專利名稱：數(shù)控加工機(jī)頭和設(shè)備、以及數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，具體來說，涉及一種數(shù)控加工機(jī)頭和設(shè)備、以及數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法和裝置，可以實(shí)現(xiàn)ATC(Automatic Tool Changer,自動(dòng)換刀裝置)的自動(dòng)換刀功能。
背景技術(shù)：
在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中，過去的數(shù)控機(jī)器類型都是根據(jù)加工類型來區(qū)分的，比如:數(shù)控雕刻機(jī)、切割機(jī)、數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑等，這些機(jī)器都只能完成一道工序，是單功能機(jī)器。后來,隨著CNC(Computer numerical control,計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)數(shù)控機(jī)器的功能要求越來越多，逐漸開發(fā)出了高端的數(shù)控機(jī)器-加工中心。加工中心配有支持自動(dòng)換刀的主軸、刀庫等多個(gè)加工部件，而且加工中心還支持多把刀具的自動(dòng)切換，從而很好的滿足了人們的需求。然而，高端的加工中心一般價(jià)格都非常的昂貴，動(dòng)輒上百萬千萬的價(jià)格，讓大多數(shù)企業(yè)望而卻步，尤其是非金屬制造專業(yè)廠家；另外，高端的加工中心在操作上以及維修方面也相當(dāng)?shù)穆闊?，它需要專業(yè)的加工中心操作工程師才能進(jìn)行操作，而且，由于對(duì)于大多數(shù)加工中心普遍采用的是進(jìn)口的設(shè)備，一旦出現(xiàn)問題，不僅維修時(shí)間長(zhǎng)，而且維修的費(fèi)用也會(huì)比較高；此外，高端的加工中心也很難個(gè)性化定制需求，因?yàn)槎际羌苫呐渲?，很難針對(duì)需求做個(gè)性化的定制(比如ATC主軸的功率很高，無論做什么加工都必須用這樣的主軸去工作)；并且，加工中心，還不能集成大功率的數(shù)控鋸、臥銑等功能。因此，雖然開發(fā)出的加工中心能夠滿足人們的需求，但開發(fā)出的加工中心一般只適用于專業(yè)的大型加工領(lǐng)域，而不適用于民用加工領(lǐng)域。在民用加工領(lǐng)域中，人們一般都還是采用過去的單一功能的數(shù)控機(jī)器進(jìn)行加工。但是，隨著工業(yè)的發(fā)展，在民用加 工領(lǐng)域中，單一功能的數(shù)控機(jī)器也逐漸滿足不了人們對(duì)數(shù)控加工的需要了。近年來，隨著用工成本不斷上升，個(gè)性化定制需求的不斷增加，人們發(fā)現(xiàn)單一功能的機(jī)器越來越不能滿足需要，其缺點(diǎn)主要在于:(I)功能單一，一臺(tái)機(jī)器只能完成一種加工，比如數(shù)控鋸只能完成數(shù)控?fù)?jù)的切割，如果需要雕刻和銑型還需要購買一臺(tái)雕刻機(jī)。如果需要打孔，還需要買一臺(tái)數(shù)控鉆等，從而導(dǎo)致多道工序加工需要購買多臺(tái)機(jī)器，成本高。(2)占用人員多，每臺(tái)機(jī)器至少配置一個(gè)操作工，而且必須懂?dāng)?shù)控，會(huì)使用CAD、CAM軟件。(3)占用空間大，占地成本高。針對(duì)相關(guān)技術(shù)中單一功能的數(shù)控機(jī)器不能滿足人們的需求，而高端的加工中心又不適用于民用加工領(lǐng)域的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中單一功能的數(shù)控機(jī)器不能滿足人們的需求，而高端的加工中心又不適用于民用加工領(lǐng)域的問題，本發(fā)明提出數(shù)控加工機(jī)頭和設(shè)備、以及數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法和裝置，能夠?qū)⒍嗟拦ば蛑悄芙M合，一次完成，具備多個(gè)加工頭，對(duì)加工頭沒有限制，可以個(gè)性化定制加工頭，而且在操作方面也比較簡(jiǎn)單，性能也穩(wěn)定可靠，同時(shí)在功能方面，也實(shí)現(xiàn)了 ATC的自動(dòng)換刀功能。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種數(shù)控加工機(jī)頭。該數(shù)控加工機(jī)頭，包括控制箱、橫梁、第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制箱的控制下沿著橫梁運(yùn)動(dòng)，數(shù)控加工機(jī)頭進(jìn)一步包括第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、加工頭固定裝置、多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)以及與第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的加工頭，其中，第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上，第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在控制箱的控制下帶動(dòng)加工頭固定裝置沿著垂直于橫梁的豎直方向運(yùn)動(dòng)，多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于加工頭固定裝置上，每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有至少一個(gè)加工頭，并且每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在控制箱的控制下帶動(dòng)加工頭沿著垂直于橫梁的豎直方向運(yùn)動(dòng)。其中，第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、與導(dǎo)軌相配合的滑板以及伸縮裝置，導(dǎo)軌設(shè)置于加工頭固定裝置的側(cè)面并沿著沿垂直于橫梁的豎直方向延伸，加工頭設(shè)置于滑板上，滑板設(shè)置于導(dǎo)軌上并沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，伸縮裝置與滑板連接并在控制箱的控制下帶動(dòng)滑板沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。此外，該數(shù)控加工機(jī)頭還包括:平衡機(jī)構(gòu)，連接于橫梁和加工頭固定裝置，平衡機(jī)構(gòu)用于在控制箱的控制下控制加工頭固定裝置的平衡狀態(tài)。其中，平衡機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于加工頭固定裝置上方的伸縮裝置，該伸縮裝置通過伸縮控制加工頭固定裝置的平衡狀態(tài)。其中，加工頭固定裝置的形狀為以下之一:板狀、柱狀。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種數(shù)控加工設(shè)備，該數(shù)控加工設(shè)備包括數(shù)控加工機(jī)頭。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法，用于控制數(shù)控加工機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)了 ATC的自動(dòng)換刀功能，并且，將ATC的自動(dòng)換刀這個(gè)概念擴(kuò)展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上。該實(shí)現(xiàn)方法包括:接收根據(jù)設(shè)計(jì)圖生成的G代碼；并且，對(duì)接收的G代碼進(jìn)行分析，得到T指令；對(duì)T指令進(jìn)行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，確定與數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)的操作控制信息，其中，操作控制信息包括以下至少之一:當(dāng)前需要控制的加工頭、與該加工頭對(duì)應(yīng)的第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方式、該加工頭的指定位置、該加工頭的刀具替換方式；將確定的操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號(hào)，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號(hào)發(fā)送到數(shù)控加工機(jī)頭上的控制電路中，促使控制電路控制對(duì)應(yīng)設(shè)備執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作。其中，數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一:T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長(zhǎng)的
設(shè)置信息。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)裝置，用于控制數(shù)控加工機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)了 ATC的自動(dòng)換刀功能，并且，將ATC的自動(dòng)換刀這個(gè)概念擴(kuò)展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上。
該實(shí)現(xiàn)裝置包括:第一分析模塊，用于接收根據(jù)設(shè)計(jì)圖生成的G代碼；并且，對(duì)接收的G代碼進(jìn)行分析，得到T指令；第二分析模塊，用于對(duì)T指令進(jìn)行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，確定與數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)的操作控制信息，其中，操作控制信息包括以下至少之一:當(dāng)前需要控制的加工頭、與該加工頭對(duì)應(yīng)的第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方式、該加工頭的指定位置、該加工頭的刀具替換方式；控制處理模塊，用于將確定的操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號(hào)，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號(hào)發(fā)送到數(shù)控加工機(jī)頭上的控制電路中，促使控制電路控制對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作。其中，數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一:T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長(zhǎng)的
設(shè)置信息。本發(fā)明通過加工頭固定裝置和多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)加工頭的組合，每個(gè)加工頭之間相互獨(dú)立，不受影響，而且，本發(fā)明通過實(shí)現(xiàn)方法，還實(shí)現(xiàn)了高檔加工中心所帶有的ATC的自動(dòng)換刀功能，將ATC的自動(dòng)換刀這個(gè)概念擴(kuò)展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上，極大的滿足了人們對(duì)數(shù)控機(jī)器的功能需求，此外，由于本發(fā)明對(duì)加工頭無限制要求，在實(shí)際使用時(shí)，還可安裝根據(jù)需求定制的加工頭，提高了使用時(shí)的靈活性，另外，本發(fā)明更換和維修也極為的方便，不需要漫長(zhǎng)的等待，所采用的零部件在普通市場(chǎng)上均可買到。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用板狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機(jī)頭的正視圖；圖2是圖1所示數(shù)控加工機(jī)頭的俯視圖；圖3是從圖1所示數(shù)控加工機(jī)頭剔除加工頭后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2所示數(shù)控加工機(jī)頭的俯視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用柱狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機(jī)頭的正視圖；圖6是圖5所示數(shù)控加工機(jī)頭的俯視圖；圖7是從圖5所示的數(shù)控加工機(jī)頭剔除加工頭后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7所示數(shù)控加工機(jī)頭的俯視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法的流程示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法中T指令的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種采用板狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機(jī)頭，如圖1至圖4所示，其中，圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用板狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機(jī)頭的正視圖，從圖1中可以看出，數(shù)控加工機(jī)頭包括橫梁1、第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和ATC自動(dòng)換刀刀庫4，當(dāng)然還 包括控制箱(圖1中未示出)，其中，第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)2在控制箱的控制下沿著橫梁I運(yùn)動(dòng)(即沿著圖1中的X軸方向運(yùn)動(dòng))，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)3在控制箱的控制下帶動(dòng)橫梁I沿著垂直于橫梁I的水平方向運(yùn)動(dòng)(即沿著圖1中的Y軸方向運(yùn)動(dòng))，ATC自動(dòng)換刀刀庫4設(shè)置于橫梁I的一側(cè)端，ATC自動(dòng)換刀刀庫4在控制箱的控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。此外，從圖1中還可以看出，數(shù)控加工機(jī)頭還包括板狀的加工頭固定裝置6、多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7以及與第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7對(duì)應(yīng)的加工頭8，其中，多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7設(shè)置于板狀的加工頭固定裝置6上，每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7上設(shè)置有至少一個(gè)加工頭8，并且每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7在控制箱的控制下帶動(dòng)加工頭8沿著垂直于橫梁I的豎直方向運(yùn)動(dòng)(即沿著圖1中的Z軸方向運(yùn)動(dòng))。另外，從圖1中還可以看出，數(shù)控加工機(jī)頭還包括平衡機(jī)構(gòu)9，平衡機(jī)構(gòu)9連接于橫梁I和板狀的加工頭固定裝置6，平衡機(jī)構(gòu)9在控制箱的控制下控制板狀的加工頭固定裝置6的平衡狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，平衡機(jī)構(gòu)9可以是設(shè)置于板狀的加工頭固定裝置6上方的伸縮裝置，該伸縮裝置通過伸縮控制板狀的加工頭固定裝置6的平衡狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，伸縮裝置可以包括兩個(gè)伸縮氣缸，一個(gè)氣缸連接在板狀的加工頭固定裝置6的一端，另一個(gè)氣缸連接在板狀的加工頭固定裝置6的另一端，兩個(gè)氣缸通過伸縮，控制板狀的加工頭固定裝置6的空間位置(例如，使板狀的加工頭固定裝置6位于水平狀態(tài))。在另一實(shí)施例中，板狀的加工頭固定裝置6的一端可以鉸接固定，另一端固定有伸縮氣缸，該伸縮氣缸的運(yùn)動(dòng)同樣可以控制板狀的加工頭固定裝置6的空間位置。圖2是圖1的俯視圖，從圖2中可以看出，數(shù)控加工機(jī)頭還包括第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5和機(jī)頭護(hù)罩10,其中,第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5設(shè)置于第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)2上,第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5在控制箱的控制下帶動(dòng)板狀的加工頭固定裝置6沿著垂直于橫梁I的豎直方向運(yùn)動(dòng)(即沿著圖2中的Y軸方向運(yùn)動(dòng))。圖3是圖1中剔除加工頭8后的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖3中可以清楚的看出，第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括導(dǎo)軌11、與導(dǎo)軌11相配合的滑板12以及伸縮裝置13，導(dǎo)軌11設(shè)置于板狀的加工頭固定裝置6的側(cè)面并沿著沿垂直于橫梁I的豎直方向(即圖3中的Z軸方向)延伸，加工頭8設(shè)置于滑板12上，滑板12設(shè)置于導(dǎo)軌11上并沿著導(dǎo)軌11運(yùn)動(dòng)，伸縮裝置13與滑板12連接并在控制箱的控制下帶動(dòng)滑板12沿著導(dǎo)軌11運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，伸縮裝置13可以是氣缸，氣缸通過伸縮控制滑板12在導(dǎo)軌11上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)加工頭8沿著導(dǎo)軌11運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加工頭8之間的上下切換。圖4是圖3的俯視圖，從圖4中也可以清楚的看出，第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括導(dǎo)軌11和與導(dǎo)軌11相配合的滑板12，由于圖4是圖3的俯視圖，所以在圖4中為了不影響導(dǎo)軌11和滑板12的示出，就未示出伸縮裝置13。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，圖1至圖4體現(xiàn)出的數(shù)控加工機(jī)頭中的板狀加工頭固定裝置6的板狀形狀可以根據(jù)實(shí)際需求采用不同的形狀(例如，弧形板、T形板等)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種采用柱狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機(jī)頭。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的采用柱狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機(jī)頭的正視圖，從圖5中可以看出，數(shù)控加工機(jī)頭包括橫梁1、第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和ATC自動(dòng)換刀刀庫4，當(dāng)然還包括控制箱(圖5中未示出)，其中，第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)2在控制箱的控制下沿著橫梁I運(yùn)動(dòng)(即沿著圖5中的X軸方向運(yùn)動(dòng))，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)3在控制箱的控制下帶動(dòng)橫梁I沿著垂直于橫梁I的水平方向運(yùn)動(dòng)(即沿著圖5中的Y軸方向運(yùn)動(dòng))，ATC自動(dòng)換刀刀庫4設(shè)置于橫梁I的一側(cè)端，ATC自動(dòng)換刀刀庫4在控制箱的控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。此外，從圖5中還可以看出，數(shù)控加工機(jī)頭還包括柱狀的加工頭固定裝置6、多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7以及與第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7對(duì)應(yīng)的加工頭8，其中，多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7設(shè)置于板狀的加工頭固定裝置6上，每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7上設(shè)置有至少一個(gè)加工頭8，并且每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7在控制箱的控制下帶動(dòng)加工頭8沿著垂直于橫梁I的豎直方向運(yùn)動(dòng)(即沿著圖5中的Z軸方向運(yùn)動(dòng))。圖6是圖 5所示數(shù)控加工機(jī)頭的俯視圖，從圖6中可以看出，數(shù)控加工機(jī)頭還包括第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5、平衡機(jī)構(gòu)9和機(jī)頭護(hù)罩10，其中，第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5設(shè)置于第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)2上，第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5在控制箱的控制下帶動(dòng)柱狀的加工頭固定裝置6沿著垂直于橫梁I的豎直方向運(yùn)動(dòng)(即沿著圖6中的Y軸方向運(yùn)動(dòng))；平衡機(jī)構(gòu)9連接于橫梁I和柱狀的加工頭固定裝置6，平衡機(jī)構(gòu)9在控制箱的控制下控制柱狀的加工頭固定裝置6的平衡狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，平衡機(jī)構(gòu)9可以是設(shè)置于柱狀的加工頭固定裝置6上方的伸縮裝置，該伸縮裝置通過伸縮控制柱狀的加工頭固定裝置6的平衡狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，伸縮裝置可以包括兩個(gè)伸縮氣缸，一個(gè)氣缸連接在柱狀的加工頭固定裝置6的一側(cè)，另一個(gè)氣缸連接在柱狀的加工頭固定裝置6的另一側(cè)，兩個(gè)氣缸通過伸縮，控制柱狀的加工頭固定裝置6的空間位置(例如，使柱狀的加工頭固定裝置6位于水平狀態(tài))。在另一實(shí)施例中，柱狀的加工頭固定裝置6的一側(cè)可以鉸接固定，另一側(cè)固定有伸縮氣缸，該伸縮氣缸的運(yùn)動(dòng)同樣可以控制柱狀的加工頭固定裝置6的空間位置。圖7是圖5中剔除加工頭8后的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖7中可以清楚的看出，第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括導(dǎo)軌11、與導(dǎo)軌11相配合的滑板12以及伸縮裝置13，導(dǎo)軌11設(shè)置于柱狀的加工頭固定裝置6的側(cè)面并沿著沿垂直于橫梁I的豎直方向(即圖7中的Z軸方向)延伸，加工頭8設(shè)置于滑板12上，滑板12設(shè)置于導(dǎo)軌11上并沿著導(dǎo)軌11運(yùn)動(dòng)，伸縮裝置13與滑板12連接并在控制箱的控制下帶動(dòng)滑板12沿著導(dǎo)軌11運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，伸縮裝置13可以是氣缸，氣缸通過伸縮控制滑板12在導(dǎo)軌11上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)加工頭8沿著導(dǎo)軌11運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加工頭8之間的上下切換。圖8是圖7所示數(shù)控加工機(jī)頭的俯視圖，從圖8中也可以清楚的看出，第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括導(dǎo)軌11和與導(dǎo)軌11相配合的滑板12，由于圖8是圖7的俯視圖，所以在圖8為了不影響導(dǎo)軌11和滑板12的示出，就未示出伸縮裝置13。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，圖5至圖8體現(xiàn)出的數(shù)控加工機(jī)頭中的柱狀的加工頭固定裝置6的柱狀形狀可以根據(jù)實(shí)際需求采用不同的形狀(例如，棱柱、圓柱等)。上述技術(shù)方案中，圖1至圖4所體現(xiàn)出的數(shù)控加工機(jī)頭與圖5至圖8所體現(xiàn)出的數(shù)控加工機(jī)頭的區(qū)別點(diǎn)在于:圖1至圖4所體現(xiàn)出的數(shù)控加工機(jī)頭中的加工頭固定裝置6的形狀為板狀，而圖5至圖8中所體現(xiàn)出的數(shù)控加工機(jī)頭中的加工頭固定裝置6的形狀為柱狀，不管是板狀的加工頭固定裝置6，還是柱狀的加工頭固定裝置6均為加工頭8提供了很好的分布空間，使得本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)安裝普通ATC自動(dòng)換刀主軸、轉(zhuǎn)向鋸、動(dòng)力鉆等多個(gè)加工頭8，進(jìn)而使得本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多種功能(包括鉆孔、鏤銑、下料等)。該套設(shè)計(jì)充分考慮了換到的預(yù)留空間及吸塵罩的加工要求，拆除、安裝都很方便。在實(shí)際使用時(shí)，由于各加工頭8的形狀以及占用的空間不同，所以在安裝加工頭8之前，可以根據(jù)加工頭8的形狀以及占用的空間選用適合的加工頭固定裝置4的形狀。在本發(fā)明中，柱狀的加工頭固定裝置6優(yōu)選為棱柱式，棱柱式的加工頭固定裝置6具有4個(gè)安裝側(cè)面(其中，可以通過一個(gè)安裝側(cè)面將加工頭固定裝置與第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)固定，其他的安裝側(cè)面用于安裝加工頭，將安裝側(cè)面的數(shù)量也可以是其他數(shù)量)，用于安裝加工頭的3個(gè)安裝側(cè)面上均可以實(shí)現(xiàn)不同的刀具組合，這些安裝側(cè)面還可以實(shí)現(xiàn)270度的空間變化，進(jìn)而可以使得本發(fā)明實(shí)現(xiàn)左右和前后的臥銑，并且，每個(gè)安裝側(cè)面可以安裝一個(gè)或多個(gè)加工頭。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種數(shù)控加工設(shè)備，該數(shù)控加工設(shè)備包括的數(shù)控加工機(jī)頭。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法，用于控制數(shù)控加工機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)了 ATC的自動(dòng)換刀功能，并且，將ATC的自動(dòng)換刀這個(gè)概念擴(kuò)展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上。如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法，包括:步驟S901，接收根據(jù)設(shè)計(jì)圖生成的G代碼；并且，對(duì)接收的G代碼進(jìn)行分析，得到T指令；步驟S903，對(duì)T指令進(jìn)行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，確定與數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)的操作控制信息，其中，操作控制信息包括以下至少之一:當(dāng)前需要控制的加工頭8、與該加工頭8對(duì)應(yīng)的第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方式、該加工頭8的指定位置、該加工頭8的刀具替換方式；步驟S905，將確定的操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號(hào)，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號(hào)發(fā)送到數(shù)控加工機(jī)頭上的控制電路中，促使控制電路控制對(duì)應(yīng)設(shè)備執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作。其中，數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一:T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長(zhǎng)的
設(shè)置信息。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供了一種數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)裝置，用于控制數(shù)控加工機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)了 ATC的自動(dòng)換刀功能，并且，將ATC的自動(dòng)換刀這個(gè)概念擴(kuò)展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上。如圖10所示 ，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)裝置，包括:第一分析模塊101，用于接收根據(jù)設(shè)計(jì)圖生成的G代碼；并且，對(duì)接收的G代碼進(jìn)行分析，得到T指令；
第二分析模塊102，用于對(duì)T指令進(jìn)行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，確定與數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)的操作控制信息，其中，操作控制信息包括以下至少之一:當(dāng)前需要控制的加工頭8、與該加工頭8對(duì)應(yīng)的第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方式、該加工頭8的指定位置、該加工頭8的刀具替換方式；控制處理模塊103，用于將確定的操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號(hào)，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號(hào)發(fā)送到數(shù)控加工機(jī)頭上的控制電路中，促使控制電路控制對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作。其中，數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一:T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長(zhǎng)的
設(shè)置信息。以下對(duì)本發(fā)明上述技術(shù)方案中的T指令執(zhí)行流程進(jìn)行說明。如圖11所示，對(duì)T指令的處理分為四個(gè)部分，分別為三個(gè)準(zhǔn)備部分和一個(gè)處理部分。準(zhǔn)備部分包括:T指令映射表，定義對(duì)應(yīng)的物理加工頭8，可以使一個(gè)，也可以使組合；T刀位設(shè)置，設(shè)置T的位置，以Tl為基準(zhǔn)，方法是用對(duì)刀塊制定位置，并且將刀塊移動(dòng)到這一指定的位置即可，之后會(huì)根據(jù)位置自動(dòng)確定換刀的位置。T刀長(zhǎng)的設(shè)置，一旦設(shè)置了 T刀位的位置后，用戶在實(shí)際操作過程中，如果更換刀具，只需要把刀具輕觸對(duì)刀塊表面即可，之后會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀長(zhǎng)的位置，自動(dòng)計(jì)算偏移。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)作業(yè)加工時(shí)，接收到T指令后，首先判斷是否能切換到指定位置，然后進(jìn)行xyz坐標(biāo)變 換，也就是所說的自動(dòng)換刀ATC。移動(dòng)到指定位置后，進(jìn)行加工頭8的切換，然后啟動(dòng)加工頭8 (例如，可以啟動(dòng)加工頭的刀具)開始加工。綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過巧妙的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配合伸縮控制、電氣控制來實(shí)現(xiàn)用于加工中心上的ATC自動(dòng)換刀技術(shù)，既能達(dá)到加工中心的效果，支持上層的T換刀指令，又能按照客戶要求定制，比如說功率、功能等，最小可以到30瓦，最大可以到IlK瓦，從電主軸、鋸、鉆都可以定制。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)方面，通過板狀結(jié)構(gòu)和柱狀結(jié)構(gòu)來形成空間的幾何拓?fù)?，可以用最低的成本?shí)現(xiàn)多種加工頭8的組合，無需改動(dòng)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直觀，容易安裝和維護(hù)，部件間獨(dú)立，不受影響；通過伸縮控制實(shí)現(xiàn)切換，并且可以任何組合，邏輯刀號(hào)T可以對(duì)應(yīng)任意的加工頭8的組合；在控制方面，引入了加工中心的T指令概念，并擴(kuò)展到加工頭8的任何組合，可以隨意制定刀號(hào)，這樣客戶就能完成各種需要的加工功能，加工頭8的組合最多可以達(dá)8個(gè)，可以是電主軸、鋸、鉆的組合，最多支持64把刀具。本發(fā)明中各種加工頭8的自動(dòng)切換，可以精確到0.1mm，只需要校準(zhǔn)一次就能連續(xù)實(shí)用，切換時(shí)間最快僅為I秒，在大量重復(fù)加工過程中，可以節(jié)省大量時(shí)間；同時(shí)，本發(fā)明中，所采用的零部件在普通市場(chǎng)上均可買到，不需要像加工中心那樣漫長(zhǎng)的等待維修，更換、維修方便。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控加工機(jī)頭，包括控制箱、橫梁、第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)在所述控制箱的控制下沿著所述橫梁運(yùn)動(dòng)，其特征在于，所述數(shù)控加工機(jī)頭進(jìn)一步包括第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、加工頭固定裝置、多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)以及與所述第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的加工頭，其中，所述第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在所述控制箱的控制下帶動(dòng)所述加工頭固定裝置沿著垂直于所述橫梁的豎直方向運(yùn)動(dòng)，所述多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述加工頭固定裝置上，每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有至少一個(gè)加工頭，并且每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在所述控制箱的控制下帶動(dòng)加工頭沿著垂直于所述橫梁的豎直方向運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控加工機(jī)頭，其特征在于，所述第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、與導(dǎo)軌相配合的滑板以及伸縮裝置，其中，所述導(dǎo)軌設(shè)置于所述加工頭固定裝置的側(cè)面并沿著沿垂直于所述橫梁的豎直方向延伸，加工頭設(shè)置于所述滑板上，所述滑板設(shè)置于所述導(dǎo)軌上并沿著所述導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，所述伸縮裝置與所述滑板連接并在所述控制箱的控制下帶動(dòng)所述滑板沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控加工機(jī)頭，其特征在于，進(jìn)一步包括 平衡機(jī)構(gòu)，連接于所述橫梁和所述加工頭固定裝置，所述平衡機(jī)構(gòu)用于在所述控制箱的控制下控制所述加工頭固定裝置的平衡狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控加工機(jī)頭，其特征在于，所述平衡機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于所述加工頭固定裝置上方的伸縮裝置，該伸縮裝置通過伸縮控制所述加工頭固定裝置的平衡狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控加工機(jī)頭，其特征在于，所述加工頭固定裝置的形狀為以下之一 板狀、柱狀。
6.一種數(shù)控加工設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的數(shù)控加工機(jī)頭。
7.—種數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)方法，用于控制權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的數(shù)控加工機(jī)頭，其特征在于，包括 接收根據(jù)設(shè)計(jì)圖生成的G代碼；并且，對(duì)接收的所述G代碼進(jìn)行分析，得到T指令； 對(duì)所述T指令進(jìn)行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息，確定與所述數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)的操作控制信息，其中，所述操作控制信息包括以下至少之一當(dāng)前需要控制的加工頭、與該加工頭對(duì)應(yīng)的第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方式、該加工頭的指定位置、該加工頭的刀具替換方式； 將確定的所述操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號(hào)，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號(hào)發(fā)送到數(shù)控加工機(jī)頭上的控制電路中，促使控制電路控制對(duì)應(yīng)設(shè)備執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一 T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長(zhǎng)的設(shè)置信息。
9.一種數(shù)控加工的實(shí)現(xiàn)裝置，用于控制權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的數(shù)控加工機(jī)頭，其特征在于，包括 第一分析模塊，用于接收根據(jù)設(shè)計(jì)圖生成的G代碼；并且，對(duì)接收的所述G代碼進(jìn)行分析，得到T指令； 第二分析模塊，用于對(duì)所述T指令進(jìn)行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息，確定與所述數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)的操作控制信息，其中，所述操作控制信息包括以下至少之一當(dāng)前需要控制的加工頭、與該加工頭對(duì)應(yīng)的第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方式、該加工頭的指定位置、該加工頭的刀具替換方式； 控制處理模塊，用于將確定的所述操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號(hào)，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號(hào)發(fā)送到數(shù)控加工機(jī)頭上的控制電路中，促使控制電路控制對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一 T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長(zhǎng)的設(shè)置信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)控加工機(jī)頭，該數(shù)控加工機(jī)頭包括第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、加工頭固定裝置、多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)以及與第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的加工頭，其中，第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述第一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上，第二滑動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在所述控制箱的控制下帶動(dòng)加工頭固定裝置沿著垂直于所述橫梁的豎直方向運(yùn)動(dòng)，多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述加工頭固定裝置上，每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有至少一個(gè)加工頭，并且每個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)用于在控制箱的控制下帶動(dòng)加工頭沿著垂直于橫梁的豎直方向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過加工頭固定裝置和多個(gè)第三滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)加工頭的組合，并且，通過實(shí)現(xiàn)方法，還實(shí)現(xiàn)了高檔加工中心所帶有的自動(dòng)換刀功能，極大的滿足了人們對(duì)數(shù)控機(jī)器的功能需求。
文檔編號(hào)B23Q3/16GK103252684SQ20131018343
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月17日
發(fā)明者高樹公 申請(qǐng)人:北京銘龍?zhí)焱萍加邢薰?br>