一种高行程多头数控加工中心的制作方法

本发明涉及电子产品加工技术领域，具体而言，涉及电子产品外壳的数控加工机床。

背景技术：

手机行业、平板电脑行业等外壳喇叭孔、按键孔、小切削量LOGO加工等，需要高精度的切削机床，现有技术采用单头数控加工中心，效率较低。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题：如何提高电子产品外壳上小切削量形状的加工效率和精度。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高行程多头数控加工中心，包括安装在机架上的工作台、位于工作台上方的切削装置、驱动切削装置和工作台作X向、Y向、Z向相对移动的三轴驱动系统；所述切削装置的数量为两个以上，两个以上切削装置安装在Z平台上，Z平台通过Z轴驱动装置安装在挂板上，挂板通过X轴驱动装置安装在机架的横梁上，所述工作台连接Y轴驱动装置。

上述技术方案中，X轴驱动装置、Y轴驱动装置、Z轴驱动装置构成三轴驱动系统。

上述技术方案中，X向、Y向、Z向即水平横向、水平纵向、竖直方向。

按上述技术方案，Y轴驱动装置驱动工作台Y向平移，所述横梁架设在工作台的上方，X轴驱动装置驱动竖立设置的挂板X向平移，Z轴驱动装置驱动Z平台Z向升降，Z平台带动其上的切削装置升降。

两个以上切削装置分成两组，所述Z平台的数量为两个，两组切削装置分别安装在两个Z平台上，每个Z平台通过一个Z轴驱动装置安装在挂板上。两个Z平台左右并列设置，两个Z轴驱动装置可同步运动，也可相互独立运动。如此，两组切削装置可分别切削两个加工对象或两组加工对象，也可作为一个大组共同切削一个加工对象或一组加工对象，以提高切削的适用范围和切削效率。

所述切削装置包括固定设置在Z平台上的夹块组件、活动插设在夹块组件中的主轴和导杆、与主轴底端枢接的压脚，导杆的顶端与升降驱动组件连接，升降驱动组件安装在Z平台上，导杆的底端与压脚连接。需换刀时，在三轴驱动系统的驱动下，切削装置运行至刀库装置的上方，升降驱动组件驱动导杆升降，导杆带动压脚及与压脚枢接的主轴升降，以取放主轴底端上的刀具。

所述压脚开设加工腔，加工腔顶部开设主轴孔，加工腔底部开设刀具孔，所述主轴枢接在主轴孔内。刀具安装在主轴的底部，加工时，刀具伸出刀具孔，作用于加工对象。

所述压脚的侧壁上安装有与加工腔连通的吸尘管，吸尘管与吸尘设备连接，用于吸取主轴刀具切削加工对象所产生的粉尘。

所述工作台的边缘处设有一排刀库装置，刀库装置的数量等于切削装置的数量，一个切削装置的前方设有一个刀库装置。

所述刀库装置包括安装在刀库基座上的若干刀座、安装在刀库基座上且位于刀座下方的微动开关、设置在刀座与微动开关之间且沿导向机构升降的微动开关挡片。主轴抓刀或放刀时出现故障，直接下压刀具，刀座向下位移碰到微动开关挡片，继而压下微动开关，形成信号反馈，升降驱动组件将自动抬高主轴并报警，起到保护刀具和刀库的作用。

刀库基座上设有接触式对刀器，常态时，接触式对刀器的两个导体上下接触，当刀具下压接触式对刀器的压杆时，压杆带动两个导体中位于下方的导体脱离位于上方的导体，形成信号反馈。接触式对刀器的作用在于：用于检测主轴抓刀是否成功，抓刀成功，刀具接触所述接触式对刀器，对刀器底部两块导体分离，形成信号反馈给主机，主机认定刀具已经抓取成功，进行下一步工作。

本发明所述高行程多头数控加工中心，整机采用大理石结构，性能稳定，高精度。其中，Z轴采用铸件结构，在保证结构强度的前提下，尽可能的减轻重量，保证Z轴加工稳定，不产生偏摆。

相比于市面上的单头数控加工中心，本发明所述高行程多头数控加工中心在保证加工精度的前提下，多个切削装置是单头加工效率的多倍，减少了人工成本，降低了作业风险。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一种高行程多头数控加工中心的结构示意图；

图2为图1中挂板40的结构示意图；

图3为图2中切削装置20的结构示意图；

图4为图3中压脚24的结构示意图；

图5为图3中压脚24另一视角的结构示意图；

图6为图1中刀库装置50的结构示意图；

图7为图6中接触式对刀器55的结构示意图。

图中符号说明：

10、工作台；

20、切削装置；21、夹块组件；22、主轴；23、导杆；24、压脚；241、主轴孔；242、刀具孔；243、安装凸耳；25、吸尘管；26、感应元件；27、感应片；28、升降气缸；29、轴承；

30、Z平台；

40、挂板；

50、刀库装置；51、刀库基座；52、刀座；53、微动开关；531、微动开关安装座；54、微动开关挡片；55、接触式对刀器；551、压杆；552、筒状主体；553、第一铜套；554、第二铜套；555、防转动块；556、径向环形凸环；56、导向杆；

61、X轴电机；62、X轴丝杆；64、X轴滑轨；

71、Y轴电机；72、Y轴丝杆；74、Y轴滑轨；

81、Z轴电机；82、Z轴丝杆；84、Z轴滑轨。

具体实施方式

结合图1、图2，一种高行程多头数控加工中心，包括安装在机架上的工作台10、位于工作台上方的切削装置20、驱动切削装置和工作台作X向、Y向、Z向相对移动的三轴驱动系统；所述切削装置的数量为六个，六切削装置安装在Z平台30上，Z平台通过Z轴驱动装置安装在挂板40上，挂板通过X轴驱动装置安装在机架的横梁上，所述工作台连接Y轴驱动装置。

图1、图2中的工作台10、挂板40、机架上设有多个安装孔眼，是本发明所述高行程多头数控加工中心拆去相关零部件后所留，根据上述多个安装孔眼及图1、图2所示结构，一般技术人员可推知上述被拆去相关零部件的结构。

所述X轴驱动装置包括安装在横梁上的X轴电机61、与X轴电机连接的X轴丝杆62、与X轴丝杆螺接的X轴螺母，X轴螺母固定连接挂板40，横梁上设有X轴滑轨64，挂板上设有与X轴滑轨配合的滑块。

所述Y轴驱动装置包括安装在机架上的Y轴电机71、与Y轴电机连接的Y轴丝杆72、与Y轴丝杆螺接的Y轴螺母，Y轴螺母固定连接工作10，机架上设有Y轴滑轨74，工作台上设有与Y轴滑轨配合的滑块。

所述Z轴驱动装置包括安装在挂板40上的Z轴电机81、与Z轴电机连接的Z轴丝杆82、与Z轴丝杆螺接的Z轴螺母，Z轴螺母固定连接Z平台30，挂板上设有Z轴滑轨84，Z平台上设有与Z轴滑轨配合的滑块。

六个切削装置20分成两组，每组切削装置包括三个切削装置，所述Z平台30的数量为两个，两组切削装置分别安装在两个Z平台上，每个Z平台通过一个Z轴驱动装置安装在挂板40上。

结合图3至图5，所述切削装置20包括固定设置在Z平台30上的夹块组件21、活动插设在夹块组件中的主轴22和导杆23、与主轴底端枢接的压脚24，导杆的顶端与升降气缸28连接，升降气缸安装在Z平台上，导杆的底端与压脚连接。

关于切削装置20，所述夹块组件21上设有感应元件26，压脚24上设有与感应元件配合设计的感应片27。

关于切削装置20，所述压脚24开设加工腔，加工腔顶部开设主轴孔241，加工腔底部开设刀具孔242，所述主轴22枢接在主轴孔内。

关于切削装置20，所述压脚24的侧壁上安装有与加工腔连通的吸尘管25。

关于切削装置20，压脚24上设有旋转元件驱动的螺杆，导杆23底端通过与螺杆螺接而与压脚连接。旋转元件可驱动螺杆旋转，压脚可相对导杆作独立的升降运动，主轴底部的刀具相对压脚作外伸或缩进动作。实际加工中，刀具在不同加工对象上的切削深度不同，要求刀具相对压脚外伸或缩进的距离不同，压脚相对导杆作升降运动可有效调节刀具相对压脚外伸或缩进的距离，使刀具适应加工不同深度的孔；同时，压脚底部端面可紧密贴合在加工对象表面，防止切削粉尘流出压脚。另外，刀具相对压脚外伸，可方便操作人员观察主轴换刀时观察换刀的进程，以判断换刀是否正常。

关于切削装置20，主轴22上安装有轴承29，轴承的外侧壁上设有凸部，所述主轴孔的内侧壁上开设轴向的凹槽，所述凸部与凹槽滑动配合。主轴22可相对轴承旋转，轴承可相对压脚24升降，如此，压脚24相对主轴升降，并不妨碍主轴与压脚的枢接关系。

关于切削装置20，开设在夹块组件21上供导杆23插设的导杆孔的数量为两个，两个导杆孔开设在主轴孔的两侧，Z平台30上安装有两个分别与两根导杆连接的升降气缸28。

如图1，所述工作台10的边缘处设有一排刀库装置50，刀库装置的数量等于切削装置20的数量，一个切削装置的前方设有一个刀库装置。

结合图6、图7，所述刀库装置50包括安装在刀库基座51上的若干刀座52、安装在刀库基座上且位于刀座下方的微动开关53、设置在刀座与微动开关之间且沿导向机构升降的微动开关挡片54。

关于刀库装置50，每一刀座52的下方设有感应元件，感应元件安装在微动开关挡片54上。当刀座向下位移碰到微动开关挡片时，刀座同时碰到了安装在微动开关挡片上的感应元件，感应元件反馈电信号给主机，操作人员知晓若干刀座中哪个刀座发生了故障。

关于刀库装置50，刀库基座51呈长条状，刀库基座的横截面呈倒立的L形，若干刀座52以一整排的方式安装在刀库基座51的水平板上；所述微动开关53安装在刀库基座的内侧壁上，微动开关53位于微动开关挡片54两端的下方。刀库基座51的水平板上开设与刀座数量相同的一排刀座安装孔，刀座52安装在刀座安装孔中，微动开关挡片54的长度等于或大于一排刀座的长度。

关于刀库装置50，所述微动开关挡片54开设导向孔，导向孔内插设导向杆56，导向杆顶端固定在刀库基座51水平板的底部，导向杆上设有台阶，微动开关挡片54的底面止于台阶上。

关于刀库装置50，刀座52底部与微动开关挡片54之间存在间隙。正常状态，刀座底部与微动开关挡片54无接触，微动开关挡片与微动开关53之间可接触，也可无接触；当刀座52底部下压微动开关挡片54，微动开关挡片再下压微动开关53，使微动开关触发信号。

关于刀库装置50，刀库基座51上设有接触式对刀器55，所述接触式对刀器包括安装在筒状主体552中的线性轴承、插设在线性轴承中的压杆551、与压杆底端连接的第一绝缘组件、与压杆底端连接的绝缘连接件、与绝缘连接件连接的第二绝缘组件、位于筒状主体552底端的第一铜套553、位于第一铜套下方的第二铜套554；所述第一绝缘组件插设在筒状主体和第一铜套内，第二绝缘组件插设在第二铜套内，第一绝缘组件中空，压杆穿过第一绝缘组件，所述绝缘连接件压在第二铜套的顶端面上。第一绝缘组件包括径向环形凸环556，径向环形凸环夹紧在筒状主体552底端面和第一铜套553顶端面之间。所述第一铜套553的侧壁上安装有防转动块555，第二铜套554的侧壁上设有平面，防转动块与所述平面紧贴，防止第二铜套相对第一铜套转动。常态时，第二铜套554的顶端面与第一铜套553的底端面接触，当刀具下压突出筒状主体552的压杆551顶端时，压杆带动绝缘连接件和第二铜套下行，第二铜套脱离与第一铜套脱离接触，形成信号反馈。接触式对刀器的作用在于：用于检测主轴抓刀是否成功，抓刀成功，刀具接触所述接触式对刀器，对刀器底部的第一铜套553和第二铜套554分离，形成信号反馈给主机，主机认定刀具已经抓取成功，进行下一步工作。

关于刀库装置50，刀库基座51上开设对刀器安装孔，接触式对刀器插设在对刀器安装孔内；接触式对刀器的侧壁上设有竖立的齿条，齿条啮合有齿轮，齿轮枢接在刀库基座内；所述接触式对刀器位于刀库基座边缘的直角处，构成直角的第一侧壁上螺接有紧固螺钉，紧固螺钉横向顶压接触式对刀器的侧壁，所述齿轮露出构成直角的第二侧壁。经长期使用接触式对刀器，或者，因刀具种类的更换，或者其他情况，需调节接触式对刀器在对刀器安装孔内的高度时，操作人员盘动齿轮，齿轮驱动齿条升降，齿条带动接触式对刀器在对刀器安装孔内升降，待接触式对刀器至合适位置时，操作人员拧紧所述紧固螺钉，以固定接触式对刀器。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。