專利名稱：一種多主軸數控機床的制作方法
技術領域：
本發明屬于機械技術領域，涉及ー種多主軸數控機床。
背景技術：
傳統的數控機床只有一個主軸，在進行加工時工作效率低下，加工重復性的エ件則要浪費很多資源。此外，遇到要用多把刀加工同一件產品時，現有較為先進數控機床采用常見的自動換刀，即在單個主軸邊帶ー個轉盤，轉盤里放上若干個 刀頭，成本非常高，也只能用ー個主軸進行加工。傳統的多頭機床在做組合刀具時，每加或換完一次刀具都要重新對刀，存在極大的不穩定性。

發明內容
本發明的目的是提供一種多主軸數控機床，多個主軸根據需要分別安裝不同的銑刀，分組同時加工多個エ件，提高工作效率。為了克服現有技術存在的缺點，達到上述目的，本發明提供了一種多主軸數控機床，包括工作平臺，其上設置有用于夾持エ件的夾持具；多個主軸，所述多個主軸分成η組進行設置，每組中包括至少兩個主軸，每個主軸均具有獨立的X、Y、Z方向三維自由度，所述多個主軸分布在ー個軸架上，各組主軸間隔設置，所述軸架懸吊于所述工作平臺的沿Y軸方向的上方，且在所述多個主軸中的每ー個的下端均設置有刀頭；控制系統，其設定所述多主軸數控機床的坐標原點，并以該坐標原點為唯一基點控制所有主軸的沿X、Y獨立運動，并且每一個主軸具有獨立驅動電路，所述控制系統單獨控制各驅動電路的通斷，并控制包括可以統ー多個主軸的エ件原點并獨立微調，獨立關閉不需要工作的主軸，隨機使用需要工作的主軸；其中，所述控制系統控制每ー組中的主軸在エ件的不同部位同時加工同一エ件；或者控制每一組中的一個主軸同時工作，以加工多個エ件,并且讓每ー組中的各主軸同時交替工作。優選的是，每組中的各主軸的刀具均不同。優選的是，所述刀具包括平頭銑刀、球頭銑刀、平頭銑刀帶倒角、成型銑刀、倒角刀、T型刀、齒形刀和粗皮刀。優選的是，每組中有兩個主軸，一個主軸上帶有平頭銑刀，另外ー個主軸上帶有齒型刀。優選的是，每組中有三個主軸，三個主軸上所帯的刀具均為相同類型的刀具，但是尺寸不同。優選的是，每組主軸設置在一個圓盤架上，所述圓盤架嵌入所述軸架中，并且相對于所述軸架有一定的活動余量。
優選的是，所述軸架為雙層中空結構，且其下層開設有直徑不大于所述圓盤架的圓孔，圓盤架上的主軸從所述圓孔中伸出，曲軸的一端樞接至所述圓盤架，而另一端從所述圓孔中穿出，并受到驅動器的驅動，所述驅動器受到所述控制系統的控制。優選的是，所述圓盤架上針對每個軸均開有十字形孔，所述主軸的與所述圓盤架接觸的一端嵌入所述十字形孔中，所述控制系統通過驅動器驅動所述主軸的邊緣沿著所述十字形孔的滑動，以使所述主軸沿著X軸和Y軸方向移動。優選的是，驅動器為電機或氣泵。優選的是，步進式電機驅動各主軸，使各主軸沿著圓盤架的高度方向，即Z軸方向移動。本發明的有益效果是本發明所述的多主軸數控機床可以同時加工多個エ件，產量高，且可以針對每個主軸進行各個方向的分別微調，比傳統的數控機床更加先進，確保機床所加工產品的精度；機床采用低電壓的弱電系統，步進、伺服驅動系統和主軸變頻技木， 比傳統交流電機驅動的機床節能5-20倍；多主軸的設計，可以最大程度地減少換刀的次數，節約能耗，比傳統的機床要縮斷4-10倍的生產期，提高了工作效率。


圖I為本發明所述多主軸數控機床的結構示意2為本發明所述軸架和圓盤架的示意3為本發明所述圓盤架上的十字型孔示意4和圖5為本發明所述多主軸數控機床的多頭雙動作業方式示意6 圖9為本發明所述多主軸數控機床的多頭互動作業方式示意圖
具體實施例方式下面根據附圖對本發明做進ー步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。如圖I和圖2所示，本發明所述的ー種多主軸數控機床，包括工作平臺2，其上設置有用于夾持エ件3的夾持具，用來固定需要加工的エ件3 ;多個主軸1，所述多個主軸I分成η組進行設置，每組中包括至少兩個主軸1，每個主軸I均具有獨立的Χ、Υ、Ζ方向三維自由度，所述多個主軸分布在一個軸架5上，各組主軸I間隔設置；可以為每個主軸I設置編號，如編號為主軸Α、主軸B、主軸C和主軸D等，其目的是方便設置程序，根據需要為每個主軸I配備不同的銑刀4，包括平頭銑刀、球頭銑刀、平頭銑刀帶倒角、成型銑刀、倒角刀、T型刀、齒形刀和粗皮刀等。如多個主軸I可以分別夾平頭銑刀、球頭銑刀、倒角刀和齒形刀，或者夾其中的一種或兩種銑刀4且其尺寸不同；為了方便程序的設置，可以為每個銑刀4進行編號，所設程序中主軸I的編號和銑刀4的編號相對應。主軸I的數量可以根據實際需要設置。所述軸架5懸吊于所述工作平臺2的沿Y軸方向的上方，且在所述多個主軸I中的每ー個的下端均設置有銑刀4。控制系統，其設定所述多主軸數控機床的坐標原點，并以該坐標原點為唯一基點控制所有主軸I的沿X、Y獨立運動，根據程序任意調整所述多個主軸I之間的距離，以滿足不同エ件3的加工需求。所述主軸具有根據程序自動換刀和獨立對刀功能，統ー所有主軸I的坐標原點，可以方便控制系統對其進行精確的控制，也簡化了程序的設置過程，只要將第一次調好，保存好原點，可以反復加工，提高成品率。每ー個主軸I具有獨立驅動電路，所述控制系統單獨控制各驅動電路的通斷，并控制包括可以統ー多個主軸I的エ件原點并獨立微調，獨立關閉不需要工作的主軸1，隨機使用需要工作的主軸1，使控制過程更加智能化；其中，所述控制系統控制每ー組中的主軸I在エ件3的不同部位同時加工同一エ件3 ;或者控制每一組中的一個主軸I同時工作，以加工多個エ件，并且讓每ー組中的各主軸I同時交替工作。如圖2所示，每組主軸I設置在一個圓盤架7上，所述圓盤架7嵌入所述軸架5中，并且相對于所述軸架5有一定的活動余量，使其在軸架5中可以根據程序自由活動。所述軸架5為雙層中空結構，且其下層6開設有直徑不大于所述圓盤架7 的圓孔，圓盤架7上的主軸I從所述圓孔中伸出，曲軸8的一端樞接至所述圓盤架7，而另一端從所述圓孔中穿出，并受到驅動器的驅動，所述驅動器受到所述控制系統的控制。驅動器驅動所述曲軸8，曲軸8帶動圓盤架7旋轉或移動，進而使在其中的主軸I可以根據需要任意活動。所述圓盤架7上針對每個主軸均開有十字形孔9，所述主軸的與所述圓盤架接觸的一端嵌入所述十字形孔9中，所述控制系統通過驅動器驅動所述主軸的邊緣沿著所述十字形孔9的滑動，以使所述主軸沿著X軸和Y軸方向移動，所述驅動器為電機或氣泵，優選為電機，步進式電機驅動各軸，使各軸沿著圓盤架的高度方向，即Z軸方向移動。此外，本發明的機床采用低電壓的弱電系統，步進、伺服驅動系統和主軸變頻技術，比傳統交流電機驅動的機床要節能5-20倍。本發明的機床設備，綜合多頭機床和自動換刀機床的功能，做到一機多用，提高工作效率，降低投資成本，靈活多用，節約機床占地面積等。本發明所述多主軸數控機床的作業方式包括如下幾種(I)多頭聯動如圖I所示，多個主軸I同時加工多個相同的エ件，可以實現快速批量復制的目的。例如,共有4個主軸1，主軸A、主軸B、主軸C和主軸D，所有的主軸I都夾同樣的刀具a或刀具b，對4個相同的エ件進行加工，這樣一次就可加工出4個，而但主軸的一次只能加工ー個。例如，多主軸數控機床多頭聯動方式，可采用平底尖刀進行精雕作業，可同時完成多片エ件。(2)多頭雙動如圖4和圖5所示，多個主軸I分為多組，例如共有4個主軸1，主軸A、主軸B、主軸C和主軸D，主軸A夾a型刀，主軸B夾b型刀，主軸C夾a型刀，主軸D夾b型刀,其中兩個主軸為ー組加工ー個エ件,主軸A和主軸B為ー組，主軸C和主軸D為ー組，根據程序自動交替工作，同時加工多個エ件。加工步驟包括步驟一、主軸A和主軸C先用同型號的刀具a進行工作，如圖4 ；步驟ニ、主軸B和主軸D根據指令自動用同型號的刀具b進行工作，如圖5。例如，多主軸數控機床多頭雙動方式，可采用平底尖刀和直刀分別精雕和切割エ作。采用多頭雙動的作業方式，節省了時間，提高了工作效率。如傳統的多頭精雕機，用6厘O. 3的尖刀雕刻8*50cm帶圓線的平底花邊條，按24個小時計算，六個小時同時雕四條，共16條。而采用本發明的多頭雙動，按四個主軸計算，將主軸A和主軸C裝6厘直刀開粗后，再把主軸B和主軸D裝鷹嘴刀，將圓邊采用單線雕刻，雙邊雕刻成型。雙組完成兩條花邊，僅需20分鐘，一小時可做6條，24小時可做144條，是傳統設備的9倍。(3)多頭互動如圖6 圖9所示，多個主軸1，分別夾不同刀具4，例如共有4個主軸，主軸A、主軸B、主軸C和主軸D，主軸A夾a型刀，主軸B夾b型刀，主軸C夾c型刀，主軸D夾d型刀，根據程序自動交替工作，同時加工ー個エ件，以發揮各類刀具的最大優勢，用多把不同種類的刀具進行互動雕銑作業，達到快速加工的目的，最大程度地提高了工作效率。本發明可以最大程度地減少換刀的次數，節約能耗，比傳統的機床要縮斷4-10倍的生產期。加工步驟包括步驟一、主軸A先用刀具a進行工作，如圖6 ；步驟ニ、主軸B根據指令自動用刀具b進行工作，如圖7 ；步驟三、主軸C根據指令自動用刀具c進行工作，如圖8 ；步驟四主軸D根據指令自動用刀具d進行工作，如圖9。盡管本發明的實施方案已公開如上，但并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于 特定的細節和這里示出與描述的圖例。
權利要求
1.一種多主軸數控機床，其特征在于，包括 工作平臺，其上設置有用于夾持エ件的夾持具； 多個主軸，所述多個主軸分成η組進行設置，每組中包括至少兩個主軸，每個主軸均具有獨立的X、Y、Z方向三維自由度，所述多個主軸分布在ー個軸架上，各組主軸間隔設置，所述軸架懸吊于所述工作平臺的沿Y軸方向的上方，且在所述多個主軸中的每ー個的下端均設置有刀頭； 控制系統，其設定所述多主軸數控機床的坐標原點，并以該坐標原點為唯一基點控制所有主軸的沿X、Y獨立運動，并且每一個主軸具有獨立驅動電路，所述控制系統單獨控制各驅動電路的通斷，并控制包括可以統ー多個主軸的エ件原點并獨立微調，獨立關閉不需要工作的主軸，隨機使用需要工作的主軸； 其中，所述控制系統控制每ー組中的主軸在エ件的不同部位同時加工同一エ件；或者控制每一組中的一個主軸同時工作，以加工多個エ件,并且讓每ー組中的各主軸同時交替工作。
2.如權利要求I所述的多主軸數控機床,其特征在于,每組中的各主軸的刀具均不同。
3.如權利要求2所述的多主軸數控機床，其特征在于，所述刀具包括平頭銑刀、球頭銑刀、平頭銑刀帶倒角、成型銑刀、倒角刀、T型刀、齒形刀和粗皮刀。
4.如權利要求I所述的多主軸數控機床,其特征在于,每組中有兩個主軸,一個主軸上帶有平頭銑刀，另外ー個主軸上帶有齒型刀。
5.如權利要求I所述的多主軸數控機床,其特征在于,每組中有三個主軸,三個主軸上所帯的刀具均為相同類型的刀具，但是尺寸不同。
6.如權利要求I所述的多主軸數控機床，其特征在于，每組主軸設置在一個圓盤架上，所述圓盤架嵌入所述軸架中，并且相對于所述軸架有一定的活動余量。
7.如權利要求6所述的多主軸數控機床，其特征在于，所述軸架為雙層中空結構，且其下層開設有直徑不大于所述圓盤架的圓孔，圓盤架上的主軸從所述圓孔中伸出，曲軸的ー端樞接至所述圓盤架，而另一端從所述圓孔中穿出，并受到驅動器的驅動，所述驅動器受到所述控制系統的控制。
8.如權利要求7所述的多主軸數控機床，其特征在于，所述圓盤架上針對每個主軸均開有十字形孔，所述主軸的與所述圓盤架接觸的一端嵌入所述十字形孔中，所述控制系統通過驅動器驅動所述主軸的邊緣沿著所述十字形孔的滑動，以使所述主軸沿著X軸和Y軸方向移動。
9.如權利要求8所述的多主軸數控機床，其特征在于，驅動器為電機或氣泵。
10.如權利要求8所述的多主軸數控機床，其特征在于，步進式電機驅動各主軸，使各主軸沿著圓盤架的高度方向，即Z軸方向移動。
全文摘要
本發明公開了一種多主軸數控機床，包括工作平臺；多個主軸，所述多個主軸分成n組進行設置，分布在一個軸架上，各組主軸間隔設置，懸吊于所述工作平臺的沿Y軸方向的上方，且在所述多個主軸中的每一個的下端均設置有刀頭；控制系統，其設定所述多主軸數控機床的坐標原點，并且每一個主軸具有獨立驅動電路。每組主軸設置在一個圓盤架上，所述圓盤架針對每個主軸均開有十字形孔，并嵌入所述軸架中，所述軸架為雙層中空結構，所述控制系統通過驅動器驅動所述主軸的邊緣沿著所述十字形孔的滑動，步進式電機驅動各主軸。本發明所述的多主軸數控機床可以同時加工多個工件，產量高，提供了工作效率。
文檔編號B23B19/02GK102689236SQ20121017942
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者李國慶 申請人:李國慶