專利名稱：一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種全方位數(shù)控加工中心，尤其是涉及一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心。
背景技術(shù)：
數(shù)控加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。典型的機(jī)床有鏜銑加工中心和車削加工中心。在數(shù)控加工中心，零件一次裝夾定位后，可進(jìn)行多種工藝、多道工序的集中連續(xù)加工，這就大大減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)。由于減少了裝卸工件、更換和調(diào)整刀具的輔助時(shí)間并大大減少了工裝，因此進(jìn)一步縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。同時(shí)，由于減少了多次安裝造成的定位誤差，從而大幅提高了各加工面間的位置精度。其中，自動(dòng)換刀裝置是數(shù)控機(jī)床的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的形式多種多樣，目前常見(jiàn)的有回轉(zhuǎn)刀架換刀、排式刀架換刀、更換主軸頭換刀和帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。實(shí)際加工過(guò)程中，自動(dòng)換刀裝置可幫助數(shù)控機(jī)床節(jié)省輔助時(shí)間，并滿足在一次安裝中完成多工序、多工步加工要求。上述帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)包括帶機(jī)械手的自動(dòng)換刀裝置和無(wú)機(jī)械手的自動(dòng)換刀裝置，其中，帶機(jī)械手的自動(dòng)換刀裝置采用機(jī)械手進(jìn)行換刀?，F(xiàn)如今所采用的機(jī)械手主要包括鉤式、抱手、叉手、伸縮手等，實(shí)際使用過(guò)程中，由于現(xiàn)有機(jī)械手均不同程度地存在動(dòng)作不靈活、換刀速度較慢、智能化程度低等多種缺陷和不足，因而較大程度上影響了數(shù)控機(jī)床的加工效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便且智能化程度高、使用效果好，動(dòng)作靈活且換刀速度快，控制簡(jiǎn)易，加工效率高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，包括機(jī)床本體、安裝在所述機(jī)床本體上的自動(dòng)換刀系統(tǒng)、對(duì)機(jī)床主軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及布設(shè)在所述機(jī)床本體上的控制系統(tǒng)，所述機(jī)床主軸與伺服驅(qū)動(dòng)裝置之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)連接，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置由控制系統(tǒng)進(jìn)行控制且其與控制系統(tǒng)相接，其特征在于:所述自動(dòng)換刀系統(tǒng)包括刀庫(kù)、帶動(dòng)所述刀庫(kù)進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)的刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、對(duì)刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的刀庫(kù)控制器、位于所述刀庫(kù)與所述機(jī)床主軸之間中部的安裝支座、通過(guò)軸承安裝在所述安裝支座上的旋轉(zhuǎn)軸、對(duì)稱安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)操作臂和對(duì)兩個(gè)所述操作臂進(jìn)行控制的操作臂控制裝置，所述旋轉(zhuǎn)軸由電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且旋轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)連接；兩個(gè)所述換刀臂分別為操作臂一和操作臂二 ；所述操作臂一包括后臂一和在液壓缸一的帶動(dòng)下能豎直面上進(jìn)行上下擺動(dòng)的前臂一，所述后臂一與前臂一之間以鉸接方式進(jìn)行連接，所述液壓缸一的缸體后部固定在后臂一且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂一上；所述操作臂二包括后臂二和在液壓缸二的帶動(dòng)下能豎直面上進(jìn)行上下擺動(dòng)的前臂二，所述后臂二與前臂二之間以鉸接方式進(jìn)行連接，所述液壓缸二的缸體后部固定在后臂二且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂二上；所述液壓缸一和液壓缸二分別通過(guò)液壓管路一和液壓管路二與液壓油箱相接，所述液壓管路一上安裝有換向閥一和電比例控制閥一，所述液壓管路二上安裝有換向閥二和電比例控制閥二 ；所述操作臂控制裝置包括操作臂控制器，所述電動(dòng)機(jī)、換向閥一、電比例控制閥一、換向閥二和電比例控制閥二均由操作臂控制器進(jìn)行控制；所述前臂一的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)一，且前臂二的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)二；所述刀庫(kù)控制器和操作臂控制器均與控制系統(tǒng)相接；所述機(jī)床本體上設(shè)置有帶動(dòng)所述安裝支座進(jìn)行上下升降的電動(dòng)升降臺(tái)，所述安裝支座安裝在電動(dòng)升降臺(tái)上，所述電動(dòng)升降臺(tái)由操作臂控制器進(jìn)行控制且其與操作臂控制器相接。上述一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其特征是:所述操作臂控制裝置還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)單元、對(duì)所述刀具更換結(jié)構(gòu)一的高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的高度檢測(cè)單元一和對(duì)所述刀具更換結(jié)構(gòu)二的高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的高度檢測(cè)單元二，所述旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)單元、高度檢測(cè)單元一和高度檢測(cè)單元二均與操作臂控制器相接。上述一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其特征是:所述刀具更換結(jié)構(gòu)一為換刀鉤或換刀叉，且所述刀具更換結(jié)構(gòu)一相應(yīng)為換刀鉤或換刀叉。上述一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其特征是:所述操作臂控制裝置還包括與操作臂控制器相接的參數(shù)設(shè)置單元。上述一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其特征是:所述操作臂控制裝置還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)單元和對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元，所述旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)單元和旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元均與操作臂控制器相接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、設(shè)計(jì)合理、成本低且安裝布設(shè)方便。2、電路簡(jiǎn)單且接線方便。3、使用操作簡(jiǎn)單且智能化程度高。4、使用效果好、實(shí)現(xiàn)方便且實(shí)用價(jià)值高，兩個(gè)操作臂的動(dòng)作靈活，換刀速度快，兩個(gè)操作臂的安裝高度可調(diào)，數(shù)控機(jī)床的加工效率高。5、適用面廣，推廣應(yīng)用前景廣泛，能有效推廣適用至各類數(shù)控機(jī)床中。綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便且智能化程度高、使用效果好，動(dòng)作靈活且換刀速度快，控制簡(jiǎn)易，加工效率高。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明:I一伺服驅(qū)動(dòng)裝置；2—控制系統(tǒng)；3—旋轉(zhuǎn)軸；3-15—換向閥一；3-16—電比例控制閥一；3-25—換向閥二；3-26—電比例控制閥二；4一刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；5—刀庫(kù)控制器；6—操作臂控制裝置；[0023]6-1—操作臂控制器；6-2—旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)單元；6-3—高度檢測(cè)單元一 ；6-4—高度檢測(cè)單元二 ； 6_5—參數(shù)設(shè)置單元;6-6—旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)單元；6~7一旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單兀；7 —電動(dòng)機(jī)；8 —電動(dòng)升降臺(tái)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括機(jī)床本體、安裝在所述機(jī)床本體上的自動(dòng)換刀系統(tǒng)、對(duì)機(jī)床主軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置I以及布設(shè)在所述機(jī)床本體上的控制系統(tǒng)2，所述機(jī)床主軸與伺服驅(qū)動(dòng)裝置I之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)連接，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置I由控制系統(tǒng)2進(jìn)行控制且其與控制系統(tǒng)2相接。所述自動(dòng)換刀系統(tǒng)包括刀庫(kù)、帶動(dòng)所述刀庫(kù)進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)的刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4、對(duì)刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4進(jìn)行控制的刀庫(kù)控制器5、位于所述刀庫(kù)與所述機(jī)床主軸之間中部的安裝支座、通過(guò)軸承安裝在所述安裝支座上的旋轉(zhuǎn)軸3、對(duì)稱安裝在旋轉(zhuǎn)軸3上的兩個(gè)操作臂和對(duì)兩個(gè)所述操作臂進(jìn)行控制的操作臂控制裝置6，所述旋轉(zhuǎn)軸3由電動(dòng)機(jī)7進(jìn)行驅(qū)動(dòng),且旋轉(zhuǎn)軸3與電動(dòng)機(jī)7的動(dòng)力輸出軸之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)連接；兩個(gè)所述換刀臂分別為操作臂一和操作臂二 ；所述操作臂一包括后臂一和在液壓缸一的帶動(dòng)下能豎直面上進(jìn)行上下擺動(dòng)的前臂一，所述后臂一與前臂一之間以鉸接方式進(jìn)行連接，所述液壓缸一的缸體后部固定在后臂一且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂一上；所述操作臂二包括后臂二和在液壓缸二的帶動(dòng)下能豎直面上進(jìn)行上下擺動(dòng)的前臂二，所述后臂二與前臂二之間以鉸接方式進(jìn)行連接，所述液壓缸二的缸體后部固定在后臂二且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂二上。所述液壓缸一和液壓缸二分別通過(guò)液壓管路一和液壓管路二與液壓油箱相接，所述液壓管路一上安裝有換向閥一 3-15和電比例控制閥一3-16，所述液壓管路二上安裝有換向閥二 3-25和電比例控制閥二 3-26。所述操作臂控制裝置6包括操作臂控制器6-1,所述電動(dòng)機(jī)7、換向閥一 3-15、電比例控制閥一 3-16、換向閥二3-25和電比例控制閥二 3-26均由操作臂控制器6-1進(jìn)行控制。所述前臂一的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)一，且前臂二的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)二。所述刀庫(kù)控制器5和操作臂控制器6-1均與控制系統(tǒng)2相接。所述機(jī)床本體上設(shè)置有帶動(dòng)所述安裝支座進(jìn)行上下升降的電動(dòng)升降臺(tái)8，所述安裝支座安裝在電動(dòng)升降臺(tái)8上，所述電動(dòng)升降臺(tái)8由操作臂控制器6-1進(jìn)行控制且其與操作臂控制器6-1相接。本實(shí)施例中，所述操作臂控制裝置6還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)單元6-2、對(duì)所述刀具更換結(jié)構(gòu)一的高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的高度檢測(cè)單元一6-3和對(duì)所述刀具更換結(jié)構(gòu)二的高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的高度檢測(cè)單元二 6-4，所述旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)單元6-2、高度檢測(cè)單元一 6-3和高度檢測(cè)單元二 6-4均與操作臂控制器6-1相接。本實(shí)施例中，所述刀具更換結(jié)構(gòu)一為換刀鉤或換刀叉，且所述刀具更換結(jié)構(gòu)一相應(yīng)為換刀鉤或換刀叉。同時(shí)，所述操作臂控制裝置6還包括與操作臂控制器6-1相接的參數(shù)設(shè)置單元6-5。 本實(shí)施例中，所述操作臂控制裝置6還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)單元6-6和對(duì)旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元6-7，所述旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)單元6-6和旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元6-7均與操作臂控制器6-1相接。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，包括機(jī)床本體、安裝在所述機(jī)床本體上的自動(dòng)換刀系統(tǒng)、對(duì)機(jī)床主軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置(I)以及布設(shè)在所述機(jī)床本體上的控制系統(tǒng)(2)，所述機(jī)床主軸與伺服驅(qū)動(dòng)裝置(I)之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)連接，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置(I)由控制系統(tǒng)(2)進(jìn)行控制且其與控制系統(tǒng)(2)相接，其特征在于:所述自動(dòng)換刀系統(tǒng)包括刀庫(kù)、帶動(dòng)所述刀庫(kù)進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)的刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、對(duì)刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)進(jìn)行控制的刀庫(kù)控制器(5)、位于所述刀庫(kù)與所述機(jī)床主軸之間中部的安裝支座、通過(guò)軸承安裝在所述安裝支座上的旋轉(zhuǎn)軸(3)、對(duì)稱安裝在旋轉(zhuǎn)軸(3)上的兩個(gè)操作臂和對(duì)兩個(gè)所述操作臂進(jìn)行控制的操作臂控制裝置(6)，所述旋轉(zhuǎn)軸(3)由電動(dòng)機(jī)(7)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且旋轉(zhuǎn)軸(3)與電動(dòng)機(jī)(7)的動(dòng)力輸出軸之間通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)連接；兩個(gè)所述換刀臂分別為操作臂一和操作臂二；所述操作臂一包括后臂一和在液壓缸一的帶動(dòng)下能豎直面上進(jìn)行上下擺動(dòng)的前臂一，所述后臂一與前臂一之間以鉸接方式進(jìn)行連接，所述液壓缸一的缸體后部固定在后臂一且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂一上；所述操作臂二包括后臂二和在液壓缸二的帶動(dòng)下能豎直面上進(jìn)行上下擺動(dòng)的前臂二，所述后臂二與前臂二之間以鉸接方式進(jìn)行連接，所述液壓缸二的缸體后部固定在后臂二且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂二上；所述液壓缸一和液壓缸二分別通過(guò)液壓管路一和液壓管路二與液壓油箱相接，所述液壓管路一上安裝有換向閥一(3-15)和電比例控制閥一(3-16)，所述液壓管路二上安裝有換向閥二(3-25)和電比例控制閥二(3-26);所述操作臂控制裝置(6)包括操作臂控制器(6-1)，所述電動(dòng)機(jī)(7)、換向閥一(3-15)、電比例控制閥一(3-16)、換向閥二( 3-25)和電比例控制閥二(3-26)均由操作臂控制器(6-1)進(jìn)行控制；所述前臂一的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)一，且前臂二的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)二；所述刀庫(kù)控制器(5)和操作臂控制器(6-1)均與控制系統(tǒng)(2)相接；所述機(jī)床本體上設(shè)置有帶動(dòng)所述安裝支座進(jìn)行上下升降的電動(dòng)升降臺(tái)(8)，所述安裝支座安裝在電動(dòng)升降臺(tái)(8)上，所述電動(dòng)升降臺(tái)(8)由操作臂控制器(6-1)進(jìn)行控制且其與操作臂控制器(6-1)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其特征在于:所述操作臂控制裝置(6)還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)軸(3)的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)單元(6-2)、對(duì)所述刀具更換結(jié)構(gòu)一的高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的高度檢測(cè)單元一(6-3)和對(duì)所述刀具更換結(jié)構(gòu)二的高度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的高度檢測(cè)單元二(6-4)，所述旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)單元(6-2)、高度檢測(cè)單元一(6-3)和高度檢測(cè)單元二(6-4)均與操作臂控制器(6-1)相接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其特征在于:所述刀具更換結(jié)構(gòu)一為換刀鉤或換刀叉，且所述刀具更換結(jié)構(gòu)一相應(yīng)為換刀鉤或換刀叉。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其特征在于:所述操作臂控制裝置(6)還包括與操作臂控制器(6-1)相接的參數(shù)設(shè)置單元(6-5)。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，其特征在于:所述操作臂控制裝置(6)還包括對(duì)旋轉(zhuǎn)軸(3)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)單元(6-6 )和對(duì)旋轉(zhuǎn)軸(3 )的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元(6-7 )，所述旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)單(6-6)和旋轉(zhuǎn)方向檢測(cè)單元(6-7)均與操作臂控制器(6-1)相接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于自動(dòng)操作臂的數(shù)控加工中心，包括機(jī)床本體、自動(dòng)換刀系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)裝置以及控制系統(tǒng)，自動(dòng)換刀系統(tǒng)包括刀庫(kù)、刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、刀庫(kù)控制器、位于刀庫(kù)與機(jī)床主軸之間中部的安裝支座、通過(guò)軸承安裝在安裝支座上的旋轉(zhuǎn)軸、對(duì)稱安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)操作臂和對(duì)兩個(gè)操作臂進(jìn)行控制的操作臂控制裝置；兩個(gè)換刀臂分別為操作臂一和操作臂二；前臂一的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)一，且前臂二的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)二；刀庫(kù)控制器和操作臂控制器裝置與控制系統(tǒng)相接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便且智能化程度高、使用效果好，動(dòng)作靈活且換刀速度快，控制簡(jiǎn)易，加工效率高。
文檔編號(hào)B23Q3/16GK202943462SQ201220591809
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者周曉麗 申請(qǐng)人:西安擴(kuò)力機(jī)電科技有限公司