本发明涉及加工中心机领域，特别是涉及高精度高稳定加工中心机。
背景技术：
金属加工机即金属加工机床，也叫cnc机床，简称加工中心(英文名是computerizednumerica1contro1machine简称cnc)。金属加工中心机是通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成的适用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
现有技术的加工中心机，部分采用双z轴结构，且双z轴为分体式，通过连接片和螺钉连接，由一套驱动机构带动双z轴的运动。一方面，由于双z轴分体式设计，加工装配时易造成位置误差，从而导致加工精度降低，第二方面，一套驱动机构，导致不论何时，双z轴都要同时工作，不适用于只需一个z轴运转的场合，适用范围小，第三方面，整体稳定性差，高速加工时整机会震动而进一步导致加工精度差。第四方面，传统的刀库不直接安装于工作台表面，换刀时通过气缸驱动换刀机构向下运动一段距离至主轴下方再换刀，导致整体精度较差，刀库换刀时精准度有待提高。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种加工精度高、适用范围广、整体稳定性好的高精度高稳定加工中心机。
本发明所采用的技术方案是：高精度高稳定加工中心机，包括机罩、设置于机罩内部用于对工件进行加工的机床、位于机床后方的用于盛装加工过程中产生的污染物的水箱机构、设置于机床上的刀库；所述机床包括一体成型的大理石底座、垂设于底座上的u形横梁、安装于底座表面的y轴结构、滑设于y轴结构表面用于放置待加工工件的工作台、设置于u形横梁一侧表面的x轴结构、滑设于x轴结构表面的滑板、平行安装于滑板背离x轴结构一侧的两个z轴结构，所述z轴结构底部安装有用于对工作台上的工件进行加工的刀具；所述z轴结构包括外罩、设置于外罩内部且连接于刀具的z动力组件，设置于外罩和滑板之间的z滑块，所述滑板上对应z滑块设有z导轨，所述z动力组件驱动z滑块带动刀具沿z导轨上下运动；所述y轴结构位于u形横梁底部中间位置且垂直于u形横梁，还包括设置于底座背离z轴结构一侧的用于排出加工过程中产生的机油和碎屑的排水排屑结构，所述排水排屑结构表面的高度低于底座表面的高度；所述刀库位于y轴结构上且连接于工作台，所述水箱机构位于排水排屑结构下方。
对上述技术方案的进一步改进为，所述u形横梁侧面开设有u形槽，x轴结构包括平行设置于u形槽两边的两个x导轨和滑设于x导轨上的x滑块、驱动x滑块沿x导轨左右滑动的x动力组件；所述滑板安装于x滑块上。
对上述技术方案的进一步改进为，所述y轴结构包括支撑座、平行设置于支撑座表面的两个y导轨和滑设于y导轨上的y滑块、驱动y滑块沿y导轨前后滑动的y动力组件；所述工作台安装于y滑块上。
对上述技术方案的进一步改进为，所述u形横梁的内角和外角均为倒圆角，且u形横梁底部两侧加固连接有固定块。
对上述技术方案的进一步改进为，还包括设置于两个z轴结构之间且连接于滑板的封板。
对上述技术方案的进一步改进为，所述x导轨的轨道面两侧顶部设有第一弧形槽，第一弧形槽下方设有第一弧形凸起，所述x滑块对应第一弧形槽设有第二弧形凸起，对应第一弧形凸起设有第二弧形槽，且第一弧形槽与第二弧形凸起无间隙连接，第二弧形槽与第一弧形凸起无间隙连接。
对上述技术方案的进一步改进为，所述机罩上开设有操作门和观察窗，还设有用于操作的前置按钮。
对上述技术方案的进一步改进为，所述刀库包括刀库罩、设置于刀库罩内部的两个平行设置的刀盘、环形阵列于每个刀盘圆周上的若干个换刀机构、与刀盘同轴设置的连接块、连接于连接块且设置于刀盘底部用于驱动刀盘旋转的刀盘伺服电机、连接于刀盘伺服电机和刀盘底部之间的分割器，还包括设置于刀盘顶部的感应器。
对上述技术方案的进一步改进为，所述换刀机构包括连接于刀盘的刀夹、卡设于刀夹内的刀柄、连接于刀柄底部的刀具；所述刀夹包括连接于刀盘的安装片、与安装片一体成型的半开口状卡箍，所述卡箍内设有凸条，刀柄包括对应凸条设置的卡槽，设置于卡槽顶部的限位件和位于卡槽底部用于连接刀具的连接件，所述凸条与卡槽配合以使得卡箍与刀柄卡接。
对上述技术方案的进一步改进为，所述刀库罩包括位于两个刀盘伺服电机底部的底部挡水板、围设于两个刀盘周围的侧盖板、连接于刀盘一侧的刀库门、连接于两个刀库门和侧盖板之间的前盖板、对应前盖板设置于刀盘另一侧的后盖板、设置于刀盘顶部的上盖板、设置于刀库门底部的前挡板，所述底部挡水板、侧盖板、刀库门、前盖板、后盖板、上盖板、前挡板围合形成用于容纳两个刀盘、换刀机构、刀盘伺服电机和分割器的密闭空间，且刀库门为可开合门；所述前挡板自靠近刀库门的方向向远离刀库门的方向，厚度依次减小，且前挡板末端中央开设有排污孔。
本发明的有益效果为：
1、一方面，机床的底座采用一体成型的大理石制成，相对于现有技术的铸铁架底座，具有加工精度高，阻尼系数高，吸振性强，热稳定性、耐腐蚀性好，无内应力释放等一系列优于金属床身的物理特性，让机床的精度更高，性能更稳定。第二方面，滑板上连接有两个平行设置的z轴结构，双z轴结构后滑板一体式设计，相对于现有技术的双z轴分体结构，大大缩减因加工、装配带来的位置误差，进一步提高了加工精度和机床整体的稳定性。第三方面，z轴结构包括外罩、设置于外罩内部且连接于刀具的z动力组件，设置于外罩和滑板之间的z滑块，所述滑板上对应z滑块设有z导轨，所述z动力组件驱动z滑块带动刀具沿z导轨上下运动，每个z轴结构都设有一套z动力组件，使得两个z轴结构可独立工作也可同时工作，二者互不干扰，当一个z轴结构换刀时，另一个z轴结构可正常工作，提高了本发明的适用范围。第四方面，y轴结构位于u形横梁底部中间位置且垂直于u形横梁，工作台位于中心位置，机床整体重心稳定，进一步提高了机床的稳定性，防止机床剧烈震动造成的加工精度低。
2、u形横梁侧面开设有u形槽，u形槽的开设，分散了u形横梁的部分重力，降低了机床整体的重心，提高机床的稳定性。x轴结构包括平行设置于u形槽两边的两个x导轨和滑设于x导轨上的x滑块、驱动x滑块沿x导轨左右滑动的x动力组件；所述滑板安装于x滑块上。设有两个x滑轨和四个x滑块，使得滑板能稳定的连接于四个x滑块的表面，从而带动两个z轴结构稳定的沿x导轨左右移动，进一步提高了机床的稳定性和加工精度。
3、y轴结构包括支撑座、平行设置于支撑座表面的两个y导轨和滑设于y导轨上的y滑块、驱动y滑块沿y导轨前后滑动的y动力组件；所述工作台安装于y滑块上。设有两个y导轨和四个y滑块，使得工作台能稳定的沿y导轨前后移动，进一步提高了机床的稳定性和加工精度。
4、u形横梁的内角和外角均为倒圆角，降低了u形横梁整体的刚性，u形横梁底部两侧加固连接有固定块，防止加工震动造成的u形横梁晃动，进一步提高了机床的稳定性和加工精度。
5、还包括设置于两个z轴结构之间且连接于滑板的封板，封板可分散部分震动力，减小加工时刀具的震动，进一步提高了机床的稳定性和加工精度。
6、所述x导轨的轨道面两侧顶部设有第一弧形槽，第一弧形槽下方设有第一弧形凸起，所述x滑块对应第一弧形槽设有第二弧形凸起，对应第一弧形凸起设有第二弧形槽，且第一弧形槽与第二弧形凸起无间隙连接，第二弧形槽与第一弧形凸起无间隙连接。同时，y导轨和y滑块的结构也是如此，x导轨是无间隙预紧，x导轨和x滑块之间能实现无间隙连接，使得z轴和刀具运行更平稳，进一步提高了加工精度和机床的稳定性。
7、还包括设置于底座背离z轴结构一侧的排水排屑结构，所述排水排屑结构表面的高度低于底座表面的高度，及时排出水和碎屑，防止污染物附着于待加工工件表面，保持机床的整洁度，提高加工精度。
8、z动力组件为直连大扭矩电机，高低速都能实现大扭矩，切削扭矩大，切削平稳，震动小，进一步提高了加工精度和机床的稳定性。
9、对于刀库而言，一方面，刀库作为加工中心机的核心部件之一，采用刀盘伺服电机驱动刀盘旋转，提供的动力稳定，保证刀库的稳定工作，提高了加工中心机的加工精度。第二方面，在刀盘伺服电机的输出端设有高精度分割器，严格控制刀盘旋转的角度，从而保证能准确的调取某个换刀机构，换刀精度高，有利于提高加工精度。第三方面，还设有感应器，通过感应器感应某一换刀机构是否旋转到位，进一步提高了换刀准确度和加工。第四方面，每个刀盘都设有刀盘伺服电机、分割器和感应器，使得两个刀盘的工作互不干扰，可独立进行，二者可同时换刀，也可单独换刀，能满足不同客户的需求。第五方面，刀库直接安装于工作台表面，和工作台同步运动，换刀时只需在气缸作用下将刀具推出到z轴下方即可，进一步提高了换刀准确度和加工精度。
10、换刀机构包括连接于刀盘的刀夹、卡设于刀夹内的刀柄、连接于刀柄底部的刀具；所述刀夹包括连接于刀盘的安装片、与安装片一体成型的半开口状卡箍，所述卡箍内设有凸条，刀柄包括对应凸条设置的卡槽，设置于卡槽顶部的限位件和位于卡槽底部用于连接刀具的连接件，所述凸条与卡槽配合以使得卡箍与刀柄卡接。刀夹稳定的连接于刀盘，通过凸条与卡槽的配合，使得刀夹的卡箍能稳固的与刀柄连接，且限位件的设置，对刀柄起到限位作用，防止刀柄向上移动，确保刀盘高速旋转过程中，换刀机构的稳定连接，进一步提高了刀库的稳定性和加工的高精度性。
11、刀库罩包括位于两个刀盘伺服电机底部的底部挡水板、围设于两个刀盘周围的侧盖板、连接于刀盘一侧的刀库门、连接于两个刀库门和侧盖板之间的前盖板、对应前盖板设置于刀盘另一侧的后盖板、设置于刀盘顶部的上盖板、设置于刀库门底部的前挡板，所述底部挡水板、侧盖板、刀库门、前盖板、后盖板、上盖板、前挡板围合形成用于容纳两个刀盘、换刀机构、刀盘伺服电机和分割器的密闭空间，且刀库门为可开合门。刀库罩能从上下左右前后等方向完全密封内部的刀盘、换刀机构、刀盘伺服电机和分割器等精密部件，防止在加工过程中产生的废液碎屑等污染物进入刀库罩内部造成刀具污染，进一步有利于保证加工精度。
12、前挡板自靠近刀库门的方向向远离刀库门的方向，厚度依次减小，使得前挡板呈斜坡状，便于废液碎屑等污染物在重力的作用下，通过排污孔排出，防止污染物进入刀库罩内部，对刀具造成污染，确保换刀机构的换刀精准度和加工中心机的加工精度。
13、环形阵列于两个刀盘圆周上的换刀机构相外切，且前盖板呈波浪圆弧形，使得刀库整体空间小，各部件空间利用率高，结构紧凑、空间布局合理.
14、水箱机构位于排水排屑结构下方，排水排屑的底部呈漏斗形，便于加工过程中产生的机油和碎屑的及时排出，防止污染物附着于刀库和机床内部造成污染，进一步确保加工精度和稳定运转，水箱机构内设有多重过滤网，能对油污和碎屑进行多重过滤，使得机油能回收再利用。且设有x轴拖链、y轴拖链和z轴拖链，电气元件都放置于各个拖链内，安全可靠，进一步确保加工精度和稳定运转。全封闭、隔离式的电路、电箱设计，有效保护电气元件的老化，极大降低了因意外产生的故障，进一步确保加工精度和稳定运转。
15、机罩上开设有操作门和观察窗，便于工人操作和观察，人性化的前置按钮设计(程序、夹具控制)，夹具预留口设计，操作面板可旋转调整视角设计，极大方便操作者的使用。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明内部的立体图；
图3为本发明的机床的立体图；
图4为本发明的机床另一视角的立体图；
图5为本发明的机床第三视角的立体图；
图6为本发明的机床的局部立体图；
图7为本发明的x导轨的立体图；
图8为本发明的刀库的立体图；
图9为本发明的刀库另一视角的立体图；
图10为本发明的刀库内部的立体图；
图11为本发明的刀库内部第二视角的立体图；
图12为本发明的刀库内部第三视角的立体图；
图13为本发明的刀夹的立体图；
图14为本发明的刀柄的立体图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1～图4所示，分别为本发明的整机的立体图和内部立体图，机床的不同视角立体图和x导轨的立体图，刀库的不同视角的立体图、刀库内部不同视角的立体图、刀夹的立体图和刀柄的立体图。
高精度高稳定加工中心机10，包括机罩300、设置于机罩300内部用于对工件进行加工的机床100、位于机床100后方的用于盛装加工过程中产生的污染物的水箱机构400、设置于机床100上的刀库200。
加工中心机用高稳定机床100，包括一体成型的大理石底座110、垂设于底座110上的u形横梁120、安装于底座110表面的y轴结构130、滑设于y轴结构130表面用于放置待加工工件的工作台140、设置于u形横梁120一侧表面的x轴结构150、滑设于x轴结构150表面的滑板160、平行安装于滑板160背离x轴结构150一侧的两个z轴结构170，所述z轴结构170底部安装有用于对工作台140上的工件进行加工的刀具180；所述z轴结构170包括外罩171、设置于外罩171内部且连接于刀具180的z动力组件172，设置于外罩171和滑板160之间的z滑块173，所述滑板160上对应z滑块173设有z导轨174，所述z动力组件172驱动z滑块173带动刀具180沿z导轨174上下运动；所述y轴结构130位于u形横梁120底部中间位置且垂直于u形横梁120。
u形横梁120侧面开设有u形槽121，u形槽121的开设，分散了u形横梁120的部分重力，降低了机床100整体的重心，提高机床100的稳定性。x轴结构150包括平行设置于u形槽121两边的两个x导轨152和滑设于x导轨152上的x滑块153、驱动x滑块153沿x导轨152左右滑动的x动力组件；所述滑板160安装于x滑块上。设有两个x滑轨和四个x滑块，使得滑板160能稳定的连接于四个x滑块的表面，从而带动两个z轴结构170稳定的沿x导轨152左右移动，进一步提高了机床100的稳定性和加工精度。
y轴结构130包括支撑座131、平行设置于支撑座131表面的两个y导轨132和滑设于y导轨132上的y滑块133、驱动y滑块沿y导轨132前后滑动的y动力组件；所述工作台140安装于y滑块上。设有两个y导轨132和四个y滑块133，使得工作台140能稳定的沿y导轨132前后移动，进一步提高了机床100的稳定性和加工精度。
u形横梁120的内角和外角均为倒圆角120a，降低了u形横梁120整体的刚性，u形横梁120底部两侧加固连接有固定块121b，防止加工震动造成的u形横梁120晃动，进一步提高了机床100的稳定性和加工精度。
还包括设置于两个z轴结构170之间且连接于滑板160的封板190，封板190可分散部分震动力，减小加工时刀具180的震动，进一步提高了机床100的稳定性和加工精度。
所述x导轨152的轨道面两侧顶部设有第一弧形槽152a，第一弧形槽152a下方设有第一弧形凸起152b，所述x滑块对应第一弧形槽152a设有第二弧形凸起153a，对应第一弧形凸起152b设有第二弧形槽153b，且第一弧形槽152a与第二弧形凸起153a无间隙连接，第二弧形槽153b与第一弧形凸起152b无间隙连接。同时，y导轨132和y滑块的结构也是如此，x导轨152是无间隙预紧，x导轨152和x滑块之间能实现无间隙连接，使得z轴和刀具180运行更平稳，进一步提高了加工精度和机床100的稳定性。
还包括设置于底座110背离z轴结构170一侧的排水排屑结构111，所述排水排屑结构111表面的高度低于底座110表面的高度，及时排出水和碎屑，防止污染物附着于待加工工件表面，保持机床100的整洁度，提高加工精度。
z动力组件172为直连大扭矩电机，高低速都能实现大扭矩，切削扭矩大，切削平稳，震动小，进一步提高了加工精度和机床100的稳定性。
一方面，底座110采用一体成型的大理石制成，相对于现有技术的铸铁架底座110，具有加工精度高，阻尼系数高，吸振性强，热稳定性、耐腐蚀性好，无内应力释放等一系列优于金属床身的物理特性，让机床100的精度更高，性能更稳定。第二方面，滑板160上连接有两个平行设置的z轴结构170，双z轴结构170后滑板160一体式设计，相对于现有技术的双z轴分体结构，大大缩减因加工、装配带来的位置误差，进一步提高了加工精度和机床100整体的稳定性。第三方面，z轴结构170包括外罩171、设置于外罩171内部且连接于刀具180的z动力组件172，设置于外罩171和滑板160之间的z滑块173，所述滑板160上对应z滑块173设有z导轨174，所述z动力组件172驱动z滑块173带动刀具180沿z导轨174上下运动，每个z轴结构170都设有一套z动力组件172，使得两个z轴结构170可独立工作也可同时工作，二者互不干扰，当一个z轴结构170换刀时，另一个z轴结构170可正常工作，提高了本发明的适用范围。第四方面，y轴结构130位于u形横梁120底部中间位置且垂直于u形横梁120，工作台140位于中心位置，机床100整体重心稳定，进一步提高了机床100的稳定性，防止机床100剧烈震动造成的加工精度低。
水箱机构400位于排水排屑结构111下方，排水排屑结构111的底部呈漏斗形，便于加工过程中产生的机油和碎屑的及时排出，防止污染物附着于刀库200和机床100内部造成污染，进一步确保加工精度和稳定运转，水箱机构400内设有多重过滤网410，能对油污和碎屑进行多重过滤，使得机油能回收再利用。且设有x轴拖链100a、y轴拖链100b和z轴拖链100c，电气元件都放置于各个拖链内，安全可靠，进一步确保加工精度和稳定运转。全封闭、隔离式的电路、电箱设计，有效保护电气元件的老化，极大降低了因意外产生的故障，进一步确保加工精度和稳定运转。
机罩300上开设有操作门310和观察窗320，便于工人操作和观察，人性化的前置按钮设计(程序、夹具控制)，夹具预留口设计，操作面板可旋转调整视角设计，极大方便操作者的使用。
本发明的机床的工作原理为：
将待加工工件放置于工作台140上，y轴结构130驱动工作台140带动工件前后移动，x轴结构150带动刀具180左右移动，z轴结构170带动工件上下移动以对工作台140上的工件进行加工，两个z轴结构170均单独设有z动力组件172，可独立工作，也可同时工作，适用范围广。
刀库200，包括刀库罩210、设置于刀库罩210内部的两个平行设置的刀盘220、环形阵列于每个刀盘220圆周上的若干个换刀机构230、与刀盘220同轴设置的连接块240、连接于连接块240且设置于刀盘220底部用于驱动刀盘220旋转的刀盘伺服电机250、连接于刀盘伺服电机250和刀盘220底部之间的分割器260，还包括设置于刀盘220顶部的感应器270。本实施例中，每个刀盘220上连接有12个换刀机构230。
换刀机构230包括连接于刀盘220的刀夹231、卡设于刀夹231内的刀柄232、连接于刀柄232底部的刀具；所述刀夹231包括连接于刀盘220的安装片231a、与安装片231a一体成型的半开口状卡箍231b，所述卡箍231b内设有凸条231c，刀柄232包括对应凸条231c设置的卡槽232a，设置于卡槽232a顶部的限位件232b和位于卡槽232a底部用于连接刀具的连接件232c，所述凸条231c与卡槽232a配合以使得卡箍231b与刀柄232卡接。刀夹231稳定的连接于刀盘220，通过凸条231c与卡槽232a的配合，使得刀夹231的卡箍231b能稳固的与刀柄232连接，且限位件232b的设置，对刀柄232起到限位作用，防止刀柄232向上移动，确保刀盘220高速旋转过程中，换刀机构230的稳定连接，进一步提高了刀库200的稳定性和加工的高精度性。
刀库罩210包括位于两个刀盘伺服电机250底部的底部挡水板211、围设于两个刀盘220周围的侧盖板212、连接于刀盘220一侧的刀库门213、连接于两个刀库门213和侧盖板212之间的前盖板214、对应前盖板214设置于刀盘220另一侧的后盖板215、设置于刀盘220顶部的上盖板216、设置于刀库门213底部的前挡板217，所述底部挡水板211、侧盖板212、刀库门213、前盖板214、后盖板215、上盖板216、前挡板217围合形成用于容纳两个刀盘220、换刀机构230、刀盘伺服电机250和分割器260的密闭空间，且刀库门213为可开合门。刀库罩210能从上下左右前后等方向完全密封内部的刀盘220、换刀机构230、刀盘伺服电机250和分割器260等精密部件，防止在加工过程中产生的废液碎屑等污染物进入刀库罩210内部造成刀具污染，进一步有利于保证加工精度。
前挡板217自靠近刀库门213的方向向远离刀库门213的方向，厚度依次减小，且前挡板217末端中央开设有排污孔217a，使得前挡板217呈斜坡状，便于废液碎屑等污染物在重力的作用下，通过排污孔217a排出，防止污染物进入刀库罩210内部，对刀具造成污染，确保换刀机构230的换刀精准度和加工中心机的加工精度。
环形阵列于两个刀盘220圆周上的换刀机构230相外切，且前盖板214呈波浪圆弧形，使得刀库200整体空间小，各部件空间利用率高，结构紧凑、空间布局合理。
一方面，刀库200作为加工中心机的核心部件之一，采用刀盘伺服电机250驱动刀盘220旋转，提供的动力稳定，保证刀库200的稳定工作，提高了加工中心机的加工精度。第二方面，在刀盘伺服电机250的输出端设有高精度分割器260，严格控制刀盘220旋转的角度，从而保证能准确的调取某个换刀机构230，换刀精度高，有利于提高加工精度。第三方面，还设有感应器270，通过感应器270感应某一换刀机构230是否旋转到位，进一步提高了换刀准确度和加工。第四方面，每个刀盘220都设有刀盘伺服电机250、分割器260和感应器270，使得两个刀盘220的工作互不干扰，可独立进行，二者可同时换刀，也可单独换刀，能满足不同客户的需求。
本发明的刀库的工作原理为：
刀盘伺服电机250提供动力，经过分割器260准确的带动刀盘220旋转一定的度数，从而使得某一个换刀机构230准确的旋转到刀库门213处，同时感应器270实时感应某个换刀机构230是否旋转到位，便于换刀的准确稳定进行，且由于每个刀盘220都设有刀盘伺服电机250、分割器260和感应器270，使得两个刀盘220的工作互不干扰，可独立进行，二者可同时换刀，也可单独换刀，能满足不同客户的需求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。