卧式加工中心的制作方法

本实用新型涉及数控设备技术领域，尤其涉及一种卧式加工中心。

背景技术：

卧式加工中心是通过水平布局主轴的机构实现铣削加工的机床，主要用于加工大型零件，比如：箱体类零件或有深孔等的零件的加工。

现有技术的卧式加工中心，如图1所示，主要包括底座，底座上设置有立柱组件、与立柱组件相对设置的刀具移动组件、固定连接在刀具移动组件上的刀库组件以及工作台；具体的，立柱组件包括主轴、主轴箱以及第一滑动组件，主轴箱可沿着第一滑动组件上下滑动；刀具移动组件可在底座上进行滑动；当需要进行换刀时，主轴箱沿着第一滑动组件滑动以到达第一预设位置，同时刀具移动组件在底座上滑动以到达第二预设位置，然后进行换刀。

然而，由于刀库组件固定连接在刀具移动组件上，当刀具移动组件滑动时，需要同时驱动刀库组件一起滑动，从而使整个刀具移动组件的移动负荷大大增加，进而影响卧式加工中心的换刀效率；同时，由于卧式加工中心的整体结构电气容量的限制，也会使刀库组件的容量受到一定的限制。

技术实现要素：

本实用新型提供一种卧式加工中心，用于将卧式加工中心的刀具移动组件和刀库组件分离设置，以提高卧式加工中心的换刀效率，以及提高刀库组件的容量。

本申请第一方面提供一种卧式加工中心，包括:

底座，所述底座上设置有立柱组件、刀具移动组件、刀具分离组件、刀库组件以及工作台；

其中，所述立柱组件上设置有主轴移动组件，所述主轴移动组件可沿着所述立柱组件的轴向方向上下移动，且所述立柱组件设置在所述底座的上方的一侧；所述刀具移动组件设置在所述底座的上方，并与所述立柱组件相对设置，所述刀具移动组件与所述底座为滑动连接；所述刀库组件设置在所述底座的远离所述立柱组件的一侧面上，并与所述立柱组件相对设置；所述工作台设置在远离所述立柱组件的一端；

所述刀具分离组件设置在所述刀具移动组件的背离所述立柱组件的一侧，且可沿水平方向旋转，以将所述刀库组件上的刀具从所述刀库组件中分离。

本申请提供的卧式加工中心，通过在刀具移动组件的背离立柱组件的一侧设置刀具分离组件，以将刀库组件中的刀具通过刀具分离组件分离出来；由于刀具分离组件在水平面上可旋转，从而可进一步将从刀库组件上分离出来的刀具旋转至刀具移动组件的移动方向上，以便后期的换刀过程；另外，由于刀具分离组件设置在刀具移动组件上，且刀具分离组件上夹持有从刀库组件上分离出来的刀具，从而使刀具移动组件在移动过程中只需要驱动刀具分离组件，无需驱动刀库组件即可实现换刀，使得刀具移动组件的移动负载大大降低，进而使刀具移动组件的灵活性提高，提高了换刀效率，并且由于在换刀的过程中，无需驱动刀库组件，从而提高了刀库组件的容量。

基于本申请第一方面，本申请第一方面的第一种实现方式，所述刀具分离组件包括支撑座、转动连接在所述支撑座上的夹刀装置以及用于驱动所述夹刀装置转动的第一驱动装置；所述第一驱动装置的第一端固定连接在所述刀具移动组件上，所述第一驱动装置的第二端转动连接在所述夹刀装置上，用于驱动所述夹刀装置转动；所述支撑座固定连接在所述刀具移动组件上。

由第一方面的第一种实现方式可见，通过在刀具分离组件上设置夹刀装置，将夹刀装置通过支撑座固定连接在刀具移动组件上，以在换刀过程中通过夹刀装置将刀库组件中的刀具从刀库组件上分离并移动至刀具移动组件上；进而在换刀过程中实现刀具与刀库组件分离的目的，以避免驱动整个刀库组件移动。

基于本申请第一方面至第一方面的第一种实现方式，本申请第一方面的第二种实现方式，所述夹刀装置包括第一立板和与所述第一立板相对设置的第二立板，所述第一立板和所述第二立板从所述刀具的两侧将所述刀具夹持住，以将所述刀具从所述刀库组件中分离。

由第一方面的第二种实现方式可见，通过将夹刀装置设置成与刀库组件中的刀具相匹配的结构，便于夹持刀具，同时防止刀具从夹刀装置中掉落。

基于本申请第一方面至第一方面的第二种实现方式，本申请第一方面的第三种实现方式，所述第二立板上设置有凹槽，所述凹槽用于容置所述刀具的底部的滚轮。

由第一方面的第三种实现方式可见，实现了便于夹持刀具，且能够对刀具底部的滚轮进行保护，防止在换刀过程中对滚轮造成损坏。

基于本申请第一方面至第一方面的第三种实现方式，本申请第一方面的第四种实现方式，所述凹槽至少为一个，至少一个所述凹槽的开口方向竖直向上。

由第一方面的第四种实现方式可见，通过设置至少一个凹槽以对刀具上的滚轮进行保护，同时通过将凹槽的开口方向设置成与刀具在刀库组件中的旋转方向相对的方向，能够使刀具上的滚轮在移动过程中通过该凹槽的开口顺利进入至夹刀装置中。

基于本申请第一方面至第一方面的第四种实现方式，本申请第一方面的第五种实现方式，所述夹刀装置的旋转角度为0～90°。

由第一方面的第五种实现方式可见，这样能够有效控制夹刀装置的旋转角度，以避免刀具与周边组件碰撞而造成损坏；同时保证夹刀装置上的刀具在旋转至刀具移动组件上时，刀具的延伸方向能够与刀具移动组件的移动方向平行。

基于本申请第一方面至第一方面的第五种实现方式，本申请第一方面的第六种实现方式，所述底座的远离所述立柱组件的一侧面上还设置有支撑架，以将所述刀库组件固定安装在所述底座上。

由第一方面的第六种实现方式可见，通过在底座的一侧面上设置一支撑架，将刀库组件固定安装在支架上，以通过支撑架将刀库组件安装在底座上，从而大大增加了底座上的安装面积。

基于本申请第一方面至第一方面的第六种实现方式，本申请第一方面的第七种实现方式，所述立柱组件还包括竖向设置的第一滑动组件，所述主轴移动组件沿着所述第一滑动组件上下移动，以到达第一预设位置；其中，所述主轴移动组件包括主轴箱和设置在所述主轴箱中的主轴

由第一方面的第七种实现方式可见，通过设置第一滑动组件不仅能够对主轴移动组件的移动方向进行导向，且能够减小移动阻力，便于主轴移动组件上下移动。

基于本申请第一方面至第一方面的第七种实现方式，本申请第一方面的第八种实现方式，所述刀具移动组件包括换刀组件和第二滑动组件；所述刀具分离组件固定连接在所述换刀组件上，所述换刀组件用于将所述刀具分离组件上的刀具置换到所述主轴上；所述换刀组件通过所述第二滑动组件在所述底座上滑动，以使所述换刀组件到达第二预设位置。

由第一方面的第八种实现方式可见，通过设置换刀组件以在刀具到达第二预设位置时将刀具置换到主轴上，以实现换刀过程；同时通过设置第二滑动组件以对换刀组件在底座上的移动进行导向。

基于本申请第一方面至第一方面的第八种实现方式，本申请第一方面的第九种实现方式，所述换刀组件包括刀库支架、安装在所述刀库支架上的第二驱动装置以及转动连接在所述第二驱动装置上的机械臂；所述刀库支架用于承载所述第二驱动装置，所述换刀组件通过所述刀库支架与所述第二滑动组件连接；所述机械臂面向所述工作台设置，用于将所述刀具分离组件上的刀具置换到所述主轴上。

由第一方面的第九种实现方式可见，通过设置机械臂，以在刀具移动组件和主轴移动组件达到预设位置后，通过第二驱动装置驱动机械臂旋转，以使机械臂分别握持夹刀装置和/或主轴上的刀具，然后继续旋转，以将夹刀装置和主轴上的刀具进行置换，进而实现换刀过程。

附图说明

图1为现有技术卧式加工中心的结构示意图；

图2为本实用新型卧式加工中心没有安装刀库组件时的结构示意图；

图3为本实用新型卧式加工中心安装有刀库组件时的结构示意图；

图4为图2中的i处的局部放大图；

图5为本实用新型夹刀装置的旋转示意图；

图6为本实用新型夹刀装置旋转过程中的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

图2为本实用新型卧式加工中心没有安装刀库组件时的结构示意图；图3为本实用新型卧式加工中心安装有刀库组件时的结构示意图。

请参阅图2和图3，本实施例提供的卧式加工中心，包括底座1，底座1上设置有立柱组件10、刀具移动组件11、刀具分离组件14、刀库组件12以及工作台13。

其中，立柱组件10上设置有主轴移动组件101，主轴移动组件101可沿着立柱组件10的轴向方向上下移动，且立柱组件10设置在底座1的上方的一侧；刀具移动组件11设置在底座1的上方，并与立柱组件10相对设置，刀具移动组件11与底座1为滑动连接；刀库组件12设置在底座1的远离立柱组件10的一侧面上，并与立柱组件10相对设置；工作台13设置在远离立柱组件10的一端，并与刀具移动组件11的移动方向垂直。

刀具分离组件14设置在刀具移动组件11的背离立柱组件10的一侧，且可沿水平方向旋转，用于将刀库组件12上的刀具120从刀库组件12中分离出来。

本实施例中，刀具分离组件14将刀具120从刀库组件12分离之后，刀具120位于刀具分离组件14中；当需要进行换刀时，主轴移动组件101移动至第一预设位置，刀具分离组件14从刀库组件14中将刀具120分离并旋转刀具120至刀具移动组件11的移动方向上，然后使刀具移动组件11移动至第二预设位置，并进行换刀。其中，本实施例的第一预设位置和第二预设位置可以是相对应的位置，以在相对应的位置实换刀。

需要说明的是，上述所涉及的侧面具体是指a向所示方向的两个侧面，一端具体是指b向所示方向的端部。

具体的，刀库组件12上设置有滑槽，滑槽的一侧设置有缺口；其中，滑槽用于容置刀具120，且刀具120可在滑槽中移动，当需要进行换刀时，刀具120可从缺口所在的位置从刀库组件12中移出；在具体实施过程中，刀具分离组件14从缺口所在的位置旋转至滑槽的中间位置，当刀具120继续向下移动，到达刀具分离组件14所在的位置时，刀具分离组件14将刀具120夹持住，然后逆向旋转至刀具移动组件11的移动方向上，然后进行后续的换刀过程。

具体的，主轴移动组件101沿着c向所示的方向上下移动，以到达第一预设位置；刀具移动组件11在底座1上沿着a向所示的方向来回移动，以到达第二预设位置；其中，第一预设位置和第二预设位置所形成的平面与刀具移动组件11的移动方向垂直，以保障换刀过程的正常进行。

在具体实施过程中，刀库组件12可拆卸连接在底座1的远离立柱组件10的一侧面上；具体的，刀库组件12通过螺钉连接在底座1上。

本实施例提供的卧式加工中心，通过在刀具移动组件11的背离立柱组件10的一侧设置刀具分离组件14，以将刀库组件12中的刀具120通过刀具分离组件14分离出来；由于刀具分离组件14可在水平面上旋转，从而可进一步将从刀库组件12上分离出来的刀具120旋转至刀具移动组件11的移动方向上，以便后期的换刀过程；另外，由于刀具分离组件14设置在刀具移动组件11上，且刀具分离组件14上夹持有从刀库组件12上分离出来的刀具120，从而使刀具移动组件11在移动过程中只需要驱动刀具分离组件14，无需驱动刀库组件12即可实现换刀，使得刀具移动组件11的移动负载大大降低，进而使刀具移动组件11的灵活性提高，提高了换刀效率，并且由于在换刀的过程中，无需驱动刀库组件12，从而提高了刀库组件12的容量。

请参阅图4，为图2中的i处的局部放大图。

如图4所示，在本实施例中，刀具分离组件14包括支撑座140、转动连接在支撑座140上的夹刀装置141以及用于驱动夹刀装置141转动的第一驱动装置142；第一驱动装置142的第一端固定连接在刀具移动组件11上，第一驱动装置142的第二端转动连接在夹刀装置141上，用于驱动夹刀装置141转动；支撑座140固定连接在刀具移动组件11上。

具体的，支撑座140的底端固定连接在刀具移动组件11上，与底端相对的一端为两侧开口的u型槽，其中，u型槽的两侧壁相对设置在水平方向上，夹刀装置141具体通过铰链销转动连接在支撑座140的u型槽中；当然，在其它实施方式中，夹刀装置141也可通过铰链设置在u型槽的两侧壁上，本实施例对此并不加以限制，只要能够实现夹刀装置141在u型槽中的转动连接即可。

需要说明的是，本实用新型提供的第一驱动装置142可以为气弹簧，也可以为气缸，当然，在其它实施方式中，第一驱动装置142还可以是其他的驱动装置，本实施例对此并不加以限制。

请参阅图6，为本实用新型夹刀装置旋转过程中的俯视图。

如图6所示，在本实施例中，夹刀装置141包括第一立板1410和与第一立板1410相对设置的第二立板1411，第一立板1410和第二立板1411从刀具120的两侧将刀具120夹持住，以将刀具120从刀库组件12中分离出来。

具体的，当夹刀装置141从刀库组件12上的滑槽的缺口处移动至滑槽的中间位置时，第一立板1410和第二立板1411与刀具120的移动方向相互平行，当刀具120继续向下移动以至刀具分离组件14所在的位置时，第一立板1410和第二立板1411从刀具120的两侧将刀具120加紧，然后在第一驱动装置142的驱动作用下逆向旋转至刀具移动组件11的移动方向上；可以理解的是，此时，第一立板1410和第二立板1411与u型槽的两侧面相互垂直。

在本实施例中，第二立板1411上设置有凹槽14110，凹槽14110用于容置刀具120的底部的滚轮1200。

具体的，刀具120包括刀头、连接在刀头的一端的刀柄以及套设在刀柄上的刀套，其中，刀套的一侧设置有滚轮1200，在具体实施过程中，滚轮1200可以为两组。

具体的，上述凹槽14110为设置在第二立板1411上的通孔，通孔的形状与刀具120底部的滚轮1200的轮廓相匹配，具体的，通孔的尺寸大于滚轮1200所在部件的最大尺寸，以保证滚轮1200能够顺利进入到该通孔中。

在本实施例中，上述凹槽14110至少为一个，至少一个凹槽14110的开口方向竖直向上，当夹刀装置141转动至刀具120的正下方时，刀具120沿着凹槽14110的开口方向向下移动，以将刀具夹持在第一立板1410和第二立板1411之间。

在具体实施过程中，上述凹槽14110可以为两个，其中，两个凹槽14110与刀具120的底部的两组滚轮1200一一对应；当然，在其它实施方式中，上述凹槽14110也可以是一个，当刀具120夹持在夹刀装置141上时，两组滚轮1200共同夹持在该凹槽14110中，本实施例对此并不加以限制。

请参阅图5，为本实用新型夹刀装置的旋转示意图。

如图5所示，在本实施例中，夹刀装置141的旋转角度为0～90°。

具体的，夹刀装置141在水平方向上的旋转角度为0～90°，即，当夹刀装置141旋转至刀库组件上的滑槽的中间位置时和逆向旋转至刀具移动组件11的移动方向时，夹刀装置141则会停止旋转；这样能够有效控制夹刀装置141的旋转角度，以避免刀具与周边组件碰撞而造成损坏。

当然，在其它实施方式中，夹刀装置141的旋转角度还可以大于90度，本实施例对此并不加以限制。

在本实施例中，底座1的远离立柱组件10的一侧面上还设置有支撑架15，支撑架15用于将刀库组件12固定安装在底座1上。

可以理解的是，刀库组件12具体通过支撑架15连接在底座1的一侧面上；具体的，支撑架15呈l型，支撑架15的一个平面与底座1的侧面固定连接，支撑架15的另一个平面与水平面平行，刀库组件12具体设置在支撑架15的与水平面平行的平面上。

具体的，支撑架15与刀库组件12之间通过销钉连接，当然，在其它实施方式中，支撑架15与刀库组件12之间也可通过螺栓进行连接，本实施例对此并不加以限制，只要能够将刀库组件12固定在支撑架15上即可；同理，支撑架15与底座1之间的连接也可通过上述连接方式进行连接；显然，本实施例将刀库组件12固定安装在底座1上，在不影响卧式加工中心换刀的情况下，降低刀具移动组件11的移动负载，使得刀具移动组件1灵活性大大提高，提高了换刀效率；且由于刀库组件12不随刀具移动组件11移动，使得换刀不再受到刀库组件12的容量的影响，从而可以极大增加刀库组件12的容量；另外，通过在底座1的一侧面上设置一支撑架15，以将刀库组件12通过支撑架15固定安装在底座1上，从而大大增加了底座1上的安装面积。

在本实施例中，立柱组件10还包括竖向设置的第一滑动组件102，主轴移动组件101沿着第一滑动组件102上下移动，以到达第一预设位置。

其中，主轴移动组件101包括主轴箱1010和设置在主轴箱1010中的主轴1011。

具体的，第一滑动组件102包括驱动电机、丝杆、与丝杆配套的螺母以及直线导轨；其中，螺母套设在丝杆上，丝杆设置在直线导轨的中间位置，直线导轨上设置有滑块，主轴箱1010的两端固定安装在直线导轨的滑块上，且主轴箱1010的底部与螺母连接；在具体实施过程中，驱动电机驱动丝杆旋转，从而带动套设在丝杆上的螺母移动，进而实现主轴箱1010在c向所示方向上的移动，以使立柱组件10到达第一预设位置。

在本实施例中，刀具移动组件11包括换刀组件110和第二滑动组件111；刀具分离组件14固定连接在换刀组件110上，换刀组件110用于将刀具分离组件14上的刀具120置换到主轴1011上；换刀组件110通过第二滑动组件111在底座1上滑动，以使换刀组件110到达第二预设位置。

具体的，第二滑动组件111的结构与第一滑动组件102的结构相同或相似，且可达到相同或相似的效果，具体工作原理可参见关于第一滑动组件102的相关描述，在此不再一一赘述。

可以理解的是，在换刀组件110通过第二滑动组件111在底座1上滑动时，由于刀库组件12中的刀具通过夹刀装置141从刀库组件12中分离，而夹刀装置141固定安装在换刀组件110上，因此，在上述移动过程中只需要同时驱动夹持有刀具的夹刀装置141一起移动即可，而无需驱动整个刀库组件12移动；与现有技术中同时驱动整个刀库组件12的方案相比，大大降低了换刀组件110的移动负载，使得换刀组件110的灵活性大大提高，提高了换刀效率；且由于刀库组件12不随换刀组件110一起移动，使得换刀不再受到刀库组件12容量的影响，从而可以极大地增加刀库组件12的容量。

具体的，换刀组件110包括刀库支架1100、安装在刀库支架1100上的第二驱动装置1102以及转动连接在第二驱动装置1102上的机械臂1101；刀库支架1100用于承载第二驱动装置1102，换刀组件110通过刀库支架1100与第二滑动组件111连接；机械臂1101面向工作台13设置，用于将刀具分离组件14上的刀具120置换到主轴1011上。

在具体实施过程中，为了方便刀库支架1100与第二滑动组件111之间的连接，在刀库支架1100和第二滑动组件111之间还设置有刀库滑板，即，刀库支架1100的底部具体通过刀库滑板固定安装在直线导轨的滑块上；具体的，刀库支架1100的底部固定安装在刀库滑板的上表面，刀库滑板与直线导轨上的滑块连接。

需要说明的是，上述第二驱动装置1102可以为伺服电机；在具体实施过程中，刀库支架1100上设置有电机座，伺服电机具体设置在电机座中；当然，在其它实施方式中，第二驱动装置1102还可以是液压泵，本实施例对此并不加以限制，只要能够驱动机械臂1101转动即可。

具体的，机械臂1101的两端设置有抓刀结构，用于对刀具120进行握持；在具体实施过程中，抓刀结构为与刀具120的底部形状相匹配的弧形槽，本实施例对此并不加以限制。

在具体实施过程中，当该卧式加工中心处于关闭状态时，机械臂1101在重力的作用下垂直向下；当需要进行换刀时，机械臂1101在第二驱动装置1102的驱动作用下顺时针旋转，以到达刀具分离组件14所在的水平面上，然后进行抓刀；完成抓刀后，继续顺时针旋转180°，以将刀具分离组件14上的刀具120交换至立柱组件10上，进而完成换刀过程。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。