一種多功能數(shù)控機床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機床應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種小尺寸的多功能數(shù)控機床。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在加工復(fù)雜工件時，一種是利用多種機床進(jìn)行加工，缺點是加工過程繁瑣復(fù)雜，且在機床切換時容易產(chǎn)生較大的加工誤差，二是運用加工中心，缺點是耗費較大，且對于個體加工者或小型企業(yè)難以負(fù)擔(dān)其昂貴的價格和所占的空間。并且，加工中心在加工曲面時的算法設(shè)計上，由于萬向銑頭本身移動的特性，使得設(shè)計程序時較為復(fù)雜，思路單一，有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種尺寸可以小到桌面級的，支持多種復(fù)雜一次成型機械加工的，擁有靈活運算體系的，多功能機床。
[0004]本實用新型的目的是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的:一種多功能數(shù)控機床，包括底部滑軌、工作臺、縱向滑軌、架設(shè)于縱向滑軌上與底部滑軌垂直的水平滑軌以及用于控制各部件的主機，所述工作臺設(shè)置于底部滑軌上，工作臺上設(shè)有轉(zhuǎn)動圓環(huán)，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)分別與帶動圓環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)動部件和帶動圓環(huán)以其直徑為軸旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)動部件相連，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)上固定有夾持器組件，所述夾持器組件包括可旋轉(zhuǎn)定心卡盤，定心卡盤通過伸縮軸與電機相連，所述水平滑軌上設(shè)有可轉(zhuǎn)動適配的加工頭組件。
[0005]在上述技術(shù)方案中，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)上設(shè)有軌道槽，第一轉(zhuǎn)動部件為轉(zhuǎn)動齒輪，其齒輪與軌道槽嚙合，第二轉(zhuǎn)動部件為與圓環(huán)直徑重合的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端嵌入軌道槽內(nèi)。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述夾持器組件中的電機包括車床電機和步進(jìn)電機。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述加工頭組件包括磨具、車刀、鉆銑頭。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0009]1.編程開發(fā)簡單。
[0010]由于以往數(shù)控機床多使用全向銑頭來完成復(fù)雜模型加工，然而由于全向銑頭的旋轉(zhuǎn)軸在銑頭組件上，故在轉(zhuǎn)換角度加工時，特別在球面加工時，對于物件上同一點的變換角度時，多用至少兩個個電機同時操控一個銑頭，一方面增大銑頭體積導(dǎo)致不便，若改用本機床，由于物件本身有角度參數(shù)，只需設(shè)置轉(zhuǎn)軸中心與銑刀尖端的距離為球面半徑，再輸入旋轉(zhuǎn)指令，即可讓刀頭與球面貼合，再加銑頭上縱向參數(shù)變化，便可以達(dá)到與萬向銑頭相同的效果，即可將平面中的圖像或文字直接轉(zhuǎn)化雕刻到球面上。
[0011]2.可以完成多種機床的功能。
[0012]由于省去了萬向刀頭的繁重組件，本機床設(shè)置了一個具有多功能的刀具轉(zhuǎn)換頭，只需旋轉(zhuǎn)一定角度就可輕松讓刀具從鉆銑頭變成車刀或磨刀，在圓環(huán)上的夾持器組件也配有兩套電機，一套車床高速電機，一套步進(jìn)電機控制精確供給的旋轉(zhuǎn)。不同于有著龐大體積的加工中心，本機床用桌面級的尺寸也有一定的機床轉(zhuǎn)換功能。
[0013]3.尺寸可以達(dá)到桌面級。
[0014]由于本機床是為機械愛好者和小型加工場設(shè)計，所以其更小的尺寸和更簡單的機械結(jié)構(gòu)比加工中心或一般同等功能的機床更加易被上述消費者接受。
[0015]4.全向加工。
[0016]本機床有7個可以調(diào)整的參數(shù)，使得其可以根據(jù)不同的加工需求選擇其中的幾個參數(shù)進(jìn)行加工，例如球面加工用刀具縱向參數(shù)，第一轉(zhuǎn)動參數(shù)和第二轉(zhuǎn)動參數(shù)，平面加工則用底座水平參數(shù)，刀頭水平參數(shù)和刀頭縱向參數(shù)。
[0017]5.圓環(huán)設(shè)計。
[0018]機床中圓環(huán)的設(shè)計可以增加所有參數(shù)中的角度參數(shù)，使加工中類似于球坐標(biāo)，圓柱坐標(biāo)和極坐標(biāo)，增加了計算時的可選性。例如加工平面螺線時可以避免計算機的復(fù)雜運算，免除了復(fù)雜計算。并且擴展了設(shè)計程序者的設(shè)計思維例如在圓環(huán)轉(zhuǎn)為一個角度時，直接斜向加工，不用計算機復(fù)雜計算。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為圖1的后視圖。
[0021]圖3為本實施例中的轉(zhuǎn)動圓環(huán)部件示意圖。
[0022]其中:1.底部滑軌、2.轉(zhuǎn)動齒輪、3.轉(zhuǎn)軸、4.伸縮軸、5.電機、6.定心卡盤、7.縱向滑軌、8.鉆銑頭、9.車刀、10.磨具、11.水平滑軌、12.轉(zhuǎn)動圓環(huán)、13.軌道槽。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
[0024]如圖1、2所示，本實施例提供一種多功能數(shù)控機床，包括底部滑軌1、工作臺、縱向滑軌7、架設(shè)于縱向滑軌7上與底部滑軌I垂直的水平滑軌11以及用于控制各部件的主機，所述工作臺設(shè)置于底部滑軌I上，可沿滑軌移動。工作臺上設(shè)有轉(zhuǎn)動圓環(huán)12，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)12分別與第一轉(zhuǎn)動部件和第二轉(zhuǎn)動部件相連。所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)12上固定有夾持器組件，所述夾持器組件包括用于固定被加工件的定心卡盤6，定心卡盤6通過伸縮軸4與電機5相連，定心卡盤6可通過其自身的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)被加工件的位置。所述水平滑軌11設(shè)于工作臺上方，水平滑軌11上設(shè)有可轉(zhuǎn)動適配的加工頭組件，包括磨具10、車刀9、鉆銑頭8，只需旋轉(zhuǎn)一定角度就可輕松讓刀具從鉆銑頭變成車刀或磨具，所述加工頭組件通過水平滑軌11和縱向滑軌7調(diào)節(jié)其自身的位置。
[0025]在上述實施例中，如圖3所示，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)12上設(shè)有軌道槽13，第一轉(zhuǎn)動部件為轉(zhuǎn)動齒輪2，其齒輪與軌道槽13嚙合，帶動轉(zhuǎn)動圓環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)；第二轉(zhuǎn)動部件為與圓環(huán)直徑重合的轉(zhuǎn)軸3，轉(zhuǎn)軸3的兩端嵌入軌道槽13內(nèi)，帶動圓環(huán)繞轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)。
[0026]所述夾持器組件中的電機5包括兩套電機，一套車床高速電機，一套步進(jìn)電機控制精確供給的旋轉(zhuǎn)，加工時，根據(jù)加工方式由主機控制切換兩套電機的使用。
[0027]本實施例在使用時有7個參數(shù)可以進(jìn)行編程，包括
[0028]底座水平參數(shù)X，通過底部滑軌I進(jìn)行調(diào)節(jié)，
[0029]刀頭水平參數(shù)Y，通過水平滑軌11進(jìn)行調(diào)節(jié)，
[0030]刀頭縱向參數(shù)Z，通過縱向滑軌7進(jìn)行調(diào)節(jié)，
[0031]控制圓環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動夾持器組件移動的角度參數(shù)a，通過第一轉(zhuǎn)動部件進(jìn)行調(diào)節(jié)，
[0032]控制圓環(huán)繞與其直徑重合的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度參數(shù)b，通過第二轉(zhuǎn)動部件進(jìn)行調(diào)節(jié)，
[0033]定心卡盤夾持工件的角度參數(shù)C，通過定心卡盤6進(jìn)行調(diào)節(jié)，
[0034]工件前后伸縮的參數(shù)XI，通過伸縮軸4進(jìn)行調(diào)節(jié)，
[0035]上述所有參數(shù)皆由與各部件相連的步進(jìn)電機精確控制，所述各步進(jìn)電機均與主機相連。
[0036]車床電機轉(zhuǎn)速和刀具切換也可以進(jìn)行控制
[0037]在實際工作時，上述坐標(biāo)中根據(jù)不同時段的加工需求而運轉(zhuǎn)。在本實施例機床的編程當(dāng)中，可以分階段進(jìn)行設(shè)計，這樣就能最大化的發(fā)揮本機床相比于普通機床的優(yōu)勢。其加工模式舉例如下:
[0038]以下說明中未出現(xiàn)的坐標(biāo)均為初始值，即如圖1、2中所示。
[0039]1.可以先令圓環(huán)順時針旋轉(zhuǎn)90°然后再以X，Y，Z為三個參數(shù)進(jìn)行編程以構(gòu)成普通鉆銑床。
[0040]2.可以以XI，Z，b，C，X，5個參數(shù)進(jìn)行編程，形成復(fù)雜加工布局，例如加工渦輪。
[0041]3.可以令轉(zhuǎn)軸中心與銑刀尖端的距離為球面半徑作為基礎(chǔ)值(可變)，以a，b，Z參數(shù)進(jìn)行編程，進(jìn)行已知每一部分曲率半徑的曲線組(可解析成規(guī)律曲線組的曲面)的銑刀加工，例如部分球面加工。
[0042]4.可以將夾持器改為高轉(zhuǎn)速模式(車床模式)以b，X，Z參數(shù)進(jìn)行編程?？梢攒嚦龃蟛糠中螤钷D(zhuǎn)體。
[0043]5.可以將刀具轉(zhuǎn)換為磨具以上述1.2.3.模式進(jìn)行拋光或磨削加工。
[0044]6.可以以X，Z，c編程進(jìn)行普通雕刻。
[0045]7.可以以XI，Z，a，c，X編程進(jìn)行曲面上的圓形凹槽加工。
[0046]8.可以以XI，C，Y編程進(jìn)行曲面上的任意角度孔的加工。
[0047]9.可以以XI，b，Z編程進(jìn)行平面上的極坐標(biāo)加工。例如加工平面上的螺線。
[0048]除去以上的加工模式，還有其他未列舉的模式供使用者開發(fā)，使用者可根據(jù)自身需求進(jìn)行靈活開發(fā)，并且可以將銑刀和磨具更換成其他需要轉(zhuǎn)動加工的刀具，以擴展機床加工范圍。
【主權(quán)項】
1.一種多功能數(shù)控機床，包括底部滑軌、工作臺、縱向滑軌、架設(shè)于縱向滑軌上與底部滑軌垂直的水平滑軌以及用于控制各部件的主機，其特征是:所述工作臺設(shè)置于底部滑軌上，工作臺上設(shè)有轉(zhuǎn)動圓環(huán)，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)分別與帶動圓環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)動部件和帶動圓環(huán)以其直徑為軸旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)動部件相連，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)上固定有夾持器組件，所述夾持器組件包括可旋轉(zhuǎn)定心卡盤，定心卡盤通過伸縮軸與電機相連，所述水平滑軌上設(shè)有刀具轉(zhuǎn)換頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)控機床，其特征是:所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)上設(shè)有軌道槽，第一轉(zhuǎn)動部件為轉(zhuǎn)動齒輪，其齒輪與軌道槽嚙合，第二轉(zhuǎn)動部件為與圓環(huán)直徑重合的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端嵌入軌道槽內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)控機床，其特征是:所述夾持器組件中的電機包括車床電機和步進(jìn)電機。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能數(shù)控機床，其特征是:所述刀具轉(zhuǎn)換頭上包括磨具、車刀、鉆銑頭。
【專利摘要】本實用新型涉及機床應(yīng)用領(lǐng)域，提供一種小尺寸的多功能數(shù)控機床，包括底部滑軌、工作臺、縱向滑軌、架設(shè)于縱向滑軌上與底部滑軌垂直的水平滑軌以及用于控制各部件的主機，所述工作臺設(shè)置于底部滑軌上，工作臺上設(shè)有轉(zhuǎn)動圓環(huán)，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)分別與帶動圓環(huán)繞中心軸旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)動部件和帶動圓環(huán)以其直徑為軸旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)動部件相連，所述轉(zhuǎn)動圓環(huán)上固定有夾持器組件，所述夾持器組件包括可旋轉(zhuǎn)定心卡盤，定心卡盤通過伸縮軸與電機相連，所述水平滑軌上設(shè)有可轉(zhuǎn)動適配的加工頭組件。本實用新型體積可以小到桌面級，支持多種復(fù)雜一次成型機械加工，擁有靈活運算體系。
【IPC分類】B23P23/04
【公開號】CN204913276
【申請?zhí)枴緾N201520596437
【發(fā)明人】魏藝峰
【申請人】魏藝峰
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月11日