专利名称：龙门式多主轴加工中心的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械加工设备，尤其是一种多主轴式加工中心。
背景技术：
目前市面上的加工中心基本都是单主轴结构，其对于一些中小零件的大批量加工而言，效率相对较低，因为同一时间内仅一把刀参于加工。然而组合机床，虽然可以多主轴同时参于切削，提高效率，但其通用性差，并且调整与维护也麻烦。中国专利公开了一种龙门多轴加工中心(专利号:201120550910.9)，其虽采用了多主轴结构，但其刀具不能进行自动更换，从而约束了生产力。目前市面上也有一些龙门加工中心采用双主轴结构，但其不能进行两主轴同步换刀，从而影响了加工效率。另外大批量零件机加工中，很多零件的装卸时间都占了总时间中的很大一个份额，加之员工在装卸中的不即时性，使得机台辅助大大增加，从而影响了生产效率。
发明内容本实用新型的目的是提供一种可自动多主轴同步换刀，并减少装卸时间的多主轴加工中心。为了达到上述的实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案为:该加工中心主体采用龙门式加工中心框架，它主要由底座、龙门架、X向滑台、Y向滑台、Z向滑台、主轴单元、控制系统组成；其特征在于:其龙门框架优选并列多龙门式结构；其底座的X向滑台由两个或两个以上数控伺服滑台平行安装完成，并至少有两个滑台用于安装被加工零件；其龙门架上的Y向滑台行程可用数控伺服移动于X向的几个滑台间；其Z向滑台安装在Y向滑台上，并在Z向滑台的滑板上安装有两个或两个以上设置有自动换刀机构的主轴；其自动换刀的刀库采用平置式刀库，该刀库优选安装在X向滑台上。作为上述技术方案的进一步改进，所述Z向滑台的滑板与Y向滑台的滑板间安装有立式平衡缸，从而改善Z向滑台进给时的平稳度；减少丝杆及电机因主轴与滑台板的垂直重力，而增加的负荷。作为上述技术方案的进一步改进，所述X向滑台可以根据工作条件需求增加一个或一个以上回转轴，以增加加工工作面。本实用新型的有益效果是:1.采用多主轴结构后，加工中有多把刀具同时参于加工，提高了生产效率。2.由于X向采用至少两个滑台用于安装被加工零件，并且龙门架上的Y向滑台行程可用数控伺服移动于X向的几个滑台间，这样就可以X向滑台的其中一个滑台与Y、Z滑台组成三维系统进行加工，另一个滑台则进行装卸工件；当这个滑台的工件加工好后，另一滑台的工件早已装卸好，从而系统即可自动的与另一滑台组成三维系统进行加工，由此减少了工件的装卸时间。3.由于自动换刀的刀库采用平置式刀库，因而就可方便的进行多主轴同时换刀，从而减少换刀时间。4.刀库安装在X向滑台上，可充分利用Y、Z轴的精确定位功能，与安装有刀库的X向滑台组成三维系统进行可靠的平置式自动换刀。5.采用多龙门式结构，可增强设备强度，从而提高加工精度。
图1是本实用新型第一实施例的主体结构示意图；其中:1为左滑台，2为中滑台，3为右滑台，4为Y向滑台，5为伺服电机，6为滚动丝杆，7为2号伺服电机，8为2号滚动丝杆，9为主轴单元，10为平衡缸，11为挡板，12为底座，13为龙门架，27为Z向滑台。图2是图1的侧面结构示意图；其中14为主轴电机。图3是本实用新型实施例的加工件主视图。图4是本实用新型实施例的直排式平置刀库示意图。图5本实用新型第二实施例的主体结构示意图；其中:15为I号滑台，16为2号滑台，17为3号滑台，18为4号滑台，19为I号联接板，20为2号联接板。图6本实用新型第三实施例的主体结构示意图；其中:21为左滑台，22为右滑台。图7本实用新型第四实施例的主体结构示意图；其中:23为A滑台，24为B滑台，25为C滑台，26为主轴单元。
具体实施方式
参照图3所示加工件,它需要加工6个牙孔、6个沉孔、2个定位孔,另外相同结构产品还有最少5种规格，它们结构都是这类法兰型，只是尺寸上有几毫米的来去，其每种规格月需求量都在5千左右。由于孔间距比较小，多轴器一次难以使用，并且其两个定位销孔的间距要求在正负0.03毫米以内，用多轴器精度也难以保证；如果用组合起来的专机，其最少要7个多轴器才组合完成各孔的加工，而且精度还没有保障；另外其品种又比较多，但单品种的数量又不多，开发专机的话每种都需要一台，设备成本就很高；而且该类产品的尺寸与形位每年都有可能变化，因而用专机相对很没有保障；用传统单轴加工中心虽加工精度得到保证，但效率又很低。然而采用本实用新型中实施例一中的10主轴加工中心，其就可有效解决该类零件的加工问题。实施例1:参照图1、2所示，本实施例该加工中心采用并列3龙门的架构；其底座的X向滑台由左滑台1、中滑台2、右滑台3三个独立平行安装的数控伺服滑台组成，其中左滑台I与右滑台3用于安装被加工零件；中滑台2用于安装图4所示的直排式平置刀库。其龙门架13上的Y向滑台4用伺服电机5与滚珠丝杆6带动其在X向的三个滑台1、2、3间行走；其Z向滑台27采用2号伺服电机7与2号滚动丝杆8推动一个带有10个带有换刀装置的BT30加工中心主轴单元9，10个主轴单元9采用一字等距排列；在Z向滑台27的滑台板与Y向滑台4的滑台板间，安装了两根氮气平衡缸10，该平衡缸10的拉力刚好等于Z向滑台27滑板上加载的全部垂直重力总和；三个龙门间隔有两块挡板11，用于阻挡切屑飞入刀库。工作时，先在左滑台I上装好工件，按左启动键后，系统自动与左滑台1、Y向滑台
4、Z向滑台27组成三维系统，进行加工产品；当要换刀时，Z向滑台27升到顶部，然后Y向滑台4移至中滑台2位置，Z向滑台27伸下去，与中滑台2和Y向滑台4行成三维系统进行刀具的更换；刀具更换好后，Z向滑台27再升到顶部，Y向滑台4移至左滑台I位继续开始加工产品。当左滑台I在加工产品时，右滑台3就可进行装卸工件，当工件装卸好后，按一下右启动键，系统即可等左滑台I产品加工完毕后自动让Y向滑台4、z向滑台27与右滑台3组成三维系统进行加工右滑台3上的产品；此时左滑台I就可进行装卸工件，装卸好后按左启动键，系统即可等右滑台3上的产品加工完毕后自动进行加工左滑台I上的产品，如此循环。左滑台I与右滑台3的产品可以是不相同的，系统可以自动对左滑台I与右滑台3进行更换不同的刀具与加工路线。上述实施例1中采用了一字等距排开的10主轴形式，实际应用中可以根据工作条件采用更多主轴及不同排列方式的结构，例如矩阵排列、蛇形排列。刀库方式也可采用链条平置式，以及专利号为200880010051.5的加工中心的自动交换工具装置，不同结构的平置式刀库结构均可根据工作条件在本实用新型中使用；刀库滑台也可用汽动、液压来驱动。实施例2:参照图5所示，本实施例该加工中心采用并列4龙门的架构；其底座的X向滑台由I号滑台15、2号滑台16、3号滑台17、4号滑台18组成，其2号滑台16与3号滑台17用于安装工件，并分别采用独立数控伺服驱动；1号滑台15用于安装刀库，该刀库的刀具用于加工2号滑台16的产品用，其位移传动通过I号联接板19将I号滑台15与2号滑台16的滑台板固定在一起，从而实现同步位移；这样可减少造价，并简化控制系统。4号滑台18也用于安装刀库，该刀库的刀具用于加工3号滑台17的产品用，其位移传动通过2号联接板20将3号滑台17与4号滑台18的滑台板固定在一起，从而实现同步位移。其Y向滑台与Z向滑台结构与第一实施例相同。第二实施例与第一实施不同的在于:实施一是共用刀库，而实施例二是分别独立刀库；另外实施例一的刀库滑台位移传动是采用独立数控伺服传动，而第二实施例采用与安装工件的滑台同步位移，共享同一个数控伺服动力。实施例3:参照图6所示，本实施例该加工中心采用并列2龙门的架构；其底座的X向滑台由左滑台21、右滑台22组成，并分别采用独立数控伺服驱动；左滑台21与右滑台22的前部均用于安装加工件，后部均用于安装刀库。其Y向滑台与Z向滑台结构与第一实施例相同。第三实施例与第一、二实施例不同的在于:实施例三采用了加工件与刀库安装在同一滑台上，这样简化了结构，但X轴滑台的行程也相比第一、二实施例的长。上述实施例3中刀库与加工件共安装在同一个滑台上，实际应用中也可以根据工作条件将刀库安装在加工件滑台的上方，用直线轴承来安装刀库，行成简易滑台。实施例4:参照图7所示，本实施例与第一实施例不同在于:Z向滑台采用了 A滑台23、B滑台24和C滑台25三个并列滑台组成，并且每个滑台的滑板上各装了两个带有打刀油缸的加工中心主轴单元26。本实施例相对实施例一的好处在于，当加工件深度公差要求比较一致时，可以仅用三把刀来进行加工，由于是独立伺服滑台，其深度可以很容易的通过输入参数来调整。上述实施例4中Z向滑台采用了三个并列的数控伺服滑台结构，实际应用中可以根据工作条件采用两个及更多的滑台并列结构；其每个滑台的滑板也可安装一个或两个以上的主轴。以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员，在本实用新型的领域内所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。
权利要求1.一种龙门式多主轴加工中心,该加工中心主体采用龙门式加工中心框架,它主要由底座、龙门架、X向滑台、Y向滑台、Z向滑台、主轴单元、控制系统组成；其特征在于:其底座的X向滑台由两个或两个以上数控伺服滑台平行安装完成，并至少有两个滑台用于安装被加工零件；其龙门架上的Y向滑台行程可用数控伺服移动于X向的几个滑台间；其〖向滑台安装在Y向滑台上，并在Z向滑台的滑板上安装有两个或两个以上设置有自动换刀机构的主轴；其自动换刀的刀库采用平置式刀库。
2.根据权利要求1所述的龙门式多主轴加工中心，其特征在于:所述的平置式刀库安装在X向滑台上。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的龙门式多主轴加工中心，其特征在于:所述的龙门架为并列多龙门式结构。
4.根据权利要求1所述的龙门式多主轴加工中心，其特征在于:所述的Z向滑台的滑板与Y向滑台的滑板间安装有立式平衡缸。
5.根据权利要求1所述的龙门式多主轴加工中心，其特征在于:所述的X向滑台可以根据工作条件需求增加一个或一个以上回转轴。
6.根据权利要求1所述的龙门式多主轴加工中心，其特征在于:所述的Z向滑台为并列多数控伺服滑台结构。
7.根据权利要求6所述的龙门式多主轴加工中心，其特征在于:所述的并列多数控伺服滑台的滑板上安装 有两个主轴。
专利摘要一种龙门式多主轴加工中心，该加工中心主体采用龙门式加工中心框架，其特征在于其底座的X向滑台由多个数控伺服滑台平行安装完成，并至少有两个滑台用于安装被加工零件；其龙门架上的Y向滑台行程可用数控伺服移动于X向的几个滑台间；其Z向滑台安装在Y向滑台上，并在Z向滑台的滑板上安装有多个带自动换刀机构的主轴；其自动换刀的刀库采用平置式刀库；该加工中心可进行多主轴同时加工，并可同步自动换刀，并且在加工中可进行加工件的装卸，生产效率高；广泛适用于中小型零件的机械切削加工。
文档编号B23Q3/157GK202963989SQ20122054038
公开日2013年6月5日 申请日期2012年10月14日 优先权日2012年10月14日
发明者林志贺 申请人:林志贺