龙门加工中心的制作方法

本实用新型涉及一种龙门加工中心。

背景技术：

随着机械制造业的高速发展，龙门加工中心被广泛地应用于机械加工领域。目前为实现机械自动化加工，龙门加工中心采用换刀机械手进行自动换刀，从而提高龙门加工中心的加工效率。目前龙门加工中心的刀库一般安装在机床的侧面，占用了龙门加工中心外部区域的空间。同时，这种龙门加工中心的体积较大，结构不够紧凑，影响整体结构的刚性，不利于提高加工效率和加工精度。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术中的龙门加工中心的刀库占用龙门加工中心外部区域的空间、结构不够紧凑，影响整体结构的刚性，不利于提高加工效率和加工精度的问题，提供一种刀库不占用龙门加工中心外部区域的空间，整体结构紧凑型，整体刚性更好，有助于提高加工效率和加工精度的龙门加工中心。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种龙门加工中心，其包括有：

底座；

支撑部，所述支撑部固定于所述底座上，所述支撑部与所述底座形成一空腔，所述支撑部上设有一敞口，所述敞口与所述空腔相连通；

Y轴组件，所述Y轴组件设于所述空腔上方，并沿Y轴方向滑动连接于所述支撑部；

X轴组件，所述X轴组件沿X轴方向滑动连接于所述Y轴组件；

Z轴组件，所述Z轴组件沿Z轴方向滑动连接于所述X轴组件；

加工部，所述加工部安装于所述Z轴组件；

刀库，所述刀库用于存放刀具，所述刀库设于所述空腔内。

较佳地，所述刀库包括刀盘和立柱，所述立柱固定于所述底座，所述刀盘可水平转动地连接于所述立柱。

在本方案中，刀盘和立柱结构实现刀库上的刀具在空腔内转动的功能。

较佳地，所述刀盘为半圆形构件。

在本方案中，在换刀时，刀库的半圆形刀盘的圆弧面旋转出来，配合主轴完成换刀；在加工时，刀库的半圆形刀盘的圆弧面旋转到内部，防止加工部和刀库产生干涉，使得加工区域更开阔。

较佳地，所述刀盘上设有若干刀座，所述若干刀座沿所述刀盘的圆弧面依次排列。

在本方案中，刀座沿刀盘的圆弧面依次排列能够使刀盘上设置尽量多的刀座。

较佳地，所述刀库还包括保护罩，所述保护罩固定于所述立柱，所述保护罩用于容纳所述刀盘，所述保护罩上有一开口，所述开口的朝向与所述敞口的朝向一致。

在本方案中，保护罩用于保护刀库以及刀库上的刀具不被冷却液、废屑等污染。

较佳地，所述龙门加工中心还包括工作台，所述工作台固定于所述底座的上表面，所述工作台位于所述加工部的正下方，所述工作台位于所述敞口的正前方。

在本方案中，工作台的设置位置便于加工部加工工件，同时防止刀库和工作台产生干涉。

较佳地，所述龙门加工中心还包括平衡装置，所述平衡装置连接所述X轴组件和所述Z轴组件，所述平衡装置沿Z轴方向向上提拉所述Z轴组件。

在本方案中，平衡装置用于平衡Z轴组件的重力，从而节约驱动Z轴组件的能耗。

较佳地，所述龙门加工中心还包括X轴直线电机，所述X轴直线电机的定子固定于所述Y轴组件，所述X轴直线电机的动子固定于所述X轴组件；

所述龙门加工中心还包括Y轴直线电机，所述Y轴直线电机的定子固定于所述支撑部，所述Y轴直线电机的动子固定于所述Y轴组件；

所述龙门加工中心还包括Z轴直线电机，所述Z轴直线电机的定子固定于所述X轴组件，所述Z轴直线电机的动子固定于所述Z轴组件。

在本方案中，X轴直线电机、Y轴直线电机、Z轴直线电机分别驱动X轴组件、Y轴组件、Z轴组件运动。

较佳地，所述龙门加工中心还包括Y轴光栅尺，所述Y轴光栅尺的标尺光栅沿Y轴方向安装在所述支撑部上，所述Y轴光栅尺的光栅读数头安装在所述Y轴组件上；

所述龙门加工中心还包括X轴光栅尺，所述X轴光栅尺的标尺光栅沿X轴方向安装在所述Y轴组件上，所述X轴光栅尺的光栅读数头安装在所述X轴组件上；

所述龙门加工中心还包括Z轴光栅尺，所述Z轴光栅尺的标尺光栅沿Z轴方向安装在所述Z轴组件上，所述Z轴光栅尺的光栅读数头安装在所述X轴组件上。

在本方案中，Y轴光栅尺、X轴光栅尺、Z轴光栅尺分别与Y轴直线电机、X轴直线电机、Z轴直线电机形成闭环反馈，提高了驱动的精度。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：刀库位于龙门加工中心的支撑部与底座形成的空腔内，避免了刀库占用龙门加工中心外部区域的空间。同时，龙门加工中心的结构更加紧凑，整体刚性更好，有助于提高加工的效率和精度。

附图说明

图1为本实用新型的优选实施例的龙门加工中心在一位置状态下的结构示意图，其中，刀具安装在刀库内。

图2为本实用新型的优选实施例的刀库的结构示意图，其中，刀具安装在刀库内。

图3为本实用新型的优选实施例的恒力弹簧的结构示意图。

图4为本实用新型的优选实施例的龙门加工中心在另一位置状态下的结构示意图。

附图标记说明：

底座 100

支撑部 200

敞口 210

Y轴组件 300

X轴组件 400

Z轴组件 500

加工部 600

刀库 700

半圆形刀盘 710

刀座 711

立柱 720

保护罩 730

开口 731

工作台 800

恒力弹簧 900

固定端 910

拉伸端 920

X轴直线电机 1000

Y轴直线电机 1100

Z轴直线电机 1200

Y轴光栅尺 1300

X轴光栅尺 1400

Z轴光栅尺 1500

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

图1示出了一种龙门加工中心，其包括有：底座100、支撑部200、Y轴组件300、X轴组件400、Z轴组件500、加工部600、刀库700和工作台800。支撑部200固定于底座100上，支撑部200与底座100形成一空腔，支撑部200上设有一敞口210，敞口210与空腔相连通。Y轴组件300设于空腔上方，Y轴组件300上设有滑块，支撑部200设有导轨，Y轴组件300沿Y轴方向滑动连接于支撑部200。X轴组件400上设有滑块，Y轴组件300设有导轨，X轴组件400沿X轴方向滑动连接于Y轴组件300。X轴组件400上设有滑块，Z轴组件500设有导轨，Z轴组件500沿Z轴方向滑动连接于X轴组件400。加工部600安装于Z轴组件500。刀库700用于存放刀具，刀库700设于空腔内。工作台800固定于底座100的上表面，工作台800位于加工部600的正下方，工作台800位于敞口210的正前方。工作台800的这一设置位置便于加工部600加工工件，同时防止刀库700和工作台800产生干涉。本实施例中，加工部600亦位于敞口210的前方，便于进行换刀。用于容纳刀库700的空腔将Y轴组件300的位置抬高，从而间接将加工部600的位置抬高，导致可用于安装工作台800的空间被增大。因而，在其他实施例中，可利用上述被增大的空间将工作台800设计为相对底座100可转动(例如可绕Y轴转动或绕X轴转动)，实现一次装夹后能够对工件的多个面进行加工。

刀库700位于龙门加工中心的支撑部200与底座100形成的空腔内，避免了刀库700占用龙门加工中心外部区域的空间。同时，龙门加工中心的结构更加紧凑，整体刚性更好，有助于提高加工的效率和精度。

如图2所示，刀库700包括半圆形刀盘710、立柱720和保护罩730。立柱720固定于底座100，半圆形刀盘710可水平转动地连接于立柱720。半圆形刀盘710上设有若干刀座711，若干刀座711沿半圆形刀盘710的圆弧面依次排列。保护罩730固定于立柱720，保护罩730用于容纳刀盘，保护罩730上有一开口731，开口731的朝向与敞口210的朝向一致。

本实施例中，半圆形刀盘710能够在立柱720上水平转动。刀座711沿半圆形刀盘710的圆弧面依次排列能够使半圆形刀盘710上设置尽量多的刀座711。保护罩730用于保护刀库700以及刀库700上的刀具不被冷却液、加工废屑等污染，同时开口731的朝向与敞口210的朝向一致可避免保护罩730妨碍外部的换刀装置从半圆形刀盘710上取放刀具。在换刀时，刀库700的半圆形刀盘710的圆弧面旋转出来，配合主轴完成换刀；在加工时，刀库700的半圆形刀盘710的圆弧面旋转到保护罩730内部，防止加工部600和刀库700产生干涉，使得加工区域更开阔。

如图3所示，龙门加工中心包括多个恒力弹簧900，每一恒力弹簧900包括固定端910和拉伸端920，每一固定端910连接X轴组件400，每一拉伸端920连接Z轴组件500。恒力弹簧900能够给Z轴组件500提供沿Z轴方向向上的恒定拉力以平衡Z轴组件500的重力，从而节约驱动Z轴组件500的能耗。可选地，恒力弹簧900可由普通拉力弹簧、气缸等机构代替。

请结合图1和图4予以理解，龙门加工中心还包括X轴直线电机1000、Y轴直线电机1100和Z轴直线电机1200。X轴直线电机1000的定子固定于Y轴组件300，X轴直线电机1000的动子固定于X轴组件400。Y轴直线电机1100的定子固定于支撑部200，Y轴直线电机1100的动子固定于Y轴组件300。Z轴直线电机1200的定子固定于X轴组件400，Z轴直线电机1200的动子固定于Z轴组件500。直线电机具有响应快、无反向间隙、运动精度高的特点。X轴直线电机1000、Y轴直线电机1100、Z轴直线电机1200分别驱动X轴组件400、Y轴组件300、Z轴组件500运动。

龙门加工中心还包括Y轴光栅尺1300、X轴光栅尺1400和Z轴光栅尺1500。Y轴光栅尺1300的标尺光栅沿Y轴方向安装在支撑部200上，Y轴光栅尺1300的光栅读数头安装在Y轴组件300上。X轴光栅尺1400的标尺光栅沿X轴方向安装在Y轴组件300上，X轴光栅尺1400的光栅读数头安装在X轴组件400上。Z轴光栅尺1500的标尺光栅沿Z轴方向安装在Z轴组件500上，Z轴光栅尺1500的光栅读数头安装在X轴组件400上。Y轴光栅尺1300、X轴光栅尺1400、Z轴光栅尺1500分别与Y轴直线电机1100、X轴直线电机1000、Z轴直线电机1200形成闭环反馈，提高了驱动的精度。

龙门加工中心还包括冷却装置(图中未示出)，冷却装置包括冷却液出口，冷却液出口相对Z轴组件500固定，冷却液出口对准加工部上的刀具的刀头位置。冷却液出口相对Z轴组件500固定，从而保证冷却液出口的朝向相对刀具位置保持不变，始终对准加工部600上的刀具的刀头位置。

龙门加工中心还包括限位机构(图中未示出)，分别限制X轴组件400、Y轴组件300和Z轴组件500的运动范围。

本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。