專利名稱：一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種全方位數(shù)控加工中心，尤其是涉及一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心。
背景技術(shù)：
數(shù)控加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床。典型的機床有鏜銑加工中心和車削加工中心。在數(shù)控加工中心，零件一次裝夾定位后，可進行多種工藝、多道工序的集中連續(xù)加工，這就大大減少了機床的臺數(shù)。由于減少了裝卸工件、更換和調(diào)整刀具的輔助時間并大大減少了工裝，因此進一步縮短了生產(chǎn)準備時間。同時，由于減少了多次安裝造成的定位誤差，從而大幅提高了各加工面間的位置精度。其中，自動換刀裝置是數(shù)控機床的重要執(zhí)行機構(gòu)，它的形式多種多樣，目前常見的有回轉(zhuǎn)刀架換刀、排式刀架換刀、更換主軸頭換刀和帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)。實際加工過程中，自動換刀裝置可幫助數(shù)控機床節(jié)省輔助時間，并滿足在一次安裝中完成多工序、多工步加工要求。上述帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)包括帶機械手的自動換刀裝置和無機械手的自動換刀裝置，其中，帶機械手的自動換刀裝置采用機械手進行換刀。現(xiàn)如今所采用的機械手主要包括鉤式、抱手、叉手、伸縮手等，實際使用過程中，由于現(xiàn)有機械手均不同程度地存在動作不靈活、換刀速度較慢、智能化程度低等多種缺陷和不足，因而較大程度上影響了數(shù)控機床的加工效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其設(shè)計合理、使用操作簡便且智能化程度高、使用效果好，動作靈活且換刀速度快，控制簡易，加工效率高。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，包括機床本體、安裝在所述機床本體上的自動換刀系統(tǒng)、對機床主軸進行驅(qū)動的伺服驅(qū)動裝置以及布設(shè)在所述機床本體上的控制系統(tǒng)，所述機床主軸與伺服驅(qū)動裝置之間通過傳動機構(gòu)進行傳動連接，所述伺服驅(qū)動裝置由控制系統(tǒng)進行控制且其與控制系統(tǒng)相接，其特征在于:所述自動換刀系統(tǒng)包括刀庫、帶動所述刀庫進行水平旋轉(zhuǎn)的刀庫旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、對刀庫旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)進行控制的刀庫控制器、位于所述刀庫與所述機床主軸之間中部的安裝支座、通過軸承安裝在所述安裝支座上的旋轉(zhuǎn)軸、對稱安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的兩個操作臂和對兩個所述操作臂進行控制的操作臂控制裝置，所述旋轉(zhuǎn)軸由電動機進行驅(qū)動，且旋轉(zhuǎn)軸與電動機的動力輸出軸之間通過傳動機構(gòu)進行傳動連接；兩個所述換刀臂分別為操作臂一和操作臂二 ；所述操作臂一包括后臂一和在液壓缸一的帶動下能豎直面上進行上下擺動的前臂一，所述后臂一與前臂一之間以鉸接方式進行連接，所述液壓缸一的缸體后部固定在后臂一且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂一上；所述操作臂二包括后臂二和在液壓缸二的帶動下能豎直面上進行上下擺動的前臂二，所述后臂二與前臂二之間以鉸接方式進行連接，所述液壓缸二的缸體后部固定在后臂二且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂二上；所述液壓缸一和液壓缸二分別通過液壓管路一和液壓管路二與液壓油箱相接，所述液壓管路一上安裝有換向閥一和電比例控制閥一，所述液壓管路二上安裝有換向閥二和電比例控制閥二 ；所述操作臂控制裝置包括操作臂控制器，所述電動機、換向閥一、電比例控制閥一、換向閥二和電比例控制閥二均由操作臂控制器進行控制；所述前臂一的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)一，且前臂二的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)二；所述刀庫控制器和操作臂控制器均與控制系統(tǒng)相接；所述機床本體上設(shè)置有帶動所述安裝支座進行上下升降的電動升降臺，所述安裝支座安裝在電動升降臺上，所述電動升降臺由操作臂控制器進行控制且其與操作臂控制器相接。上述一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其特征是:所述操作臂控制裝置還包括對旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度進行實時檢測的旋轉(zhuǎn)角度檢測單元、對所述刀具更換結(jié)構(gòu)一的高度進行實時檢測的高度檢測單元一和對所述刀具更換結(jié)構(gòu)二的高度進行實時檢測的高度檢測單元二，所述旋轉(zhuǎn)角度檢測單元、高度檢測單元一和高度檢測單元二均與操作臂控制器相接。上述一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其特征是:所述刀具更換結(jié)構(gòu)一為換刀鉤或換刀叉，且所述刀具更換結(jié)構(gòu)一相應(yīng)為換刀鉤或換刀叉。上述一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其特征是:所述操作臂控制裝置還包括與操作臂控制器相接的參數(shù)設(shè)置單元。上述一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其特征是:所述操作臂控制裝置還包括對旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度進行檢測的旋轉(zhuǎn)速度檢測單元和對旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向進行檢測的旋轉(zhuǎn)方向檢測單元，所述旋轉(zhuǎn)速度檢測單元和旋轉(zhuǎn)方向檢測單元均與操作臂控制器相接。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:1、設(shè)計合理、成本低且安裝布設(shè)方便。2、電路簡單且接線方便。3、使用操作簡單且智能化程度高。4、使用效果好、實現(xiàn)方便且實用價值高，兩個操作臂的動作靈活，換刀速度快，兩個操作臂的安裝高度可調(diào)，數(shù)控機床的加工效率高。5、適用面廣，推廣應(yīng)用前景廣泛，能有效推廣適用至各類數(shù)控機床中。綜上所述，本實用新型設(shè)計合理、使用操作簡便且智能化程度高、使用效果好，動作靈活且換刀速度快，控制簡易，加工效率高。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

圖1為本實用新型的電路原理框圖。附圖標記說明:I一伺服驅(qū)動裝置；2—控制系統(tǒng)；3—旋轉(zhuǎn)軸；3-15—換向閥一；3-16—電比例控制閥一；3-25—換向閥二；3-26—電比例控制閥二；4一刀庫旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)；5—刀庫控制器；6—操作臂控制裝置；[0023]6-1—操作臂控制器；6-2—旋轉(zhuǎn)角度檢測單元；6-3—高度檢測單元一 ；6-4—高度檢測單元二 ； 6_5—參數(shù)設(shè)置單元;6-6—旋轉(zhuǎn)速度檢測單元；6~7一旋轉(zhuǎn)方向檢測單兀；7 —電動機；8 —電動升降臺。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括機床本體、安裝在所述機床本體上的自動換刀系統(tǒng)、對機床主軸進行驅(qū)動的伺服驅(qū)動裝置I以及布設(shè)在所述機床本體上的控制系統(tǒng)2，所述機床主軸與伺服驅(qū)動裝置I之間通過傳動機構(gòu)進行傳動連接，所述伺服驅(qū)動裝置I由控制系統(tǒng)2進行控制且其與控制系統(tǒng)2相接。所述自動換刀系統(tǒng)包括刀庫、帶動所述刀庫進行水平旋轉(zhuǎn)的刀庫旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)4、對刀庫旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)4進行控制的刀庫控制器5、位于所述刀庫與所述機床主軸之間中部的安裝支座、通過軸承安裝在所述安裝支座上的旋轉(zhuǎn)軸3、對稱安裝在旋轉(zhuǎn)軸3上的兩個操作臂和對兩個所述操作臂進行控制的操作臂控制裝置6，所述旋轉(zhuǎn)軸3由電動機7進行驅(qū)動,且旋轉(zhuǎn)軸3與電動機7的動力輸出軸之間通過傳動機構(gòu)進行傳動連接；兩個所述換刀臂分別為操作臂一和操作臂二 ；所述操作臂一包括后臂一和在液壓缸一的帶動下能豎直面上進行上下擺動的前臂一，所述后臂一與前臂一之間以鉸接方式進行連接，所述液壓缸一的缸體后部固定在后臂一且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂一上；所述操作臂二包括后臂二和在液壓缸二的帶動下能豎直面上進行上下擺動的前臂二，所述后臂二與前臂二之間以鉸接方式進行連接，所述液壓缸二的缸體后部固定在后臂二且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂二上。所述液壓缸一和液壓缸二分別通過液壓管路一和液壓管路二與液壓油箱相接，所述液壓管路一上安裝有換向閥一 3-15和電比例控制閥一3-16，所述液壓管路二上安裝有換向閥二 3-25和電比例控制閥二 3-26。所述操作臂控制裝置6包括操作臂控制器6-1,所述電動機7、換向閥一 3-15、電比例控制閥一 3-16、換向閥二3-25和電比例控制閥二 3-26均由操作臂控制器6-1進行控制。所述前臂一的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)一，且前臂二的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)二。所述刀庫控制器5和操作臂控制器6-1均與控制系統(tǒng)2相接。所述機床本體上設(shè)置有帶動所述安裝支座進行上下升降的電動升降臺8，所述安裝支座安裝在電動升降臺8上，所述電動升降臺8由操作臂控制器6-1進行控制且其與操作臂控制器6-1相接。本實施例中，所述操作臂控制裝置6還包括對旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角度進行實時檢測的旋轉(zhuǎn)角度檢測單元6-2、對所述刀具更換結(jié)構(gòu)一的高度進行實時檢測的高度檢測單元一6-3和對所述刀具更換結(jié)構(gòu)二的高度進行實時檢測的高度檢測單元二 6-4，所述旋轉(zhuǎn)角度檢測單元6-2、高度檢測單元一 6-3和高度檢測單元二 6-4均與操作臂控制器6-1相接。本實施例中，所述刀具更換結(jié)構(gòu)一為換刀鉤或換刀叉，且所述刀具更換結(jié)構(gòu)一相應(yīng)為換刀鉤或換刀叉。同時，所述操作臂控制裝置6還包括與操作臂控制器6-1相接的參數(shù)設(shè)置單元6-5。 本實施例中，所述操作臂控制裝置6還包括對旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)速度進行檢測的旋轉(zhuǎn)速度檢測單元6-6和對旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)方向進行檢測的旋轉(zhuǎn)方向檢測單元6-7，所述旋轉(zhuǎn)速度檢測單元6-6和旋轉(zhuǎn)方向檢測單元6-7均與操作臂控制器6-1相接。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，包括機床本體、安裝在所述機床本體上的自動換刀系統(tǒng)、對機床主軸進行驅(qū)動的伺服驅(qū)動裝置(I)以及布設(shè)在所述機床本體上的控制系統(tǒng)(2)，所述機床主軸與伺服驅(qū)動裝置(I)之間通過傳動機構(gòu)進行傳動連接，所述伺服驅(qū)動裝置(I)由控制系統(tǒng)(2)進行控制且其與控制系統(tǒng)(2)相接，其特征在于:所述自動換刀系統(tǒng)包括刀庫、帶動所述刀庫進行水平旋轉(zhuǎn)的刀庫旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(4)、對刀庫旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(4)進行控制的刀庫控制器(5)、位于所述刀庫與所述機床主軸之間中部的安裝支座、通過軸承安裝在所述安裝支座上的旋轉(zhuǎn)軸(3)、對稱安裝在旋轉(zhuǎn)軸(3)上的兩個操作臂和對兩個所述操作臂進行控制的操作臂控制裝置(6)，所述旋轉(zhuǎn)軸(3)由電動機(7)進行驅(qū)動，且旋轉(zhuǎn)軸(3)與電動機(7)的動力輸出軸之間通過傳動機構(gòu)進行傳動連接；兩個所述換刀臂分別為操作臂一和操作臂二；所述操作臂一包括后臂一和在液壓缸一的帶動下能豎直面上進行上下擺動的前臂一，所述后臂一與前臂一之間以鉸接方式進行連接，所述液壓缸一的缸體后部固定在后臂一且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂一上；所述操作臂二包括后臂二和在液壓缸二的帶動下能豎直面上進行上下擺動的前臂二，所述后臂二與前臂二之間以鉸接方式進行連接，所述液壓缸二的缸體后部固定在后臂二且其液壓伸縮桿前端部固定在前臂二上；所述液壓缸一和液壓缸二分別通過液壓管路一和液壓管路二與液壓油箱相接，所述液壓管路一上安裝有換向閥一(3-15)和電比例控制閥一(3-16)，所述液壓管路二上安裝有換向閥二(3-25)和電比例控制閥二(3-26);所述操作臂控制裝置(6)包括操作臂控制器(6-1)，所述電動機(7)、換向閥一(3-15)、電比例控制閥一(3-16)、換向閥二( 3-25)和電比例控制閥二(3-26)均由操作臂控制器(6-1)進行控制；所述前臂一的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)一，且前臂二的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)二；所述刀庫控制器(5)和操作臂控制器(6-1)均與控制系統(tǒng)(2)相接；所述機床本體上設(shè)置有帶動所述安裝支座進行上下升降的電動升降臺(8)，所述安裝支座安裝在電動升降臺(8)上，所述電動升降臺(8)由操作臂控制器(6-1)進行控制且其與操作臂控制器(6-1)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其特征在于:所述操作臂控制裝置(6)還包括對旋轉(zhuǎn)軸(3)的旋轉(zhuǎn)角度進行實時檢測的旋轉(zhuǎn)角度檢測單元(6-2)、對所述刀具更換結(jié)構(gòu)一的高度進行實時檢測的高度檢測單元一(6-3)和對所述刀具更換結(jié)構(gòu)二的高度進行實時檢測的高度檢測單元二(6-4)，所述旋轉(zhuǎn)角度檢測單元(6-2)、高度檢測單元一(6-3)和高度檢測單元二(6-4)均與操作臂控制器(6-1)相接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其特征在于:所述刀具更換結(jié)構(gòu)一為換刀鉤或換刀叉，且所述刀具更換結(jié)構(gòu)一相應(yīng)為換刀鉤或換刀叉。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其特征在于:所述操作臂控制裝置(6)還包括與操作臂控制器(6-1)相接的參數(shù)設(shè)置單元(6-5)。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，其特征在于:所述操作臂控制裝置(6)還包括對旋轉(zhuǎn)軸(3)的旋轉(zhuǎn)速度進行檢測的旋轉(zhuǎn)速度檢測單元(6-6 )和對旋轉(zhuǎn)軸(3 )的旋轉(zhuǎn)方向進行檢測的旋轉(zhuǎn)方向檢測單元(6-7 )，所述旋轉(zhuǎn)速度檢測單(6-6)和旋轉(zhuǎn)方向檢測單元(6-7)均與操作臂控制器(6-1)相接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于自動操作臂的數(shù)控加工中心，包括機床本體、自動換刀系統(tǒng)、伺服驅(qū)動裝置以及控制系統(tǒng)，自動換刀系統(tǒng)包括刀庫、刀庫旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、刀庫控制器、位于刀庫與機床主軸之間中部的安裝支座、通過軸承安裝在安裝支座上的旋轉(zhuǎn)軸、對稱安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的兩個操作臂和對兩個操作臂進行控制的操作臂控制裝置；兩個換刀臂分別為操作臂一和操作臂二；前臂一的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)一，且前臂二的前端部設(shè)置有用于更換刀具的刀具更換結(jié)構(gòu)二；刀庫控制器和操作臂控制器裝置與控制系統(tǒng)相接。本實用新型設(shè)計合理、使用操作簡便且智能化程度高、使用效果好，動作靈活且換刀速度快，控制簡易，加工效率高。
文檔編號B23Q3/16GK202943462SQ201220591809
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者周曉麗 申請人:西安擴力機電科技有限公司