用于数控机床的旋转锯单元、数控机床的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于数控机床的旋转锯单元以及一种数控机床。旋转锯单元包括具有敞开的开口的壳体(1)、以由所述开口部分地伸出的方式可转动的固定于所述壳体(1)中的至少一个锯片、在相反于所述开口的一侧与所述壳体(1)连接的旋转轴(22)、可驱动所述旋转轴(22)绕其轴线旋转的齿轮(11)、与所述齿轮(11)啮合以驱动所述齿轮(11)转动的齿条(6)、与所述齿条(6)接合并驱动所述齿条(6)进行运动的驱动器(3)。数控机床包括上述旋转锯单元。上述旋转锯单元和数控机床可实现两个方向锯切加工。
【专利说明】用于数控机床的旋转锯单元、数控机床
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控机床领域，具体来说，涉及一种用于数控机床的旋转锯单元以及一种数控机床。
【背景技术】
[0002]在数控机床领域中，大幅面CNC数控机器已经获得了大量的应用，其中，主要是利用电主轴进行高速的切割和雕刻。但是在数控下料中，刀锯切割仍然无法替代锯切割，尤其是在工件的厚度在4cm以上的情况下，需要考虑效率和割口大小时尤为突出。
[0003]目前，多使用专用的锯来下料，例如双端锯、四面锯等，这些锯都可以实现固定尺寸的切割和下料。但是这些锯需要在每次实施切割前调整锯的宽度，并且不能任意根据图纸设计切割位置和方向，且不能附带有其他加工设备(例如铣削头)。
[0004]专利CN101318290A公开了一种型钢数控钻锯复合机床，其包括床身、工作台、送料装置、压紧装置、立板、钻床单元和锯床单元，其中立板和工作台固定在床身上，钻床单元和锯床单元分别设置在立板的两侧，工作台横穿立板并位于钻床单元和锯床单元的下方，立板上有工件在工作台上进给运动的孔。然而，本专利中的锯床单元仅能够实施一个方向的切割，并且不能防止蹦边的现象。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的一个或多个缺陷，本发明的目的在于提供一种可以用于数控机床的并实现两个方向锯切加工的旋转锯单元和相应的数控机床。
[0006]为实现上述目的，本发明一方面提供一种用于数控机床的旋转锯单元，包括:壳体，壳体具有敞开的开口 ；至少一个锯片，至少一个锯片以由开口部分地伸出的方式可转动的固定于壳体中；旋转轴，在相反于开口的一侧与壳体连接；可驱动旋转轴绕其轴线旋转的齿轮；与齿轮啮合以驱动齿轮转动的齿条；与齿条接合并驱动齿条进行运动的驱动器。
[0007]根据本发明，至少一个锯片为共面设置的两个或两个以上锯片，该两个或两个以上锯片的直径不同。。
[0008]根据本发明，旋转轴与齿轮键连接，以实现齿轮对旋转轴的驱动。
[0009]根据本发明，还包括:旋转及缓冲装置，旋转及缓冲装置包括具有一端敞开的空腔的限位螺钉、部分地位于空腔内的缓冲块以及容纳于空腔中的缓冲弹簧，其中，缓冲弹簧的两端分别抵靠空腔的内壁和缓冲块。
[0010]根据本发明，还包括:升降机构，升降机构包括气缸、支架、导轨及滑块，其中，导轨的一端与气缸连接；其中，气缸的活塞杆以伸缩带动支架沿导轨的延伸方向滑动的方式与支架连接；其中，旋转轴可转动地与支架的一端连接，滑块与支架的另一端连接、并与导轨可滑动地接合。
[0011]本发明另一方面提供一种数控机床，包括上述任一项的旋转锯单元。
[0012]根据本发明，还包括:控制器，旋转锯单元的驱动器响应于控制器的信号驱动齿条进行运动，以使运动经由齿轮、旋转轴和壳体转换为锯片围绕旋转轴的轴线的转动。
[0013]根据本发明，还包括:工作台和附加数控加工单元；附加数控加工单元具有至少一个用于安装加工刀具并驱动其旋转的电主轴，附加数控加工单元和旋转锯单元均设置于工作台上方。
[0014]根据本发明，还包括:可选择地与旋转锯单元的壳体和附加数控加工单元的电主轴连通的吸尘器。
[0015]根据本发明，附加数控加工单元为铣削单元或钻孔单元。
[0016]相比于现有技术，本发明的有益效果在于:
[0017]本发明的用于数控机床的旋转锯单元，包括具有敞开的开口的壳体、以由开口部分地伸出的方式可转动的固定于壳体中的至少一个锯片、在相反于开口的一侧与壳体连接的旋转轴、可驱动旋转轴绕其轴线旋转的齿轮、与齿轮啮合以驱动齿轮转动的齿条、以及与齿条接合并驱动齿条进行运动的驱动器。由此，驱动器驱动齿条做运动，通过齿条与齿轮的啮合，齿条的运动转化为齿轮的转动，而齿轮的转动驱动旋转轴绕其轴线旋转。进一步，由于旋转轴与壳体连接，所以壳体跟随旋转轴绕旋转轴的轴线旋转，由此固定于壳体中的锯片随着壳体一起旋转。而锯片部分地由壳体的开口伸出，可对工件进行加工，并且可驱动锯片旋转以实现对工件的两个方向的锯切加工。
[0018]本发明的用于数控机床的旋转锯单元，具有的至少一个锯片为共面设置的两个或两个以上锯片，并且该两个或两个以上锯片的直径不同。由此，在对工件进行锯切加工的过程中，两个或两个以上锯片中直径较小的锯片先在工件上切割出槽，然后直径较大的锯片再对已切割出的槽继续切割。从而防止了蹦边现象的产生。
[0019]本发明的数控机床，由于具有上述任一项的旋转锯单元的特征，故具有相对应的特征所带来的有益效果，即至少具有可实现对工件的两个方向的锯切加工的有益效果。
[0020]本发明的数控机床还包括控制器，旋转锯单元的驱动器响应于控制器的信号驱动齿条进行运动，以使运动经由齿轮、旋转轴和壳体转换为锯片围绕旋转轴的轴线的转动。由此，在对位于该旋转锯单元下方的工作台上的工件进行锯切加工的时候，通过锯片的转换可实现例如沿工作台的纵向方向进行锯切加工、以及沿工作台的横向方向进行锯切加工。
[0021]本发明的数控机床还包括附加数控加工单元,该附加数控加工单元具有至少一个用于安装加工刀具并驱动其旋转的电主轴。由此，旋转锯单元与附加数控加工单元整合在同一数控机床中，以使得该数控机床具有多个加工功能，即可以实现对工件一次装卡后可进行多次加工，进而提高了加工效率、降低了成本、简化了操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本发明的用于数控机床的旋转锯单元的一个实施例的结构示意图；
[0024]图2是本发明的数控机床的一个实施例结构示意图，该数控机床包含有图1示出的旋转锯单元；
[0025]图3是图2示出的数控机床的一部分的主视示意图；
[0026]图4是图3示出的数控机床的一部分的俯视示意图；
[0027]图5是图4示出的数控机床的一部分的局部俯视示意图；
[0028]图6是图2示出的数控机床中的吸尘器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]参照图1，本发明的用于数控机床的旋转锯单元的一个实施例，包括具有敞开的开口的壳体1、以由开口部分地伸出的方式可转动的固定于壳体I中的至少一个锯片、在相反于开口的一侧与壳体I连接的旋转轴22、可驱动旋转轴22绕其轴线旋转的齿轮11、与齿轮11啮合以驱动齿轮11转动的齿条6、与齿条6接合并驱动齿条6进行运动的驱动器3。
[0031]由此，驱动器3驱动齿条6做运动，通过齿条6与齿轮11的啮合，齿条6的运动转化为齿轮11的转动，而齿轮11的转动驱动旋转轴22绕其轴线旋转。进一步，由于旋转轴22与壳体I连接，所以壳体I跟随旋转轴22绕旋转轴22的轴线旋转，由此固定于壳体I中的锯片随着壳体I 一起旋转。而锯片部分地由壳体I的开口伸出，可对工件进行加工，并且可驱动锯片旋转以实现对工件的两个方向的切割。
[0032]具体而言，参照图1，在本实施例中，壳体I的开口与旋转轴22相对设置并且旋转轴22由壳体I向外延伸出，且旋转轴22的轴线的延伸方向垂直于开口。壳体I与旋转轴22为一体件或以本领域技术人员公知的方法可拆卸地固定连接在一起，例如通过螺栓连接。以使得旋转轴22绕着其自身的轴线转动的时候，壳体I随着旋转轴22绕着旋转轴22的轴线一起转动。此外，旋转轴22是中空的。
[0033]继续参照图1，在本实施例中，设置两个锯片，为方便描述，该两个锯片分别为第一锯片2和第二锯片20。其中，第一锯片2和第二锯片20共面设置。可理解，第一锯片2和第二锯片20共面设置即为:第一锯片2的沿其厚度方向的中心平面与第二锯片20的沿其厚度方向的中心平面彼此平行且共面。在第一锯片2和第二锯片20等厚的情况下，也可理解为第一锯片2的相互平行的两个外表面与第二锯片20的相互平行的两个外表面分别平行且共面。此外，第一锯片2的直径小于第二锯片20的直径。且优选地，第一锯片2的内孔的直径为Φ 22mm，第二锯片20的内孔的直径为Φ30πιπι。且在将该旋转锯单元应用于工作台上时，第二锯片20指向第一锯片2的方向即为进行切割前进的方向。由此，在对工件进行切割的过程中，第一锯片2先在工件上切割出槽，然后第二锯片20再对已切割出的槽继续切割。从而防止了蹦边现象的产生。可选地，锯片可通过轴固定连接于壳体I中，第二锯片2在切割时的最大功率为7.5kw。当然，锯片的个数不局限于两个，也可设置多于两个的直径彼此不同的锯片，并共面设置所有锯片，以达到防止产生蹦边现象的效果。
[0034]此外，齿轮11套设在旋转轴22的外周面上，并且与齿轮11键连接。通过键连接，旋转轴22与齿轮11固定连接，以使得齿轮11在其自身转动时带动旋转轴22 —起转动，由此实现齿轮11驱动旋转轴22绕其自身的轴线转动。其中，齿轮11和旋转轴22共轴线，并且在旋转轴22的外周面套设有圆螺母10，圆螺母10可选地与旋转轴22螺纹连接，或者在旋转轴22上套设有套管(在后面详细描述出)的情况下，圆螺母10与套管螺纹连接。圆螺母10和轴承24分别位于齿轮11的两侧，以构成对齿轮11在旋转轴22的轴线方向上的限位。
[0035]另外,在本实施例中,驱动器3为气缸并固定连接于壳体I上，该气缸的活塞杆与齿条6连接，随着气缸的活塞杆的移动，齿条6做直线运动。而齿条6与齿轮11啮合，齿轮11固定套设在旋转轴22，齿轮11的转动便可带动旋转轴22转动。其中，驱动器3的端部连接有连接板7，连接板7具有通孔以使齿条6和活塞杆连接，在连接板7和驱动器的端部之间还可设置垫板4。连接板7固定连接于轴承座25 (轴承座25将在下面详细描述)，进而固定连接于壳体I以跟随壳体I一起运动。
[0036]进一步参照图1，在本实施例中，旋转锯单元，还包括升降机构。升降机构具有气缸
9、支架18、导轨19及滑块17。其中，导轨19的一端与气缸9连接。气缸9的活塞杆以伸缩带动支架18沿导轨19的延伸方向滑动的方式与支架18连接，旋转轴22可转动地与支架18的一端连接，滑块17与支架18的另一端连接、并与导轨19可滑动地接合。可选地，在应用于数控机床中时，导轨19的另一端可与数控机床的工作台连接或床身连接，以将壳体I沿垂直于工作台的方向可移动地支撑在工作台地上方。
[0037]具体而言，导轨19的一端通过螺栓固定连接有上连板14，气缸9支撑于上连板14上，由此形成导轨19的一端与气缸9连接，即形成气缸9支撑于导轨19上。气缸9的活塞杆由上连板14上的孔穿出，以与支架18连接，其中，活塞杆与支架18可通过例如螺栓连接以及增加诸如下连板16的间隔件的方式进行固定连接。此外，支架18的一端与滑块17可通过诸如螺栓连接的方式固定连接。而在旋转轴22的外周面套设有轴承垫23、轴承24、轴承座25和压盖13，支架18的另一端与轴承座23连接，以实现将支架18和旋转轴22连接在一起，并通过该结构实现旋转轴22可相对于支架18转动。另外，滑块17与导轨19接合，以在导轨19中移动。
[0038]综上，当气缸9启动时,其活塞杆的带动支架18上下移动(即沿着导轨的延伸方向、也即沿着垂直于工作台的方向)，滑块17跟随支架18的移动在导轨19中上下移动。旋转轴22带动壳体1、两个锯片等与他们固定连接的零件跟随支架18上下移动。并且由此，由于支架18对旋转轴22构成了径向定位，进而对齿轮11构成了径向定位，换言之，使得旋转轴22和齿轮11的轴线的位置固定，进而使得齿轮11只能做绕其自身轴线的转动以及随着支架18上下移动。
[0039]继续参照图1，还设置有连接在旋转锯单元中的旋转及缓冲装置35，在旋转轴22带动壳体I以及其中的两个锯片转动时，对转动是否达到或超越90°可通过旋转及缓冲装置35进行调整。
[0040]具体地，如图5所示，在本实施例中，通过连接轴31将气缸(即驱动器3)的活塞杆与齿条6连接。其中齿条6与齿轮11啮合。当气缸4推动齿条6向远离气缸的方向移动时，齿轮11带动旋转轴22转动，旋转轴22带动第一电机30的电机连接板32和第二电机29旋转90°，电机连接板32的一端与缓冲块251接触。其中，缓冲块251位于限位螺钉252的空腔中，在空腔中容纳有缓冲弹簧253，缓冲弹簧253的一端抵靠限位螺钉25的空腔的内壁，另一端抵靠在缓冲块251上，由此，当电机连接板32的一端撞击缓冲块251时，通过缓冲弹簧253起到旋转到位缓冲的作用。可选地，限位螺钉252以螺纹连接的方式与旋转锯单元的任何不随旋转轴22转动的部件连接，只要可以起到旋转到位缓冲的作用即可。可理解，并非旋转锯单元的所有部件均在本实施例中叙述出，而为简便将本领域技术人员公知的其他的旋转锯单元的部件省略。参照图2-图4，本发明的数控机床的一个实施例，包括图1所示出的旋转锯单元。具有可实现对工件的两个方向的锯切加工的有益效果。
[0041]进一步参照图2-图4，在本实施例中，数控机床还包括控制器，旋转锯单元5的驱动器3响应于控制器的信号驱动齿条6进行运动，以使运动经由齿轮11、旋转轴22和壳体I转换为锯片围绕旋转轴22的轴线的转动。此外，气缸9响应于控制器的信号经过活塞杆驱动支架18上下运动。两个锯片同时可响应于控制器的信号转动。
[0042]继续参照图2-图4，在本实施例中，工作台和附加数控加工单元。附加数控加工单元具有至少一个用于安装加工刀具并驱动其旋转的电主轴，附加数控加工单元和旋转锯单元5均设置于工作台上方。可选地，附加数控加工单元为铣削单元或钻孔单元，即电主轴所驱动的刀具为铣刀或钻头。可理解，与现有技术中的诸如铣床、钻床相同，附加数控加工单元设置于工作台上方以对工作台上的工件进行相应的加工。同样，旋转锯单元5设置于工作台上方以对工作台上的工件进行锯切加工操作。在本实施例中，设置两个电主轴，在图3中分别为第一电主轴36和第二电主轴37。当然，电主轴的个数不限于此，优选地为设置
2-4个电主轴。
[0043]参照图2和图3，在实施例中，还具有可选择地与旋转锯单元5的壳体I和附加数控加工单元的电主轴连通的吸尘器12，其中，上述连通通过导管实现，并通过设置阀体实现吸尘器12可选择地与壳体I和电主轴连通。例如，旋转锯单元5的旋转轴22的外周面上套设有中空套管，套管具有连接口 8(参照图1)，吸尘器12 (具体地，为下述吸尘三通122的出口)通过管道与连接口 8连通，进而通过中空的套管、中空的旋转轴和壳体I的内部连通。参照图6，具体地，吸尘器12包括吸尘转接头支架121，吸尘转接头支架121固定在机头上。吸尘器12还包括吸尘三通122，吸尘三通122固定于吸尘转接头支架121，吸尘三通122的上端与中央吸尘管连接，下端具有三个出口，该三个出口分别与旋转锯单元5的壳体
1、第一电主轴36和第二电主轴37连通。并且对应于每个出口设置一个气缸(在图5中以标号123)和一个吸尘三通插板124。当旋转锯单元5工作时，系统自动控制与连通于旋转锯单元5的出口相对应的气缸3打开，推动相对应的吸尘三通插板4，将该出口打开，以起到对旋转锯单元5在其工作中的吸尘作用。对于第一电主轴36和第二电主轴37起到吸尘作用的原理同旋转锯单元5，不再赘述。
[0044]此外，在本实施例中，数控机床压料装置26，当旋转锯单元工作时，压料装置26通过气缸推下，滚轮压在板材上，与锯片同时前进，防止材料翘起。
[0045]综上，在需要锯切加工时，控制器驱动器3发出指令，即发出信号，驱动器3接收到该信号驱动齿条6做运动，齿条6推动齿轮11转动，齿轮11带动旋转轴22转动，旋转轴22带动壳体I转动，壳体I带动第一锯片2和第二锯片20转动，由此完成了对第一锯片2和第二锯片20的定向。然后控制器向气缸9发出指令以使得气缸9驱动支架18带动壳体I向下运动，进而控制器发出指令驱动锯片旋转以进行锯切。在锯切加工完成后，控制器控制连个锯片停止转动，气缸9运动以带动支架18进而带动壳体、两个锯片等向上运动。之后，控制器可控制附加数控加工单元的电主轴运动以进行相应的加工。
[0046]由此，本实施例将旋转锯单元5与附加数控加工单元整合在同一数控机床中，以使得该数控机床具有多个加工功能，即可以实现对工件一次装卡后可进行多次加工，进而提高了加工效率、降低了成本、简化了操作。
[0047]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于数控机床的旋转锯单元，其特征在于，包括: 壳体(I)，所述壳体(I)具有敞开的开口 ； 至少一个锯片，所述至少一个锯片以由所述开口部分地伸出的方式可转动的固定于所述壳体⑴中； 旋转轴(22)，在相反于所述开口的一侧与所述壳体(I)连接； 可驱动所述旋转轴(22)绕其轴线旋转的齿轮(11)； 与所述齿轮(11)啮合以驱动所述齿轮(11)转动的齿条(6)； 与所述齿条(6)接合并驱动所述齿条(6)进行运动的驱动器(3)。
2.根据权利要求1所述的用于数控机床的旋转锯单元，其特征在于， 所述至少一个锯片为共面设置的两个或两个以上锯片，所述两个或两个以上锯片的直径不同。
3.根据权利要求1或2所述的用于数控机床的旋转锯单元，其特征在于， 所述旋转轴(22)与所述齿轮(11)键连接，以实现所述齿轮(11)对所述旋转轴(22)的所述驱动。
4.根据权利要求1或2所述的用于数控机床的旋转锯单元，其特征在于，还包括: 旋转及缓冲装置，所述旋转及缓冲装置包括具有一端敞开的空腔的限位螺钉(252)、部分地位于所述空腔内的缓冲块(251)以及容纳于所述空腔中的缓冲弹簧(253)，其中，所述缓冲弹簧(253)的两端分别抵靠所述空腔的内壁和所述缓冲块(251)。
5.根据权利要求1或2所述的用于数控机床的旋转锯单元，其特征在于，还包括: 升降机构，所述升降机构包括气缸(9)、支架(18)、导轨(19)及滑块(17)； 其中，所述导轨(19)的一端与所述气缸(9)连接； 其中，所述气缸(9)的活塞杆以伸缩带动所述支架(18)沿所述导轨(19)的延伸方向滑动的方式与所述支架(18)连接； 其中，所述旋转轴(22)可转动地与所述支架(18)的一端连接，所述滑块(17)与所述支架(18)的另一端连接、并与所述导轨(19)可滑动地接合。
6.一种数控机床，其特征在于，包括所述权利要求1-5中任一项所述的旋转锯单元。
7.根据权利要求6所述的数控机床，其特征在于，还包括: 控制器，所述旋转锯单元(5)的所述驱动器(3)响应于所述控制器的信号驱动所述齿条(6)进行所述运动，以使所述运动经由所述齿轮(11)、所述旋转轴(22)和所述壳体(I)转换为所述锯片围绕所述旋转轴(22)的轴线的转动。
8.根据权利要求6或7所述的数控机床，其特征在于，还包括: 工作台和附加数控加工单元； 所述附加数控加工单元具有至少一个用于安装加工刀具并驱动其旋转的电主轴，所述附加数控加工单元和所述旋转锯单元(5)均设置于所述工作台上方。
9.根据权利要求8所述的数控机床，其特征在于，还包括: 可选择地与所述旋转锯单元(5)的所述壳体(I)和所述附加数控加工单元的电主轴连通的吸尘器(12)。
10.根据权利要求8所述的数控机床，其特征在于， 所述附加数控加工单元为铣削单元或钻孔单元。
【文档编号】B23P23/00GK104128655SQ201410324114
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】高树公, 雷红军 申请人:北京铭隆世纪科技有限公司