2017年5月23日 臥式雙頭加工中心 描述[0001]本發(fā)明用于門窗幕墻、太陽能、和其它工業(yè)鋁型材深加工行業(yè)，特別是對相關鋁型 材或UPVC型材鉆銑加工的臥式雙頭加工中心。背景[0002] 隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，人力資源的成本也在快速增長，開發(fā)一些高效同時節(jié) 省人力資源的自動線或流水線就成了一些企業(yè)的迫切需求。根據(jù)市場需求，需要開發(fā)如圖 11所示的型材切割加工流水線，該流水線采用龍門式輸送單元，從設備上方由機械手傳遞 型材，實現(xiàn)了型材加工的無人化操作。[0003]但是，目前工業(yè)鋁型材深加工行業(yè)中的加工中心都是立式的，其典型結構為單個 機頭在上方，這種由立式機頭構成的加工中心存在以下問題：(1)由于立式機頭的機頭位置在上部，則型材在完成一個工序轉往下一道工序時就必 須翻過機頭，從結構上很難實現(xiàn)，即使能實現(xiàn)動作也會很復雜，制造成本會很高，工作效率 也會降低，所以難以組成流水線作業(yè)；(2)—般采用立式機頭的加工中心都是單機頭作業(yè)，工作效率低下；(3)采用立式機頭加工型材，型材加工過程中定位困難；(4)工件加工定位需采用人工方式，如果設計機械手送料定位，結構復雜，誤差大。[0004]基于上述缺陷，很有必要開發(fā)出一種高效的適用于流水線作業(yè)的加工中心。內容[0005]發(fā)明目的：本發(fā)明的目的提供一種可以運用于流水線生成的能夠準確定位的臥式 雙頭加工中心。[0006]技術方案：本發(fā)明提供了一種臥式雙頭加工中心，包括：床身、工作臺和機頭；所 述工作臺安裝于床身上，所述機頭為臥式機頭，安裝于工作臺一側。本發(fā)明中采用臥式機 頭替代傳統(tǒng)的立式機頭，解決了型材加工流轉困難的問題，在組成流水線時，只要將型材稍 向上提起離開夾具，就可以快速送往下道工序，實現(xiàn)了工件從流水線送料機構轉向工作臺 的快速流轉，無需翻越機頭，簡化了加工中心的結構和流轉方式，加快了型材加工的流轉速 度，降低了產(chǎn)品的制造成本和設計成本，提高了工作效率，使臥式雙頭加工中心適應流水線 作業(yè)。[0007]本發(fā)明中所述臥式機頭至少為兩個，通過設置至少兩個機頭，實現(xiàn)型材的雙頭加 工，提高加工效率，特別適用于兩頭都需要加工的工件。[0008]本發(fā)明中所述機頭包括：底板、底座、X向驅動電機、Y向驅動電機、Z向驅動電機、 主軸電機、刀具和重力平衡氣缸；所述底板固定在底座前方，所述X向驅動電機和Y向驅動 電機固定于底座側面；所述X向驅動電機帶動底板在X向運動，所述Y向驅動電機帶動底 座在Y向運動；所述Z向驅動電機帶動主軸電機在Z向上運動；所述刀具安裝在主軸電機 上；所述重力平衡氣缸固定于底座前端。本發(fā)明所述機頭實現(xiàn)了臥式設計，送料機構只需直接將工件送入工作臺后機頭就能對工件進行加工，機頭通過X向驅動電機、Y向驅動電機和 Z向驅動電機實現(xiàn)了主軸電機的三向移動，使加工過程更靈活，方便，對于加工不同角度的 孔位，只需將回轉工作臺轉過對應角度即可，無需重新調整定位工件，減少了工件的重復定 位，提高了加工效率。[0009]本發(fā)明中所述工作臺為回轉工作臺，該回轉工作臺包括：橫梁、夾具和用于探測待 加工工件原點的比較探測器；所述橫梁安裝于床身上；所述夾具安裝在橫梁上，所述比較 探測器安裝于橫梁一側或一端。本發(fā)明中引入了回轉工作臺的設計，回轉工作臺中采用比 較探測器用于探測工件的實際原點位置，解決了工件放料必須采用人工定位的問題，通過 增加比較探測器，能夠快速尋找到工件的實際原點，無需提高機械手送料精度，降低了機械 手的設計難度，降低了后期的調試和維修成本。[0010]本發(fā)明中所述比較探測器包括：支架、支撐板、導軸、軸擋、彈簧、定位擋塊、導軸位 移測量裝置和伺服電機；所述支架側面固定所述支撐板；支撐板上設有穿孔，所述導軸穿 過穿孔在軸向滑動；所述軸擋固定在導軸上，防止導軸從支撐板上滑出；所述彈簧套在支 撐板外側面的導軸上；支撐板外側面導軸的頂端固定所述定位擋塊；所述導軸位移測量裝 置固定在支架上端與導軸位置相對；所述伺服電機與支架連接，帶動支架位移。本發(fā)明中的 比較探測器通過定位擋塊和待加工的工件前端接觸后反推導軸，在測量出導軸的后退距離 后能夠快速的得知工件的初始原點位置，整個結構簡單且能夠快速得出結果，解決工件定 位難的問題。本發(fā)明巧妙的設計了一個實現(xiàn)探測工件原點的比較探測器，通過簡單的測量 和比較，能夠實現(xiàn)工件基準原點快速定位，簡化了流水線設計的復雜度。[0011]本發(fā)明所述比較探測器中的所述導軸位移測量裝置包括磁柵和位移傳感器；所述 磁柵沿導軸軸向固定在導軸的側面，所述位移傳感器固定在支架上；磁柵和位移傳感器相 對，位移傳感器捕捉磁柵的位移量。本發(fā)明中通過將磁柵巧妙設置在導軸的側面，通過位移 傳感器感知導軸的位移長度，從而得出工件的實際原點與理論原點的誤差值，找到工件的 實際原點位置，快速準確，且結構簡單。[0012]本發(fā)明中所述回轉工作臺還包括：旋轉驅動氣缸；該旋轉驅動氣缸的底端固定在 床身上，伸縮桿與橫梁一端連接，所述旋轉驅動氣缸帶動橫梁轉動一定角度范圍，從而使加 工更靈活，工件夾裝后無需重復定位，加快了加工的效率，同時也降低了工件的損耗。[0013]本發(fā)明中采用所述回轉工作臺檢測待加工工件原點的具體步驟如下：(1)先假設送料機構將待加工的工件送過來時有一個理論位置，即工件有一個理論原 點位置，并預先設定比較探測器從初始位置走到該理論原點后繼續(xù)走過一個沖過量L1 ;(2)將待加工的工件送至夾具夾緊；(3)啟動比較探測器，由伺服電機帶動比較探測器從初始位置向工件方向行走到理論 原點位置并繼續(xù)走過一個沖過量L1 ;(4)當工件實際原點與理論原點位置重合時，比較探測器走到理論原點位置時，比較探 測器上端的定位擋塊剛好接觸到工件；此時當伺服電機帶動比較探測器繼續(xù)走一個沖過量 L1時，比較探測器內的導軸在工件壓力的作用下會往后退，通過導軸位移測量裝置得知導 軸向后退的距離L2 ;此時L1=L2,即差值L=L1-L2=0 ;同理，當工件實際原點在理論原點的右側時，由于定位擋塊會后接觸到工件，所以導軸 的后退距離L2<L1,于是就會有L=L1_L2>0 ;同理，當工件實際原點在理論原點的左側時，由于定位擋塊會先接觸到工件，所以導軸 的后退距離L2>L1,于是就會有L=L1-L2〈0 ;通過計算L1和L2的差值L，就可以根據(jù)此差值判定型材的實際原點的位置： L=L1_L2>0,實際原點位置比理論原點位置偏右；L=L1-L2=0,實際原點位置比理論原點位置一致；L=L1-L2〈0,實際原點位置比理論原點位置偏左；(5)完成判定后比較探測器由伺服電機驅動退回到初始位置；(6)加工中心的機頭即以上述測定的型材實際原點位置為基準對工件進行加工。[0014]本發(fā)明中通過設定預先量L1，避免了工件直接送至比較探測器初始位置，能夠有 效的避免工件與比較探測器的撞擊，有效的保護了工件和比較探測器，延長了設備的使用 壽命和工件的成品率；采用本發(fā)明所述方法能夠快速準確的計算出工件的實際原點的位 置，無需增加機械手擺放的精度，可適用于各種不同類型的型材，無需根據(jù)不同的類型的工 件設計機械手的傳送精度，適用范圍廣，后期維修調試成本低，使用壽命長。[0015]本發(fā)明中還包括安裝于床身上的刀具庫；所述刀具庫包括：盒體、盒門、刀柄、氣 缸；刀柄連同刀具裝在刀卡上，盒門安裝在盒體上。本發(fā)明中當?shù)毒咝枰鼡Q時，只需將 床身側面的刀具盒打開隨時更換，操作簡單，節(jié)約時間。[0016]有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的臥式雙頭加工中心具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明中采用了臥式結構的機頭，在組成流水線時，只要將型材稍向上提起離開夾 具，就可以快速送往下道工序；簡化了型材加工的流轉方式，加快了型材加工的流轉速度。[0017]2、本發(fā)明中通過引入回轉工作臺用于實現(xiàn)型材的夾緊和精確定位，該回轉工作臺 可帶動型材旋轉，實現(xiàn)型材不同面的加工，其中比較探測器是利用差值法確定型材的原始 位置，為后續(xù)加工提供準確的型材位置信息。附圖說明[0018]圖1為現(xiàn)有技術中采用立式機頭的單頭加工中心的示意圖。[0019]圖2為本發(fā)明所述臥式雙頭加工中心的結構示意圖。[0020]圖3為本發(fā)明中回轉工作臺的結構示意圖。[0021]圖4為本發(fā)明中床身的結構示意圖。[0022]圖5為圖4中床身A處的結構示意圖。[0023]圖6為本發(fā)明中機頭的結構示意圖。[0024]圖7為本發(fā)明中機頭的分解結構示意圖。[0025]圖8為本發(fā)明中刀具庫的結構示意圖。[0026]圖9是本發(fā)明中比較探測器的結構示意圖。[0027]圖10是本發(fā)明中所述工件在回轉工作臺的結構示意圖。[0028]圖11是本發(fā)明構成流水線的示意圖。[0029]圖中：床身1、回轉工作臺2、機頭3、刀具庫4、待加工的工件5,其中，床身1中包 括：直線導軌11、直線齒條12 ;回轉工作臺2包括：橫梁21、夾具22、比較探測器23、旋轉驅 動氣缸24 ;比較探測器23包括：支架231、支撐板232、導軸233、彈簧234、定位擋塊235、磁柵236、位移傳感器237、伺服電機238、軸擋239 ;所述機頭3包括：底板31、底座32、X向驅 動電機33、Y向驅動電機34、Z向驅動電機35、主軸電機36、刀具37、重力平衡氣缸38 ;刀 具庫4包括：盒體41、盒門42、刀柄及匹配刀具43、刀具庫驅動氣缸44。實施[0030]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明。實施例[0031]如圖2-9所示的一種臥式雙頭加工中心，包括：床身1、回轉工作臺2、機頭3和刀具盒4 ;所述回轉工作臺2安裝于床身1上，所述機頭3為臥式機頭，安裝于工作臺一側；所 述刀具盒4固定在床身（1)上。[〇〇32]本實施例中，所述床身1中包括：直線導軌11、直線齒條12 ;回轉工作臺2包括：橫梁21、夾具22、比較探測器23、旋轉驅動氣缸24 ;比較探測器23包括：支架231、支撐板 232、導軸233、彈簧234、定位擋塊235、磁柵236、位移傳感器237、伺服電機238、軸擋239 ; 刀具庫4包括：盒體41、盒門42、刀柄及匹配刀具43、刀具庫驅動氣缸44。[0033]上述各部件的連接關系如下：所述機頭（3)通過床身1上的直線導軌11和直線齒條12在傳送上進行X向的往復運 動，實現(xiàn)機頭沿著X向的直線導軌和直線齒條運動的目的；所述回轉工作臺2中所述橫梁 21安裝于床身1上；所述夾具22安裝在橫梁21上，可沿著橫梁上設置的導軌運動，移動到 預定位置夾具22鎖定，所述比較探測器23安裝于橫梁21的一端，旋轉驅動氣缸24的底端 固定在床身1上，伸縮桿與橫梁21 —端連接；所述比較探測器中支架231側面固定所述支 撐板232 ;支撐板232上設有穿孔，所述導軸233穿過穿孔在軸向滑動；所述軸擋239固定 在導軸233上；所述彈簧234套在支撐板232外側面的導軸上；支撐板232外側面導軸的頂 端固定所述定位擋塊235 ;所述導軸位移測量裝置固定在支架231上端與導軸位置相對；所 述伺服電機238與支架231連接，帶動支架231位移，所述磁柵236沿導軸軸向固定在導軸 的側面，所述位移傳感器237固定在支架231上；磁柵236和位移傳感器237相對，位移傳 感器237捕捉磁柵236的位移量。[0034]本實施例的工作過程如下：(1)將待加工型材的長度、加工孔槽的形狀和位置等數(shù)據(jù)輸入臥式雙頭加工中心的控 制程序中；(2)放好型材，啟動夾具夾緊型材；(3)啟動加工程序，采用比較探測器探測出型材的實際位置（基準），并將該位置與理 論基準的差值發(fā)送給臥式雙頭加工中心的控制程序進行補償，兩個機頭從兩端同時對型 材進行加工；當需要加工多個面時，回轉工作臺中的旋轉驅動氣缸24帶動型材旋轉一個角 度后再進行加工；(4)待材料加工完畢，回轉工作臺回到原始角度后，松開夾具，取走型材，更換一根繼續(xù)加工。[0035]上述實施例為單機版操作方式，如果組成流水線作業(yè)，則上述上下料動作等都由 龍門式輸送單元的機械手進行，而程序指令也由流水線整體的電腦控制臺發(fā)出。[〇〇36] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本描述的普通技術人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的 保護范圍。提示：由于編輯困難導致圖片無法顯示及全文的完整、準確性或存在缺失！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡僅供學習參考，轉載請注明！ ? 上一篇 一種加工中心多軸加工裝置下一篇 ? 一種基于數(shù)據(jù)加工中心的數(shù)據(jù)流式處理方法