一种吸尘除屑装置及数控机床的制作方法

本实用新型涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种吸尘除屑装置及数控机床。

背景技术：

除屑除尘是数控机床加工的重要环节，在加工过程中，如果机床的除尘除屑方式效果不佳，铁屑产生后容易在加工处形成堆积，铁屑不易顺利排出，铁屑堆积后会影响刀头的加工精度以及使用寿命，而且当机床加工纤维、玻璃木材等材料时，使用不良的吸尘除屑装置，加工粉尘量大而且对人体有较大危害。

传统的五轴机床为满足五轴头多方向运动，常配备一个环绕整个五轴头的大尺寸吸尘罩，除尘方式单一，除尘效果不佳。而且大尺寸吸尘罩常固定于机床上，位置不可调节，尝尝出现加工部位裸露于吸尘罩外侧，造成粉尘泄漏，危害操作人员身体健康。

基于此，亟需一种吸尘除屑装置及数控机床，以解决上述存在的问题。

技术实现要素：

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种吸尘除屑装置及数控机床，提高了数控机床的吸尘除屑效果，而且五轴吸尘罩能够根据机床加工部位的变化，进行适应性位置调整，加工部位始终置于五轴吸尘罩内，以保证达到最好的吸尘效果。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，提供一种吸尘除屑装置，包括：

三轴吸尘机构，其位于机床z轴的外侧，所述三轴吸尘机构包括第一驱动机构及三轴吸尘罩，所述第一驱动机构安装于所述机床z轴上，所述三轴吸尘罩安装于所述第一驱动机构上，所述第一驱动机构能够驱动所述三轴吸尘罩罩设于机床加工部位的外侧；

五轴吸尘机构，其包括第二驱动机构及五轴吸尘罩，所述第二驱动机构安装于所述机床z轴的上，所述五轴吸尘罩安装于所述第二驱动机构上，所述第二驱动机构能够驱动所述五轴吸尘罩罩设于所述机床加工部位的外侧。

作为一种吸尘除屑装置的优选技术方案，所述第一驱动机构包括第一驱动组件、固定板和第二驱动组件，所述固定板一侧设置有所述第一驱动组件，另一侧设置有所述第二驱动组件，所述第一驱动组件安装于所述机床z轴上，所述三轴吸尘罩安装于所述第二驱动组件上，所述第一驱动组件用于驱动所述固定板和所述第二驱动组件升降，所述第二驱动组件用于驱动所述三轴吸尘罩罩设于所述机床加工部位的外侧。

作为一种吸尘除屑装置的优选技术方案，所述第一驱动组件包括第一升降气缸和固定架，所述第一升降气缸通过所述固定架固定于所述机床z轴上，所述第一升降气缸的伸缩杆固定于所述固定板上，所述第一升降气缸能够驱动所述固定板升降。

作为一种吸尘除屑装置的优选技术方案，所述第二驱动组件包括升降驱动单元、摆动气缸及连接板，所述三轴吸尘罩设置有摆臂，所述摆臂铰接于所述连接板上，所述升降驱动单元固定于所述固定板上，且连接于所述连接板，所述升降驱动单元能够驱动所述连接板升降；

所述摆动气缸沿水平方向布置，且所述摆动气缸一端铰接于所述连接板上，另一端铰接于所述摆臂。

作为一种吸尘除屑装置的优选技术方案，所述第一驱动机构还包括固定于所述连接板上的定位气缸，所述摆臂上设置有与所述定位气缸的伸缩杆匹配的定位孔，所述摆臂摆到预设位置时，所述定位气缸的伸缩杆能够穿设于所述定位孔。

作为一种吸尘除屑装置的优选技术方案，所述第二驱动组件包括支架和第二升降气缸，所述支架安装于所述机床z轴上，所述第二升降气缸固定于所述支架上，所述第二升降气缸的伸缩杆一端固定有所述五轴吸尘罩。

作为一种吸尘除屑装置的优选技术方案，还包括用于控制所述第二升降气缸的伸缩量的粗调电磁阀和精调电磁阀，所述第二升降气缸上设置有位置传感器，所述位置传感器分别与所述粗调电磁阀和所述精调电磁阀电性连接。

作为一种吸尘除屑装置的优选技术方案，所述第二驱动组件为多组。

作为一种吸尘除屑装置的优选技术方案，所述三轴吸尘罩上设置有多个冷却液喷嘴，所述冷却液喷嘴用于为机床刀具降温。

另一方面，提供一种数控机床，包括以上任一方案所述的吸尘除屑装置。

本实用新型的有益效果为：

五轴机床常采用三轴的加工模式对物件进行加工，当五轴机床进行三轴的加工模式时，第一驱动机构能够驱使三轴吸尘罩罩设于机床加工部位的外侧，对机床加工部位进行针对性除尘除屑，相较于传统的环绕于整个五轴头的大尺寸吸尘罩除尘方式，三轴吸尘机构除尘除屑效果明显。当五轴机床进行五轴的加工模式时，三轴吸尘机构能够复位至机床z轴的外侧，不影响五轴机床加工；第二驱动机构能够驱动五轴吸尘罩罩设于机床加工部位的外侧，也能够根据机床加工部位的变化，进行适应性调整，以使加工部位保持置于五轴吸尘罩内，以保证达到最好的吸尘效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施方式提供的吸尘除屑装置的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的三轴吸尘机构第一方向的结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的三轴吸尘机构第二方向的结构示意图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的三轴吸尘机构第三方向的结构示意图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的三轴吸尘罩管道的通断开关的结构示意图。

图中标记如下：

1、三轴吸尘机构；11、第一驱动机构；

111、第一驱动组件；1111、第一升降气缸；1112、第一滑块；1113、第一抱刹器；

112、固定板；1121、第一滑轨；1122、第二滑轨；

113、第二驱动组件；1131、升降驱动单元；1132、摆动气缸；1133、连接板；1134、第二滑块；1135、定位气缸；

12、三轴吸尘罩；121、摆臂；1211、定位孔；122、三轴吸尘罩管道；1221、冷却液喷嘴；123、通断组件；1231、通断气缸；1232、通断闸片；

2、五轴吸尘机构；21、第二驱动机构；211、支架；212、第二升降气缸；213、第三滑块；214、第二抱刹器；

22、五轴吸尘罩；221、第三滑轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

传统的五轴机床为满足五轴头多方向运动，常配备一个环绕整个五轴头的大尺寸吸尘罩，除尘方式单一，除尘效果不佳。而且大尺寸吸尘罩常固定于机床上，位置不可调节，尝尝出现加工部位裸露于吸尘罩外侧，造成粉尘泄漏，危害操作人员身体健康。

为解决上述问题，如图1-图5所示，本实施例提供一种数控机床，包括吸尘除屑装置，该装置包括三轴吸尘机构1、五轴吸尘机构2、定位气缸1135、微调电磁阀和精调电磁阀。

具体地，如图1所示，三轴吸尘机构1位于机床z轴的外侧，三轴吸尘机构1包括第一驱动机构11及三轴吸尘罩12，第一驱动机构11安装于机床z轴上，三轴吸尘罩12安装于第一驱动机构11上，第一驱动机构11能够驱动三轴吸尘罩12罩设于机床加工部位的外侧；五轴吸尘机构2包括第二驱动机构21及五轴吸尘罩22，第二驱动机构21安装于机床z轴的上，五轴吸尘罩22安装于第二驱动机构21上，第二驱动机构21能够驱动五轴吸尘罩22罩设于机床加工部位的外侧。

由于五轴机床常采用三轴的加工模式对物件进行加工，当五轴机床进行三轴的加工模式时，第一驱动机构11能够驱使三轴吸尘罩12罩设于机床加工部位的外侧，对机床加工部位进行针对性除尘除屑，相较于传统的环绕于整个五轴头的大尺寸吸尘罩除尘方式，三轴吸尘机构1除尘除屑效果明显。当五轴机床进行五轴的加工模式时，三轴吸尘机构1能够复位至机床z轴的外侧，不影响五轴机床加工。为了提高五轴吸尘罩22的除尘效果，第二驱动机构21能够驱动五轴吸尘罩22罩设于机床加工部位的外侧，也能够根据机床加工部位的变化，进行适应性调整，以使加工部位保持置于五轴吸尘罩22内，以保证达到最好的吸尘效果。

进一步具体地，如图2所示，第一驱动机构11包括第一驱动组件111、固定板112和第二驱动组件113，固定板112一侧设置有第一驱动组件111，另一侧设置有第二驱动组件113，第一驱动组件111安装于机床z轴上，三轴吸尘罩12安装于第二驱动组件113上，第一驱动组件111用于驱动固定板112和第二驱动组件113升降，第二驱动组件113用于驱动三轴吸尘罩12罩设于机床加工部位的外侧，以对机床加工部位进行针对性除尘除屑。

优选地，如图3和图4所示，第一驱动组件111包括第一升降气缸1111和固定架，第一升降气缸1111通过固定架固定于机床z轴上，第一升降气缸1111的伸缩杆固定于固定板112上，第一升降气缸1111能够驱动固定板112升降。为增加固定板112的升降稳定性，固定板112上设置有第一滑轨1121，固定架上设置有与第一滑轨1121匹配的第一滑块1112。优选地，第一滑轨1121为两组，布置于固定板112的侧壁上，每个第一滑轨1121均匹配有两个第一滑块1112，四个第一滑块1112具有使固定板112固定的作用，还具有对固定板112导向的作用。当第一升降气缸1111的伸缩杆伸出动作时，能够驱动固定板112的第一滑轨1121在第一滑块1112的导向下向下运动，当第一升降气缸1111的伸缩杆缩回动作时，能够驱动固定板112的第一滑轨1121沿第一滑块1112向上运动。进一步优选地，固定架上还设置有第一抱刹器1113，当固定板112滑动到预设位置时，第一抱刹器1113能够作用于第一滑轨1121，以防止固定板112与固定架相对滑动。

进一步优选地，三轴吸尘罩12上设置有多个冷却液喷嘴1221，在机床加工过程中，冷却液喷嘴1221用于为机床刀具降温。

进一步地，第二驱动组件113包括升降驱动单元1131、摆动气缸1132及连接板1133，三轴吸尘罩12设置有摆臂121，摆臂121铰接于连接板1133上，升降驱动单元1131固定于固定板112上，且连接于连接板1133，升降驱动单元1131能够驱动连接板1133升降；摆动气缸1132沿水平方向布置，且摆动气缸1132一端铰接于连接板1133上，另一端铰接于摆臂121，摆动气缸1132能够驱动摆臂121相对连接板1133转动，以使三轴吸尘罩12罩设于机床加工部位的外侧。

优选地，本实施例中升降驱动单元1131选取为电机，电机设置有带有螺纹的电机轴，连接板1133上设置有螺纹孔，电机轴与螺纹孔螺纹连接，当电机轴转动过程中，连接板1133能够在电机轴的驱动下做升降运动。在其他实施例中，升降驱动单元1131还可以为气缸，气缸的伸缩杆固定于连接板1133，气缸驱动连接板1133做升降运动。进一步优选地，固定板112靠近连接板1133一侧的侧壁设置有第二滑轨1122，连接板1133上设置有与第二滑轨1122匹配的第二滑块1134，连接板1133通过第二滑块1134滑接于第二滑轨1122上，增加连接板1133传动的稳定性。

作为优选地，第一驱动机构11还包括固定于连接板1133上的定位气缸1135，三轴吸尘罩12的摆臂121上设置有与定位气缸1135的伸缩杆匹配的定位孔1211，摆臂121摆到预设位置时，定位气缸1135的伸缩杆伸出能够穿设于定位孔1211，以固定和定位三轴吸尘罩12的位置。

进一步具体地，如图1所示，第二驱动机构21包括支架211和第二升降气缸212，支架211安装于机床z轴上，第二升降气缸212固定于支架211上，第二升降气缸212的伸缩杆固定于五轴吸尘罩22，第二升降气缸212能够驱动五轴吸尘罩22做升降运动。五轴吸尘罩22上设置有第三滑轨221，支架211上设置有与第三滑轨221匹配的第三滑块213，第二升降气缸212能够驱动第三滑轨221相对第三滑块213升降滑动，增加五轴吸尘罩22传动的稳固性。优选地，支架211上设置有第二抱刹器214，当五轴吸尘罩22滑动到预设位置时，第二抱刹器214能够作用于第三滑轨221，以防止五轴吸尘罩22与支架211相对滑动。

可选地，该吸尘除屑装置还包括用于控制第二升降气缸212的伸缩量的微调电磁阀和精调电磁阀，第二升降气缸212上设置有位置传感器，位置传感器分别与粗调电磁阀和精调电磁阀电性连接。需要特别说明的是，五轴吸尘机构2的工作原理为：位置传感器将五轴吸尘罩22位移量传递给粗调电磁阀和精调电磁阀，五轴吸尘罩22的位移量与程序中位移量进行比对，当偏差值处于±3mm以外时，粗调电磁阀通过较大的气流量驱动第二升降气缸212快速伸缩，当偏差值处于±3mm以内时，关闭粗调电磁阀，打开精调电磁阀，精调电磁阀通过较小的气流量驱动五轴吸尘罩22运动，对五轴吸尘罩22的位置进行微调，以此方式确保最终五轴吸尘罩22的位置偏差值处于±1mm以内，最后通过支架211的第二抱刹器214，防止五轴吸尘罩22与支架211相对滑动，以保证达到最好的吸尘效果。

作为优选地，第二驱动组件113为多组，增加五轴吸尘罩22升降的稳固性，本实施例中，第二驱动组件113选取为两组。

进一步的，该吸尘除屑装置还包括吸气泵，吸气泵连接于三轴吸尘罩12和五轴吸尘罩22，吸尘泵通过三轴吸尘罩12和五轴吸尘罩22对机床加工部位吸尘除屑。优选地，如图5所示，三轴吸尘罩12上设置有通断组件123，通断组件123用于控制三轴吸尘罩12管路的通断。通断组件123包括通断气缸1231和通断闸片1232，通断气缸1231安装于三轴吸尘罩12管路上，通断闸片1232安装于通断气缸1231的伸缩杆上，通断气缸1231能够驱动通断闸片1232控制三轴吸尘罩管道122的通断。当三轴吸尘罩12不工作时，三轴吸尘罩管道122为断路状态，当数控机床采用三轴模式加工时，三轴吸尘罩管道122为通路状态，对机床加工部位吸尘除屑。

需要特别说明的是，本实施例还提供了三轴吸尘机构1的工作步骤，当数控机床使用三轴加工模式时，机床刀具方向与机床z轴方向相同，三轴吸尘机构1进行如下步骤：

步骤1：第一升降气缸1111将固定板112驱动到最下方，以使三轴吸尘罩12置于机床加工室内；

步骤2：升降驱动单元1131将连接板1133驱动到最下方，以使三轴吸尘罩12高度低于机床刀具高度；

步骤3：摆动气缸1132驱动摆臂121绕连接板1133转动，以使三轴吸尘罩12置于机床刀具正下方；

步骤4：定位气缸1135伸缩杆穿设于摆臂121的定位孔1211，以限制三轴吸尘罩12转动；

步骤5：升降驱动单元1131驱动连接板1133做上升运动，以使三轴吸尘罩12罩设于机床加工部位的外侧。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。