一種雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，包括加工機床、數(shù)控系統(tǒng)及輔助部件；所述加工機床包括床身、左/右移動立柱、左/右主軸、左/右轉塔，床身設置有導軌，左移動立柱和右移動立柱豎直安裝于床身并可沿導軌進行左右移動；所述數(shù)控系統(tǒng)用于控制整個加工過程；所述輔助部件包括中心架、工裝夾具、左/右機械手，傳送帶與導軌的平面平行。本發(fā)明具有高精度、高速度、靈活性和柔性，能適應加工對象特異性的要求，可以進行同步或異步工作，滿足不同工序、工時的加工要求，實現(xiàn)高效高速加工。
【專利說明】—種雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及木材加工領域，特別涉及一種雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合
加工裝置。
【背景技術】
[0002]中國是世界上最大的木業(yè)加工、木制品生產(chǎn)基地和最主要的木制品加工出口國，人造板、家具、地板年產(chǎn)量位居世界前列。但是，我國木材加工裝置的自動化、柔性化應用水平較低，在進行不同的工序加工時，需將工件移至另一機械設備分別進行加工，影響了加工精度和生產(chǎn)效率。此外，由于木材加工過程中涉及多個加工設備，企業(yè)不僅需要花費大量資金分別購置各種加工設備，而且需要提供較大的生產(chǎn)車間放置相關設備，提高了加工成本。因此，研究機械手自動上下木料工件的高速高效的組合式木材復合加工裝置及其加工中心機床，不但可以提升行業(yè)傳統(tǒng)機械裝備數(shù)字化和智能化水平，還可以滿足木工行業(yè)規(guī)?；咚侔l(fā)展需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的缺點，提供一種機械加工效率高、加工精度高、成本低的雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，可以一次性同時完成不同工序類型的木材加工。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):
[0005]一種雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，包括加工機床、數(shù)控系統(tǒng)及輔助部件；所述加工機床包括床身1、左/右移動立柱、左/右主軸、左/右轉塔，床身I設置有導軌2，左移動立柱5和右移動立柱8豎直安裝于床身I并可沿導軌2進行左右移動；左溜板箱6套裝于左移動立柱5并可沿左移動立柱5進行上下移動，左溜板箱6通過軸承固定有左主軸4，左主軸4的一端連接電機，另一端連接左轉塔3，左轉塔3安裝有刀具11 ；右溜板箱10套裝于右移動立柱8并可沿右移動立柱8進行上下移動，右溜板箱10通過軸承固定有右主軸9，右主軸9的一端連接電機，另一端連接右轉塔7，右轉塔7安裝有刀具11 ；所述數(shù)控系統(tǒng)13用于控制整個加工過程；所述輔助部件包括中心架14、工裝夾具15、左/右機械手12，傳送帶16與導軌2的平面平行；中心架14與床身I平行且相距一定距離；左/右機械手12設置于中心架14上，左/右機械手相互協(xié)調(diào)配合實現(xiàn)對工件的裝夾與卸載；工裝夾具15設置于中心架14上，由中心架14支撐并位于機械手12的中前部，用于定位夾緊待加工工件。
[0006]所述左轉塔3和右轉塔7均內(nèi)置有多個刀具旋轉刀軸，每個旋轉刀軸上均可安裝不同的刀具。在加工過程中，左/右轉塔可在加工機床不停機的情況下進行自動轉位，實現(xiàn)不同工序的加工。
[0007]左轉塔3與左溜板箱6通過兩個大型單列滾珠軸承聯(lián)接在一起，再裝入左移動立柱5前部的導軌2上，并通過左溜板箱6上的螺桿螺帽將其與左移動立柱5固定。右轉塔7與右溜板箱10通過兩個大型單列滾珠軸承聯(lián)接在一起，再裝入右移動立柱8前部的導軌2上，并通過右溜板箱10上的螺桿螺帽將其與右移動立柱8固定。
[0008]所述機械手12由獨立的電機驅動，對工件裝載和卸載進行獨立控制，提高工作循環(huán)速度。
[0009]本發(fā)明的左/右移動立柱、左/右溜板箱、左/右主軸、左/右轉塔、左/右機械手各自相互獨立，均可進行同步或異步工作。
[0010]所述輔助部件的工作流程為:傳送帶16將待加工工件運輸至加工位置，然后左/右機械手12夾持待加工工件放置到工裝夾具15上，同時將已加工完成的工件運回傳送帶，傳送帶按照每個工件完成加工所需的工時做間歇式運動。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點和效果:
[0012](I)本發(fā)明的左/右移動立柱、左/右溜板箱、左/右主軸、左/右轉塔均相互獨立，可以進行同步或異步工作，滿足不同工序、工時的加工要求，實現(xiàn)高效高速加工。
[0013](2)左/右轉塔的頂端安裝有多個刀具旋轉刀軸，每個旋轉刀軸上均可安裝不同的刀具，在加工過程中，左/右轉塔的頂端可在加工機床不停機的情況下進行自動轉位以轉換道具加工，在不需要重新裝夾定位的情況下，實現(xiàn)其它工序的加工，提高工件加工精度和加工效率。與傳統(tǒng)的機床相比，本發(fā)明裝有2個轉塔和2根主軸的機床，兩主軸之間刀具到工件的時間縮短了，從而縮短整個工件加工時間，優(yōu)于傳統(tǒng)加工中心機械換刀和卸料加工。
[0014](3)本發(fā)明的機械手具有高精度、高速度、靈活性和柔性，夾持力合適，能適應加工對象特異性的要求，可以準確地上料、下料和對中，能迅捷地實現(xiàn)人的意志和熟練操作技能，不損傷木材零件。
[0015](4)本發(fā)明的木材柔性復合加工裝置采用T型床身的結構設計，改變傳統(tǒng)機床設計中X軸和Z軸的層疊布置，變?yōu)閄、Z軸垂直分開布置，使兩軸的運動精度互不影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明木材柔性復合加工裝置的加工機床主視示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明木材柔性復合加工裝置的加工機床俯視示意圖。
[0018]圖3為圖1中左/右轉塔的結構示意圖，其中，a為轉塔的俯視示意圖、b為轉塔的王視不意圖。
[0019]圖4為機械手的結構示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明木材柔性復合加工裝置的輔助部件示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明木材柔性復合加工裝置的結構示意圖。
[0022]其中:1、床身；2、導軌；3、左轉塔；4、左主軸；5、左移動立柱；6、左溜板箱；7、右轉塔；8、右移動立柱；9、右主軸；10、右溜板箱；11、刀具；12、機械手；13、數(shù)控系統(tǒng)；14、中心架；15、工裝夾具；16、傳動帶。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0024]實施例1[0025]如圖1、圖2、圖5、圖6所示，一種雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，包括加工機床、數(shù)控系統(tǒng)及輔助部件。
[0026]所述加工機床包括床身1、左/右移動立柱、左/右主軸、左/右轉塔。床身I設置有移動導軌2。左移動立柱5和右移動立柱8豎直安裝于床身I。設定平行于導軌2的方向為X軸方向，平行于移動立柱的方向為Z軸方向，垂直于移動立柱且與X軸方向垂直的方向為Y軸方向。移動立柱可沿導軌2進行沿X軸方向的左右移動。左溜板箱6套裝于左移動立柱5并可沿左移動立柱5進行Z軸方向的上下移動，左溜板箱6通過軸承固定有左王軸4,左王軸4能夠在左溜板箱6上沿Z方向移動；左王軸4的一端連接電機，另一端連接左轉塔3，左轉塔3安裝有刀具11。右溜板箱10套裝于右移動立柱8并可沿右移動立柱8進行Z軸方向的上下移動，右溜板箱10通過軸承固定有右主軸9，右主軸9能夠在右溜板箱10上沿Z方向移動；右主軸9的一端連接電機，另一端連接右轉塔7，右轉塔7安裝有刀具11。左轉塔3和右轉塔7均內(nèi)置有多個刀具旋轉刀軸，每個旋轉刀軸上均可安裝不同的刀具，在加工過程中，左/右轉塔可在加工機床不停機的情況下進行自動轉位，轉塔每次轉位就實現(xiàn)了刀軸及其刀具的轉換，進而實現(xiàn)不同工序的加工。左/右移動立柱、左/右溜板箱、左/右主軸、左/右轉塔、左/右機械手各自相互獨立，均可進行同步或異步工作。左轉塔3與左溜板箱6通過兩個大型單列滾珠軸承聯(lián)接在一起，再裝入左移動立柱5前部的導軌2上，并通過左溜板箱上的螺桿螺帽將其與左移動立柱固定。右轉塔7與右溜板箱10通過兩個大型單列滾珠軸承聯(lián)接在一起，再裝入右移動立柱8前部的導軌2上，并通過右溜板箱10上的螺桿螺帽將其與右移動立柱8固定。
[0027]如圖3所示，左/右轉塔的轉塔頭可安裝6把或更多把的刀具，刀具安裝數(shù)量按照工藝要求確定，每把刀具可獨立實現(xiàn)同步和異步工作，而且加工過程中，在不停機的情況下，通過轉塔轉位更換刀具，實現(xiàn)工件多工序的加工，從而一次性完成木材所需的所有加工工序，提高加工精度和加工效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、節(jié)省設備操作與放置的空間。
[0028]所述數(shù)控系統(tǒng)13用于控制整個加工過程。
[0029]所述輔助部件包括中心架14、工裝夾具15、左/右機械手12，安裝在電機軸上的傳送帶16與導軌2的平面平行且與床身I相分離。中心架14與床身I平行且相距一定距離；如圖4所示，左/右機械手12設置于中心架14上，左機械手與加工機床的左移動立柱5相對應，右機械手與加工機床的右移動立柱8相對應；工裝夾具15設置于中心架14上，由中心架14支撐并位于機械手12的中前部，用于定位待加工工件。機械手12由獨立的電機驅動，對工件裝載和卸載進行獨立控制，提高工作循環(huán)速度。
[0030]雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置的加工流程為:傳送帶16將待加工工件運輸至加工位置，左/右機械手12夾持待加工工件放置到工裝夾具15上，然后將已加工完成的工件運回傳送帶，傳送帶按照每個工件完成加工所需的工時做間歇式運動，然后左轉塔3、右磚塔7上的刀具11對工件進行加工。移動立柱5上裝載溜板箱6，溜板箱6可以帶動左主軸4實現(xiàn)對轉塔Z方向的上下移動，從而能針對不同空間的工件調(diào)整左轉塔3的位置，滿足工件不同工序的加工需求。同理，可實現(xiàn)右轉塔7對工件的加工。數(shù)控系統(tǒng)13運行加工程序即可實現(xiàn)左磚塔3、右轉塔7的同步與異步工作，通過左/右轉塔上的12把或更多把不同加工刀具11，可以一次完成鏤銑、開榫、開槽、鉆孔、鋸切等工序。(I)同步工作時:數(shù)控系統(tǒng)13運行控制程序，機械手12將工件安放在定位工裝夾具上并定位夾緊，左移動立柱5、右移動立柱8、左溜板箱6、右溜板箱10分別移至預定加工位置，兩轉塔上的刀具11同時對工件進行同種加工。(2)異步工作時:數(shù)控系統(tǒng)13控制運行程序，工件通過機械手12安放在工裝夾具上并定位夾緊，左移動立柱5、右移動立柱8、左溜板箱6、右溜板箱10分別移至預定加工位置，左轉塔3轉換使用刀具11如銑刀，右轉塔7轉換使用另一刀具如榫刀，左右兩邊對工件分別進行銑削加工和開榫加工。左邊銑削工序完畢，左主軸4、左轉塔3可以轉換刀具進行其他工序加工或者回到加工初始位置，右轉塔7上的榫刀繼續(xù)對工件進行開榫加工，當所有工序完成后，左移動立柱5、左轉塔3、右移動立柱8與右轉塔7回到初始工作位置，加工完成。刀具11轉換工作過程:左移動立柱5、左溜板箱6分別移動到相應加工位置，接著左轉塔3轉動到所設程序要求的刀具11，同理可實現(xiàn)右轉塔7的刀具11轉換。在加工過程中，當一個工序完成后，數(shù)控系統(tǒng)13控制相應的轉塔旋轉一定角度就是另一把刀具，準備下一個工序的加工，換刀完成。換刀過程可以兩邊同步換刀，也可兩邊異步換刀。(3)左右兩邊先同步工作、再異步工作過程，如兩邊同時切端面后再左邊開榫、右邊鏤銑加工的工作過程:數(shù)控系統(tǒng)13控制運行加工程序，先由機械手12將工件安放在定位工裝夾具上定位夾緊，然后左移動立柱5、右移動立柱8、左溜板箱6、右溜板箱10移動到預設位置，左轉塔3、右轉塔7轉換到鋸切刀，端面刀旋轉切斷工件，該工序完成后，接著左轉塔3轉動，按所設程序轉換到所需榫刀；右轉塔7轉動，按所設程序轉換成所需銑刀，換刀完成，左邊進行開榫、右邊進行鏤銑加工。當榫刀和銑刀完成加工后，左右移動立柱和左右溜板箱回到初始位置，整個加工過程完成。
【權利要求】
1.一種雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，其特征在于:包括加工機床、數(shù)控系統(tǒng)及輔助部件；所述加工機床包括床身、左/右移動立柱、左/右主軸、左/右轉塔，床身設置有導軌，左移動立柱和右移動立柱豎直安裝于床身并可沿導軌進行左右移動；左溜板箱套裝于左移動立柱并可沿左移動立柱進行上下移動，左溜板箱通過軸承固定有左主軸，左主軸的一端連接電機，另一端連接左轉塔，左轉塔安裝有刀具；右溜板箱套裝于右移動立柱并可沿右移動立柱進行上下移動，右溜板箱通過軸承固定有右主軸，右主軸的一端連接電機，另一端連接右轉塔，右轉塔安裝有刀具；所述數(shù)控系統(tǒng)用于控制整個加工過程；所述輔助部件包括中心架、工裝夾具、左/右機械手，傳送帶與導軌的平面平行；中心架與床身平行且相距一定距離；左/右機械手設置于中心架上，左/右機械手相互協(xié)調(diào)配合實現(xiàn)對工件的裝夾與卸載；工裝夾具設置于中心架上，由中心架支撐并位于機械手的中前部，用于定位夾緊待加工工件。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，其特征在于:所述左轉塔和右轉塔均內(nèi)置有多個刀具旋轉刀軸，每個旋轉刀軸上均可安裝不同的刀具。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，其特征在于:左轉塔與左溜板箱通過兩個大型單列滾珠軸承聯(lián)接在一起，再裝入左移動立柱前部的導軌上，并通過左溜板箱上的螺桿螺帽將其與左移動立柱固定；右轉塔與右溜板箱通過兩個大型單列滾珠軸承聯(lián)接在一起，再裝入右移動立柱前部的導軌上，并通過右溜板箱上的螺桿螺帽將其與右移動立柱固定。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，其特征在于:所述左/右機械手由獨立的電機驅動，對工件裝載和卸載進行獨立控制。
5.根據(jù)權利要求1所述的雙機械手雙主軸組合式的木材柔性復合加工裝置，其特征在于:左/右移動立柱、左/右溜板箱、左/右主軸、左/右轉塔、左/右機械手各自相互獨立，均可進行同步或異步工作。
【文檔編號】B27M1/08GK103692529SQ201310643861
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權日:2013年12月3日
【發(fā)明者】鄒湘軍, 許奕, 羅承宇, 葉敏, 侯家奇 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學