专利名称：基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加工机床，尤其是一种基于开放式数控系统的能加工加长型 钢的机床。
背景技术：
传统的数控系统虽然已经实现了较复杂的功能，并具备一定的精度，但是由于传 统数控系统采用的是专用计算机系统，实现过程对用户来讲是封闭的，模块功能也是固定 的，不同厂商的软硬件互不兼容，用户无法对系统进行重新定义和扩展，系统与外部缺乏有 效的通信功能，这就增加了用户的投资风险和成本。已有的孔加工机床加工大型零件时处 理不便，在加长型钢上加工结构孔时是逐孔加工，工人频繁忙于装夹工件、启动机床、进刀、 退刀、停车及卸工件等，不仅工人劳动强度大，而且生产率也低，不利于证产品加工精度。传 统的机床目前还没有一种对大型加长型零件进行加工孔的专用设备。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在加长型工件上进行高精度高效率 加工的基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工的机床。为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于开放式数控系统的加长型钢结构孔 加工机床，包括底座1、工作台2，工作台2固定在底座1上，加长型钢被装夹在工作台上，底 座1上还有一个能沿底座1长度方向移动的立柱19，立柱19上有能沿立柱19上下移动的 刀具、刀具装夹及刀具驱动装置，刀具正对加长型钢上需要被加工孔的部位。所述刀具驱动装置为主轴箱5，主轴箱5的上端的输入轴与主电机13的输出轴连 接，下端有四个输出轴经刀具装夹驱动四个刀具。在底座1上沿其长度方向安装两根平行的光杠10和位于两根光杠中间的与光杠 平行的水平丝杠11，水平丝杠11能在水平伺服电机9驱动下转动，所述两根光杠10和一根 水平丝杠11从立柱19下部的配合孔中穿过，立柱上有一丝杠螺母与水平丝杠11配合。当 水平伺服电机9驱动水平丝杠11转动，从而使立柱19沿光杠10左右移动。立柱19面向加长型钢一侧自上而下安装燕尾槽式长滑板15，在长滑板15的外侧 槽口处安装有与长滑板15平行的竖向丝杠17，竖向伺服电机12安装在立柱的上端且与竖 向丝杠17连接，伺服电机12能驱动竖向丝杠17转动；刀具驱动装置面向立柱的一侧竖向 安装一燕尾式短滑板16，燕尾式短滑板16嵌入到燕尾槽式长滑板15的槽内并能上下滑动； 短滑板16上安装丝杠螺母18与竖向丝杠17配合。当竖向伺服电机12驱动竖向丝杠17 转动时，刀具驱动装置上下移动，使刀具产生进给动作。所述底座1可以很长。加长型钢的底面和一个侧面由工作台的两个面定位，另两个面由支撑板4压紧， 使工字型钢3紧靠工作台上述的两个面。这样实现对加长型钢的快速精确定位。本实用新型基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床通过刀具驱动装置
3的上下动作可以同时加工四个孔，四个孔加工完毕后，移动立柱19到下一处再同时加工四 个孔，避免反复装夹工件，提高效率；比较长的工作台的长度，更易与定位工件和提高加工 效率及精度；本实用新型节省了劳动成本和能源成本，提高了生产效率与加工精度。
图1为本实用新型基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床的主视图；图2为本实用新型基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床的右视图；图3为本实用新型基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床的俯视图。上图中1、底座，2、工作台，3、工字型钢，4、支撑板，5、主轴箱，6、联轴器甲，7、托 盘，8、联轴器乙，9、水平伺服电机，10、光杠，11、水平丝杠，12、竖向伺服电机，13、主电机， 14、联轴器丙，15、长滑板，16、短滑板，17、竖向丝杠，18、丝杠螺母，19、立柱。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床作 进一步详细地说明。如图1、2、3所示。本实用新型基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床 的底座1是长度比较长的长条形，长度为几米，例如是5米或者更长，底座是采用钢板拼接 而成并外加四个加强筋，在底座1宽度上的一侧沿长度方向上固定与底座差不多等长的工 作台2，工作台上放置结构孔的加工件长型钢，例如工字型钢3，工字型钢3的底面和一个侧 面由工作台的两个面定位，另两个面由支撑板4压紧，使工字型钢3紧靠工作台上述的两个 面，实现对工字型钢3的快速精确定位；在底座1宽度上的另一侧沿长度方向安装两根平行 的光杠10和位于两根光杠中间的与光杠平行的水平丝杠11，在水平丝杠11的一头的底座 1外侧安装托盘7，托盘7的外侧安装水平伺服电机9，水平伺服电机的输出轴通过联轴器 乙8与水平丝杠11连接；所述两根光杠10和一根水平丝杠11从立柱19下部的配合孔中 穿过，立柱上的丝杠螺母与水平丝杠11配合，当水平伺服电机9驱动水平丝杠11转动，从 而使立柱19沿光杠10左右移动；立柱19面向工字型钢3 —侧自上而下安装燕尾槽式长滑 板15，在长滑板15的外侧槽口处安装有与长滑板15平行的竖向丝杠17 ；在立柱19的上端 的上面安装一竖向伺服电机12，竖向伺服电机12的输出轴通过联轴器丙14与竖向丝杠17 连接；主轴箱5的上端有一个输入轴通过联轴器甲6与主电机13的输出轴连接，下端有四 个输出轴连接加工刀具用于同时在工字型钢3上加工四个结构孔；主轴箱5的面向立柱的 一侧竖向安装一燕尾式短滑板16，燕尾式短滑板16嵌入到燕尾槽式长滑板15的槽内并能 上下滑动；短滑板16上安装丝杠螺母18与竖向丝杠17配合，当竖向伺服电机12驱动竖向 丝杠17转动时，主轴箱5上下移动，使主轴箱5驱动的刀具产生进给动作。本实用新型的加长型钢结构孔加工机床通过主轴箱5的上下动作可以同时加工 四个孔，四个孔加工完毕后，移动立柱19到下一处再同时加工四个孔，避免反复装夹工件， 提高效率；控制系统可以采用开放式数控系统，通过相应的计算机模块、DSP控制器，直接 进行三轴或四轴的联动，从而实现零件孔的依次加工，解决了编程效率低及NC程序不具有 可交换性的问题，实现了 CAD/CAM和CNC系统之间难以实现信息的集成和共享问题，使不同 的CNC系统间也可以实现信息的交换和共享，解决了变换频繁的需求与封闭控制系统之间的矛盾，建立了一个统一的可重构的系统平台，具有的模块化组织结构，允许用户根据需要 进行选配和集成、更改或扩展系统的功能，迅速适应不同的应用需求，通过数控编程实现快 速装定和精确加工；比较长的工作台的长度，更易与定位工件和提高加工效率及精度；本 实用新型节省了劳动成本和能源成本，提高了生产效率与加工精度。 虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，在不 背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出 各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的 保护范围。
权利要求一种基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床，包括底座(1)、工作台(2)，工作台(2)固定在底座(1)上，加长型钢被装夹在工作台上，其特征在于底座(1)上还有一个能沿底座(1)长度方向移动的立柱(19)，立柱(19)上有能沿立柱(19)上下移动的刀具、刀具装夹及刀具驱动装置，刀具正对加长型钢上需要被加工的部位。
2.根据权利要求1所述的基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床，其特征在 于所述刀具驱动装置为主轴箱(5)，主轴箱(5)的上端的输入轴与主电机(13)的输出轴 连接，下端有四个输出轴经刀具装夹驱动四个刀具。
3.根据权利要求1或2所述的基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床，其特 征在于在底座(1)上沿其长度方向安装两根平行的光杠(10)和位于两根光杠中间的与光 杠平行的水平丝杠(11)，水平丝杠(11)能在水平伺服电机(9)驱动下转动，所述两根光杠 (10)和一根水平丝杠(11)从立柱(19)下部的配合孔中穿过，立柱上有一丝杠螺母与水平 丝杠(11)配合。
4.根据权利要求1或2所述的基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床，其特 征在于立柱(19)面向加长型钢一侧自上而下安装燕尾槽式长滑板(15)，在长滑板(15) 的外侧槽口处安装有与长滑板(15)平行的竖向丝杠(17)，竖向伺服电机(12)安装在立柱 的上端且与竖向丝杠(17)连接，伺服电机(12)能驱动竖向丝杠(17)转动；刀具驱动装置 面向立柱的一侧竖向安装一燕尾式短滑板(16)，燕尾式短滑板(16)嵌入到燕尾槽式长滑 板(15)的槽内并能上下滑动；短滑板(16)上安装丝杠螺母(18)与竖向丝杠(17)配合。
5.根据权利要求3所述的基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床，其特征在 于立柱(19)面向加长型钢一侧自上而下安装燕尾槽式长滑板(15)，在长滑板15的外侧 槽口处安装有与长滑板(15)平行的竖向丝杠(17)，竖向伺服电机(12)安装在立柱的上端 且与竖向丝杠(I7)连接，伺服电机(12)能驱动竖向丝杠(17)转动；刀具驱动装置面向立 柱的一侧竖向安装一燕尾式短滑板(16)，燕尾式短滑板(16)嵌入到燕尾槽式长滑板(15) 的槽内并能上下滑动；短滑板(16)上安装丝杠螺母(18)与竖向丝杠(17)配合。
6.根据权利要求1或2所述的基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床，其特 征在于所述底座(1)可以很长。
7.根据权利要求1或2所述的基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床，其特 征在于加长型钢的底面和一个侧面由工作台的两个面定位，另两个面由支撑板(4)压紧， 使加长型钢紧靠工作台上述的两个面。
专利摘要本实用新型公开了一种基于开放式数控系统的加长型钢结构孔加工机床，包括底座(1)、工作台(2)，工作台(2)固定在底座(1)上，加长型钢被装夹在工作台(2)上，底座(1)上还有一个能沿底座(1)长度方向移动的立柱(19)，立柱(19)上有能沿立柱(19)上下移动的刀具、刀具装夹及刀具驱动装置，刀具正对加长型钢上需要被加工的部位。本实用新型避免了反复装夹工件，节省了劳动成本和能源成本，提高了生产效率与加工精度。
文档编号B23B39/16GK201735828SQ201020286619
公开日2011年2月9日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者宋丽, 曹树坤, 杨尚伟, 王长蕾, 邓海龙 申请人:济南大学