一种铝合金板材加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种切割加工技术领域，特别是涉及一种铝合金板材加工设备。


背景技术：

2.随着社会的进步与经济的发展，铝合金板材加工在各领域应用广泛，尤其是建材、五金、机械制造、轨道交通、航空航天等行业。目前铝合金板材的加工大多采用数控机床、加工中心等设备进行加工，该类机床加工尺寸较小、无法满足要求；薄形铝合金板材有的采用木工雕刻切割加工，这类机床加工精度低，效率慢，且不能进行大幅面铣削加工；而大型铝合金板材则采用龙门加工中心进行切削铣削加工，虽然这类机床精度高，但成本造价高，不利于在中小企业的推广应用。
3.因此，需要提供一种加工精度高、加工尺寸大、加工效率高和价格成本低的大型铝合金板材加工设备。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种铝合金板材加工设备，用于解决现有技术中精度低、加工尺寸小、效率低和成本高的问题。
5.本实用新型提供一种铝合金板材加工设备，包括工作台，用于放置待加工的铝合金板材，所述工作台的两侧设置有y轴导轨副；y轴运动装置，包括y轴侧板和y轴驱动机构；所述y轴侧板与所述y轴导轨副相匹配，所述y轴驱动机构驱动所述y轴侧板沿所述y轴导轨副往复运动；横梁装置，包括横梁和x轴导轨副；所述横梁固定安装在所述y轴侧板上，所述x轴导轨副固定安装在所述横梁上；x轴运动装置，包括x轴滑板、x轴驱动机构和z轴导轨副；所述x轴滑板与所述x轴导轨副相匹配，所述z轴导轨副设置在所述x轴滑板上；所述x轴驱动机构驱动所述x轴滑板沿所述x轴导轨副往复运动；z轴运动装置，包括z轴滑板、z轴驱动机构和主轴部件，所述z轴滑板与所述z轴导轨副相匹配，所述主轴部件固定安装在z轴滑板上，所述主轴部件底部安装有刀具；所述z轴驱动机构驱动所述z轴滑板沿所述z轴导轨副往复运动；电控装置，分别电性连接所述y轴运动装置、所述x轴运动装置、所述z轴运动装置和所述主轴部件；所述x轴驱动机构、所述y轴驱动机构和所述z轴驱动机构均包括伺服电机和与伺服电机相连接的减速机。
6.于本实用新型的一实施例中，所述工作台包括底座、第一防护装置、台面和漏料装置；所述底座的两侧设置有所述y轴导轨副，所述台面和所述漏料装置相邻设置在所述底座上，所述台面位于所述底座上表面，所述漏料装置位于所述底座下方，所述第一防护装置沿所述底座的边缘周向固定设置在所述底座上。
7.于本实用新型的一实施例中，所述y轴运动装置包括第一护罩和第二护罩，所述第一护罩位于所述第二护罩的上方；所述第一护罩安装在所述y轴侧板的外侧；所述第二护罩安装在所述y轴驱动机构的外侧。
8.于本实用新型的一实施例中，所述x轴导轨副为l型，分别固定安装在所述横梁相
邻的两个表面上。
9.于本实用新型的一实施例中，所述z轴运动装置包括z轴丝杠副和第三护罩，所述z轴丝杠副竖直安装在所述x轴滑板上，所述z轴滑板竖直安装在所述z轴丝杠副上；所述z轴伺服电机连接所述z轴减速机驱动所述z轴丝杠副带动z轴滑板沿所述z轴导轨副往复运动；所述第三护罩设置在所述主轴部件的外侧。
10.于本实用新型的一实施例中，所述主轴部件包括主轴和打刀缸，所述主轴安装在z轴滑板上，所述打刀缸安装在所述主轴的顶端，所述打刀缸用于更换主轴刀具。
11.于本实用新型的一实施例中，所述主轴包括主轴电机与机械主轴，所述主轴电机与所述机械主轴通过联轴器连接。
12.于本实用新型的一实施例中，所述工作台外围设置第二防护装置，并采用膨胀螺钉与地面连接。
13.于本实用新型的一实施例中，所述刀库设置在所述底座上，且位于所述漏料装置的上方；所述刀库采用平行直排式设置。
14.如上所述，本实用新型的一种铝合金板材加工设备，具有以下有益效果：
15.(1)本实用新型通过电控装置控制主轴部件运行至铝合金板材上方，对铝合金板材进行相应切割铣削加工；x、y和z轴均采用精密减速机传动形式，其具有精度高、扭矩大的特点，满足铝合金板材加工设备的高速度和高精度的加工要求，且增强了机床整体精度等级和运行加工效率；x、y和z轴行程分别设置为2500mm、4000mm、300mm，实现大尺寸铝合金板材切割铣削加工。
16.(2)本实用新型的打刀缸设置在主轴的顶端，减少了z轴的占用空间，减小了z轴的设计尺寸，节约生产成本；主轴部件采用主轴电机与机械主轴通过联轴器连接，具备转速快、扭矩高的特点，满足大力矩大幅面的切割铣削加工；刀库采用平行直排设置，提高了换刀效率，节省了制造成本；设置第一防护装置和第二防护装置有助于保护工作区域的工作环境加工运行时的操作人员的人身安全。
17.综上所述，本实用新型结构简单，本实用新型具有生产成本低、运行速度快、加工效率高、精度高、稳定性好等优点，尤其适用于铝合金板材加工技术领域，更适合在中小企业推广使用。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1显示为本实用新型一实施例中一种铝合金板材加工设备带外部防护装置的示意图；
20.图2显示为本实用新型一实施例中一种铝合金板材加工设备的结构示意图；
21.图3显示为本实用新型一实施例中一种铝合金板材加工设备的结构示意图；
22.图4显示为本实用新型一实施例中一种铝合金板材加工设备的主视图；
23.图5显示为本实用新型一实施例中一种铝合金板材加工设备的左视图；
24.图6显示为本实用新型一实施例中一种铝合金板材加工设备的右视图；
25.图7显示为本实用新型一实施例中一种铝合金板材加工设备的俯视图。
26.附图标记说明：
27.100
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工作台
28.101
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底座
29.102
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y轴导轨副
30.103
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第一防护装置
31.104
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台面
32.105
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漏料装置
33.200
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y轴运动装置
34.201
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y轴驱动机构
35.201a
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y轴伺服电机
36.201b
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y轴减速机
37.203
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y轴侧板
38.204
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第一护罩
39.205
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第二护罩
40.300
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横梁装置
41.301
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横梁
42.302
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x轴导轨副
43.400
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x轴运动装置
44.401
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x轴滑板
45.402
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x轴驱动机构
46.402a
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x轴减速机
47.402b
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x轴伺服电机
48.404
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x轴电控箱
49.500
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z轴运动装置
50.501
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z轴滑板
51.502
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主轴部件
52.503
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z轴导轨副
53.504
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z轴丝杆副
54.505
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z轴驱动机构
55.505a
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z轴减速机
56.505b
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z轴伺服电机
57.506
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主轴电机
58.507
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第三护罩
59.508
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打刀缸
60.509
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主轴
61.510
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机械主轴
62.600
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刀库
63.700
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电控装置
64.800
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第二防护装置
具体实施方式
65.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
66.请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
67.请参阅图1至图6，本实用新型的实施例提供一种铝合金板材加工设备带防护装置的机构示意图，包括工作台100，用于放置待加工的铝合金板材，所述工作台100的两侧设置有y轴导轨副102；y轴运动装置200，包括y轴侧板203和y轴驱动机构201；所述y轴侧板203与所述y轴导轨副102相匹配，所述y轴驱动机构201驱动所述y轴侧板203沿所述y轴导轨副102往复运动；横梁装置300，包括横梁301和x轴导轨副302；所述横梁301固定安装在所述y轴侧板203上，所述x轴导轨副302固定安装在所述横梁301上；x轴运动装置400，包括x轴滑板401、x轴驱动机构402和z轴导轨副503；所述x轴滑板401与所述x轴导轨副302相匹配，所述z轴导轨副503设置在所述x轴滑板上；所述x轴驱动机构402驱动所述x轴滑板401沿所述x轴导轨副302往复运动；z轴运动装置500，包括z轴滑板501、z轴驱动机构505和主轴部件502，所述z轴滑板501与所述z轴导轨副503相匹配，所述主轴部件502固定安装在z轴滑板501上，所述主轴部件501底部安装有刀具；所述z轴驱动机构505驱动所述z轴滑板501沿所述z轴导轨副503往复运动；电控装置700，其内部设置有数控系统控制器，控制器分别电性连接所述y轴运动装置200、所述x轴运动装置400、所述z轴运动装置500和所述主轴部件502；所述x轴驱动机构402由x轴伺服电机402b连接x轴减速机402a构成，所述x轴驱动机构与x轴电控箱404连接，用于驱动x轴运动装置运动，并且x轴电控箱与电控装置700相连接；所述y轴驱动机构201由y轴伺服电机201a连接y轴减速机201b构成，所述z轴驱动机构505由z轴伺服电机505b连接z轴减速机505a构成，x/y/z三轴减速机均具有精度高和扭矩大的特点，满足该加工设备的高速度、高精度的加工需求；所述电控装置700控制x/y/z三轴运动和主轴高速旋转，实现对待加工铝合金板材的快速切割铣削加工；所述工作台100外围设置第二防护装置800，并采用膨胀螺钉与地面连接，在设备加工过程中具有保护工作人员人身安全的作用，同时避免对环境造成污染。
68.使用时，将待加工铝合金板材置于所述工作台100的所述台面104上，并通过装夹固定完毕后，调整铝合金板材加工设备数控系统，使y轴伺服电机201a连接y轴减速机201b驱动y轴侧板203沿y轴导轨副102运动、x轴伺服电机402b连接x轴减速机402a驱动x轴滑板401沿x轴导轨副302运动，进而带动位于z轴滑板501上的主轴509从设备原点位置移动到待加工铝合金板件的初始加工位置，启动位于z轴滑板501上主轴509，z轴伺服电机505b连接z
轴减速机505a驱动z轴滑板501带动主轴509沿z轴导轨副503运动下移，并沿初始加工位置进行加工，加工完成后，z轴驱动机构505驱动z轴滑板501带动主轴509上移远离工件回到设备原点位置。
69.请参阅图2和图7，所述工作台100包括底座101、第一防护装置103、台面104和漏料装置105；所述底座101的两侧设置有所述y轴导轨副102，所述台面104和所述漏料装置105相邻设置在所述底座101上；所述台面104位于所述底座101上表面，用于放置待加工的铝合金板材；所述漏料装置105位于所述底座101下方，用于收集加工过程中产生的铝合金屑；所述第一防护装置103沿所述底座101的边缘周向固定设置在所述底座101上，防止加工过程中铝合金屑飞溅，在设备加工过程中具有保护工作人员的人身安全的作用。
70.使用时，所述第一防护装置103用于阻挡台面上加工产生的铝合金屑，加工完毕后，将铝合金碎屑清理至漏料装置105内。
71.请参阅图3，所述y轴运动装置200包括第一护罩204和第二护罩205，所述第一护罩204位于所述第二护罩205的上方；所述第一护罩204安装在所述y轴侧板203的外侧，对所述y轴侧板203起到保护作用，避免设备在运行时因误操作导致对所述y轴侧板203的损坏；所述第二护罩205安装在所述y轴驱动机构201的外侧，对所述y轴驱动机构201起到保护作用，避免设备在运行时因误操作导致对所述y轴驱动机构201的损坏；所述x轴导轨副302为l型，分别固定安装在所述横梁301相邻的两个表面上，用于提高设备运行时的稳定性。
72.请参阅图2、图5和图6，所述z轴运动装置400包括z轴丝杠副504和第三护罩507，所述z轴丝杠副504竖直安装在所述x轴滑板401上，所述z轴滑板501竖直安装在所述z轴丝杠副504上，所述z轴丝杠副504上设置有与z轴滑板501底部相匹配的活动体，使得z轴丝杠副带动z轴滑板运动；使用时，所述z轴伺服电机505b连接所述z轴减速机505a驱动所述z轴丝杠副504带动z轴滑板501沿所述z轴导轨副503往复运动；所述第三护罩507设置在所述主轴部件502的外侧，避免设备因误操作导致对所述主轴部件502的损坏；所述主轴部件502包括主轴509和打刀缸508，所述主轴509安装在z轴滑板501上；所述打刀缸508安装在所述主轴509的顶端，节省了z轴的占用空间，同时减小了z轴的设计尺寸，节约了制造成本；所述打刀缸508用于更换主轴刀具；所述主轴509包括主轴电机506与机械主轴510，所述主轴电机506与所述机械主轴510通过联轴器连接，所述机械主轴510底部安装刀具，主轴电机506驱动所述机械主轴510带动刀具做旋转运动，具备转速快、扭矩高等特点，可以满足大力矩和大幅面的切削和铣削加工。
73.所述刀库600设置在所述底座101上，且位于所述漏料装置105的上方；所述刀库600采用平行直排式设置，提高了设备运行过程中的换刀效率，同时节省了制造成本。使用时，所述主轴经y轴驱动机构201驱动y轴侧板203和x轴驱动机构402驱动x轴滑板401运动至刀库600的正上方，使机械主轴510的中心位置与所需更换的刀具的中心位置位于同一条轴线上，然后在z轴驱动机构505驱动z轴滑板501带动机械主轴510下移，配合打刀缸508锁紧与主轴509相匹配的刀具，经z轴驱动机构505驱动z轴滑板501带动机械主轴510沿z轴上移，通过x轴运动机构402和y轴运动机构201将机械主轴510移动至加工初始点，并启动主轴电机506带动刀具旋转，从而沿着设定刀路进行加工；当换刀时，机械主轴510经x轴驱动机构402和y轴驱动机构201将刀具移动到刀库600的空刀架上方，z轴驱动机构驱动z轴滑板带动主轴沿z轴方向下降，直至刀具与空刀架相配合，经打刀缸508作用下松开主轴509刀具，主
轴经驱动再次沿z轴上升，并移动至所需刀具的刀架上方，并经过驱动与所需刀具匹配并通过打刀缸使主轴加紧刀具。
74.综上所述，本实用新型结构简单，本实用新型具有生产成本低、运行速度快、加工效率高、精度高、稳定性好等优点，尤其适用于铝合金板材加工技术领域，更适合在中小企业推广使用。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
75.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。