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双交换工作台数控立式加工中心

作者: 缅甸腾龙 来源: 未知 发布时间:2019-03-05

简介

双交换工作台数控立式加工中心

 

 

工作机械将交换多个托盘来进行加工的托盘和较长工作台分别设为专 用状,在使用其中一个时另一个处于无法使用状态,出现浪费现象。并且,交换用托盘和较 长工作台均配置在机械内部,没有考虑到有关准备的操作性。并且,串联配置交换用托盘和 较长工作台,从而增大机械宽度。而且分别固定性配置较长工件的加工区域和通常的托盘 加工区域,移动并驱动三个主轴 X、Y、Z 轴,因此移动并驱动主轴的机构中需要考虑刚性的 同时还要考虑控制线、动力线的布线或液压、气压的配管等,机械变为复杂且大型化。

双交换工作台数控立式加工中心

 

双交换工作台数控立式加工中心

双交换工作台数控立式加工中心

 

加工中心 1 包括床 10,床 10 的中央部安装有 Y 轴线性滑轨 20。Y 轴线性滑轨 20 上装载有滑板 30,滑板 30 在 Y 轴方向受控移动。滑板 30 上安装有 X 轴线性滑轨 40,X 轴线性滑轨 40 上装载有工作台单元 50。工 作台单元 50 沿 X 轴线性滑轨 40 在 X 轴方向受控移动。工作台单元 50 上沿 Y 轴方向设有 两组的线性导轨 51、线性导轨 52。床 10 上与滑板 30 相对安装有立柱 60。立柱 60 的前表面安装有 Z 轴线性导轨 70, 装载主轴头 80。主轴头 80 沿 Z 轴线性滑轨 70 在 Z 轴方向受控移动。主轴头 80 从工具库 90 接受恰当的工具,对工件进行加工。面向床 10 的前表面的正面,左侧配置第一准备站 110。第一准备站 110 包括平行 于 Y 轴的线性滑轨 112,第一准备站 110 的侧部安装有伺服电动机 114。伺服电动机 114 用 于驱动滚珠丝杠 115。滚珠丝杠 115 的螺母配备有托盘交换用钩子 116。面向床 10 的前表面的正面,右侧配置第二准备站 120。第二准备站 120 包括平行 于 Y 轴的线性滑轨 122,第二准备站 120 的侧部安装有伺服电动机 124。伺服电动机 124 用 于驱动滚珠丝杠 125,滚珠丝杠 125 的螺母配备有托盘交换用钩子 126。在该床 10 上装载有两台托盘。 图 1 示出了第一准备站 110 上放着第一托盘 130 的状态。第一托盘 130 包括夹具 132,准备有第一工件 W1。第二托盘 140 以转盘 142 把持第二工件 W2 的状态夹紧在工作台单元 50 上,主轴 头 80 接受从工具库 90 选择的工具,对第二工件 W2 进行加工。一旦结束第二工件 W2 的加工,将第二托盘 140 归还给第二准备站 120。首先,托盘 交换用钩子 126 前进,进入加工区域 K,与此同时,工作台单元 50 沿 Y 轴线性滑轨 20 定位于 托盘交换位置(Y 轴机械原点)

双交换工作台数控立式加工中心

 

其次,工作台单元 50 沿 X 轴线性滑轨 40 移动到第二托盘 140 与第二准备站 120 相对的位置。在该位置,线性滑轨 52 与线性滑轨 122 相对。并且, 通过该移动,托盘交换用钩子 126 与第二托盘 140 的啮合槽(未图示)啮合。解开夹紧单元 54,驱动伺服电动机 124,将第二托盘 140 从工作台单元 50 朝第二准备站 120 侧拉出。 将第二托盘 140 归还第二准备站 120 之后,对夹紧单元 50 和主轴头 80 进行定位, 使夹紧单元 53 与未图示的冷却液喷嘴和喷气嘴中的至少一个相对,利用冷却液或空气清 洗堆积在夹紧单元 53 上的切屑。其次,移动工作台单元 50,使线性滑轨 51 与第一准备站 110 的线性滑轨 112 相对。

双交换工作台数控立式加工中心

 

驱动伺服电动机 114,将第一托盘 130 推到工作台单元 50 上,夹 紧夹紧单元 53,将第一托盘 130 固定于工作台单元 50 上。其次,通过将工作台单元 50 沿 X 轴方向移动,解除托盘交换用钩子 116 与第一托盘 130 的啮合槽之间的啮合,之后将托盘交 换用钩子 116 返回第一准备站 110 侧。 一旦结束上述托盘交换工作,如图 2 所示,将工作台单元 50 移动到第一工件 W1 与 主轴头 80 相对的位置,由主轴头 80 进行必要的加工。

双交换工作台数控立式加工中心

 

图 6、图 7、图 8 以第二准备站为例子详细示出了交换托盘时的准备站与工作台单 元之间的位置关系。对于与上述实施例不同的形状部分,变更其编号来进行说明。另外,动 作说明中适当省略了不需要的部分。图 6 示出了为了将第二托盘 140 从工作台单元 50 移动到第二准备站 121,工作台 单元 50 在 Y 轴机械原点(Y 轴的托盘交换位置)将 X 轴移动到托盘交换位置的状态,或者, 将第二托盘 140 从第二准备站 121 移动到工作台单元 50 之后,X 轴脱离托盘交换位置的状 态。 图 7 和图 8 示出了分别从不同角度观察开始将第二托盘 140 从工作台单元 50 移 动到第二准备站 121 时,或者已经从第二准备站 121 移动到工作台单元 50 时的状态的图。托盘交换用钩子 127 进入加工区域 K,在前进端位置与工作台单元 50 上的第二托 盘 140 的啮合槽 128 啮合,或者脱离。沿线性滑轨 52、线性滑轨 122 朝第二准备站 121 拉出 啮合的第二托盘 140,停在后退端。在托盘交换用钩子 127 停止期间,托盘 140 的移动受到 限制,在准备站不需要其他制动机构。图 6 和图 8 示出的托盘交换用钩子 127 的位置就是 前进端位置。通过工作台单元 50 的 X 轴移动来进行托盘交换用钩子 127 和第二托盘 140 的啮合、脱离。

双交换工作台数控立式加工中心

 

图 7 和图 8 示出的工作台单元 50 上的线性滑轨 52 和第二准备站 121 上的线性滑 轨 122 在托盘交换位置沿 Y 轴方向正确配置在一个直线上。工作台单元 50 在 X 轴上定位 在托盘交换位置上时的线性滑轨 52 与线性滑轨 122 之间的间隙实际上设为 1mm,但是对于 相对的线性滑轨 52 与线性滑轨 122 的相对的各自的端面进行了指定的倒角加工,并且,对 线性滑轨的两个侧面以 100mm 进行 0.5mm 的锥形研磨,以使横跨两个线性滑轨工作时没有 障碍。图 3 是示出了利用床 10 来加工较长的圆形工件 W3 的状态说明图。 在工作台单元 50 上夹紧第一托盘 130 和第二托盘 140。第一托盘 130 配备转盘 134,第二托盘 140 配备尾架 144。这样,通过将两个托盘夹紧在工作台单元 50,可以对较长 工件进行加工。从而,无需持有较长工件专用的托盘,尤其在加工较长工件的频率非常低时 有效。在床 10 的前表面,在第一准备站 110 和第二准备站 120 之间存在宽度尺寸为 L1 的较长空间。宽度尺寸大于配置在工作台单元 50 上的两个托盘 130、140 的 X 轴方向的长 度尺寸 L2。利用该空间,能够将较长的工件 W3 轻易地放在第一托盘 130、第二托盘 140 上。 图 4 是利用床 10 对较长的角物工件 W4 进行加工的状态说明图。 [0064] 在第一托盘 130 和第二托盘 140 上固定四个安装夹具 150 来夹紧工件 W4。利用图 3 中也说明的床 10 前表面的第一准备站 110 与第二准备站 120 之间的较大空间,能够简单 地准备较长的工件 W4。另外,图中示出了第一托盘 130 与第二托盘 140 在工作台单元 50 上相邻配置,但 是,托盘之间的间隙可以不是零或极小。当然,在安装两个托盘时,为了防止切屑等咬合,设 置一定程度的距离为好。具体为 10mm ~ 100mm 左右。

双交换工作台数控立式加工中心

 

图 5 是示出了用盖子覆盖加工中心 1 的机械结构的状态说明图。 主门 200 是用于接近加工区域 K 的门,面向主门 200 的左侧设有接近第一准备站 区域 S1 的第一准备站门 210。利用第一隔门 212 开关第一准备站区域 S1 与加工区域 K 之 间。通过关闭隔门 212,即使在加工区域 K 进行加工的过程中,也可以对第一托盘 130 进行 准备。另一方面,在面向主门 200 的左侧设有接近第二准备站区域 S2 的第二准备站门 220。 利用第二隔门 222 开关第二准备站区域 S2 与加工区域 K 之间。通过关闭第二隔门 222,即 使在加工区域 K 进行加工的过程中,也可以对第二托盘 140 进行准备。可以装载在一个托盘上进行加工的尺寸的工件时,分别利用第一托盘 130 和第二托盘 140 进行加工,能够在未停止自动运转的情况下进行下一个工件的准备作 业,能够进行连续的自动运转,可实现较高的生产率。并且,通过将第一托盘 130 和第二托盘 140 均夹紧在工作台单元 50 上,可以实现 较长工件的加工。这时,在第一准备站和第二准备站之间的机械前面确保了超过两个托盘 长度的空间,因此即使是较长工件,也可以容易准备

双交换工作台数控立式加工中心

 

。并且,机械宽度为托盘宽度的大致 4 倍左右,这仅用于较长工作台(托盘宽度为约 2 倍)的加工,不会增加机械的宽度,追加了交换托盘方式。即,在较窄的空间内,能够实现 对应自动运转的托盘交换方式和可对应较长工件的长托盘方式。并且,并不是将三个主轴同时移动驱动的结构,水平方向的两个轴用于移动并驱 动重量较轻且控制对象较少的工作台,从而结构简单,与主轴移动型相比,能够降低制造费 用。并且,作为托盘交换机构采用仅设置线性滑轨和交换用钩子的简单的机构。驱动 部只是交换用钩子,故障出现率较低,易于维护。并且,对设在工作台单元上的线性滑轨和与该线性滑轨相对设在准备站的线性滑 轨的相对的两个线性滑轨的端面分别进行倒角加工,并且将各自的线性滑轨的两侧面形成 为锥形面,从而能够使托盘在线性滑轨之间顺利换乘。 另外,以由伺服电动机 114、124和滚珠丝杠 115、125驱动托盘交换用钩子 116、126 为例子进行了说明,但是还可以利用液压或气压的汽缸和活塞驱动,或者利用齿条和小齿 轮驱动。

 

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