專利名稱：機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于進(jìn)行金屬切削的機(jī)床。
背景技術(shù)：
機(jī)床是指對金屬或其他材料的坯料或工件進(jìn)行加工，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸 精度和表面質(zhì)量的設(shè)備。機(jī)床是機(jī)械工業(yè)的基本生產(chǎn)設(shè)備，它的品種、質(zhì)量和加工效率直接 影響著其他機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。因此，機(jī)床工業(yè)的現(xiàn)代化水平和規(guī)模，以 及所擁有機(jī)床的數(shù)量和質(zhì)量是一個國家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一。
機(jī)床主要包括用于對金屬進(jìn)行切削加工的金屬切削機(jī)床、用于對木材進(jìn)行切削加工的木 工機(jī)床、以物理或化學(xué)方法對工件進(jìn)行特種加工的特種加工機(jī)床以及以鍛壓手段為加工方法 的鍛壓機(jī)械等。金屬切削機(jī)床在現(xiàn)代工業(yè)制造中具有廣泛的應(yīng)用，請參見Pan， G等人于 1996年發(fā)表于Proceedings of the 1996 IEEE Iiitematioiial Conference on Control Applications的文獻(xiàn)"Modeling and intelligent chatter control strategies for a lathe machine，，。
對于金屬切削機(jī)床來說，按不同的分類方法又可劃分為多種類型。例如，按加工方式來 分，可分為車床、鉆床、鏜床、磨床、銑床、刨床、插床、拉床、鋸床以及特種加工機(jī)床等 ;按機(jī)床的自動控制方式來分，可分為仿形機(jī)床、程序控制機(jī)床、數(shù)字控制機(jī)床、適應(yīng)控制
機(jī)床、加工中心和柔性制造系統(tǒng)等；按加工精度來分，可分為普通精度機(jī)床、精密機(jī)床和高 精度機(jī)床；按機(jī)床的適用范圍來分，又可分為通用機(jī)床和專用機(jī)床等。 一般來說，不論哪種 機(jī)床，機(jī)床均包括主機(jī)、驅(qū)動裝置以及輔助裝置。主機(jī)是機(jī)床的主體，主要包括床身、主軸 、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。驅(qū)動裝置包括主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等，可以通過電氣或電液伺服系 統(tǒng)驅(qū)動主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)。輔助裝置是機(jī)床的一些必要配套部件，用以保證機(jī)床的運(yùn)行，包括 刀具、排屑裝置以及照明裝置等。機(jī)床加工工件時， 一般首先將工件安裝于主軸；其次進(jìn)行 對刀的步驟，即將刀具的刀尖與工件的加工原點(diǎn)進(jìn)行對位。再次，對刀后即可驅(qū)動主軸帶動 工件旋轉(zhuǎn)，并利用刀具對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車、銑、包U、磨或其它加工。最后，加工預(yù)定時間 后即可將工件從主軸拆卸下來，從而獲得加工至預(yù)定形狀的工件。
然而，現(xiàn)有的機(jī)床具有如下缺點(diǎn)第一，工作人員很難通過目測精確地將刀具的刀尖與 工件的加工原點(diǎn)進(jìn)行對位，而必須經(jīng)過多次地調(diào)整甚至試切，如此不但降低了加工工件的效率，甚至在對刀不準(zhǔn)確時可能降低工件加工的良率；第二，加工完成后工作人員也很難通過 目測觀察工件是否已加工至所需形狀，而通常需要將工件取下后通過放大鏡以及量測工具進(jìn) 行檢測，如果檢測到尚未加工至所需形狀，可能將工件安裝上機(jī)床進(jìn)行再次加工，如此反復(fù) 拆卸安裝嚴(yán)重降低了加工工件的速度。
因此，有必要提供一種機(jī)床，其不但便于進(jìn)行對刀，而且便于觀察工件加工后的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
以下將以實(shí)施例說明 一種機(jī)床。
一種機(jī)床，包括機(jī)身、主軸、刀具、攝像元件以及轉(zhuǎn)動元件，所述主軸、刀具以及轉(zhuǎn)動 元件設(shè)置于機(jī)身，所述主軸用于安裝工件，所述刀具與主軸相對，用于對安裝于主軸的工件 進(jìn)行加工，所述攝像元件安裝于轉(zhuǎn)動元件，用于對安裝于主軸的工件進(jìn)行攝像，所述轉(zhuǎn)動元 件用于驅(qū)使攝像元件繞轉(zhuǎn)動元件的軸線方向轉(zhuǎn)動。
本技術(shù)方案中的機(jī)床具有如下優(yōu)點(diǎn)第一，工件安裝于主軸后，通過攝像元件可準(zhǔn)確觀 察工件的位置，從而操作人員可根據(jù)攝像元件攝制的影像方便地進(jìn)行對刀步驟；第二，刀具 對工件完成加工后，攝像元件可轉(zhuǎn)動至工件的加工面進(jìn)行攝像或者對工件的加工面進(jìn)行轉(zhuǎn)動 攝像，從而不用拆卸工件即可方便地觀察是否已將工件的加工面加工至所需形狀；第三，本 技術(shù)方案的機(jī)床具有較低的生產(chǎn)成本，且易于實(shí)現(xiàn)。


圖l是本技術(shù)方案第一實(shí)施例提供的機(jī)床的示意圖。
圖2是本技術(shù)方案第一實(shí)施例提供的機(jī)床的轉(zhuǎn)動元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本技術(shù)方案第一實(shí)施例提供的機(jī)床對刀時的示意圖。
圖4是本技術(shù)方案第一實(shí)施例提供的機(jī)床加工工件后觀察工件的加工面的示意圖。
圖5是本技術(shù)方案第二實(shí)施例提供的機(jī)床的示意圖。
圖6是本技術(shù)方案第二實(shí)施例提供的機(jī)床對刀時的示意圖。
圖7是本技術(shù)方案第二實(shí)施例提供的機(jī)床加工工件后觀察工件的加工面的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及多個實(shí)施例，對本技術(shù)方案提供的機(jī)床作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 請參閱圖l，本技術(shù)方案第一實(shí)施例提供的機(jī)床10為普通臥式車床，其包括機(jī)身ll、主 軸變速箱12、主軸13、刀具14、刀架15、攝像元件16以及轉(zhuǎn)動元件17。所述機(jī)身ll用于安裝 設(shè)置主軸變速箱12、刀架15、以及轉(zhuǎn)動元件17。所述主軸變速箱12設(shè)置于機(jī)身11，用于支承 主軸13，并驅(qū)使主軸13以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。所述主軸13用于安裝工件，以使得工件隨著主軸13旋轉(zhuǎn)，從而便于用刀具14對工件進(jìn)行加工。主軸13—般可以通過夾具安裝工件，所述夾具 可以為卡盤，例如，三爪卡盤、四爪卡盤等。所述刀具14安裝固定于刀架15，且與主軸13相 對。刀具14用于對主軸13上安裝的工件進(jìn)行加工，其可以為車削刀具、鉆削刀具、鏜削刀具 或銑削刀具等。所述刀架15與主軸變速箱12相對設(shè)置，其包括移動部151以及固定部152。所 述固定部152固定安裝于機(jī)身11。所述移動部151移動安裝于固定部152，并用于安裝固定一 個或多個刀具14，從而，移動部151可以帶動刀具14移動。所述攝像元件16與主軸13和刀具 14之間的區(qū)域相對，用于對安裝于主軸13且位于主軸13和刀具14之間的工件進(jìn)行拍攝。攝像 元件16可以為CCD( Charge Coupled Device,電荷耦合器件)攝像元件、CMOS ( Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互補(bǔ)式金屬-氧化層-半導(dǎo)體)攝像元件或者 其它攝像元件。優(yōu)選的，攝像元件16與一個顯示元件18連接，以使工作人員可通過顯示元件 18更方便地觀察到攝像元件16攝制的圖像。攝像元件16安裝于轉(zhuǎn)動元件17，轉(zhuǎn)動元件17用于 帶動攝像元件16繞轉(zhuǎn)動元件17的軸線轉(zhuǎn)動，從而使得攝像元件16可轉(zhuǎn)動地對工件進(jìn)行攝像。 轉(zhuǎn)動元件17可以為機(jī)械轉(zhuǎn)動元件，例如軸承；也可以為氣壓轉(zhuǎn)動元件，例如旋轉(zhuǎn)氣缸、擺動 氣缸；還可以為液壓轉(zhuǎn)動元件、電液伺服轉(zhuǎn)動元件、磁力轉(zhuǎn)動元件或其它轉(zhuǎn)動元件，例如擺 動液壓缸、磁力轉(zhuǎn)動器等。
具體地，請一并參閱圖1及圖2，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動元件17為一擺動氣缸，其包括缸體 171、定子172、轉(zhuǎn)子173和葉片174。缸體171通過基座170固定于機(jī)身11 ，缸體171內(nèi)具有腔 體1710，而定子172、轉(zhuǎn)子173和葉片174將腔體1710分隔為第一內(nèi)腔1711和第二內(nèi)腔1712。 轉(zhuǎn)子173可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于腔體1710中央，轉(zhuǎn)子173的軸線方向平行于第一軸向X，垂直于第二 軸向Y和第三軸向Z。所述第三軸向Z為平行于主軸13軸線的方向，第二軸向Y為垂直于地面的 方向，第一軸向X為垂直于第二軸向Y、第三軸向Z的方向，本實(shí)施例中即為轉(zhuǎn)動元件17的軸 線方向。所述定子172固設(shè)于缸體171與轉(zhuǎn)子173之間，且定子172內(nèi)設(shè)有不連通的第一氣流通 道1721和第二氣流通道1722，所述第一氣流通道1721與第一內(nèi)腔1711相連通，所述第二氣流 通道1722與第二內(nèi)腔1712相連通。所述葉片174位于轉(zhuǎn)子173和缸體171之間，且固定連接于 轉(zhuǎn)子173，葉片174的轉(zhuǎn)動可以改變第一內(nèi)腔1711和第二內(nèi)腔1712的大小比例。
轉(zhuǎn)子173通過第一連接桿175以及第二連接桿176與攝像元件16連接。所述第一連接桿 175連接于轉(zhuǎn)子173與第二連接桿176之間，其長度方向平行于第二軸向Y。第二連接桿176連 接于第一連接桿175與攝像元件16之間，其長度方向平行于第一軸向X。從而，當(dāng)壓縮空氣從 第二氣流通道1722進(jìn)入第二內(nèi)腔1712時，壓縮空氣可推動葉片174帶動轉(zhuǎn)子173旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子 173進(jìn)一步帶動第一連接桿175、第二連接桿176以及攝像元件16繞轉(zhuǎn)動元件17的軸線方向向靠近刀具14的方向轉(zhuǎn)動，g卩，繞第一軸向X沿第一方向R1轉(zhuǎn)動。當(dāng)壓縮空氣從第一氣流通道1721進(jìn)入左腔1711時，壓縮空氣可推動葉片174帶動轉(zhuǎn)子173反方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子173可進(jìn)一步帶動第一連接桿175、第二連接桿176以及攝像元件16繞第一軸向X沿第二方向R2轉(zhuǎn)動即遠(yuǎn)離刀具14的方向轉(zhuǎn)動。從而，控制壓縮空氣進(jìn)入左腔1711或右腔1712的體積、壓強(qiáng)以及速度，即可使得轉(zhuǎn)動元件17帶動攝像元件16繞第一軸向X向第一方向R1或第二方向R2轉(zhuǎn)動任意角度
另外，轉(zhuǎn)動元件17還可以包括提供壓縮空氣的氣壓組件以及控制氣壓組件的控制器，以便于控制轉(zhuǎn)子173的轉(zhuǎn)動速度以及轉(zhuǎn)動角度，從而便于控制攝像元件16的轉(zhuǎn)動速度以及轉(zhuǎn)動角度。
當(dāng)然，本實(shí)施例所述的機(jī)床10除普通臥式車床外，還可以為其它車床，例如立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、數(shù)控車床等，當(dāng)然也可以為其它加工方式的機(jī)床，例如鉆床、鏜床、磨床、銑床、刨床、插床、拉床或者鋸床等等。
請參閱圖3，本實(shí)施例中待加工的工件20為圓柱體，包括第一端面201、與第一端面201相對的第二端面202以及連接第一端面201和第二端面202的環(huán)形側(cè)面203。所述第一端面201為待安裝于機(jī)床10的主軸13的面，所述第二端面202為待加工面。以本技術(shù)方案的機(jī)床10加工工件20之前，可先將工件20的第一端面201通過夾具19安裝于主軸13，再使刀具14通過刀架15的移動部151向工件20的第二端面202靠近，此時可進(jìn)行對刀的步驟。刀具14的刀尖與工件20的加工原點(diǎn)在第三軸向Z和第一軸向X較難對準(zhǔn)，而在第二軸向Y的距離已由機(jī)床結(jié)構(gòu)本身的高度決定， 一般不需對準(zhǔn)。因此，對刀時，可通過轉(zhuǎn)動元件17將攝像元件16轉(zhuǎn)動至工件20以及刀具14的上方，并使得攝像元件16攝制工件20以及刀具14的圖像，工作人員通過顯示元件18可以方便地觀察到工件20以及刀具14在第三軸向Z和第一軸向X的位置關(guān)系，從而可以通過調(diào)整刀架15的移動部151的位置實(shí)現(xiàn)刀具14的位置調(diào)整，使得刀具14的刀尖與工件20的加工原點(diǎn)在第三軸向Z和第一軸向X進(jìn)行精確對準(zhǔn)，g卩，完成對刀的步驟。
將工件20加工完成后，移動部151使得刀具14沿第三軸向Z遠(yuǎn)離工件20，此時，轉(zhuǎn)動元件17可使攝像元件16繞第一軸向X沿第一方向R1轉(zhuǎn)動，直至攝像元件16與工件20的第二端面202相對，如圖4所示，從而攝像元件16可以拍攝第二端面202的影像。工作人員根據(jù)第二端面202的影像可以精確觀察第二端面202的加工形狀，并明確判斷是否已將第二端面202加工至所需形狀，而不需要將其拆卸下來觀察檢測。如此，不但對工件20的加工面的形狀判斷較為準(zhǔn)確，而且節(jié)約了加工生產(chǎn)的時間。
請參閱圖5，本技術(shù)方案第二實(shí)施例提供的機(jī)床30與第一實(shí)施例所示的機(jī)床10大致相同
6，其不同之處在于轉(zhuǎn)動元件37設(shè)置于主軸變速箱32，轉(zhuǎn)動元件37的軸線方向平行于主軸33的軸線方向，即轉(zhuǎn)子373的軸線方向平行于第三軸向Z。第一連接桿375的長度方向垂直于轉(zhuǎn)動元件37的軸線方向即第三軸向Z，平行于第二軸向Y。第二連接桿376的長度方向垂直于第一連接桿375的長度方向即第二軸向Y，同時平行于主軸33的軸線方向即第三軸向Z。從而，轉(zhuǎn)動元件37可使得攝像元件36繞第三軸向Z轉(zhuǎn)動。
當(dāng)然，所述轉(zhuǎn)動元件37除固設(shè)于主軸變速箱32外，還可以直接固設(shè)于機(jī)身31，僅需轉(zhuǎn)動元件37可使得攝像元件36對安裝于主軸33的工件進(jìn)行拍攝即可。
請參閱圖6，本實(shí)施例的工件40與第一實(shí)施例中的工件20大致相同，其不同之處在于環(huán)形側(cè)面403為待加工面。對刀時，轉(zhuǎn)動元件37可使得攝像元件36轉(zhuǎn)動至工件40以及刀具34的上方，并使得攝像元件36攝制工件40以及刀具34的圖像。
請參閱圖7，將工件40加工完成后，刀具34遠(yuǎn)離工件40，此時，轉(zhuǎn)動元件37可使攝像元件36繞第三軸向Z轉(zhuǎn)動，攝像元件36可以從各個方向?qū)?cè)面403進(jìn)行攝像。從而，工作人員不需要將工件40從主軸33拆卸下來，就可以無損地對側(cè)面403的加工形狀進(jìn)行整體的觀察和了解。
本技術(shù)方案中的機(jī)床具有如下優(yōu)點(diǎn)第一，工件安裝于主軸后，通過攝像元件可準(zhǔn)確觀察工件的位置，從而操作人員可根據(jù)攝像元件攝制的影像方便地進(jìn)行對刀步驟；第二，刀具對工件完成加工后，攝像元件可轉(zhuǎn)動至工件的加工面進(jìn)行攝像或者對工件的加工面進(jìn)行轉(zhuǎn)動攝像，從而不用拆卸工件即可方便地觀察是否已將工件的加工面加工至所需形狀；第三，本技術(shù)方案的機(jī)床具有較低的生產(chǎn)成本，且易于實(shí)現(xiàn)。
可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床，包括機(jī)身、主軸以及刀具，所述主軸和刀具設(shè)置于機(jī)身，所述主軸用于安裝工件，所述刀具與主軸相對，用于對安裝于主軸的工件進(jìn)行加工，其特征在于，所述機(jī)床還包括攝像元件以及轉(zhuǎn)動元件，所述攝像元件安裝于轉(zhuǎn)動元件，用于對安裝于主軸的工件進(jìn)行攝像，所述轉(zhuǎn)動元件設(shè)置于機(jī)身，用于驅(qū)使攝像元件繞轉(zhuǎn)動元件的軸線方向轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求l所述的機(jī)床，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動元件為軸承、 擺動氣缸、擺動液壓缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、旋轉(zhuǎn)液壓缸或磁力轉(zhuǎn)動器。
3.如權(quán)利要求l所述的機(jī)床，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動元件通過第一 連接桿和第二連接桿與攝像元件連接。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)床，其特征在于，所述第一連接桿垂直于 轉(zhuǎn)動元件的軸線方向，所述第二連接桿垂直于第一連接桿。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)床，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動元件的軸線方 向垂直于主軸的軸線方向。
6.如權(quán)利要求4所述的機(jī)床，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動元件的軸線方 向平行于主軸的軸線方向。
7.如權(quán)利要求l所述的機(jī)床，其特征在于，所述攝像元件與一個顯 示元件連接，所述顯示元件用于顯示攝像元件攝制的影像。
8.如權(quán)利要求l所述的機(jī)床，其特征在于，所述攝像元件為CCD攝像機(jī)。
9.如權(quán)利要求l所述的機(jī)床，其特征在于，所述機(jī)床還包括主軸變 速箱，所述主軸變速箱用于支承主軸，用于驅(qū)使主軸以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。
10.如權(quán)利要求l所述的機(jī)床，其特征在于，所述機(jī)床還包括刀架， 所述刀架包括移動部以及固定部，所述固定部固定安裝于機(jī)身，所述移動部移動安裝于固定 部，并用于安裝固定一個或多個刀具。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)床，包括機(jī)身、主軸、刀具、攝像元件以及轉(zhuǎn)動元件，所述主軸、刀具以及轉(zhuǎn)動元件設(shè)置于機(jī)身，所述主軸用于安裝工件，所述刀具與主軸相對，用于對安裝于主軸的工件進(jìn)行加工，所述攝像元件安裝于轉(zhuǎn)動元件，用于對安裝于主軸的工件進(jìn)行攝像，所述轉(zhuǎn)動元件用于驅(qū)使攝像元件繞轉(zhuǎn)動元件的軸線方向轉(zhuǎn)動。本技術(shù)方案的機(jī)床便于對刀，還便于觀察工件加工后的形狀。
文檔編號B23Q17/20GK101559568SQ200810301159
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者王俊凱 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司