一种具有抱滑轨功能和异步压料功能的双铣头数控铣床的制作方法

本发明涉及机加工技术领域，尤其涉及一种具有抱滑轨功能和异步压料功能的双铣头数控铣床。

背景技术：

数控铣床是指可以用主轴对工件进行铣削加工的机床，其主要构成部件通常包括机床座、工作台、主轴、主轴驱动电机、进给驱动电机以及用于固定工件的夹具；作业时，主轴旋转的运动为主运动，工件和主轴之间的相对运动为进给运动。现有数控铣床的滑座上没有抱滑轨功能，铣削工件时，主轴和工件之间产生的轻微振动会传递到滑座上，导致滑座在滑轨上的位置发生偏移，进而影响到机床的灵敏度和加工精度。此外待铣削工件在加工时也会发生轻微的晃动，现有的压料机构或压料装置可以高精度的实现待铣削工件的固定和压紧，但是当被加工的工件具有超大尺寸时，就需要进一步提高工件固定时的稳定程度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有抱滑轨功能和异步压料功能的双铣头数控铣床，通过设置抱紧组件，利用抱紧组件的驱动装置驱动顶紧块顶紧滑轨，可以实现滑座高稳定性，减少振动，通过设置主压料机构、副压料机构以及各自的驱动装置，可以实现超大工件的高稳定性异步压紧，大大提高待铣削加工的精度。

根据本发明实施例的一种具有抱滑轨功能和异步压料功能的双铣头数控铣床，包括紧固在基础设施上的固定座、与所述固定座之间可滑动连接的滑动座，连接在所述滑动座上的工作台，紧固在滑动座上且位于工作台上方的用于压紧工件的压料机构，设置在所述固定座两侧的第一工位、第二工位，所述第一工位包括第一铣头、第一铣头驱动电机、第一铣头固定座、第一铣头滑动座及设置在第一铣头固定座和第一铣头滑动座之间的第一铣头丝杠滑台模组，所述第二工位包括第二铣头、第二铣头驱动电机、第二铣头固定座、第二铣头滑动座及设置在第二铣头固定座和第二铣头滑动座之间的第二铣头丝杠滑台模组，

所述压料机构为异步压料装置，包括位于工作台上方的龙门架，龙门架包括左立柱、横梁和右立柱；横梁设置在工作台的上方，所述左立柱和所述右立柱用于支撑所述横梁，该异步压料装置还包括主压料机构和副压料机构，所述主压料机构包括主压料板和用于驱动所述主压料板的主驱动装置，所述副压料机构包括副压料板和用于驱动所述副压料板的副驱动装置；

所述主驱动装置和所述副驱动装置紧固在所述横梁的上部，所述主压料板和所述副压料板设置在所述横梁的下部，所述主驱动装置的动力输出端穿过所述横梁紧固在所述主压料板上，所述副驱动装置的动力输出端穿过所述横梁紧固在所述副压料板上；

所述副压料板上相应于所述主压料板的部位开设有主压料板避空位；压料时，所述主压料板可以穿过所述主压料板避空位首先压紧工作台上的工件，然后再由所述副驱动装置驱动所述副压料板压紧工件；

所述第一工位中的第一铣头滑动座、第二工位中的第二铣头滑动座均为抱滑轨滑座，所述抱滑轨滑座包括滑座，所述滑座的底部设有与滑轨相配合的卡槽，所述卡槽上安装有用于将滑轨抱紧的抱紧组件，所述抱紧组件包括顶紧块和用于驱动所述顶紧块的抱紧驱动装置，所述抱紧驱动装置紧固在卡槽上，所述抱紧驱动装置的动力输出端穿过卡槽与设置在卡槽内侧的顶紧块固定连接；所述第一铣头滑动座、第二铣头滑动座采用抱滑轨滑座可抱紧对应的滑轨，紧固在所述第一铣头固定座、第二铣头固定座上。

工件放置在所述工作台上以后，先由所述异步压料装置将工件压紧，然后再将所述第一铣头和/或所述第二铣头定位至确定的位置上；然后第一铣头滑动座、第二铣头滑动座通过抱紧组件抱紧在对应的滑轨上；最后令所述滑动座带动所述工作台上的工件经过所述第一铣头和/或第二铣头，完成工件的铣削。

在上述方案基础上，所述主驱动装置包括一个主驱动气缸或油缸，所述副驱动装置包括两个副驱动气缸或油缸，所述两个副驱动气缸或油缸设置在所述主驱动气缸或油缸的两侧。

在上述方案基础上，所述主压料板避空位为设置在所述副压料板上的透孔。

优选地，所述抱滑轨滑座的抱紧组件紧固在卡槽的左右两侧，抱紧滑轨时，抱紧驱动装置驱动顶紧块顶紧滑轨的左右两侧。

优选地，所述抱滑轨滑座的顶紧块呈与单个抱紧驱动装置的动力输出端紧固连接的块状结构或与多个抱紧驱动装置的动力输出端紧固连接长条状结构

优选地，所述抱紧驱动装置为气缸或油缸。

在上述方案基础上，所述第一铣头和第一铣头驱动电机固定在第一铣头滑动座上，所述第一铣头固定座上设有两条平行的第一滑轨，第一铣头滑动座与所述第一滑轨滑动配合，两条所述第一滑轨之间设置有第一铣头丝杠滑台模组，第一铣头滑动座通过第一铣头丝杠滑台模组可滑动连接到所述第一铣头固定座上；第一铣头丝杠滑台模组可在控制系统的指示下将第一铣头定位至指定的位置，第一铣头滑动座通过抱紧组件可在控制系统的指示下将第一滑轨抱紧。

在上述方案基础上，所述第二铣头和第二铣头驱动电机固定在第二铣头滑动座上，所述第二铣头固定座上设有两条平行的第二滑轨，第二铣头滑动座与所述第二滑轨滑动配合，两条所述第二滑轨之间设置有第二铣头丝杠滑台模组，第二铣头滑动座通过第二铣头丝杠滑台模组可滑动连接到所述第二铣头固定座上；第二铣头丝杠滑台模组可在控制系统的指示下将第二铣头定位至指定的位置，第二铣头滑动座通过抱紧组件可在控制系统的指示下将第二滑轨抱紧。

优选地，还包括一自动定位装置，包括定位块和用于驱动所述定位块的定位驱动装置；所述定位块与所述第一铣头设置在所述固定座的同一侧，用于确定待加工工件的基准面或第一加工面；

优选地，还包括一数字控制系统，用于提供该全自动数控双头铣床的系统控制功能。

在上述方案基础上，该具有抱滑轨功能和异步压料功能的双铣头数控铣床还包括一个自动测量装置，该自动测量装置与所述第二铣头设置在所述固定座上与工作台的同一侧，用于对待加工工件的所述第二加工面进行检测和定位，进一步地，自动测量装置可采用红外测距模块、激光测距模块或气动测量装置进行第二加工面的测定，也可以采用人工测量对刀的方法实现第二加工面的测定。优选地，自动测量装置为由smc气动元件组成的气动测量装置。红外测距模块精度高，但成本也较高，对环境的要求也相对严格。气动测量装置虽然精度一般，但成本较低，对环境的要求低，稳定性也好。

优选地，固定座和滑动座之间通过丝杠滑台模组建立可滑动连接，丝杠滑台模组包括装配在固定座上的丝杠、与丝杠之间螺纹传动连接的滑台以及丝杠驱动数字伺服电机；抱滑轨滑座紧固在所述滑台上。

优选地，抱滑轨滑座和工作台之间通过一回转支承以及回转支承驱动数字伺服电机建立可转动连接，回转支承包括固定部分和可动部分；固定部分紧固在抱滑轨滑座上，工作台紧固连接在可动部分上，回转支承驱动数字伺服电机用于驱动回转支承的可动部分。

优选地，自动定位装置的定位驱动装置为气缸或液压缸，定位块紧固连接在气缸或液压缸的伸缩杆上。对工件定位时，定位块压紧工件并将工件推送到系统设定的基准面上实现第一加工面的定位。

优选地，工作台上还设置有用于辅助待加工工件定位的垫块或定位模。

优选地，本发明提供的全自动数控双头铣床还包括一个排屑系统，排屑系统包括碎料收集槽、排屑螺旋及螺旋驱动电机；排屑螺旋设置在碎料收集槽内；碎料收集槽用于收集铣削碎料，螺旋驱动电机用于带动排屑螺旋旋转；排屑螺旋旋转时，可以将铣削生成的碎料自碎料收集槽输送至排屑口。

优选地，全自动数控双头铣床还包括一个冷却系统，冷却系统包括设置在工作台上部的压缩空气喷头，压缩空气喷头通过一控制阀连通至外部高压气源；控制阀的控制端电性连接到数字控制系统。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：第一铣头滑动座、第二铣头滑动座采用抱滑轨滑座，通过设置抱紧组件，利用抱紧组件的抱紧驱动装置驱动顶紧块顶紧对应的第一滑轨、第二滑轨，减少振动铣削时产生的振动，避免发生位移，通过设置主压料机构、副压料机构以及各自的驱动装置，可以实现超大工件的高稳定性异步压紧，大大提高待铣削加工的精度。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的一个实施例的结构示意图。

图2为优选实施例中异步压料装置的结构示意图。

图3为抱滑轨滑座的结构示意图。

图4为图1中a-a面结构示意图。

图中：

1-固定座；2-滑动座；3-工作台；4-压料机构；

10-龙门架，20-主驱动装置，30-副驱动装置，40-副压料板，50-主压料板；110-左立柱，120-横梁，130-右立柱；

5-第一工位，51-第一铣头滑动座、52-第一铣头固定座、53-第一滑轨；

6-第二工位；7-自动定位装置；

81-滑座、82-卡槽、83-顶紧块、84-抱紧驱动装置。

具体实施方式

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1，一种具有抱滑轨功能和异步压料功能的双铣头数控铣床，包括紧固在基础设施上的固定座1、与固定座1之间可滑动连接的滑动座2，连接在滑动座2上的工作台3，紧固在滑动座2上且位于工作台3上方的用于压紧工件的压料机构4，设置在固定座1两侧的第一工位5、第二工位6，第一工位5包括第一铣头、第一铣头驱动电机、第一铣头固定座、第一铣头滑动座51及设置在第一铣头固定座和第一铣头滑动座51之间的第一铣头丝杠滑台模组，第二工位6包括第二铣头、第二铣头驱动电机、第二铣头固定座、第二铣头滑动座及设置在第二铣头固定座和第二铣头滑动座之间的第二铣头丝杠滑台模组。

参照图2，压料机构4为异步压料装置，包括位于工作台3上方的龙门架10，龙门架10包括左立柱110、横梁120和右立柱130；横梁120设置在工作台30的上方，左立柱110和右立柱130连接在滑动座2上用于支撑横梁120，该异步压料装置还包括主压料机构和副压料机构，主压料机构包括主压料板50和用于驱动主压料板50的主驱动装置20，副压料机构包括副压料板40和用于驱动副压料板40的副驱动装置30。

主驱动装置20和副驱动装置30紧固在横梁120的上部，主驱动装置20包括一个主驱动气缸或油缸，所述副驱动装置30包括两个副驱动气缸或油缸，所述两个副驱动气缸或油缸设置在所述主驱动气缸或油缸的两侧，主压料板50和副压料板40设置在横梁120的下部，主驱动装置20的动力输出端穿过横梁120紧固在主压料板50上，副驱动装置30的动力输出端穿过横梁120紧固在副压料板50上。

副压料板40上相应于主压料板50的部位开设有主压料板避空位，主压料板避空位为设置在所述副压料板40上的透孔；压料时，主压料板50可以穿过主压料板避空位首先压紧工作台3上的工件，然后再由副驱动装置30驱动副压料板40压紧工件。

参照图3为抱滑轨滑座的结构示意图，抱滑轨滑座包括滑座81，滑座21的底部设有与滑轨相配合的卡槽82，卡槽82上安装有用于将滑轨抱紧的抱紧组件，抱紧组件包括顶紧块83和用于驱动顶紧块83的抱紧驱动装置84，抱紧驱动装置84紧固在卡槽82上，抱紧驱动装置84的动力输出端穿过卡槽82与设置在卡槽82内侧的顶紧块83固定连接；优选的，抱滑轨滑座的抱紧组件紧固在卡槽82的左右两侧，抱紧滑轨时，抱紧驱动装置84驱动顶紧块83顶紧滑轨的左右两侧。

本实施例中，第一工位5中的第一铣头滑动座、第二工位6中的第二铣头滑动座均为抱滑轨滑座，第一铣头滑动座51、第二铣头滑动座采用抱滑轨滑座可抱紧对应的滑轨，紧固在第一铣头固定座52、第二铣头固定座上。

参照图4的a-a面结构示意图，第一铣头和第一铣头驱动电机固定在第一铣头滑动座51上，第一铣头固定座52上设有两条平行的第一滑轨53，第一铣头滑动座51与第一滑轨53滑动配合，两条第一滑轨53之间设置有第一铣头丝杠滑台模组，第一铣头滑动座通过第一铣头丝杠滑台模组可滑动连接到第一铣头固定座52上；第一铣头丝杠滑台模组可在控制系统的指示下将第一铣头定位至指定的位置，第一铣头滑动座51通过抱紧组件可在控制系统的指示下将第一滑轨53抱紧。

同样的，第二铣头和第二铣头驱动电机固定在第二铣头滑动座上，第二铣头固定座上设有两条平行的第二滑轨，第二铣头滑动座与第二滑轨滑动配合，两条第二滑轨之间设置有第二铣头丝杠滑台模组，第二铣头滑动座通过第二铣头丝杠滑台模组可滑动连接到第二铣头固定座上；第二铣头丝杠滑台模组可在控制系统的指示下将第二铣头定位至指定的位置，第二铣头滑动座通过抱紧组件可在控制系统的指示下将第二滑轨抱紧；

当抱滑轨滑座2带动工作台3及放置在工作台3上的待加工工件经过第一工位5和第二工位6时，第一工位5和第二工位6可以从待加工工件的两个加工面本实施例为第一加工面和第二加工面同时铣削工件，也可以只有其中一个工位铣削工件，而另一个工位闲置。为适应工件的规格，第一铣头丝杠滑台模组可以在数字控制系统的指示下将第一铣头定位至数字系统运算的位置。第二工位的组成和各部分的协作、配合、连接关系与第一工位相同，在此不做赘述。

工件放置在工作台3上以后，先由异步压料装置分步骤将工件压紧，然后再将第一铣头和/或第二铣头定位至确定的位置上；然后第一铣头滑动座51和/或第二铣头滑动座通过抱紧组件抱紧在对应的滑轨上；最后令滑动座2带动工作台3上的工件经过第一铣头和/或第二铣头，完成工件的铣削。

优选的，参照图1，本实施例中还包括自动定位装置7，自动定位装置7包括定位块和用于驱动定位块的定位驱动装置，定位块与第一工位5设置在固定座1的同一侧，用于确定待加工工件的基准面以及对工件的第一加工面进行定位。定位驱动装置可以是气缸或液压缸，气缸或液压缸的控制端电性连接到数字控制系统，定位块紧固连接在气缸或液压缸的伸缩杆上。工件放置好后，数字控制系统可以通过对气缸或液压缸的调控使定位块压紧待加工工件的表面并将工件推送到系统预先设置的基准面处，实现基准面或第一加工面的定位。

自动测量装置图中未示出和自动定位装置7分别设置在固定座1上工作台3的两侧也即与第二工位6设置在同一侧，用于检测和定位待加工工件的第二加工面。自动测量装置可以是红外测距模块、激光测距模块和smc测量装置的任意一种或者其组合，考虑到精度和使用寿命，本发明选用smc公司的气动测量元件组成自动测量装置。自动定位装置7对工件的定位完成后，数字控制系统指令smc测量装置检测待加工工件的第二加工面，然后基于自动定位装置7确定的基准面对工件的第二加工面进行定位。在其他的一些实施例中，也可以省略自动测量装置，而是由操作工在对刀时输入待加工工件的实际尺寸，进而由系统基于基准面或第一加工面对第二加工面进行计算和定位。

本优选实施例中还包括冷却系统图中未示出和排屑系统图中未示出，冷却系统主要用于完成铣头和工件的清洁和降温，排屑系统主要用于完成铣削碎料的收集和清理。与现有冷却系统类似，冷却系统包括设置在工作台3上部的压缩空气喷头，压缩空气喷头通过一控制阀连通至外部高压气源；控制阀的控制端电性连接到数字控制系统。排屑系统包括设置在固定座1两侧的碎料收集槽、设置于碎料收集槽内的排屑螺旋及用于驱动排屑螺旋的螺旋驱动电机；排屑螺旋设置在碎料收集槽内；碎料收集槽用于收集铣削碎料，螺旋驱动电机用于带动排屑螺旋旋转；排屑螺旋旋转时，可以将铣削生成的碎料自碎料收集槽输送至设置在下料侧的排屑口。

为方便对本发明技术方案的理解，以下对本发明中使用的丝杠滑台模组和smc测量装置等现有技术做简单说明。

市面上有售的丝杠滑台模组通常包括这几个部件：模组安装架、丝杠、滑台和丝杠驱动电机。模组安装架用于将丝杠滑台模组安装在基础设施本实施例中为固定座、第一铣头固定座和第二铣头固定座上，丝杠紧固在模组安装架上，滑台通过螺纹连接传动连接在丝杠上，丝杠驱动电机用于带动丝杠旋转，进而驱动滑台沿丝杠运动。将需要滑动的部件本实施例中为滑动座、第一铣头滑动座、第二铣头滑动座紧固在滑台上，再将丝杠驱动电机的控制端电性连接到控制系统，既可实现滑动座们沿各自丝杠的前后或左右滑动。第一铣头丝杠滑台模组和第二铣头丝杠滑台模组的结构和原理与所示类同，在此不做赘述。

本实施例中的smc测量装置系由smc气缸mgpl32-150z、smc电磁阀sys120-5dzd-01、smc压力表y-40z、smc磁性开关d-m9pl及smc辅件ar33p-270as等元件构成的气动测距系统。定位工件时：先令smc气缸mgpl32-150z的测量杆伸向工作台，探测工件；探测到工件后，再由smc磁性开关d-m9pl将探测到的数据传送至数字控制系统，然后再由数字控制系统生成待加工工件的测量尺寸，比如基于自动定位装置确定的基准面也即工件的第一加工面，计算工件的长宽尺寸或对工件的第二加工面进行定位。本实施例中采用smc测量装置作为自动测量装置，在其他的一些实施例中，也可以采用红外测距模块或激光测距模块作为本发明的自动测量装置，采用红外测距模块时，先由红外线发射器发出光束，通过工件反射至接收器，再由接收器将红外数据传至数字控制系统，然后由数字控制系统生成被测工件的测量尺寸。

综上，第一工位5和第二工位6上的第一铣头滑动座51、第二铣头滑动座采用抱滑轨滑座，通过设置抱紧组件，利用抱紧组件的抱紧驱动装置84驱动顶紧块83顶紧对应的第一滑轨53、第二滑轨，减少振动铣削时产生的振动，避免发生位置偏移，影响加工精度，通过设置主压料机构、副压料机构以及各自的驱动装置，主压料板和副压料板可以分别在其驱动装置的作用下分步骤压紧工作台上的待加工工件，可以实现超大工件的高稳定性异步压紧，大大提高待铣削加工的精度。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。