一种多功能数控机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机床应用领域，具体涉及一种小尺寸的多功能数控机床。
【背景技术】
[0002]目前，在加工复杂工件时，一种是利用多种机床进行加工，缺点是加工过程繁琐复杂，且在机床切换时容易产生较大的加工误差，二是运用加工中心，缺点是耗费较大，且对于个体加工者或小型企业难以负担其昂贵的价格和所占的空间。并且，加工中心在加工曲面时的算法设计上，由于万向铣头本身移动的特性，使得设计程序时较为复杂，思路单一，有待改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，提供一种尺寸可以小到桌面级的，支持多种复杂一次成型机械加工的，拥有灵活运算体系的，多功能机床。
[0004]本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的:一种多功能数控机床，包括底部滑轨、工作台、纵向滑轨、架设于纵向滑轨上与底部滑轨垂直的水平滑轨以及用于控制各部件的主机，所述工作台设置于底部滑轨上，工作台上设有转动圆环，所述转动圆环分别与带动圆环绕中心轴旋转的第一转动部件和带动圆环以其直径为轴旋转的第二转动部件相连，所述转动圆环上固定有夹持器组件，所述夹持器组件包括可旋转定心卡盘，定心卡盘通过伸缩轴与电机相连，所述水平滑轨上设有可转动适配的加工头组件。
[0005]在上述技术方案中，所述转动圆环上设有轨道槽，第一转动部件为转动齿轮，其齿轮与轨道槽啮合，第二转动部件为与圆环直径重合的转轴，转轴的两端嵌入轨道槽内。
[0006]在上述技术方案中，所述夹持器组件中的电机包括车床电机和步进电机。
[0007]在上述技术方案中，所述加工头组件包括磨具、车刀、钻铣头。
[0008]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0009]1.编程开发简单。
[0010]由于以往数控机床多使用全向铣头来完成复杂模型加工，然而由于全向铣头的旋转轴在铣头组件上，故在转换角度加工时，特别在球面加工时，对于物件上同一点的变换角度时，多用至少两个个电机同时操控一个铣头，一方面增大铣头体积导致不便，若改用本机床，由于物件本身有角度参数，只需设置转轴中心与铣刀尖端的距离为球面半径，再输入旋转指令，即可让刀头与球面贴合，再加铣头上纵向参数变化，便可以达到与万向铣头相同的效果，即可将平面中的图像或文字直接转化雕刻到球面上。
[0011]2.可以完成多种机床的功能。
[0012]由于省去了万向刀头的繁重组件，本机床设置了一个具有多功能的刀具转换头，只需旋转一定角度就可轻松让刀具从钻铣头变成车刀或磨刀，在圆环上的夹持器组件也配有两套电机，一套车床高速电机，一套步进电机控制精确供给的旋转。不同于有着庞大体积的加工中心，本机床用桌面级的尺寸也有一定的机床转换功能。
[0013]3.尺寸可以达到桌面级。
[0014]由于本机床是为机械爱好者和小型加工场设计，所以其更小的尺寸和更简单的机械结构比加工中心或一般同等功能的机床更加易被上述消费者接受。
[0015]4.全向加工。
[0016]本机床有7个可以调整的参数，使得其可以根据不同的加工需求选择其中的几个参数进行加工，例如球面加工用刀具纵向参数，第一转动参数和第二转动参数，平面加工则用底座水平参数，刀头水平参数和刀头纵向参数。
[0017]5.圆环设计。
[0018]机床中圆环的设计可以增加所有参数中的角度参数，使加工中类似于球坐标，圆柱坐标和极坐标，增加了计算时的可选性。例如加工平面螺线时可以避免计算机的复杂运算，免除了复杂计算。并且扩展了设计程序者的设计思维例如在圆环转为一个角度时，直接斜向加工，不用计算机复杂计算。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的结构示意图。
[0020]图2为图1的后视图。
[0021]图3为本实施例中的转动圆环部件示意图。
[0022]其中:1.底部滑轨、2.转动齿轮、3.转轴、4.伸缩轴、5.电机、6.定心卡盘、7.纵向滑轨、8.钻铣头、9.车刀、10.磨具、11.水平滑轨、12.转动圆环、13.轨道槽。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0024]如图1、2所示，本实施例提供一种多功能数控机床，包括底部滑轨1、工作台、纵向滑轨7、架设于纵向滑轨7上与底部滑轨I垂直的水平滑轨11以及用于控制各部件的主机，所述工作台设置于底部滑轨I上，可沿滑轨移动。工作台上设有转动圆环12，所述转动圆环12分别与第一转动部件和第二转动部件相连。所述转动圆环12上固定有夹持器组件，所述夹持器组件包括用于固定被加工件的定心卡盘6，定心卡盘6通过伸缩轴4与电机5相连，定心卡盘6可通过其自身的旋转调节被加工件的位置。所述水平滑轨11设于工作台上方，水平滑轨11上设有可转动适配的加工头组件，包括磨具10、车刀9、钻铣头8，只需旋转一定角度就可轻松让刀具从钻铣头变成车刀或磨具，所述加工头组件通过水平滑轨11和纵向滑轨7调节其自身的位置。
[0025]在上述实施例中，如图3所示，所述转动圆环12上设有轨道槽13，第一转动部件为转动齿轮2，其齿轮与轨道槽13啮合，带动转动圆环绕中心轴旋转；第二转动部件为与圆环直径重合的转轴3，转轴3的两端嵌入轨道槽13内，带动圆环绕转轴3旋转。
[0026]所述夹持器组件中的电机5包括两套电机，一套车床高速电机，一套步进电机控制精确供给的旋转，加工时，根据加工方式由主机控制切换两套电机的使用。
[0027]本实施例在使用时有7个参数可以进行编程，包括
[0028]底座水平参数X，通过底部滑轨I进行调节，
[0029]刀头水平参数Y，通过水平滑轨11进行调节，
[0030]刀头纵向参数Z，通过纵向滑轨7进行调节，
[0031]控制圆环绕中心轴旋转，从而带动夹持器组件移动的角度参数a，通过第一转动部件进行调节，
[0032]控制圆环绕与其直径重合的转轴旋转的角度参数b，通过第二转动部件进行调节，
[0033]定心卡盘夹持工件的角度参数C，通过定心卡盘6进行调节，
[0034]工件前后伸缩的参数XI，通过伸缩轴4进行调节，
[0035]上述所有参数皆由与各部件相连的步进电机精确控制，所述各步进电机均与主机相连。
[0036]车床电机转速和刀具切换也可以进行控制
[0037]在实际工作时，上述坐标中根据不同时段的加工需求而运转。在本实施例机床的编程当中，可以分阶段进行设计，这样就能最大化的发挥本机床相比于普通机床的优势。其加工模式举例如下:
[0038]以下说明中未出现的坐标均为初始值，即如图1、2中所示。
[0039]1.可以先令圆环顺时针旋转90°然后再以X，Y，Z为三个参数进行编程以构成普通钻铣床。
[0040]2.可以以XI，Z，b，C，X，5个参数进行编程，形成复杂加工布局，例如加工涡轮。
[0041]3.可以令转轴中心与铣刀尖端的距离为球面半径作为基础值(可变)，以a，b，Z参数进行编程，进行已知每一部分曲率半径的曲线组(可解析成规律曲线组的曲面)的铣刀加工，例如部分球面加工。
[0042]4.可以将夹持器改为高转速模式(车床模式)以b，X，Z参数进行编程。可以车出大部分形状转体。
[0043]5.可以将刀具转换为磨具以上述1.2.3.模式进行抛光或磨削加工。
[0044]6.可以以X，Z，c编程进行普通雕刻。
[0045]7.可以以XI，Z，a，c，X编程进行曲面上的圆形凹槽加工。
[0046]8.可以以XI，C，Y编程进行曲面上的任意角度孔的加工。
[0047]9.可以以XI，b，Z编程进行平面上的极坐标加工。例如加工平面上的螺线。
[0048]除去以上的加工模式，还有其他未列举的模式供使用者开发，使用者可根据自身需求进行灵活开发，并且可以将铣刀和磨具更换成其他需要转动加工的刀具，以扩展机床加工范围。
【主权项】
1.一种多功能数控机床，包括底部滑轨、工作台、纵向滑轨、架设于纵向滑轨上与底部滑轨垂直的水平滑轨以及用于控制各部件的主机，其特征是:所述工作台设置于底部滑轨上，工作台上设有转动圆环，所述转动圆环分别与带动圆环绕中心轴旋转的第一转动部件和带动圆环以其直径为轴旋转的第二转动部件相连，所述转动圆环上固定有夹持器组件，所述夹持器组件包括可旋转定心卡盘，定心卡盘通过伸缩轴与电机相连，所述水平滑轨上设有刀具转换头。2.根据权利要求1所述的多功能数控机床，其特征是:所述转动圆环上设有轨道槽，第一转动部件为转动齿轮，其齿轮与轨道槽啮合，第二转动部件为与圆环直径重合的转轴，转轴的两端嵌入轨道槽内。3.根据权利要求1所述的多功能数控机床，其特征是:所述夹持器组件中的电机包括车床电机和步进电机。4.根据权利要求1所述的多功能数控机床，其特征是:所述刀具转换头上包括磨具、车刀、钻铣头。
【专利摘要】本实用新型涉及机床应用领域，提供一种小尺寸的多功能数控机床，包括底部滑轨、工作台、纵向滑轨、架设于纵向滑轨上与底部滑轨垂直的水平滑轨以及用于控制各部件的主机，所述工作台设置于底部滑轨上，工作台上设有转动圆环，所述转动圆环分别与带动圆环绕中心轴旋转的第一转动部件和带动圆环以其直径为轴旋转的第二转动部件相连，所述转动圆环上固定有夹持器组件，所述夹持器组件包括可旋转定心卡盘，定心卡盘通过伸缩轴与电机相连，所述水平滑轨上设有可转动适配的加工头组件。本实用新型体积可以小到桌面级，支持多种复杂一次成型机械加工，拥有灵活运算体系。
【IPC分类】B23P23/04
【公开号】CN204913276
【申请号】CN201520596437
【发明人】魏艺峰
【申请人】魏艺峰
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月11日