專利名稱：多主軸數(shù)控加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于加工機床技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多主軸數(shù)控加工中心。
背景技術(shù)：
數(shù)控加工中心在加工雕刻方面具有獨特的優(yōu)勢，因此其獲得了廣泛的應(yīng)用，但目 前的數(shù)控加工中心僅設(shè)置有單主軸裝置，加工模式單一且加工效率較低，難以適應(yīng)企業(yè)大 規(guī)模生產(chǎn)的要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種多主軸數(shù)控加工中心，其具有多個主軸裝置，加工 模式較為靈活且生產(chǎn)效率高，能夠更好的滿足生產(chǎn)要求。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種多主軸數(shù)控加工中心，包 括控制柜和雕銑機，所述的控制柜通過設(shè)置在其中的控制系統(tǒng)與雕銑機電連接，所述的雕 銑機包括機床框架和設(shè)置在機床框架上的加工機構(gòu)，機床框架包括床體和架設(shè)在床體上的 龍門，所述的龍門包括橫置在床體上方的橫梁和設(shè)置在床體兩側(cè)的立柱，橫梁固設(shè)在立柱 的上部，所述的加工機構(gòu)包括驅(qū)動裝置和用來雕銑的主軸裝置，所述的驅(qū)動裝置包括X軸 驅(qū)動裝置、Y軸驅(qū)動裝置和Z軸驅(qū)動裝置，所述的主軸裝置設(shè)置在龍門上，其特征在于所述 的主軸裝置至少設(shè)置為兩個。 由上述技術(shù)方案可知，本實用新型中的主軸裝置至少設(shè)置為兩個，由于具有多個 獨立的主軸裝置，因此本實用新型可以對工件的不同表面或?qū)ぜ槐砻娴牟煌瑓^(qū)域同 時進行加工，加工模式較多且較為靈活，大大加快了加工速度，能夠更好地滿足生產(chǎn)要求。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實用新型中的龍門與主軸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3的左視圖； 圖5是主軸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的左視圖。
具體實施方式如圖1 6所示，一種多主軸數(shù)控加工中心，包括控制柜IO和雕銑機，所述的控 制柜10通過設(shè)置在其中的控制系統(tǒng)與雕銑機電連接，所述的雕銑機包括機床框架20和設(shè) 置在機床框架20上的加工機構(gòu)，機床框架20包括床體21和架設(shè)在床體21上的龍門22， 所述的龍門22包括橫置在床體21上方的橫梁221和設(shè)置在床體21兩側(cè)的立柱222，橫梁 221固設(shè)在立柱222的上部，所述的加工機構(gòu)包括驅(qū)動裝置和用來雕銑的主軸裝置，所述的驅(qū)動裝置包括X軸驅(qū)動裝置、Y軸驅(qū)動裝置和Z軸驅(qū)動裝置，所述的主軸裝置設(shè)置在龍門22 上，所述的主軸裝置至少設(shè)置為兩個。 工作時，X軸驅(qū)動裝置驅(qū)動主軸裝置沿床體21的寬度方向移動，Y軸驅(qū)動裝置驅(qū) 動龍門22沿床體21的長度方向移動，同時帶動主軸裝置沿床體21的長度方向移動，所述 的Z軸驅(qū)動裝置則帶動主軸裝置沿垂直于床體加工面211的方向移動，從而使得主軸裝置 能夠按照設(shè)計意圖完成對加工面211每個點的加工。 作為本實用新型的優(yōu)選方案，如圖2所示，所述的控制柜10中的控制系統(tǒng)包括可 重構(gòu)主控器FPGA11和接口板12，所述的可重構(gòu)主控器FPGA11和接口板12為分體式連接。 進一步的，所述的控制系統(tǒng)還包括計算協(xié)處理器DSP13，所述的計算協(xié)處理器 DSP13與可重構(gòu)主控器FPGAll電連接。FPGA(Field Programmable Gate Array)即現(xiàn)場可編程門陣列，是大規(guī)?？删幊?br> 邏輯器件；FPGA可重構(gòu)性是指在一個系統(tǒng)中，其硬件模塊或/和軟件模塊均能根據(jù)變化的
數(shù)據(jù)流或控制流對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法進行重新配置或重新設(shè)置?？芍貥?gòu)系統(tǒng)最突出的優(yōu)點就
是能夠根據(jù)不同的應(yīng)用需求，改變自身的體系結(jié)構(gòu)，以便與具體的應(yīng)用需求相匹配。 FPGA可重構(gòu)控制系統(tǒng)的物理構(gòu)成如圖2所示首先，控制系統(tǒng)的主控部分采用
FPGA芯片技術(shù)，主CPU通過嵌入在FPGA內(nèi)部的方式，使得可重構(gòu)主控器FPGA內(nèi)部的結(jié)構(gòu)在
邏輯門資源足夠的前提下可以隨意調(diào)整，因此其柔性較強，我們可通過對FPGA內(nèi)部邏輯的
改變實現(xiàn)改變主控CPU和邏輯構(gòu)成，甚至可以構(gòu)建完全不同的新控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)快
速響應(yīng)市場對控制系統(tǒng)可重構(gòu)性能、資源分配等變化的需求；其次，本控制系統(tǒng)采用接口板
與主控板分體式的連接結(jié)構(gòu)，同時預(yù)留足夠多的通用1/0資源，能夠?qū)崿F(xiàn)僅僅通過改變接
口板就可以滿足用戶的新需求；再者，由于接口板信號頻率低、線路簡單，因此改板組織生
產(chǎn)周期短，可靠性高。 如果控制系統(tǒng)的重構(gòu)目標(biāo)較為簡單，不需要高強度的計算，則僅依靠主CPU本身 的計算能力或者在FPGA內(nèi)部定制硬件算法器就能夠?qū)崿F(xiàn)重構(gòu)目的；若控制系統(tǒng)重構(gòu)目標(biāo) 的計算任務(wù)較為復(fù)雜時，計算協(xié)處理器DSP就可以發(fā)揮其超強的計算能力，協(xié)助主CPU完成 大量精密復(fù)雜的計算任務(wù)，同時還能保持主CPU的良好的人機交互功能，使系統(tǒng)更為人性 化，并易于操作。 如圖3 6所示，所述的X軸驅(qū)動裝置包括X軸驅(qū)動電機30， X軸驅(qū)動電機30設(shè) 置在所述的橫梁221上，所述的X軸驅(qū)動電機30通過減速機構(gòu)以及齒輪齒條機構(gòu)帶動主軸 裝置沿龍門橫梁221限定的方向運動； 所述的Y軸驅(qū)動裝置包括Y軸驅(qū)動電機40， Y軸驅(qū)動電機40設(shè)置在所述的立柱 222上，所述的Y軸驅(qū)動電機40通過減速機構(gòu)以及齒輪齒條機構(gòu)帶動龍門22沿床體21限 定的方向運動； 所述的Z軸驅(qū)動裝置包括Z軸驅(qū)動電機50， Z軸驅(qū)動電機50設(shè)置在所述的橫梁 221上，所述的Z軸驅(qū)動電機50通過滾珠絲杠副帶動主軸裝置沿垂直于床體21上的加工面 211的方向運動。 進一步的，所述的橫梁221的上方設(shè)置有橫板223，橫板223所在的平面與設(shè)在床 體21上的加工面211平行，橫板223延伸出橫梁221的一側(cè)設(shè)置有垂直于橫板223的豎板 224，所述的X軸驅(qū)動電機30固設(shè)在橫板223上，Z軸驅(qū)動電機50和主軸裝置設(shè)置在豎板224上。 所述的橫梁221的朝向橫板223和豎板224的端面上均設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的延伸 方向與橫梁221的延伸方向平行，所述的橫板223和豎板224上均設(shè)置有與導(dǎo)軌構(gòu)成滑動 配合的滑塊。則當(dāng)X軸驅(qū)動電機30通過齒輪齒條機構(gòu)帶動主軸裝置沿龍門橫梁221限定 的方向運動時，橫板223和豎板224通過滑塊沿橫梁221上的導(dǎo)軌滑動，滑動時磨擦阻力 小，運動輕便靈活，磨損小，能長期保持精度，整個運動過程較為平順且易于控制，有利于實 現(xiàn)準(zhǔn)確定位。 同樣，所述的床體21與立柱222相貼靠的端面上設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的延伸方向與 床體21的長度方向平行，所述的立柱222上設(shè)置有與導(dǎo)軌構(gòu)成滑動配合的滑塊。 作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述的Z軸驅(qū)動電機50固設(shè)在豎板224的上方，豎 板224背離橫梁221的板面上設(shè)置有絲杠，絲杠的延伸方向垂直于床體21上的加工面211， Z軸驅(qū)動電機50通過聯(lián)軸器與絲杠相連，絲杠的兩側(cè)設(shè)置有與絲杠平行的導(dǎo)軌，所述的絲 杠上設(shè)置有絲杠螺母，絲杠螺母上固設(shè)有升降板225，所述的升降板225上設(shè)有與所述的導(dǎo) 軌構(gòu)成滑動配合的滑塊，升降板225上設(shè)置有主軸裝置。 工作時Z軸驅(qū)動電機50運行轉(zhuǎn)動，同時帶動絲杠轉(zhuǎn)動，絲杠螺母帶動升降板225 沿絲杠上下移動，實現(xiàn)了主軸裝置的上下移動。所述的滾珠絲杠副磨擦損失小，傳動效率和 傳動精度高，制造工藝簡單，運行時平順性良好，易于控制，從而使得加工效果良好。 進一步的，如圖5、6所示，所述的Z軸驅(qū)動電機50設(shè)置為一個，所述的主軸裝置設(shè) 置為平行排布的三個，主軸裝置包括主軸電機60和主軸氣缸70，主軸氣缸70固定設(shè)置在升 降板225上，主軸電機60通過安裝支架61與升降板225構(gòu)成滑動配合，主軸氣缸70通過 進氣管與氣源連接，所述的主軸氣缸70的活塞桿71與主軸電機60固定連接在一起，主軸 氣缸70的活塞桿帶動主軸電機60沿垂直于床體21上的加工面211的方向上下運動，所述 的主軸電機60的下側(cè)設(shè)有雕銑刀頭。 所述的主軸裝置可以設(shè)置為平行排布的多個，比如三個、四個甚至更多個，由于設(shè) 置有多個相互獨立的主軸裝置，因此可以實現(xiàn)加工面211的多點同時加工，也即實現(xiàn)多工 位加工；同時由于每個主軸裝置可以夾裝不同的刀具，因此還能夠?qū)崿F(xiàn)多工序加工的目的， 加工模式靈活，從而大大減少了加工難度，提高了加工速度，也可以多軸聯(lián)動，生產(chǎn)效率高。 當(dāng)主軸氣缸70的活塞桿71在氣壓的作用下向下運行時，由于活塞桿71與主軸電 機60固定連接在一起，因此活塞桿71推動主軸電機60向工作面211移動，以實現(xiàn)加工的 目的；當(dāng)活塞桿71在氣壓的作用下向上運行時，活塞桿71同時推動主軸電機60向遠離工 作面211的方向移動，以實現(xiàn)退刀的目的。由此可見，本實用新型中的多個主軸通過氣缸傳 動達到換刀目的，實現(xiàn)多工序加工的目的。 再進一步的，如圖5、6所示，所述的升降板225上還設(shè)置有吸塵氣缸80，吸塵氣缸 80的下側(cè)設(shè)有吸塵罩81，吸塵罩81罩設(shè)在主軸裝置加工區(qū)域的四周，所述的吸塵罩81的 上側(cè)連接有吸塵管路82。 工作時，吸塵氣缸80向下推動吸塵罩81，由于吸塵罩81罩設(shè)在主軸裝置加工區(qū)域 的四周，從而可以將雕銑下來的碎屑從吸塵管路82中吸走，便于清理加工區(qū)域，并有利于 清潔生產(chǎn)環(huán)境。
權(quán)利要求一種多主軸數(shù)控加工中心，包括控制柜(10)和雕銑機，所述的控制柜(10)通過設(shè)置在其中的控制系統(tǒng)與雕銑機電連接，所述的雕銑機包括機床框架(20)和設(shè)置在機床框架(20)上的加工機構(gòu)，機床框架(20)包括床體(21)和架設(shè)在床體(21)上的龍門(22)，所述的龍門(22)包括橫置在床體(21)上方的橫梁(221)和設(shè)置在床體(21)兩側(cè)的立柱(222)，橫梁(221)固設(shè)在立柱(222)的上部，所述的加工機構(gòu)包括驅(qū)動裝置和用來雕銑的主軸裝置，所述的驅(qū)動裝置包括X軸驅(qū)動裝置、Y軸驅(qū)動裝置和Z軸驅(qū)動裝置，所述的主軸裝置設(shè)置在龍門(22)上，其特征在于所述的主軸裝置至少設(shè)置為兩個。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的控制柜(10)中的 控制系統(tǒng)包括可重構(gòu)主控器FPGA(ll)和接口板(12)，所述的可重構(gòu)主控器FPGA(11)和接 口板(12)為分體式連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的X軸驅(qū)動裝置包 括X軸驅(qū)動電機(30)， X軸驅(qū)動電機(30)設(shè)置在所述的橫梁(221)上，所述的X軸驅(qū)動電 機(30)通過齒輪齒條機構(gòu)帶動主軸裝置沿龍門橫梁(221)限定的方向運動；所述的Y軸驅(qū)動裝置包括Y軸驅(qū)動電機(40)， Y軸驅(qū)動電機(40)設(shè)置在所述的立柱(222) 上，所述的Y軸驅(qū)動電機(40)通過齒輪齒條機構(gòu)帶動龍門(22)沿床體(21)限定的 方向運動；所述的Z軸驅(qū)動裝置包括Z軸驅(qū)動電機(50)， Z軸驅(qū)動電機(50)設(shè)置在所述的橫梁(221) 上，所述的Z軸驅(qū)動電機(50)通過滾珠絲杠副帶動主軸裝置沿垂直于床體(21)上的 加工面(211)的方向運動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的控制系統(tǒng)還包括 計算協(xié)處理器DSP(13)，所述的計算協(xié)處理器DSP(13)與可重構(gòu)主控器FPGA(ll)電連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的橫梁(221)的上 方設(shè)置有橫板(223)，橫板(223)所在的平面與設(shè)在床體(21)上的加工面(211)平行，橫板(223) 延伸出橫梁(221)的一側(cè)設(shè)置有垂直于橫板(223)的豎板(224)，所述的X軸驅(qū)動電 機(30)固設(shè)在橫板(223)上，Z軸驅(qū)動電機(50)和主軸裝置設(shè)置在豎板(224)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的床體(21)與立柱(222) 相貼靠的端面上設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的延伸方向與床體(21)的長度方向平行，所述的 立柱(222)上設(shè)置有與導(dǎo)軌構(gòu)成滑動配合的滑塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的橫梁(221)的朝 向橫板(223)和豎板(224)的端面上均設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的延伸方向與橫梁(221)的延伸 方向平行，所述的橫板(223)和豎板(224)上均設(shè)置有與導(dǎo)軌構(gòu)成滑動配合的滑塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的Z軸驅(qū)動電機 (50)固設(shè)在豎板(224)的上方，豎板(224)背離橫梁(221)的板面上設(shè)置有絲杠，絲杠的延 伸方向垂直于床體(21)上的加工面(211)， Z軸驅(qū)動電機(50)通過聯(lián)軸器與絲杠相連，絲 杠的兩側(cè)設(shè)置有與絲杠平行的導(dǎo)軌，所述的絲杠上設(shè)置有絲杠螺母，絲杠螺母上固設(shè)有升 降板(225)，所述的升降板(225)上設(shè)有與所述的導(dǎo)軌構(gòu)成滑動配合的滑塊，升降板(225) 上設(shè)置有主軸裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的Z軸驅(qū)動電機 (50)設(shè)置為一個，所述的主軸裝置設(shè)置為平行排布的三個，主軸裝置包括主軸電機(60)和主軸氣缸(70)，主軸氣缸(70)固定設(shè)置在升降板(225)上，主軸電機(60)與升降板(225) 構(gòu)成滑動配合，主軸氣缸(70)通過進氣管與氣源連接，所述的主軸氣缸(70)的活塞桿與主 軸電機(60)固定連接在一起，主軸氣缸(70)的活塞桿帶動主軸電機(60)沿垂直于床體 (21)上的加工面(211)的方向上下運動，所述的主軸電機(60)的下側(cè)設(shè)有雕銑刀頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的多主軸數(shù)控加工中心，其特征在于所述的升降板 (225)上還設(shè)置有吸塵氣缸(80)，吸塵氣缸(80)的下側(cè)設(shè)有吸塵罩(81)，吸塵罩(81)罩設(shè) 在主軸裝置加工區(qū)域的四周，所述的吸塵罩(81)的上側(cè)連接有吸塵管路(82)。
專利摘要本實用新型屬于加工機床技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多主軸數(shù)控加工中心。本實用新型包括控制柜和雕銑機，所述的控制柜通過設(shè)置在其中的控制系統(tǒng)與雕銑機電連接，雕銑機包括機床框架和設(shè)置在機床框架上的加工機構(gòu)，機床框架包括床體和架設(shè)在床體上的龍門，所述的龍門包括橫置在床體上方的橫梁和設(shè)置在床體兩側(cè)的立柱，橫梁固設(shè)在立柱的上部，加工機構(gòu)包括驅(qū)動裝置和用來雕銑的主軸裝置，所述的驅(qū)動裝置包括X軸驅(qū)動裝置、Y軸驅(qū)動裝置和Z軸驅(qū)動裝置，主軸裝置設(shè)置在龍門上，所述的主軸裝置至少設(shè)置為兩個。本實用新型可以對工件的不同表面或?qū)ぜ槐砻娴牟煌瑓^(qū)域同時進行加工，加工模式較多且較為靈活，大大加快了加工速度，能夠更好地滿足生產(chǎn)要求。
文檔編號B23Q1/01GK201505754SQ20092018744
公開日2010年6月16日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者羅亮, 羅群 申請人:安徽同興科技發(fā)展有限責(zé)任公司