微型多功能复合加工机床的制作方法
【专利摘要】一种微型多功能复合加工机床，包括刀库、数控系统、两个主轴、三个自由度进给轴、两个自由度旋转轴。刀库安装在机床正面，主轴箱正前方最高点位置，其自动刀具交换装置机械臂纵向布置在机床右侧。数控系统安装在机床右侧，通过两段连杆机构连接，可在连杆机构运动范围内自由活动，并可使用锁紧把手锁紧该机构使数控系统位置固定。三个自由度进给轴，分别为X轴、Y轴、Z轴；两个自由度旋转轴，分别为A轴和B轴，其中A轴同时作为车削主轴使用，并可拆除以增加工作台以及机床X轴的有效行程。本机床特点为外形体积小，重量轻，随处皆可放置，可以在楼房上使用；功耗低，可直接使用照明电源供电；功能极其丰富，结构灵活可控，含刀库，可自动换刀，可实现五轴联动，可完成车削、铣削、镗削、刨削、磨削、插削、钻削、攻丝、滚齿等加工工艺。
【专利说明】微型多功能复合加工机床
【技术领域】
[0001]本实用新型属于数控机床领域，具体地说，涉及一种微型多功能复合加工机床。
【背景技术】
[0002]加工中心是高度自动化的机械加工设备，其特点为:具备刀库，可以完成自动换刀工作，工件一次装夹后，根据事先编制好的数控加工程序，机床可以自动选择加工方式、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间。
[0003]现有技术中的加工中心设备多是为工业生产加工而设计，其体积庞大，重达数吨，普通的家庭制造爱好者，或者学校实验室，一般无法提供工业加工中心所需的空间与地基要求；供电必须使用三相动力电，即使安装了变相设备，工业加工中心的功率也非照明电源所能承受；工业加工中心的设计目的是为生产使用，其结构特点为高效率，高稳定性，机床的功能越多，其效率与稳定性就越差，因此工业加工中心功能往往较为单调。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种微型多功能复合加工机床，要求体积小、重量轻、支持照明电源、功能丰富满足各种加工需求。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种微型多功能复合加工机床。其特点为:专为家庭或教学以及小零件快速打样设计；其外形体积小，最大外形尺寸仅1.2米，重量轻，整体重量约280KG，随处皆可放置，可以在楼房上使用；功耗低，可直接使用照明电源供电；功能极其丰富，结构灵活可控，含刀库，可自动换刀，拥有两个主轴，五个自由度，可实现五轴联动，可完成车削、统削、键削、刨削、磨削、插削、钻削、攻丝、滚齿等加工工艺。
[0006]本实用新型的技术方案为:一种微型多功能复合加工机床，包括刀库、数控系统、两个主轴、三个自由度进给轴、两个自由度旋转轴。所述两个主轴，其一为可受刀库操作完成自动换刀的刀具主轴，另一主轴为装夹工件进行车削加工的工件主轴，另外此主轴还作为机床旋转轴的A轴使用。
[0007]所述刀库安装在机床正面，主轴箱正前方最高点位置，其自动刀具交换装置机械臂纵向布置在机床右侧。
[0008]所述数控系统安装在机床右侧，通过两段连杆机构连接，可在连杆机构运动范围内自由活动，并可使用锁紧把手锁紧该机构使数控系统位置固定。
[0009]所述三个自由度进给轴，分别为X轴、Y轴、Z轴，其空间分布为:Y轴安装在机床底座上，运动部件为X轴滑枕；x轴安装在X轴滑枕上，运动部件为机床工作台；ζ轴安装在机床立柱上，机床立柱安装在机床底座上，Z轴的运动部件为旋转轴B轴减速箱。
[0010]所述两个自由度旋转轴,分别为A轴和B轴，其中车削及A轴功能组件(3)同时作为车削主轴和A轴使用，采用大功率大惯量伺服电机直驱，高速时可完成车削加工，低速时可做联动铣削，分度等功能;Α轴与其配对的尾座作为分体的组件，可以安装在工作台上进行工作，也可拆除增加工作台空间和机床X轴行程，A轴组件上设有定位机构，确保其拆装后位置精度可靠。
[0011]本实用新型的工作过程如下:
[0012]本机床第一实施例，作为常见普通三轴数控加工中心使用，即只启用本机床刀库，机床运动轴X轴、Y轴、Z轴，即可实现此工作，如工作台空间不足，亦可拆除车削主轴与尾座来增加工作台空间。
[0013]本机床第二实施例，作为常见普通四轴数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用A轴，即可实现此工作。
[0014]本机床第三实施例，作为第四轴为B轴的四轴数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用B轴，即可完成此工作。
[0015]本机床第四实施例，作为五轴联动数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用A轴、B轴，即可实现此工作。
[0016]本机床第五实施例，作为车削加工中心使用，即启用本机床刀库7，机床运动轴X轴、Y轴、Z轴、车削主轴、B轴，在机床主轴上装入车刀刀柄，车削主轴上装夹工件，X轴与Z轴联动即可完成车外圆、车端面等工作，B轴旋转90度使刀柄与车削主轴轴线平行，即可实现车内圆工作，还可使用多轴联动完成复杂型面的车削工作。
[0017]本机床第六实施例，作为五轴联动车铣复合数控加工中心使用，即在第四实施例的基础上，结合第五实施例功能，两者工序交替进行，实现车铣复合数控加工。
[0018]本机床第七实施例，作为常见普通三轴数控平面磨床使用，即在第一实施例的基础上，再启用B轴，使用其分度功能，使主轴箱组件6旋转90度，在主轴上装入磨削砂轮，即可实现此工作。
[0019]本机床第八实施例，作为常见普通数控万能磨床使用，即在第五实施例的基础上，在主轴上装入磨削砂轮，即可实现此工作。
[0020]本机床第九实施例，作为常见普通刨床使用，即在第一实施例的基础上，在主轴上装入刨刀，机床X轴快速往复运动作为主运动，Y、Z轴进给运动，即可实现此工作。
[0021]本机床第十实施例，作为常见普通插床使用，即在第一实施例的基础上，在主轴上装入插刀，机床Z轴快速往复运动作为主运动，X、Y轴进给运动，即可实现此工作。
[0022]本机床第十一实施例，作为常见普通滚齿机使用，即在第二实施例的基础上，在主轴上装入滚刀，机床主轴与A轴联动切削齿坯，X、Y轴进给运动，即可实现此工作。
[0023]本机床第十二实施例，在以上全部实施例基础上随意搭配工艺工序，自动化完成多种多类工序，即称为多功能复合加工中心。
[0024]本实用新型的有益效果在于:1、外形体积小，最大外形尺寸仅1.2米，重量轻，整体重量约280KG，随处皆可放置，可以在楼房上使用；2、功耗低，可直接使用照明电源供电；3、功能极其丰富，结构灵活可控，含刀库，可自动换刀，拥有两个主轴，五个自由度，可实现五轴联动，可完成车削、铣削、镗削、刨削、磨削、插削、钻削、攻丝、滚齿等加工工艺；4、利用旋转轴的灵活特点，将刀库的自动刀具交换装置机械臂纵向安置，省去了换刀行程，使机床Z轴行程的利用率大为提高；5、自行开发研制的数控系统，可实现前述所有机械运动功能的灵活控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型的整体结构等轴侧视图。
[0026]图2是本实用新型的整体结构主视图。
[0027]图3是本实用新型的整体结构轴侧视图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图具体说明本实用新型。
[0029]如图1所示，本实用新型包括机床底座1、X轴滑枕2、车削及A轴功能组件3、机床立柱4、B轴减速箱组件5、主轴箱组件6、刀库7、刀库支架8、数控系统9、尾座10、工作台11、油盘12、卡盘13、数控系统支架14、数控系统支架锁紧机构15、刀具主轴16、自动刀具交换装置机械臂17，其中:工作台11为机床X之轴运动部件、X轴滑枕2为机床Y轴运动部件、B轴减速箱组件5为Z轴运动部件、卡盘13为机床A轴运动部件、主轴箱组件6为B轴运动部件。
[0030]刀库7安装在机床正面，主轴箱组件6正前方最高点位置，其自动刀具交换装置机械臂17纵向布置在机床右侧；数控系统9安装在机床右侧，通过两段连杆机构的数控系统支架14连接，可在连杆机构运动范围内自由活动，并可使用数控系统支架锁紧机构15锁紧该机构使数控系统位置固定；X轴、Y轴、Z轴的空间分布为:Y轴安装在机床底座I上，X轴安装在X轴滑枕2上，Z轴安装在机床立柱4上，机床立柱4安装在机床底座I上。
[0031]两个自由度旋转轴分别为A轴和B轴，采用大功率大惯量伺服电机直驱，高速时可完成车削加工，低速时可做联动铣削，分度等功能；车削及A轴功能组件3与其配对的尾座10作为分体的组件，可以安装在工作台11上进行工作，也可拆除增加工作台11空间和机床X轴行程，车削及A轴功能组件3上设有定位机构，确保其拆装后位置精度可靠。本实用新型的工作过程如下:
[0032]本机床第一实施例，作为常见普通三轴数控加工中心使用，即只启用本机床刀库7，机床运动轴X轴(运动部件为工作台11 )、Υ轴(运动部件为X轴滑枕2)、Ζ轴(运动部件为主轴箱组件6)，即可实现此工作，如工作台空间不足，亦可拆除车削及A轴功能组件3与尾座10来增加工作台空间。
[0033]本机床第二实施例，作为常见普通四轴数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用A轴(运动部件为卡盘13)，即可实现此工作。
[0034]本机床第三实施例，作为第四轴为B轴的四轴数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用B轴(运动部件为B轴减速箱组件5)，即可完成此工作。
[0035]本机床第四实施例，作为五轴联动数控加工中心使用，即在第一实施例的基础上，再启用A轴(运动部件为卡盘13)、B轴(运动部件为B轴减速箱组件5)，即可实现此工作。
[0036]本机床第五实施例，作为车削加工中心使用，即启用本机床刀库7，机床运动轴X轴(运动部件为工作台11)、Υ轴(运动部件为X轴滑枕2)、Ζ轴(运动部件为主轴箱组件6)、车削主轴(运动部件为卡盘13)、Β轴(运动部件为B轴减速箱组件5)，在机床主轴上装入车刀刀柄，车削主轴上装夹工件，X轴与Z轴联动即可完成车外圆、车端面等工作，B轴旋转90度使刀柄与车削主轴轴线平行，即可实现车内圆工作，还可使用多轴联动完成复杂型面的车削工作。
[0037]本机床第六实施例，作为五轴联动车铣复合数控加工中心使用，即在第四实施例的基础上，结合第五实施例功能，两者工序交替进行，实现车铣复合数控加工。
[0038]本机床第七实施例，作为常见普通三轴数控平面磨床使用，即在第一实施例的基础上，再启用B轴(运动部件为B轴减速箱组件5)，使用其分度功能，使主轴箱组件6旋转90度，在主轴上装入磨削砂轮，即可实现此工作。
[0039]本机床第八实施例，作为常见普通数控万能磨床使用，即在第五实施例的基础上，在主轴上装入磨削砂轮，即可实现此工作。
[0040]本机床第九实施例，作为常见普通刨床使用，即在第一实施例的基础上，在主轴上装入刨刀，机床X轴快速往复运动作为主运动，Y、Z轴进给运动，即可实现此工作。
[0041]本机床第十实施例，作为常见普通插床使用，即在第一实施例的基础上，在主轴上装入插刀，机床Z轴快速往复运动作为主运动，X、Y轴进给运动，即可实现此工作。
[0042]本机床第十一实施例，作为常见普通滚齿机使用，即在第二实施例的基础上，在主轴上装入滚刀，机床主轴与A轴联动切削齿坯，X、Y轴进给运动，即可实现此工作。
[0043]本机床第十二实施例，在以上全部实施例基础上随意搭配工艺工序，自动化完成多种多类工序，即称为多功能复合加工中心。
[0044]本实用新型不限于所展示的实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化，这些变化都落入本实用新型专利的要求保护范围内。
【权利要求】
1.一种微型多功能复合加工机床，其特征在于，包括机床底座(I)、X轴滑枕(2)、车削及A轴功能组件(3 )、机床立柱(4)、B轴减速箱组件(5 )、主轴箱组件(6 )、刀库(7 )、刀库支架(8)、数控系统(9)、尾座(10)、工作台(11)、油盘(12)、卡盘(13)、数控系统支架(14)、数控系统支架锁紧机构(15)、刀具主轴(16)、自动刀具交换装置机械臂(17)，所述X轴滑枕(2 )通过直线导轨安装在机床底座(I)上方，工作台(11)通过直线导轨安装在X轴滑枕(2 )上方，车削及A轴功能组件(3)与尾座(10)对称安装在工作台上方的一侧，机床立柱(4)安装在机床底座(I)上方后端，其上装有刀库支架(8)、数控系统支架(14)，B轴减速箱组件(5)通过直线导轨安装在机床立柱(4)前方，主轴箱组件(6)安装在B轴减速箱组件(5)上，刀具主轴(16 )安装在主轴箱组件(6 )内，刀库(7 )安装在机床正面，主轴箱组件(6 )正前方最高点位置，数控系统(9)安装在机床右侧，工作台(11)为机床X轴运动部件、X轴滑枕(2)为机床Y轴运动部件、B轴减速箱组件(5)为Z轴运动部件、卡盘(13)为机床A轴运动部件、主轴箱组件(6)为B轴运动部件。
2.根据权利要求1所述的微型多功能复合加工机床，其特征在于，刀库(7)的自动刀具交换装置机械臂(17)纵向布置在机床右侧；数控系统(9)安装在机床右侧，通过两段连杆机构的数控系统支架(14)连接，数控系统支架(14)上装有数控系统支架锁紧机构(15);X轴、Y轴、Z轴的空间分布为:Y轴安装在机床底座(I)上，X轴安装在X轴滑枕(2)上，Z轴安装在机床立柱(4 )上，机床立柱(4 )安装在机床底座(I)上。
3.根据权利要求1所述的微型多功能复合加工机床，其特征在于，两个自由度旋转轴分别为A轴和B轴，其中车削及A轴功能组件(3)同时作为车削主轴和A轴使用，车削及A轴功能组件(3 )与其配对的尾座(1 )作为分体的组件，可以安装在工作台(11)上进行工作，也可拆除增加工作台(11)空间和机床X轴行程，车削及A轴功能组件(3)上设有定位机构。
【文档编号】B23Q37/00GK204195408SQ201420586717
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月12日 优先权日:2014年10月12日
【发明者】续宗耀 申请人:续宗耀