本發(fā)明涉及數(shù)控加工裝置領域，尤指一種立臥復合多工位多軸數(shù)控加工裝置。

背景技術：

目前，市面上現(xiàn)有的數(shù)控加工裝置存在如下缺陷:結(jié)構單薄,設備鋼性不足,傳動機構分散,工件轉(zhuǎn)運時間長,定位差,加工精度普遍不高,且無法大吃刀量切削,只達到了省人的目的,并沒有對產(chǎn)品加工品質(zhì)有所提高,甚至有些產(chǎn)品還會因為單吃刀量太小而造成加工時間更長的現(xiàn)象;另外加工機構采用三軸控制,加工局限性大.如遇到產(chǎn)品需要多角度下刀時就無法加工了，通用性差,因為目前此類產(chǎn)品多為專門為一種產(chǎn)品開發(fā)的專用機械,無法做到復雜產(chǎn)品的通用加工。

且現(xiàn)有數(shù)控加工裝置的加工主軸只能安裝一支加工刀具,進一步限制了其加工范圍和效率,如果遇到所需加工刀具數(shù)量超過工位數(shù)量時,則無法一次性完成產(chǎn)品加工;更會有因為其中一個工位加工時間太長,造成其它幾個工位都在閑置的情況,及大浪費了資源和時間。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種立臥復合多工位多軸數(shù)控加工裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案是：一種立臥復合多工位多軸數(shù)控加工裝置，包括機床身，所述的機床身中部設有旋轉(zhuǎn)軸，所述的旋轉(zhuǎn)軸頂端固結(jié)有旋轉(zhuǎn)工作臺，所述的機床身與旋轉(zhuǎn)工作臺間設有液壓鎖緊機構，所述的機床身外緣交錯均布有對應加工工序的用于加工工件的臥式加工機構和立式加工機構，所述的旋轉(zhuǎn)工作臺上均布有用于固定加工工件的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構，所述的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構設于臥式加工機構和立式加工機構下方。

優(yōu)選地，所述的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構包括基準工作臺、中空伺服馬達、主動旋轉(zhuǎn)軸、從動旋轉(zhuǎn)軸、頂緊活塞、回轉(zhuǎn)頂尖、伸縮汽缸，所述的主動旋轉(zhuǎn)軸、從動旋轉(zhuǎn)軸對稱設于基準工作臺兩端，所述的中空伺服馬達的輸出軸與主動旋轉(zhuǎn)軸連接，所述的伸縮汽缸的輸出軸與從動旋轉(zhuǎn)軸連接，所述的頂緊活塞一端固接于從動旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)，所述的頂緊活塞另一端連接回轉(zhuǎn)頂尖。

當軸類零件或回轉(zhuǎn)體零件加工時用，主、被動旋轉(zhuǎn)軸與基準工作臺有定位銷，以確保重復安裝精度加工時，主動旋轉(zhuǎn)軸設有軸類零件夾持工具于盤面中心，從動旋轉(zhuǎn)軸上裝有活動頂尖主動旋轉(zhuǎn)軸夾持工件一端后，活動頂尖由從動旋轉(zhuǎn)軸背后的氣缸推動活塞與頂尖一并頂緊被加工的工件。主動旋轉(zhuǎn)軸由伺服馬達驅(qū)動，以達到精確角度定位的目的，加工時旋轉(zhuǎn)軸與工作站的三個工作軸聯(lián)合工作，以達到四軸聯(lián)動的加工效果，適合軸類零外形加工，可加工復雜四維曲面。

優(yōu)選地，所述的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構包括基準工作臺、中空伺服馬達、主動旋轉(zhuǎn)軸、從動旋轉(zhuǎn)軸、中空彈性連軸器，所述的主動旋轉(zhuǎn)軸、從動旋轉(zhuǎn)軸對稱設于基準工作臺兩端，所述的主動旋轉(zhuǎn)軸、從動旋轉(zhuǎn)軸的盤面之間有平行橋板，所述的中空伺服馬達的輸出軸通過中空彈性連軸器與主動旋轉(zhuǎn)軸連接。中空彈性連軸器以消除旋轉(zhuǎn)工作時中空伺服馬達與主動旋轉(zhuǎn)軸工作角度的間隙。

當單角度向定位加工時，主、從動旋轉(zhuǎn)軸盤面之間有平行橋板鋼性連接，被加工的工件放置于橋板上主動旋轉(zhuǎn)軸由中空伺服馬達驅(qū)動，以達到精確角度定位的目的，從動旋轉(zhuǎn)軸背面有制動鼓，在加工時制動鼓鎖死從動軸，以保證工件角度不受加工時外力影響而改變，適合較大力切削，以提高加工效率。同時可在一個工位上完成多個工作面上的加工內(nèi)容，效率高。也可選擇旋轉(zhuǎn)軸與工作站的三個工作軸聯(lián)合工作，以達到四軸聯(lián)動的加工效果。適合有夾持基準的零件多角度，多面加工

優(yōu)選地，所述的臥式加工機構包括基座、標準定位槽、三軸運動組件和臥式主軸，所述的基座通過三軸運動組件與機床身連接，所述的標準定位槽設于基座頂面，所述的臥式主軸固定于標準定位槽內(nèi)，三軸運動組件包括絲桿和導軌，三軸導軌絲桿帶動基座使主軸通過能夠相對于工件做三維運動，運動軌跡由用戶編寫的程序控制（是現(xiàn)有技術，在此不詳細說明），實現(xiàn)主軸上的刀具對工件的三維切削加工。

優(yōu)選地，所述的立式加工機構包括基座、標準定位槽、三軸運動組件和立式主軸，所述的基座通過三軸運動組件與機床身連接，所述的標準定位槽設于基座頂面，所述的立式主軸固定于標準定位槽內(nèi)，三軸運動組件包括絲桿和導軌，三軸導軌絲桿帶動基座使主軸通過能夠相對于工件做三維運動，運動軌跡由用戶編寫的程序控制（是現(xiàn)有技術，在此不詳細說明），實現(xiàn)主軸上的刀具對工件的三維切削加工。

即臥式加工機構和立式加工機構為三軸數(shù)控銑床，臥式加工機構和立式加工機構區(qū)別在于臥式主軸和立式主的結(jié)構不同，但臥式主軸和立式主軸可通過標準定位槽快速互換。

優(yōu)選地，所述的臥式主軸和立式主軸設有快換裝置，快換裝置可加裝不同的通用多軸器,用以擴展加工主軸的刀具容量,可在加工主軸上安裝多支不同規(guī)格的加工刀具, 可在本發(fā)明上完成幾種不同的加工任務, 有利于協(xié)調(diào)每個工作站的加工時間配合,且進一步提高了加工范圍,大大有效地擴展了刀具容量,使一個工作站可當幾個工作站用，以滿足不同工位加工時間上無法相互協(xié)調(diào)的尷尬局面，更加提高了設備利用率和加工范圍,使得不會因為工作站數(shù)量對加工刀具數(shù)量產(chǎn)生限制,從而可更好的提高了加工的一次性完成率。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用高剛性機床身和液壓鎖緊式旋轉(zhuǎn)工作臺，使整體機械結(jié)構的精度和鋼性提高,使得單位時間內(nèi)的工件轉(zhuǎn)運時間得到提高,單位時間內(nèi)的切削量得到大大提高; 本發(fā)明采用一體液壓鎖緊式旋轉(zhuǎn)工作臺省空間和占地面積，傳動效率和精度更高，傳動效率更快，操作方式更加簡單且具有示教功能，操作更簡單，對操作人員要求更低，并具有負責工件在生產(chǎn)過程中的快速旋轉(zhuǎn)換位,精密定位等功能，實現(xiàn)整體圓周分布式旋轉(zhuǎn)式工作臺的結(jié)構原理和作業(yè)方式，提高加工效率，本發(fā)明采用工件旋轉(zhuǎn)夾持機構，不僅可夾持加工件，在夾持同時旋轉(zhuǎn)加工件，使得多角度加工,多軸聯(lián)動加工成為可能,進一步擴大了使用范圍,幾乎可涵蓋大部分的常用加工需求;本發(fā)明的臥式加工機構和立式加工機構的主軸采用擴展性設計, 可實現(xiàn)單工位上夾持多把刀具,以實現(xiàn)在單一工位上得到多種刀具的加工效果,使得工作站數(shù)量不再是限制加工范圍的基本因素。本發(fā)明一體液壓鎖緊式旋轉(zhuǎn)工作臺、臥式加工機構、立式加工機構和工件旋轉(zhuǎn)夾持機構實現(xiàn)四軸連動。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明結(jié)構圖。

圖2 是本發(fā)明另一視角結(jié)構圖。

圖3 是本發(fā)明的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構結(jié)構圖。

圖4 是本發(fā)明的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構爆炸圖。

圖5 是本發(fā)明的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構另一結(jié)構圖。

標注說明：1.機床身;2.旋轉(zhuǎn)工作臺; 3.臥式加工機構; 34. 臥式主軸; 4.立式加工機構; 41.基座;42.標準定位槽;43.三軸運動組件;44. 立式主軸;5.工件旋轉(zhuǎn)夾持機構;51.基準工作臺;52.中空伺服馬達;53.主動旋轉(zhuǎn)軸;54.從動旋轉(zhuǎn)軸;55.頂緊活塞;56.回轉(zhuǎn)頂尖;57.伸縮汽缸;58.中空彈性連軸器;6. 被加工的工件。

具體實施方式

請參閱圖1-5所示，本發(fā)明關于一種立臥復合多工位多軸數(shù)控加工裝置，包括機床身1，所述的機床身1中部設有旋轉(zhuǎn)軸，所述的旋轉(zhuǎn)軸頂端固結(jié)有旋轉(zhuǎn)工作臺2，所述的機床身1與旋轉(zhuǎn)工作臺2間設有液壓鎖緊機構，所述的機床身1外緣交錯均布有對應加工工序的用于加工工件的臥式加工機構3和立式加工機構4，所述的旋轉(zhuǎn)工作臺2上均布有用于固定加工工件的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構5，所述的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構5設于臥式加工機構3和立式加工機構4下方。工件旋轉(zhuǎn)夾持機構5由數(shù)控馬達驅(qū)動或機械液壓驅(qū)動，可繞軸線正負360度旋轉(zhuǎn)，如選用數(shù)控馬達驅(qū)動則可與工作站的三軸運動配合，達到四軸連動功能。

優(yōu)選地，所述的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構5包括基準工作臺51、中空伺服馬達52、主動旋轉(zhuǎn)軸53、從動旋轉(zhuǎn)軸54、頂緊活塞55、回轉(zhuǎn)頂尖56、伸縮汽缸57，所述的主動旋轉(zhuǎn)軸53、從動旋轉(zhuǎn)軸54對稱設于基準工作臺51兩端，所述的中空伺服馬達52的輸出軸與主動旋轉(zhuǎn)軸53連接，所述的伸縮汽缸57的輸出軸與從動旋轉(zhuǎn)軸54連接，所述的頂緊活塞55一端固接于從動旋轉(zhuǎn)軸54內(nèi)，所述的頂緊活塞55另一端連接回轉(zhuǎn)頂尖56。

當軸類零件或回轉(zhuǎn)體零件加工時用，主、被動旋轉(zhuǎn)軸與基準工作臺51有定位銷，以確保重復安裝精度加工時，主動旋轉(zhuǎn)軸53設有軸類零件夾持工具于盤面中心，從動旋轉(zhuǎn)軸54上裝有活動頂尖主動旋轉(zhuǎn)軸53夾持工件一端后，活動頂尖由從動旋轉(zhuǎn)軸54背后的氣缸推動活塞與頂尖一并頂緊被加工的工件6。主動旋轉(zhuǎn)軸53由伺服馬達驅(qū)動，以達到精確角度定位的目的，加工時旋轉(zhuǎn)軸與工作站的三個工作軸聯(lián)合工作，以達到四軸聯(lián)動的加工效果，適合軸類零外形加工，可加工復雜四維曲面。

優(yōu)選地，所述的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構5包括基準工作臺51、中空伺服馬達52、主動旋轉(zhuǎn)軸53、從動旋轉(zhuǎn)軸54、中空彈性連軸器58，所述的主動旋轉(zhuǎn)軸53、從動旋轉(zhuǎn)軸54對稱設于基準工作臺51兩端，所述的主動旋轉(zhuǎn)軸53、從動旋轉(zhuǎn)軸54的盤面之間有平行橋板，所述的中空伺服馬達52的輸出軸通過中空彈性連軸器58與主動旋轉(zhuǎn)軸53連接。中空彈性連軸器58以消除旋轉(zhuǎn)工作時中空伺服馬達52與主動旋轉(zhuǎn)軸53工作角度的間隙。

當單角度向定位加工時，主、從動旋轉(zhuǎn)軸54盤面之間有平行橋板鋼性連接，被加工的工件6放置于橋板上主動旋轉(zhuǎn)軸53由中空伺服馬達52驅(qū)動，以達到精確角度定位的目的，從動旋轉(zhuǎn)軸54背面有制動鼓，在加工時制動鼓鎖死從動軸，以保證工件角度不受加工時外力影響而改變，適合較大力切削，以提高加工效率。同時可在一個工位上完成多個工作面上的加工內(nèi)容，效率高。也可選擇旋轉(zhuǎn)軸與工作站的三個工作軸聯(lián)合工作，以達到四軸聯(lián)動的加工效果。適合有夾持基準的零件多角度，多面加工

優(yōu)選地，所述的臥式加工機構3包括基座41、標準定位槽42、三軸運動組件43和臥式主軸34，所述的基座41通過三軸運動組件43與機床身1連接，所述的標準定位槽42設于基座41頂面，所述的臥式主軸34固定于標準定位槽42內(nèi)，三軸運動組件43包括絲桿和導軌，三軸導軌絲桿帶動基座41使主軸通過能夠相對于工件做三維運動，運動軌跡由用戶編寫的程序控制（是現(xiàn)有技術，在此不詳細說明），實現(xiàn)主軸上的刀具對工件的三維切削加工。

優(yōu)選地，所述的立式加工機構4包括基座41、標準定位槽42、三軸運動組件43和立式主軸44，所述的基座41通過三軸運動組件43與機床身1連接，所述的標準定位槽42設于基座41頂面，所述的立式主軸44固定于標準定位槽42內(nèi)，三軸運動組件43包括絲桿和導軌，三軸導軌絲桿帶動基座41使主軸通過能夠相對于工件做三維運動，運動軌跡由用戶編寫的程序控制（是現(xiàn)有技術，在此不詳細說明），實現(xiàn)主軸上的刀具對工件的三維切削加工。

即臥式加工機構3和立式加工機構4為三軸數(shù)控銑床，臥式加工機構3和立式加工機構4區(qū)別在于臥式主軸34和立式主的結(jié)構不同，但臥式主軸34和立式主軸44可通過標準定位槽42快速互換。

優(yōu)選地，所述的臥式主軸34和立式主軸44設有快換裝置，快換裝置可加裝不同的通用多軸器,用以擴展加工主軸的刀具容量,可在加工主軸上安裝多支加工刀具,以滿足不同工位加工時間上無法相互協(xié)調(diào)的尷尬局面，更加提高了設備利用率和加工范圍,使得不會因為工作站數(shù)量對加工刀具數(shù)量產(chǎn)生限制,從而可更好的提高了加工的一次性完成率。

旋轉(zhuǎn)工作臺2通過精密軸承制作的旋轉(zhuǎn)軸與機床身1連接,并負責實現(xiàn)工件在生產(chǎn)過程中的快速旋轉(zhuǎn)換位,精密定位等功能，旋轉(zhuǎn)工作臺2與機床身1由液壓鎖緊機構連接, 臥式加工機構3和立式加工機構4按一定規(guī)律分布于機床身1周圍，并根據(jù)臥式加工機構3和立式加工機構4數(shù)量,在臥式加工機構3和立式加工機構4縱向方向上設計有多根高精度定位鎖緊銷.換位時及液壓缸頂出定位銷,旋轉(zhuǎn)工作臺2通過可編程電機帶動旋轉(zhuǎn)換位,換位到達時液壓缸回位鎖緊,以達到重復定位精確, 旋轉(zhuǎn)工作臺2與機床身1連接鋼性高的目的，又因其定位精度和定位鋼性的提高,可加大切削時的吃刀深度和吃刀量,可大大提高加工效率.又因為旋轉(zhuǎn)工作臺2為整體式結(jié)構,其旋轉(zhuǎn)半徑小,且液壓鎖緊力大,所以可提高換位速度,大大節(jié)省換位時間,從而進一步提高加工效率。

臥式加工機構3和立式加工機構4呈90度垂直分布,且可簡單互換,以滿足使用者的的不同需求. 為滿足多軸加工的需求,本發(fā)明的工件旋轉(zhuǎn)夾持機構5可在旋轉(zhuǎn)工作臺2與臥式加工機構3和立式加工機構4配合運動，以滿足更多的多角度加工或需要四軸聯(lián)動的需求.

為了解決現(xiàn)有的多工位加工設備鋼性不足、加工精度差、效率低、適用面窄,控制代碼通用性差等問題,本發(fā)明采用高剛性機床身1和液壓鎖緊式旋轉(zhuǎn)工作臺2，使整體機械結(jié)構的精度和鋼性提高, 發(fā)明采用高鋼性液壓鎖緊整體旋轉(zhuǎn)工作臺2,工件換位時間更短,定位精度更高,而且工件旋轉(zhuǎn)夾持機構5可旋轉(zhuǎn)運動配合三軸加工動作的機械結(jié)構，本發(fā)明可與市面上的國際通用數(shù)控G代碼兼容,不但有效提高了加工效率和加工精度,還因為控制代碼兼容性好,可直接調(diào)用原來用于加工中心編程的CAM軟件生成的代碼直行加工動作,因此使得用戶的人員培訓和使用難度大大降低，因為精度和代碼通性的保證,使該機可適用于更加廣泛和復雜的加工場合。

以上實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。