多工序复合加工自动生产线的制作方法

1.本实用新型涉及一种多工序复合加工自动生产线。


背景技术：

2.现有技术中，轴的加工为了能够实现自动化作业，通常在两台加工设备(例如车床与钻孔机)之间设置一台机械手来实现工件的机械搬运。在当前加工设备完成加工后通过机械手将工件搬运至另一台加工设备上进行加工。然而，现有技术中，由于每台加工设备每个加工工序所需要的时间有所不同，两台加工设备在运作过程中会出现较长的等待时间(即间断时间)。比如，在前的加工设备加工时间较在后的加工设备加工时间短，于在前的加工设备完成加工后，在后加工设备还没完成加工，此时机械手只能等待在后加工设备完成加工后才能将在前加工设备上的工件搬运至在后加工设备，由此而产生加工的间断，这种间断会影响加工效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种多工序复合加工自动生产线，包括用于搬运待加工轴的机械手、用于对待加工轴的左、右两端进行车削加工的走芯式双主轴数控车床、以及用于对待加工轴的左、右两端的进行钻孔、攻丝及铣削加工的多轴复合加工数控机床；以机械手为中心，该走芯式双主轴数控车床设于机械手的前方，该机械手的左、右两侧分别设置一台多轴复合加工数控机床。
4.本实用新型能够实现连续加工，减少间断时间，提高加工效率。
附图说明
5.图1和图2分别示出了本实用新型的两个不同角度的立体图；
6.图3示出了本实用新型的俯视图；
7.图4示出了本实用新型的走芯式双主轴数控车床的立体图；
8.图5示出了本实用新型的走芯式双主轴数控车床的立体分解图；
9.图6示出了本实用新型的走芯式双主轴数控车床的主视图；
10.图7示出了本实用新型的走芯式双主轴数控车床的俯视图；
11.图8示出了本实用新型的走芯式双主轴数控车床的左视图；
12.图9和图10分别示出了本实用新型的轴左端车削组件的两个不同角度的立体图；
13.图11示出了本实用新型的刀具组件的立体分解图；
14.图12示出了本实用新型的主轴组件的立体分解图；
15.图13和图14分别示出了本实用新型的多轴复合加工数控机床的两个不同角度的立体图；
16.图15示出了本实用新型的多轴复合加工数控机床的立体分解图；
17.图16示出了本实用新型的多轴复合加工数控机床的的主视图；
18.图17示出了本实用新型的多轴复合加工数控机床的的俯视图；
19.图18示出了本实用新型的轴右端加工组件的立体图；
20.图19示出了本实用新型的轴右端加工组件的立体分解图。
21.附图标号：
22.100待加工轴；
23.200走芯式双主轴数控车床；
24.500多轴复合加工数控机床；
25.10机械手；
26.20车床身、201车床导轨；
27.30轴左端车削组件；
28.40轴右端车削组件；
29.301刀具组件、302刀架基座、303刀架、304刀架导轨、305刀架基座驱动电机、306刀架基座驱动丝杆、307刀架基座驱动螺母、308刀架驱动电机、 309刀架驱动丝杆、310刀架驱动螺母；
30.401主轴组件、402主轴基座、403主轴、404主轴中心通孔、405主轴基座驱动电机、406主轴基座驱动丝杆、407主轴基座驱动螺母、408主轴驱动电机、409主轴传动机构；
31.50机架、501机架导轨；
32.60夹具组件、601夹具座、602左侧气动夹具、603右侧气动夹具；
33.70轴左端加工组件；
34.80轴右端加工组件；
35.701底座、702水平滑动座、703竖直升降座、704钻孔机构、705攻丝机构、706铣削机构、707水平导轨、708竖直导轨、710水平滑动驱动电机、711 水平滑动驱动丝杆、713升降驱动电机、714升降驱动丝杆、716底座滑动驱动电机、717底座滑动驱动丝杆。
具体实施方式
36.如下结合附图，对本技术方案作进一步描述：
37.如图1至图3所示的一种多工序复合加工自动生产线，包括用于搬运待加工轴的机械手10、用于对待加工轴的左、右两端进行车削加工的走芯式双主轴数控车床200、以及用于对待加工轴的左、右两端的进行钻孔、攻丝及铣削加工的多轴复合加工数控机床500；
38.以机械手10为中心，该走芯式双主轴数控车床200设于机械手10的前方，该机械手10的左、右两侧分别设置一台多轴复合加工数控机床500。
39.由于复合加工所需时间较车削加工时间长，通过设置一台走芯式双主轴数控车床与两台多轴复合加工数控机床进行配合加工，可减少间断时间，提高效率。
40.本实施例的工作过程中可参见如下：
41.先将一根待加工轴在走芯式双主轴数控车床上完成车削加工；
42.然后通过机械手将完成车削加工的待加工轴从走芯式双主轴数控车床的搬运至位于机械手左侧的多轴复合加工数控机床上，此时，位于机械手左侧的多轴复合加工数控机床开始对待加工轴的两端进行钻孔、攻丝及铣削加工；
43.同时，将另一根待加工轴在走芯式双主轴数控车床的进行车削加工；
44.在该另一根待加工轴完成车削加工后，通过机械手将该完成车削加工的另一根待加工轴从走芯式双主轴数控车床的搬运至位于机械手右侧的多轴复合加工数控机床上进行钻孔、攻丝及铣削加工；
45.重复上述步骤，由此以实现连续加工，减少间断时间，提高加工效率。
46.该机械手10为六轴机械手。
47.如图4至图12所示，该走芯式双主轴数控车床200包括车床身20、用于车削待加工轴的左端的轴左端车削组件30和用于车削待加工轴的右端的轴右端车削组件40，该车床身20上设有车床导轨201，车床导轨201的长度方向平行于待加工轴100的轴线方向；
48.该轴左端车削组件30与轴右端车削组件40均包括刀具组件301和主轴组件401；
49.该刀具组件301包括刀架基座302和刀架303，该刀架基座302可沿车床导轨201滑动地安装于车床导轨201上，该刀架基座302与车床身20之间设有用于驱使刀架基座302沿车床导轨201滑动的刀架基座驱动机构，该刀架基座302上设有刀架导轨304，刀架导轨304的长度方向垂直于车床导轨201的长度方向，该刀架303可沿刀架导轨304滑动地安装于刀架导轨304上，该刀架303与刀架基座302之间设有用于驱使刀架303沿刀架导轨304滑动的刀架驱动机构，该刀架303上安装有车刀(图中未示出)，刀架基座驱动机构用于驱使刀架基座302沿待加工轴的轴向作靠近或者远离主轴组件401以调整车刀相对待加工轴的轴向位置，刀架驱动机构用于驱使刀架303沿待加工轴的径向作靠近或者远离安装于主轴组件上的待加工轴以调整车刀相对待加工轴的径向位置；
50.该主轴组件401包括主轴基座402和主轴403，该主轴基座402可沿车床导轨201滑动地安装于车床导轨201上，该主轴基座402与车床身20之间设有用于驱使主轴基座402沿车床导轨201滑动的主轴基座驱动机构；该主轴 403可绕主轴的轴线转动地安装于主轴基座402上，该主轴403的轴线平行于车床导轨201的长度方向，该主轴403上设有贯穿主轴403以供待加工轴100 穿过的主轴中心通孔404，该主轴中心通孔404的轴线与主轴403的轴线重合，该主轴403中设有用于可选择地夹持或者松开穿过主轴中心通孔404的待加工轴100的主轴夹具(图中未示出)，该主轴基座402与主轴403之间设有用于驱使主轴403转动的主轴驱动机构，该主轴夹具设于主轴中而跟随主轴403转动；
51.该轴左端车削组件30的主轴的轴线与轴右端车削组件40的主轴的轴线重合，轴左端车削组件30的主轴的主轴中心通孔与轴右端车削组件40的主轴的主轴中心通孔呈连通状，以使待加工轴同时贯穿轴左端车削组件的主轴的主轴中心通孔和轴右端车削组件的主轴的主轴中心通孔。
52.该技术方案可以避免待加工轴在车削加工过程中出现弯曲变形的风险，符合产品加工质量要求，提高产品的加工精度。
53.本实施例的走芯式双主轴数控车床的工作原理如下：
54.先将待加工轴同时穿过轴左端车削组件的主轴和轴右端车削组件的主轴，待加工轴的左端通过轴左端车削组件的主轴夹具夹持，待加工轴的右端通过轴右端车削组件的主轴夹具夹持，至于轴左端车削组件的主轴夹具夹持还是松开以及轴右端车削组件的主轴夹具夹持还是松开，根据实际的加工需要而选择。
55.例如可以是，在需要车削待加工轴的左端时，轴左端车削组件的主轴夹具夹持待加工轴的左端，而轴右端车削组件的主轴夹具松开待加工轴的右端，此时，在待加工轴的左
端加工过程中，轴右端车削组件的主轴可起到扶持待加工轴的右端的作用，以避免细长的待加工轴的右端出现弯曲变形；
56.同样，在需要车削待加工轴的右端时，轴左端车削组件的主轴夹具松开待加工轴的左端，而轴右端车削组件的主轴夹具夹持待加工轴的右端，此时，在待加工轴的右端加工过程中，轴左端车削组件的主轴可起到扶持待加工轴的左端的作用，以避免细长的待加工轴的左端出现弯曲变形；
57.当然，也可是在待加工轴的其中一端或者两端同时车削加工时，轴左端车削组件的主轴夹具及轴右端车削组件的主轴夹具同时夹持待加工轴，此时，使轴左端车削组件的主轴和轴右端车削组件的主轴同步转动即可。
58.由此可见，本实施例的待加工轴一次安装即可实现两端加工，无需中途拆装待加工轴，节省加工时间，提高生产效率，也可提高加工精度的控制。
59.该刀架基座驱动机构包括刀架基座驱动电机305、刀架基座驱动丝杆306 和刀架基座驱动螺母307，该刀架基座驱动电机305固定地安装于车床身20 上，该刀架基座驱动丝杆306可转动地安装于车床身20上，且刀架基座驱动丝杆306的轴线方向平行于车床201的长度方向，该刀架基座驱动电机305的输出轴与刀架基座驱动丝杆306(例如通过联轴器)联接以使刀架基座驱动电机带动刀架基座驱动丝杆转动，该刀架基座驱动螺母307固定地安装于刀架基座302上，刀架基座驱动螺母307套于刀架基座驱动丝杆306外而构成丝杆螺母副；
60.该刀架驱动机构包括刀架驱动电机308、刀架驱动丝杆309和刀架驱动螺母310，该刀架驱动电机308固定地安装于刀架基座302上，该刀架驱动丝杆 309可转动地安装于刀架基座302上，且刀架驱动丝杆309的轴线方向平行于刀架导轨304的长度方向，该刀架驱动电机308的输出轴与刀架驱动丝杆309 (例如通过联轴器)联接以使刀架驱动电机带动刀架驱动丝杆转动，该刀架驱动螺母310固定地安装于刀架303上，刀架驱动螺母310套于刀架驱动丝杆 309外而构成丝杆螺母副；
61.该主轴基座驱动机构包括主轴基座驱动电机405、主轴基座驱动丝杆406 和主轴基座驱动螺母407，该主轴基座驱动电机405固定地安装于车床身20 上，该主轴基座驱动丝杆407可转动地安装于车床身20上，且主轴基座驱动丝杆407的轴线方向平行于车床导轨201的长度方向，该主轴基座驱动电机 405的输出轴与主轴基座驱动丝杆406(例如通过联轴器)联接以使主轴基座驱动电机带动主轴基座驱动丝杆转动，该主轴基座驱动螺母407固定地安装于主轴基座402上，主轴基座驱动螺母407套于主轴基座驱动丝杆406外而构成丝杆螺母副。
62.该技术方案公开的刀架基座驱动机构、刀架驱动机构及主轴基座驱动机构设计合理，便于实施。
63.该主轴驱动机构包括主轴驱动电机408，该主轴驱动电机408固定地安装于主轴基座402上，该主轴驱动电机408的输出轴与主轴403之间设有主轴传动机构409。
64.本实施例中，该主轴传动机构采用现有技术即可，例如可以是链传动机构、带传动机构等。
65.该轴左端车削组件30与轴右端车削组件40的结构是相同的，且轴左端车削组件30与轴右端车削组件40呈对称状地分布于车床身20上。该技术方案设计合理，便于实施。
66.该车床导轨201有两根，该两根车床导轨201在垂直于车床导轨的长度方向上相间隔且相互平行，该刀架基座302和主轴基座402均横跨于两根车床导轨201上；
67.该两根车床导轨201在垂直于车床导轨的平面上的投影呈一高一低状。借此以使刀架基座和主轴基座呈倾斜状布局，以便于刀具及待加工轴的拆装取放。
68.如图13至图19所示，该多轴复合加工数控机床500包括机架50、用于装夹待加工轴的夹具组件60、用于加工待加工轴的左端的轴左端加工组件70 和用于加工待加工轴的右端的轴右端加工组件80，该夹具组件60、轴左端加工组件70及轴右端加工组件80均安装于机架50上，且轴左端加工组件70及轴右端加工组件80分立于夹具组件60的两侧；
69.该轴左端加工组件70和轴右端加工组件80均包括底座701、水平滑动座 702、竖直升降座703、用于在待加工轴100上钻孔的钻孔机构704、用于在待加工轴100上攻丝的攻丝机构705及用于在待加工轴100上铣削的铣削机构 706；
70.该底座701上设有水平导轨707，本实施例中，该水平导轨处于水平面上，该水平滑动座702上设有竖直导轨708，该水平导轨707的长度方向、竖直导轨708的长度方向及装夹于夹具组件60上的待加工轴100的轴线方向两两相互垂直；
71.该水平滑动座702可沿水平导轨707滑动地安装于水平导轨707上，该水平滑动座702与底座701之间设有用于驱使水平滑动座702沿水平导轨707滑动的水平滑动驱动机构，本实施例中，水平滑动驱动机构用于驱使钻孔机构、攻丝机构和铣削机构沿待加工轴的径向运动；
72.该竖直升降座703可沿竖直导轨708滑动地安装于竖直导轨708上，该竖直升降座703与水平滑动座702之间设有用于驱使竖直升降座703沿竖直导轨 708滑动的升降驱动机构，本实施例中，升降驱动机构可以实现钻孔机构、攻丝机构和铣削机构的切换；
73.该钻孔机构704、攻丝机构705和铣削机构706均安装于竖直升降座703 上。
74.该技术方案通过设置钻孔机构、攻丝机构和铣削机构能够实现复合加工，通过设置轴左端加工组件和轴右端加工组件能够可选择地对待加工轴的其中一端或者两端同时加工，以适应更多的加工需求，同时可以提高加工效率，保证加工精度的要求。
75.该钻孔机构704、攻丝机构705和铣削机构706沿竖直导轨由上至下依次分布。该技术方案设计合理，以便于先钻孔后攻丝的加工流程的进行。
76.该钻孔机构704包括钻孔电机及安装于钻孔电机的输出轴上的钻头；
77.该攻丝机构包括攻丝电机及安装于攻丝电机的输出轴上的丝锥；
78.该铣削机构包括铣削电机及安装于铣削电机的输出轴上的铣刀。
79.该轴左端加工组件70的底座701固定地安装于机架50上；
80.该机架50上还设有机架导轨501，该机架导轨501的长度方向平行于装夹于夹具组件60上的待加工轴100的轴线方向，即水平导轨的长度方向、竖直导轨的长度方向及机架导轨的长度方向也两两相互垂直；
81.该轴右端加工组件80的底座701可沿机架导轨501滑动地安装于机架导轨501上，该轴右端加工组件8的底座701与机架50之间设有用于驱使轴右端加工组件8的底座701沿机架导轨501滑动的底座滑动驱动机构。该技术方案设计合理，在简化结构(无需让轴左端加工组件的底座设置成可滑动的调节) 的情况下实现待加工轴与轴右端加工组件及轴左端加工组件的相对位置的调节。
82.该夹具组件60包括夹具座601、用于夹持待加工轴的左端的左侧气动夹具602及用于夹持待加工轴的右端的右侧气动夹具603，该左侧气动夹具602 和右侧气动夹具603均安装于夹具座601上。本实施例中，通过设置左侧气动夹具和右侧气动夹具能够实现对细长的待加工轴的两端同时夹持固定，可提高装夹的稳定性和可靠性，以保证加工质量。本实施例中，该左侧气动夹具602 和右侧气动夹具603采用现有技术即可，此处不再赘述。
83.该水平滑动驱动机构包括水平滑动驱动电机710、水平滑动驱动丝杆711 和水平滑动驱动螺母(图中未示出)，该水平滑动驱动电机710固定地安装于底座701上，该水平滑动驱动丝杆711可转动地安装于底座701上，且水平滑动驱动丝杆711的轴线方向平行于水平导轨707的长度方向，该水平滑动驱动螺母固定地安装于水平滑动座702上，水平滑动驱动螺母套于水平滑动驱动丝杆711外而构成丝杆螺母副；
84.该升降驱动机构包括升降驱动电机713、升降驱动丝杆714和升降驱动螺母(图中未示出)，该升降驱动电机713固定地安装于水平滑动座702上，该升降驱动丝杆714可转动地安装于水平滑动座702上，且升降驱动丝杆714的轴线方向平行于竖直导轨708的长度方向，该升降驱动螺母固定地安装于竖直升降座703上，升降驱动螺母套于升降驱动丝杆714外而构成丝杆螺母副；
85.该底座滑动驱动机构包括底座滑动驱动电机716、底座滑动驱动丝杆717 和底座滑动驱动螺母(图中未示出)，该底座滑动驱动电机716固定地安装于机架50上，该底座滑动驱动丝杆717可转动地安装于机架50上，且底座滑动驱动丝杆717的轴线方向平行于机架导轨501的长度方向，该底座滑动驱动螺母固定地安装于轴右端加工组件80的底座701上，底座滑动驱动螺母套于底座滑动驱动丝杆717外而构成丝杆螺母副。
86.本实用新型的加工过程也可参见如下：
87.先将一根待加工轴穿插在走芯式双主轴数控车床的轴左端车削组件的主轴的主轴中心通孔和轴右端车削组件的主轴的主轴中心通孔中；
88.然后利用走芯式双主轴数控车床对待加工轴的两端进行车削加工，以于待加工轴的两端形成阶梯轴段，完成车削加工；
89.再然后通过机械手将完成车削加工的待加工轴从走芯式双主轴数控车床的搬运至位于机械手左侧的多轴复合加工数控机床的夹具组件中，利用夹具组件对完成车削加工的待加工轴进行夹持固定，此时，位于机械手左侧的多轴复合加工数控机床开始对待加工轴的两端进行钻孔、攻丝及铣削加工；
90.同时，将另一根待加工轴穿插在走芯式双主轴数控车床的轴左端车削组件的主轴的主轴中心通孔和轴右端车削组件的主轴的主轴中心通孔中，并利用走芯式双主轴数控车床对该另一根待加工轴进行车削加工；
91.在该另一根待加工轴完成车削加工后，通过机械手将该完成车削加工的另一根待加工轴从走芯式双主轴数控车床的搬运至位于机械手右侧的多轴复合加工数控机床的夹具组件中，利用夹具组件对该另一根加工的待加工轴进行夹持固定，此时，位于机械手左侧的多轴复合加工数控机床开始对该另一根待加工轴的两端进行钻孔、攻丝及铣削加工；
92.重复上述步骤，由此以实现连续加工，提高加工效率。