夹对应配合的缺口，以供所述刀具拆装于所述刀夹。
14.在一些实施例中，所述刀夹包括连接架和两个与所述连接架连接的夹臂，所述连接架与所述刀库驱动机构连接，两个所述夹臂用于夹持定位刀具的外壁，所述夹臂的端部设有第二导轮。
15.在一些实施例中，所述x轴驱动机构包括x轴伺服电机和x轴丝杆传动装置，所述y轴驱动机构与所述x轴丝杆传动装置连接。
16.在一些实施例中，所述y轴驱动机构包括y轴伺服电机和y轴丝杆传动装置，所述z轴驱动机构与所述y轴丝杆传动装置连接。
17.在一些实施例中，所述z轴驱动机构包括z轴伺服电机和z轴丝杆传动装置，所述加工机构与所述z轴丝杆传动装置连接。
18.在一些实施例中，所述工作台上设有多个安装槽。
附图说明
19.图1是本实用新型的型材多工位数控加工中心的一种实施例的立体图。
20.图2是本实用新型的型材多工位数控加工中心的另一种实施例的立体图。
21.图3是图2中的型材多工位数控加工中心的加工机构的放大图。
22.图4是图1中的型材多工位数控加工中心的加工机构和刀库组件的放大图。
23.图5是本实用新型的型材多工位数控加工中心的另一种实施例的立体图。
24.图6是图1中的型材多工位数控加工中心的刀库组件的立体图。
25.图7是图6中a处的放大图。
26.图8是图1中的型材多工位数控加工中心的加工组件除去x轴驱动机构的放大图。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理
解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
31.参照图1、图2和图3，根据本实用新型一方面实施例的型材多工位数控加工中心，包括机座100、工作台200、加工组件300和刀库组件400。工作台200安装于机座100上，工作台200用于装夹待加工的工件。加工组件300安装于机座100上，加工组件300包括x轴驱动机构310、y轴驱动机构320、z轴驱动机构330和加工机构340，x轴驱动机构310安装于机座100上，y轴驱动机构320安装于x轴驱动机构310上，z轴驱动机构330安装于y轴驱动机构320上，加工机构340安装于z轴驱动机构330上，使加工机构340能够在三维空间内移动，便于对工作台200上的工件进行加工。加工机构340包括滑架341和安装于滑架341的主轴342，以及与主轴342可拆卸连接的刀具343，主轴342安装有第一导向件344。参照图5和图6，刀库组件400包括安装架410、摆臂420和刀库本体430，安装架410安装于z轴驱动机构330的上端，摆臂420的一端与安装架410铰接，摆臂420的另一端与刀库本体430连接且安装有第二导向件440，第二导向件440与第一导向件344移动配合，第一导向件344和第二导向件440可以为导轨和滑块配合的结构，实现刀库本体430与主轴342的稳定导向。刀库本体430包括多个沿周向间隔分布的刀夹431和驱动多个刀夹431往复移动的刀库驱动机构(未图示)，刀夹431用于夹持定位刀具343，刀库驱动机构与加工组件300配合以更换刀具343。
32.参照图4，具体的，当转孔攻牙设备需要换刀时，刀库本体430在刀库驱动机构的驱动下旋转，将空置的刀夹431转动至主轴342下方的换刀工位上，同时主轴342沿z轴方向向下运动。当空置的刀夹431与主轴342上的刀具343定位配合后，主轴342与刀具343分离。主轴342沿y轴方向向上运动，同时刀库本体430旋转，将待更换的刀具343对应的刀夹431转动至主轴342下方的换刀工位上。主轴342沿z轴方向向下运动，与刀具343装配。
33.在本实施例中，由于在z轴驱动机构330上增设刀库组件400，刀库组件400能够通过刀库驱动机构驱动多个用于夹持定位刀具343的刀夹431往复移动。因此，加工组件300能够通过与刀库驱动机构配合实现刀具343的自动化更换，能够实现加工中心的功能以满足不同类型的加工需要和不同材质的工件的加工例如型材的多工位加工。此外，由于只需要在z轴驱动机构330搭载刀库组件400就能够实现加工中心的功能，因此也能够降低加工中心的成本。
34.具体地，为了提高设备的安全性，可以在机座100上装有机械设备上所公知的机罩(未图示)，机罩上可以装有控制面板(未图示)，控制面板可以是例如触摸屏等，用于对各部件进行编程控制，例如控制各驱动机构的进给行程以及进给速度等。
35.具体地，工件只要是能够被机加工的工件，并不特别限定，例如可以是铁、钢、铜、铜合金、铝、铝合金等的金属材质的型材，也可以是塑料材质的型材等。
36.参照图4和图5，在一些实施例中，刀库组件400还包括拉紧弹簧450，拉紧弹簧450的两端分别连接第二导向件440和滑架341，从而将第一导向件344贴紧于第二导向件440，保证了刀库本体430能够与主轴342之间实现稳定的相对运动，保证了换刀的稳定性，而且采用拉紧弹簧其结构简单、生产成本低。
37.参照图3和图4，在一些实施例中，第二导向件440设有第一导轮441，第一导轮441与第二导向件440滚动配合，降低了第一导向件344和第二导向件440相对运动时的摩擦力，降低了第一导向件344和第二导向件440的磨损，提高了相对运动时的顺畅度，提升了换刀
的工作效率。而且第一导轮441可采用抗磨非金属材料制成，从而提升了耐磨程度，降低了生产成本。
38.具体的，第一导向件344包括与第一导轮441配合的第一配合段3441和第二配合段3442，第一配合段3441沿z轴方向设置。第二配合段3442连接于第一配合段3441的上端且朝向刀库本体430的方向弯曲延伸设置，从而使主轴342换刀后继续沿z轴方向向下运动后，刀库本体430能够与主轴342上的刀具343分离，避免刀库本体430对刀具343加工的干涉。
39.参照图8，在一些实施例中，加工机构340还包括增压缸345和用于将主轴342与刀具343分离的打刀装置(未图示)，打刀装置为机床的主轴所搭载的部件，在此不再具体介绍。增压缸345安装于滑架341且与打刀装置且通过油管(未图示)驱动连接，打刀装置安装于主轴342内，提高了打刀装置的工作效率，提高了型材多工位数控加工中心的换刀效率，进而提升了型材多工位数控加工中心的工作效率。
40.参照图6，在一些实施例中，刀库本体430还包括保护罩432，保护罩432具有防尘、防屑的效果。保护罩432设有与多个刀夹431对应配合的缺口4321，以供刀具343拆装于刀夹431，保证刀具343能够实现与主轴342的自动换刀。
41.参照图6和图7，在一些实施例中，刀夹431包括连接架4311和两个与连接架4311连接的夹臂4312，连接架4311与刀库驱动机构连接，刀库驱动机构能够带动连接架4311旋转。两个夹臂4312之间形成用于供刀具343穿设定位的容置空间4313，用于夹持定位刀具343的外壁，夹臂4312的端部设有第二导轮4314，便于刀具343从容置空间4313内取出，减少对刀具343的磨损。
42.继续参照图1和图2，具体的，x轴驱动机构310包括x轴伺服电机311和x轴丝杆传动装置312，y轴驱动机构320与x轴丝杆传动装置312连接。具体地，x轴伺服电机311和x轴丝杆传动装置312分别安装到机座100上，此外，x轴驱动机构310还包括安装在机座100上的x轴线性滑轨313，y轴驱动机构320被x轴线性滑轨313支撑并导向，此外，y轴驱动机构320和x轴丝杆传动装置312的x轴丝杆螺母(未图示)连接。由此，能够通过x轴伺服电机311驱动x轴丝杆传动装置312旋转，使y轴驱动机构320沿x轴移动。在本实施例中，由于在x轴使用了伺服电机和丝杆传动装置，因此能够大大地提升型材多工位数控加工中心沿x轴方向的驱动精度，由此，能够提高加工机构340相对于装夹在工作台200上的工件沿x轴的定位精度。
43.参照图1和图8，具体的，y轴驱动机构320包括y轴伺服电机321和y轴丝杆传动装置322，z轴驱动机构330与y轴丝杆传动装置322连接。具体地，y轴伺服电机321和y轴丝杆传动装置322分别安装到x轴驱动机构311上，此外，y轴驱动机构320还包括安装在x轴驱动机构311上的y轴线性滑轨323，z轴驱动机构330被y轴线性滑轨323支撑并导向，此外，z轴驱动机构330和y轴丝杆传动装置322的y轴丝杆螺母(未图示)连接。由此，能够通过y轴伺服电机321驱动y轴丝杆传动装置322旋转，使z轴驱动机构330沿y轴移动。在本实施例中，由于在y轴使用了伺服电机和丝杆传动装置，因此能够大大地提升型材多工位数控加工中心沿y轴方向的驱动精度，由此，能够提高加工机构340相对于装夹在工作台200上的工件沿y轴的定位精度。
44.继续参照图1和图8，具体的，z轴驱动机构330包括z轴伺服电机331和z轴丝杆传动装置332，加工机构340与z轴丝杆传动装置332连接。具体地，z轴伺服电机331和z轴丝杆传动装置332分别安装到y轴驱动机构320上，此外，z轴驱动机构330还包括安装在y轴驱动机
构320上的z轴线性滑轨333，z轴驱动机构330被z轴线性滑轨333支撑并导向，此外，加工机构340和z轴丝杆传动装置332的z轴丝杆螺母(未图示)连接。由此，能够通过z轴伺服电机331驱动z轴丝杆传动装置332旋转，使加工机构340沿z轴移动。在本实施例中，由于在z轴使用了伺服电机和丝杆传动装置，因此能够大大地提升型材多工位数控加工中心沿z轴方向的驱动精度，由此，能够提高加工机构340相对于装夹在工作台200上的工件沿z轴的定位精度。
45.继续参照图1，具体的，工作台200上设有多个安装槽210。安装槽210可以是例如t型槽等结构，能够方便地装夹工件，提高型材多工位数控加工中心的通用性。
46.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。