数控攻牙钻铣一体机的制作方法

本发明涉及机械制造加工领域，尤其涉及一种数控攻牙钻铣一体机。

背景技术：

在机械零部件的生产制造过程中，经常需要攻牙钻铣等加工步骤，然而，现有的相关设备普遍工作效率不高，通常需要采用多台设备组合以分别配置不同的工序，可同时加工多个工件的设备也只是简单地叠加电机和刀具的数量，其复杂的结构导致加工精度无法保证，电机数量的增加也导致了设备成本及电费成本的提高。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提供一种结构简单且加工效率高的数控攻牙钻铣一体机。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种数控攻牙钻铣一体机，包括机架、均设于所述机架上的工作台装置、运输装置和加工装置；所述工作台装置用于定位待加工工件，其相对的两端分别与所述运输装置和加工装置连接；所述运输装置与所述工作台装置连接并用于向工作台装置输送工件或移走工作台装置上加工完成的工件；所述加工装置包括与所述机架连接的主轴电机、与所述主轴电机的输出轴连接并可由主轴电机驱动旋转的第一主轴、与所述第一主轴并排设置的第二主轴，以及两端分别与所述第一主轴和第二主轴连接的传动机构，所述第二主轴可通过所述传动机构与所述第一主轴同步转动，所述第一主轴和第二主轴的末端均设有夹头，所述夹头上装设有用于加工工作台装置上的工件的刀具。

优选地，所述传动机构包括分别套设于所述第一、第二主轴上的第一传动轮和第二传动轮，以及分别与所述第一、第二传动轮连接的同步传动件。

优选地，所述同步传动件为绕设于所述第一、第二传动轮上的同步带，所述传动机构还包括用于调节所述同步带的松紧度的张紧组件。

优选地，所述加工装置还包括一端与所述主轴电机的输出轴连接的行星减速机，所述行星减速机的另一端与所述第一主轴连接。

进一步地，所述工作台装置包括用于定位待加工工件的工作台及x轴运动机构，所述工作台设于所述x轴运动机构上并可在所述x轴运动机构的驱动下在所述运输装置和加工装置之间往返运动。

优选地，所述加工装置还包括y轴运动机构和z轴运动机构，所述y轴运动机构垂直于所述x轴运动机构架设于所述x轴运动机构的上方，所述z轴运动机构沿竖直方向设于所述y轴运动机构上，所述主轴电机设于所述z轴运动机构上。

更优地，所述工作台装置还包括设于所述x轴运动机构两侧并用于压紧所述工作台上的工件的压紧机构。

优选地，所述工作台包括支撑板和与所述支撑板具有间距地设于所述支撑板上方的固定板，所述固定板和支撑板之间设有排屑机构，所述固定板开设有连通所述排屑机构的排屑孔。

进一步地，所述排屑机构包括排屑驱动件和可通过所述排屑驱动件驱动做往返运动的v形排屑板。

进一步地，所述工作台还包括设于所述固定板上并用于定位工件的限位凸起，所述限位凸起的顶部设有导向斜面。

优选地，所述工作台还包括分设于所述固定板两端的至少两个夹紧气缸、与所述至少两个夹紧气缸连接并可在夹紧气缸的驱动下相向移动以夹紧工件的夹持件。

更优地，所述工作台还包括固设于所述固定板上的夹紧导轨，可沿所述夹紧导轨滑动的夹紧滑块，所述夹持件与所述夹紧滑块连接。

优选地，所述运输装置包括架设于所述工作台装置上方的导向滑动机构、设于所述导向滑动机构上并可通过所述导向滑动机构驱动来回滑动的机械手，所述机械手用于向所述工作台装置上放置待加工工件或者从所述工作台装置上夹走已加工工件。

优选地，所述运输装置包括两个所述机械手，两个所述机械手间隔设于所述导向滑动机构上，其中一个机械手用于向所述工作台装置上放置待加工工件，另一个机械手用于从所述工作台装置上夹走已加工工件。

优选地，所述机械手包括与所述导向滑动机构连接的第一气缸、与所述第一气缸连接的夹具，所述夹具用于夹放工件并可在所述第一气缸的驱动下进行上下运动。

优选地，所述机械手还包括与所述夹具连接的顶板，所述顶板用于在所述第一气缸驱动所述夹具向下运动时将所述夹具上的工件顶紧于所述工作台装置上。

优选地，所述运输装置还包括设于所述导向滑动机构上并用于限制所述第一气缸向下运动行程的限位件。

优选地，所述运输装置还包括设于所述导向滑动机构上并位于所述工作台装置正上方的支撑轴承，所述机械手在移动至所述工作台装置上方时抵接所述支撑轴承。

相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：

1.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，加工装置由一台电机可同时驱动两个主轴转动，从而可同时带动分别与两个主轴连接的两个刀具进行加工作业，进而可同时加工两个工位上的工件，提高了生产效率且减低生产成本。在需要时还可在主轴上安装不同的刀具，通过一台电机即可对工件进行攻牙钻铣等不同方式的加工。

2.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，主轴电机连接有行星减速机，可确保主轴电机在驱动两个刀具进行加工时依然有足够的扭矩，从而保证两个刀具可正常转动，不会轻易卡刀。

3.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，主轴电机配合加工装置和工作台装置上的三轴联动机构，可进行多方位的数控加工，无需人工调整定位工件，加工效率更高，且三轴联动机构采用伺服电机控制，保证对工件有较高的定位精度。

4.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，工作台的中部夹层内设有排屑机构，排屑机构采用v形排屑板进行排屑，可快速将加工时产生的渣料清理推出，保证在连续加工多个工件时的正常运行，且由于排屑机构设于工作台的内部，可避免对正在加工的工件产生影响，保证加工精度。

5.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，工作台上设有用于定位工件的限位凸起，通过限位凸起可固定两个工件的位置和间距，确保两个并排设置的刀具可同时精准加工两件工件，且限位凸起的顶部设有导向斜面，便于工件卡入所述限位凸起内。

6.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，工作台的两端均设有夹紧气缸和与所述夹紧气缸连接的夹持件，可通过夹紧气缸同时驱动两端的夹持件相向夹紧待加工工件，实现工件的自动找正，将工件定位固定，进而确保加工精度。

7.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，运输装置包括两个机械手，两个机械手可分别将上一工序的待加工工件夹取至所述工作台、将从所述工作台上的已加工工件夹取至下一工序，通过导向滑动机构间隔设置所述两个机械手，可同时驱动两个机械手做左右往返运动，便于机械手的定位且提高了运输效率。

8.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，导向滑动机构上设有限位件和支撑轴承，所述限位件和支撑轴承位于工作台的正上方，使机械手在工作台上夹放工件时，可通过限位件控制机械手的行程和通过支撑轴承支撑机械手，以提高机械手的稳定性。

9.本发明提供的数控攻牙钻铣一体机中，机械手的底部上设有顶板，所述顶板用于在机械手向下运动时将所述机械手上的工件顶紧于工作台上，顶板的形状根据工件的形状设置，同时还可起到在夹放工件时定位工件的作用，进一步提高机械手的精度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明提供的数控攻牙钻铣一体机的立体图；

图2为图1所示的数控攻牙钻铣一体机去除保护罩后的立体图；

图3为图2所示的工作台装置和加工装置的立体图；

图4为图3所示的加工装置的分解图；

图5为图4所示的主轴电机与主轴的连接结构的立体图；

图6为图2所示的工作台装置的分解图；

图7为图2所示的运输装置的立体图；

图8为图7所示的机械手的立体图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

如图1所示，本发明提供一种数控攻牙钻铣一体机1000，可适用于智能锁具面板2000等工件的攻牙钻铣加工。所述数控攻牙钻铣一体机1000包括为柜体设计的机架1和设于所述机架1上的保护罩5，所述保护罩5上设有用于显示工作状况的指示灯51和用于调节参数与操控设备的控制面板52，由于其结构不属于本发明的改进所在，故不赘述。

如图2所示，所述数控攻牙钻铣一体机1000还包括位于所述保护罩5内并均设于所述机架1上且依次连接的运输装置2、工作台装置3和加工装置4。

具体地，所述运输装置2用于运输工件(例如智能锁具面板2000，下同)，其架设于所述工作台装置3的上方且两端分别与上一工序和下一工序的设备连接，所述运输装置2可将上一工序后待加工的工件运输至所述工作台装置3上，并可将所述工作台装置3上加工完成的工件运输至下一工序，通过所述运输装置2使该数控攻牙钻铣一体机1000可于生产流水线中实现全自动化的加工与传输。相应地，所述保护罩5在对应所述运输装置2两端的位置开设有运输窗口53，所述运输装置2可通过所述运输窗口53穿出所述保护罩5与其他设备连接。

所述工作台装置3的两端分别与所述运输装置2和加工装置3连接，其可将工件定位固定且可在所述运输装置2和加工装置3之间往返移动所述工件，在实现工装的同时起到连接所述运输装置2和加工装置3的作用。具体地，如图3所示，所述工作台装置3包括x轴运动机构31及用于定位待加工工件的工作台32，所述工作台32设于所述x轴运动机构31上并可在所述x轴运动机构31的驱动下在所述运输装置2和加工装置3之间往返运动。

如图4所示，所述加工装置4包括通过支撑座41架设于所述x轴运动机构31上方的y轴运动机构42、设于所述y轴运动机构42上的z轴运动机构43，以及设于所述的z轴运动机构43上的主轴电机44，所述x轴运动机构31、y轴运动机构42及z轴运动机构43相互垂直设置形成三轴联动机构，使与所述主轴电机44连接的刀具可进行多方位的数控加工，无需人工调整定位工件，加工效率更高。

如图5所示，所述加工装置4还包括与所述主轴电机44的输出轴连接并可由主轴电机44驱动旋转的第一主轴45、与所述第一主轴45并排设置的第二主轴46，以及两端分别与所述第一主轴45和第二主轴46连接的传动机构47，所述第二主轴46可通过所述传动机构47与所述第一主轴45同步转动，所述第一主轴45和第二主轴46的末端均设有用于连接刀具的夹头，所述加工装置4由一台主轴电机44可同时驱动两个主轴转动，从而可同时带动分别与两个主轴连接的两个刀具进行加工作业，进而可同时加工两个工位上的工件，提高了生产效率且减低生产成本。

进一步地，所述夹头包括分别与所述第一主轴45和第二主轴46连接的第一夹头451和第二夹头461，所述第一夹头451和第二夹头461分别连接有第一刀具452和第二刀具462，在本实施例中所述第一刀具452和第二刀具462相同，从而可同步加工两个并排设置的工件。

在其他实施方式中，所述第一刀具452和第二刀具462还可为不同种类的刀具，所述加工装置4通过一台主轴电机44即可对工件进行攻牙、钻孔、铣削等不同方式的加工，在工件需要多种步骤加工时无需经过多台设备，提高了加工效率，并降低了生产成本。

如图5所示，所述传动机构47包括分别套设于所述第一主轴45和第二主轴46上的第一传动轮471和第二传动轮471，以及分别与所述第一传动轮471和第二传动轮472连接的同步传动件473。

具体地，所述同步传动件473包括绕设于所述第一传动轮471和第二传动轮472上的同步带4731、用于调节所述同步带4731的松紧度的张紧组件4732，通过所述张紧组件4732的调节确保所述同步带4731保持张紧状态，且无需在所述第一主轴45和第二主轴46的间距有调整时重新更换不同长度的同步带4731，另外通过同步带4731传动实现工作时传动平稳无噪声，减少设备的噪音，且同步带4731传动结构的成本低，可降低所述数控攻牙钻铣一体机1000的制造成本。

应当理解的是，在其他实施方式中，第一传动轮471和第二传动轮472可为齿轮、带轮或链轮，相应地所述同步传动件473可为齿轮、同步带或链条，本领域技术人员可根据实际情况具体设置。

优选地，所述加工装置47还包括一端与所述主轴电机44的输出轴连接的行星减速机48，所述行星减速机48的另一端与所述第一主轴45连接，设有所述行星减速机48可确保主轴电机44在驱动两个刀具进行加工时依然有足够的扭矩，从而保证两个刀具可正常转动，不会轻易卡刀。

如图4所示，所述z轴运动机构43包括z轴电机431和与所述z轴电机431的输出轴连接的z轴丝杆螺母组件432，所述主轴电机44通过电机固定板441与所述z轴丝杆螺母组件432连接，且所述主轴电机44可在所述z轴电机431的驱动下通过所述z轴丝杆螺母组件432带动上下移动。同理，所述y轴运动机构42包括y轴电机421和与所述y轴电机421的输出轴连接的y轴丝杆螺母组件422，所述z轴运动机构43可在y轴电机421的驱动下通过所述y轴丝杆螺母组件422带动横向移动。

进一步地，所述加工装置4还包括盖设于所述主轴电机44与第一、第二主轴外部的防护罩442，防止灰尘与加工时产生的渣料的进入，且使所述加工装置4整体上更为美观，并防止操作事故的发生。

如图6所示，所述工作台32包括支撑板321和设于所述支撑板321上方的固定板322，所述支撑板321和固定板322之间设有支撑柱323以使所述支撑板321和固定板322间隔设置，所述工作台32还包括设于所述支撑板321和固定板322之间的排屑机构324。

具体地，所述固定板322开设有多个连通所述排屑机构324的排屑孔3221，即所述固定板322镂空设置，在所述固定板322上加工工件时产生的渣料可通过所述排屑孔3221掉落于所述支撑板321上。所述排屑机构324包括排屑驱动件3241和可通过所述排屑驱动件3241驱动做往返运动的v形排屑板3242，通过所述v形排屑板3242可快速将加工时产生的渣料清理推出，保证在连续加工多个工件时不会因渣料的拥堵影响设备的正常运行，且由于所述排屑机构324设于工作台32的内部，可避免对正在加工的工件产生影响，保证加工精度。

进一步地，所述工作台32还包括分设于所述固定板322两端的两个夹紧气缸325、与所述至少两个夹紧气缸325连接并可在夹紧气缸325的驱动下相向移动以夹紧工件的夹持件326，通过所述夹持件326相向夹紧待加工工件，可实现工件的自动找正，将工件定位固定，从而确保加工精度。

所述工作台32还包括固设于所述固定板322上的夹紧导轨327、设于所述夹紧导轨327上并可通过所述夹紧导轨327进行导向滑动的夹紧滑块328，所述夹持件326与所述夹紧滑块328连接，所述夹持件326可通过所述夹紧滑块328和夹紧导轨327的配合导向夹紧工件，保证固定工件时不会因晃动导致工件发生错位。

优选地，所述工作台32还包括设于所述固定板322上并用于定位工件的限位凸起329，所述限位凸起329的位置根据工件的形状大小设置，通过限位凸起329可固定两个工件的位置和间距，确保两个并排设置的刀具可同时精准加工两件工件，且所述限位凸起329的顶部设有导向斜面，便于工件卡入所述限位凸起329内。

进一步地，所述x轴运动机构31包括x轴电机311和与所述x轴电机311的输出轴连接的x轴丝杆螺母组件312，所述工作台32与所述x轴丝杆螺母组件312连接，且所述工作台32可在所述x轴电机311的驱动下通过所述x轴丝杆螺母组件312带动前后移动，所述x轴运动机构31还包括与其驱动运动方向对应设置的x轴导轨314和x轴滑块315，所述工作台32与x轴滑块315连接，所述x轴导轨314和x轴滑块315可对所述工作台32起导向作用，且增强机构强度。

同理，如图4所示，所述y轴运动机构42和z轴运动机构43均还包括对应各自驱动运动方向设置的滑轨滑块组件(未标号，下同)。

如图3所示，所述x轴运动机构31、y轴运动机构42和z轴运动机构43均还包括对应设置的x轴防尘罩313、y轴防尘罩423和z轴防尘罩433。所述x轴防尘罩313为可折叠设计，其分为两部分分别设于所述工作台32的前后两侧，在所述工作台32前后移动时两侧的x轴防尘罩313可分别折叠与展开。同理，所述y轴防尘罩423和z轴防尘罩433均分为两部分对应设置，可避免灰尘与加工时产生的渣料的进入影响三轴联动机构的正常运行。

如图3所示，所述工作台装置3还包括设于所述x轴运动机构31两侧并用于压紧所述工作台32上的工件的压紧机构33，通过所述压紧机构33可加强工件的定位与固定，避免在加工时因震动而导致工件跑偏错位，进一步提升加工精度。

如图7所示，所述运输装置2包括通过支撑座21架设于所述工作台装置3上方的导向滑动机构22，所述导向滑动机构22的两端均用于连接其他工序的设备，所述运输装置2还包括间隔设于所述导向滑动机构22上的两个机械手23，所述两个机械手23可在所述导向滑动机构22的驱动下做左右往返运动，从而可分别在上一工序的设备与下一工序的设备之间往返移动，进而可分别实现向所述工作台装置3上放置待加工工件和从所述工作台装置3上夹走已加工工件。

具体地，所述导向滑动机构22包括与所述支撑座21固接的运输导轨221，与所述运输导轨221连接并可相对所述运输导轨221滑动的运输架222，所述机械手23设于所述运输架222上。

所述导向滑动机构22还包括设于所述支撑座21上的运输电机223、与所述运输电机223的输出轴连接的驱动轮224，以及绕设于所述驱动轮224上并与所述运输架222连接的传动带225，所述运输架222可通过所述驱动轮224和传动带225的配合在所述运输电机223的驱动下进行高精度的往返运动，以实现工件的精准运输。

优选地，所述运输电机223与x轴电机311、y轴电机421和z轴电机431均为伺服电机，可提升各个机构的移动精度，精确控制工件或者刀具的位置，从而提高工件的加工精度。

如图8所示，所述机械手23包括与所述导向滑动机构22连接的第一气缸231和与所述第一气缸231连接的夹具232，所述夹具232用于夹放工件并可在所述第一气缸231的驱动下进行上下运动。

所述夹具232包括第二气缸2321和与所述第二气缸2321连接的卡爪2322，所述卡爪2322可在所述第二气缸2321的驱动下收缩或者展开，从而夹放工件，在实际使用中，本领域技术人员可根据工件的不同选择合适形状大小的卡爪2322。

所述机械手23的具体工作方式为：机械手23在所述导向滑动机构22的驱动下左右移动至工件的上方，然后通过所述第一气缸231驱动所述夹具232向下移动靠近工件，再通过所述第二气缸2321驱动所述卡爪2322夹紧工件后，所述第一气缸231收缩带动所述夹具232与工件一起上升，再通过所述导向滑动机构22驱动所述机械手23左右移动至下一工序的位置，同理，最后可通过所述第一气缸231和第二气缸2321的配合将工件放置于该工序相应的装置上。

如图8所示，优选地，所述机械手23还包括与所述夹具232连接的顶板233，所述顶板233用于在所述第一气缸231驱动所述夹具232向下运动时将所述夹具231上的工件顶紧于所述工作台32或者其他设备上，所述顶板233的形状根据工件的结构设置，同时还可起到在夹放工件时定位工件的作用，进一步提高所述机械手23的精度。

进一步地，所述机械手23通过第一气缸231与气缸安装板234的相互配合与所述运输架222连接，且所述气缸安装板234上开设有导向孔，所述机械手23还包括与所述夹具232连接并穿设于所述导向孔内的导杆235，通过所述导杆235进行夹具232的运动导向保证夹具上下移动时具有较高的稳定性，不会因晃动导致工件的定位产生偏差。

优选地，所述导杆235的末端设有挡止件2351，所述运输装置3还包括设于所述导向滑动机构22上并用于限制所述第一气缸231向下运动行程的限位件24(在图7中示出)，通过所述挡止件2351与限位件24的配合将所述第一气缸231的行程固定于预设位置，使所述夹具232可精确地在所述工作台32上夹取或者放置工件。

如图7所示，所述运输装置2还包括设于所述导向滑动机构22上并位于所述工作台32正上方的支撑轴承25，所述机械手23在移动至所述工作台32上方时抵接所述支撑轴承25，减小所述夹具232在上下移动的晃动，进一步提升所述机械手23的稳定性。

进一步地，所述数控攻牙钻铣一体机1000还包括设于所述柜体(机架1)内的冷却装置(图未示，下同)，所述冷却装置采用乳化切削液对加工工件和刀具进行冷却，对加工部位起润滑、冷却和清洗的作用。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。