三主軸立式加工中心機床結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了三主軸立式加工中心機床結構，包括有底座1，橫梁5固定安裝在底座1的上平面上，橫架5的上平面滑動設置有鞍座6，鞍座6的上平面滑動連接有立柱4，立柱4的后側面滑動連接有主軸頭3，主軸頭3可同時并排安裝三根主軸，立柱4的下平面滑動連接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑動連接在橫架5的上平面上，提高了數控機床的加工效率三倍，也減少了上下料待機時間，減少了批量生產時所需要的機床臺數及操作人員和廠地面積。
【專利說明】三主軸立式加工中心機床結構
【技術領域】
[0001]本發明屬于一種數控機床，具體是一種新型具有三根主軸同時加工的立式加工中心，配有三根主軸可同時換刀機構，也可以配第四軸轉臺完成多面加工。
【背景技術】
[0002]目前單主軸數控機床的應用，由于置了換刀機構及四軸或五軸旋轉臺，它在零件的加工，無論要精度、多面加工、效率及柔性較傳統機床或專用機床為優。至于專用機床加工，效率較高，但它是針對某一特定零件大批生產的。若變換零件，則需要全面更改主軸頭的設計，屬于一種剛性加工線。單軸數控加工中心，雖然它的效率不及專機，但具有柔性，改變數控程序則可適應不同零件加工需要。單主軸數控加工中心每次只有一根主軸在加工因此機床的加工效率的發揮是受到限制的。今日由于市場競爭，操作人員的缺乏加工營運成本增加，場地等因索，對零件加工的成本有直接的影響。所以需要開發多主軸同時加工，并同時具有自動換刀功能，來提高機床加工效率，減少操作人員節省能源和場地。如此才能降低零件加工成本。因而與單主軸立式加工中心在設計機床結構上的理念，必須有新的突破，要解決三根主軸同時換刀的技巧。再配置第四軸旋轉臺，則可達到三主軸同時多面零件加工，提高機床加工效率。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種三主軸立式加工中心機床結構，具備三根主軸，具有三主軸同時自動換刀功能，可同時加工，并能達到單主軸數控機床加工的功能和加工質量的要求。在與單主軸數控機床比較，以一個工件的工時間，可以完成三件零件加工，提高了數控機床的加工效率三倍，也減少了上下料待機時間，減少了批量生產時所需要的機床臺數及操作人員和廠地面積。
[0004]本發明的技術方案如下:
[0005]三主軸立式加工中心機床結構，包括有底座1，橫梁5固定安裝在底座I的上平面上，橫架5的上平面滑動設置有鞍座6，鞍座6的上平面滑動連接有立柱4，立柱4的后側面滑動連接有主軸頭3，主軸頭3可同時并排安裝三根主軸，立柱4的下平面滑動連接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑動連接在橫架5的上平面上，所以主軸頭3內的三根主軸可隨主軸頭3、立柱4、鞍座6可作左右X軸、前后Y軸、上下Z軸方向運動，底座I前端的臺階面上與橫架5的兩立柱內側固定安裝有刀庫7，底座I后端的臺階面上固定安裝有四軸轉臺2。
[0006]所述的四軸轉臺2是固定安裝在底座I的后端臺階面上，四軸轉臺兩端圓盤上固定連接有橋板，橋板可繞Y、Z平面作360度旋轉運動，實現第四軸聯動功能。
[0007]所述的刀庫7是安裝在底座I的前端上臺階面、橫架5的兩檔內，由氣缸、馬達鏈條帶動刀夾及刀具作前后運動以及旋轉運動，實現送刀和換刀功能。
[0008]三主軸立式數控加工中心，是以同時實現三主軸切削功能。[0009]將主軸頭3內并排安裝三根主軸，每根主軸直聯馬達，實現三根主軸、三把刀具、三個零件同時統、鉆、攻牙等功能。
[0010]主軸頭3的前側面連接在立柱4后側面上；立柱4的下平面安裝在鞍座6的上平面上；鞍座6的下平面安裝在橫架5的上平面上；橫架5的下平面固定安裝在底座I的前上平面上，通過馬達帶動，實現三主軸能同時作X軸左右方向、Y軸前后方向、Z軸上下方向滑動運動功能。
[0011]四軸轉臺2下平面固定安裝在底座的后上平面上，中間橋板固定安裝在四軸轉臺2兩端圓盤上，在馬達的驅動下，作360旋轉，實現第四軸功能。
[0012]刀庫7的下平面固定安裝在底座I的上平面上，在馬達的驅動下，使刀夾及刀具作前后滑動運動和左右360度旋轉運動，實現三主軸能一次同時交換三把刀具的功能。
[0013]本發明結構說明:
[0014]1:底座I是一個載體。所承載的主要部件有橫架5、鞍座6、立柱4、內并排鑲嵌有三根主軸的主軸頭3和四軸轉臺2及刀庫7，夠成三主軸立式加工中心機床。
[0015]2:橫架5的下平面固定安裝在底座I的前上臺階面上，橫梁5的上平面，通過滑軌、滑塊連接有鞍座6，鞍座6以馬達為驅動，螺母、螺桿為傳動機構，帶動鞍座6作X軸左右方向滑動運動；立柱4的下平面，通過滑軌、滑塊連接在鞍座6的上平面上，立柱4以馬達為驅動，螺母、螺桿為傳動機構，帶動立柱4作Y軸前后方向滑動運動；主軸頭3的前側面，通過滑軌、滑塊連接在立柱4的后側面上，主軸頭3以馬達為驅動，螺母、螺桿為傳動機構，帶動三根主軸作Z軸上下方向滑動運動。通過系統指令控制，構成X軸、Y軸、Z軸聯動功能。
[0016]3:四軸轉臺2的下平面固定連接在底座I的后上臺階面上,兩圓盤由中間橋板固定連接在一起。以馬達為驅動，蝸輪、蝸桿為傳動機構，帶動圓盤和橋板，作正反360度旋轉運動，構成第四軸功能。通過系統指令控制，可構成四軸聯動功能。
[0017]4:刀庫7基座的下平面固定安裝在底座I的上平面上，以氣壓為驅動,氣缸、活塞為傳動機構，帶動刀夾及刀具在Y方向作前后滑動運動，構成送刀和卸刀功能；以馬達為驅動，蝸輪、蝸桿為傳動機構，帶動鏈條和刀夾及刀具作360度旋轉運動，在三組傳感器分別配合每一根主軸檢測刀具構成和在主軸頭3的配合下三根主軸同時換刀的功能。
[0018]5.可實現四軸聯動和三把刀具同時交換功能。
[0019]根據權利要求1-4所述的三軸立式加工中心機床結構，其特征在于所述的并且三根主軸配四軸轉臺可同時作旋轉運動，實現切削功能。三根主軸可以與刀庫7配合完成三主軸同時抓刀及換刀功能。
[0020]本發明的動作原理:
[0021]本發明的動作原理是:鞍座6、立柱4、和主軸頭3之間的滑動連接機構，均由伺服電機提供驅動力，所有傳動機構，均由CNC數控系統控制。當操作程序需X向運動時，CNC控制系統輸出移動鞍座6左右運動的伺服馬達啟動指令，馬達啟動，并通過滾珠絲桿、螺母、滑軌和滑塊帶動鞍座6左右運動；當操作程序需Y向運動時，CNC控制系統輸出移動立柱4前后運動的伺服馬達啟動指令，馬達啟動，并通過滾珠絲桿、螺母、滑軌和滑塊帶動立柱4前后運動；當操作程序需Z向運動時，CNC控制系統輸出移動主軸頭3上下運動的伺服馬達啟動指令，馬達啟動，并通過滾珠絲桿、螺母、滑軌和滑塊帶動主軸頭3上下運動；當得到CNC系統切削的指令后，三主軸馬達啟動，帶動三主軸和切削刀具旋轉，進入切削程序；當操作程序需四軸轉臺旋轉運動時，CNC控制系統輸出轉動四軸轉臺2旋轉運動的伺服馬達啟動指令，馬達啟動，并通過蝸桿、蝸輪帶動四軸轉臺2正反旋轉運動；當操作程序需進行選擇刀時，CNC控制系統輸出轉動刀庫7旋轉運動的伺服馬達啟動指令，停止在需要的刀位，PLC控制系統輸出指令，控制氣缸、活塞帶動刀庫7向前Y方向運動，停在設定位置，等待主軸頭3抓刀，由CNC控制立柱4馬達啟動，帶動主軸頭3進入抓刀位置，主軸頭3馬達啟動，帶動主軸向下抓刀三根主軸同時抓刀，然后立柱4馬達啟動帶動主軸頭3離開抓刀位置，進行下一步加工程序。四軸轉臺2馬達啟動，通過蝸輪、蝸桿帶動作正反360度旋轉運動。可作X、Y、Z、U四軸聯動運動。當三主軸頭3完成加工程序，需要換新刀具時，在三主軸頭3已有的刀具要放回到刀庫7空刀夾位置，才能實行抓新刀的動作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1三主軸立式加工中心機床結構圖。
[0023]圖2三主軸立式加工中心機床分解圖。
【具體實施方式】
[0024]參見附圖，三主軸立式加工中心機床結構，包括有底座I，橫梁5固定安裝在底座I的上平面上，橫架5的上平面滑動設置有鞍座6，鞍座6的上平面滑動連接有立柱4，立柱4的后側面滑動連接有主軸頭3，主軸頭3可同時并排安裝三根主軸，立柱4的下平面滑動連接在鞍座6的上平面上，鞍座6的下平面滑動連接在橫架5的上平面上，所以主軸頭4內的三根主軸可隨主軸頭3、立柱4、鞍座6可作左右X軸、前后Y軸、上下Z軸方向運動，底座I前端的臺階面上與橫架5的兩立柱內側固定安裝有刀庫7，底座I后端的臺階面上固定安裝有四軸轉臺2，四軸轉臺2是固定安裝在底座I的后端臺階面上，四軸轉臺兩端圓盤上固定連接有橋板，橋板可繞Y、Z平面作360度旋轉運動，實現第四軸聯動功能，刀庫7是安裝在底座I的前端上臺階面、橫架5的兩檔內，由氣缸、馬達鏈條帶動刀夾及刀具作前后及旋轉運動，在三組傳感器檢測刀具配合實現送刀和換刀功能。
【權利要求】
1.三主軸立式加工中心機床結構，其特征在于:包括有底座(1)，橫梁(5)固定安裝在底座(I)的上平面上，橫架(5 )的上平面滑動設置有鞍座(6 )，鞍座(6 )的上平面滑動連接有立柱(4)，立柱(4)的后側面滑動連接有主軸頭(3)，主軸頭(3)可同時并排安裝三根主軸，立柱(4)的下平面滑動連接在鞍座(6)的上平面上，鞍座(6)的下平面滑動連接在橫架(5)的上平面上，所以主軸頭(4)內的三根主軸可隨主軸頭(3)、立柱(4)、鞍座(6)可作左右X軸、前后Y軸、上下Z軸方向運動，底座(I)前端的臺階面上與橫架(5)的兩立柱內側固定安裝有刀庫(7)，底座(I)后端的臺階面上固定安裝有四軸轉臺(2)。
2.根據權利要求1所述的三主軸立式加工中心機床結構，其特征在于:所述的四軸轉臺(2)是固定安裝在底座(I)的后端臺階面上，四軸轉臺兩端圓盤上固定連接有橋板，橋板可繞X軸平面作360度旋轉運動，實現第四軸聯動功能。
3.根據權利要求1所述的三主軸立式加工中心機床結構,其特征在于:所述的刀庫(7)是安裝在底座(I)的前端上臺階面、橫架(5)的兩檔內，由氣缸、馬達鏈條帶動刀夾及刀具作前后運動以及旋轉運動，實現送刀和換刀功能。
【文檔編號】B23Q37/00GK203679941SQ201320523604
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年8月26日 優先權日:2013年8月26日
【發明者】嚴孝誠 申請人:安徽省鴻慶精機有限公司