本發(fā)明涉及數(shù)控機床領(lǐng)域，特別是涉及一種斜床身自動化高精度數(shù)控機床。

背景技術(shù)：

在計算機通信技術(shù)、數(shù)控機床制造技術(shù)、機械制造自動化技術(shù)日趨迅速成熟發(fā)展，而國內(nèi)用工成本日益高漲的今天，傳統(tǒng)的制造加工技術(shù)已經(jīng)不能滿足優(yōu)質(zhì)、高效的現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，因此數(shù)控機床和機器人組合的智能化柔性數(shù)控制造單元，自動化生產(chǎn)線應(yīng)運而生，并是精密零部件加工制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，因此研發(fā)制造適用于能和機器人組合的高精度、高穩(wěn)定性的“智能化高穩(wěn)定性數(shù)控車床”有著巨大的市場和良好的發(fā)展前景。

隨著我國改革開放的深入，企業(yè)工人工資的上漲，福利的提高，企業(yè)用工成本急增，使的機器換人的需求也不斷擴大，改變原有的數(shù)控車床單機操作，數(shù)控車床和工業(yè)機器人的完全融合，使其二者集成應(yīng)用將進一步實現(xiàn)精密零部件制造加工的智能化，自動化程度將大大提高生產(chǎn)效益，也是機械加工制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

為了更好的滿足智能化數(shù)控柔性制造單元和自動化數(shù)控生產(chǎn)線的發(fā)展，數(shù)控車床也需要有更好的適應(yīng)性，更高的穩(wěn)定性，更強的擴展性，提高機床各模塊功能的自動化程度尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種斜床身自動化高精度數(shù)控機床，結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，具有伺服液壓驅(qū)動的自動化尾座和主軸精確定位結(jié)構(gòu)，大幅度提高機床的加工精度和生產(chǎn)效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種斜床身自動化高精度數(shù)控機床，包括機身、尾座組件和主軸箱，所述的機身為斜床身，其上側(cè)一端安裝有主軸箱，另一端安裝有尾座組件，所述的機身的上端斜面上安裝有動力頭，所述的機身的上端安裝有自動機械手組件，所述的主軸箱上端通過主軸與主軸油缸相連，所述的主軸油缸與主軸箱之間的主軸上安裝有軸套，該軸套的外側(cè)安裝有呈徑向布置的剎車片，所述的主軸箱的一側(cè)安裝有剎車器，所述的剎車片伸入到該剎車器內(nèi)，所述的主軸上還安裝有磁環(huán)編碼器，所述的尾座組件包括安裝在機身上端的安裝支架，所述的安裝支架上平行并排安裝有滾珠線軌，該滾珠線軌上安裝有相配的滑塊，兩塊滑塊上安裝有底板，該底板上安裝有尾座主體，所述的尾座主體上端安裝有尾座頂尖，兩個滾珠線軌之間安裝有液壓油缸，該液壓油缸的伸出桿與底板相連。

作為優(yōu)選，所述的自動機械手組件包括橫梁和滑枕塊，所述的橫梁的上端面安裝有橫向齒條桿，所述的橫梁的前端面并排布置有一對滑軌，所述的滑枕塊架設(shè)在滑軌上沿著滑軌平移，所述的滑枕塊上豎直安裝有上下升降的豎梁，所述的滑枕塊上橫向安裝有升降電機，該升降電機的輸出軸上的齒輪與豎梁一側(cè)的豎向齒條桿相嚙合，所述的滑枕塊上豎向安裝有平移電機，該平移電機下端輸出軸上的齒輪與橫向齒條桿相嚙合，所述的豎梁的下端安裝有轉(zhuǎn)動機械手。

進一步的，所述的轉(zhuǎn)動機械手包括轉(zhuǎn)動電機部，該轉(zhuǎn)動電機部的一側(cè)通過斜向布置的轉(zhuǎn)盤與呈垂直布置的兩個三爪夾頭相連。

進一步的，所述的橫梁的一端下側(cè)與并排布置的第一支柱相連，橫梁中部下側(cè)安裝有第二立柱。

進一步的，所述的底板的一端安裝有連接板，所述的連接板與液壓油缸的伸出桿的一端相連。

進一步的，所述的尾座頂尖通過頂尖套筒與尾座主體相連，所述的頂尖套筒與尾座主體之間為可拆卸連接。

進一步的，所述的軸套和主軸箱之間的主軸上安裝有同步輪，該同步輪與機床上的伺服主電機相連。

進一步的，所述的剎車器為空壓碟式剎車器。

有益效果：本發(fā)明涉及一種斜床身自動化高精度數(shù)控機床，結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，具有伺服液壓驅(qū)動的自動化尾座和主軸精確定位結(jié)構(gòu)，大幅度提高機床的加工精度和生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的立體狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明的主軸箱主視結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明的主軸箱立體結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本發(fā)明所述的自動機械手組件的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖8是本發(fā)明所述的自動機械手組件的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖9是本發(fā)明所述的自動機械手組件的主視結(jié)構(gòu)圖；

圖10是圖9的A處局部放大圖。

圖示：1、機身；2、尾座組件；3、動力頭；4、主軸箱；22、滾珠線軌；23、液壓油缸；24、安裝支架；25、尾座頂尖；26、尾座主體；27、滑塊；28、連接板；29、底板；210、頂尖套筒；51、主軸油缸；52、軸套；53、剎車片；54、同步輪；56、主軸；57、剎車器；58、磁環(huán)編碼器；61、橫梁；62、第一支柱；63、橫向齒條桿；64、滑軌；65、第二立柱；66、三爪夾頭；67、轉(zhuǎn)動電機部；68、升降電機；69、轉(zhuǎn)動機械手；610、豎向齒條桿；611、豎梁；612、滑枕塊；613、平移電機。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

如圖1-10所示，本發(fā)明的實施方式涉及一種斜床身自動化高精度數(shù)控機床，包括機身1、尾座組件2和主軸箱4，所述的機身1為斜床身，其上側(cè)一端安裝有主軸箱4，另一端安裝有尾座組件2，所述的機身1的上端斜面上安裝有動力頭3，所述的機身1的上端安裝有自動機械手組件6，所述的主軸箱4上端通過主軸56與主軸油缸51相連，所述的主軸油缸51與主軸箱55之間的主軸56上安裝有軸套52，該軸套52的外側(cè)安裝有呈徑向布置的剎車片53，所述的主軸箱55的一側(cè)安裝有剎車器57，所述的剎車片53伸入到該剎車器57內(nèi)，所述的主軸56上還安裝有磁環(huán)編碼器58，所述的尾座組件2包括安裝在機身1上端的安裝支架24，所述的安裝支架24上平行并排安裝有滾珠線軌22，該滾珠線軌22上安裝有相配的滑塊27，兩塊滑塊27上安裝有底板29，該底板29上安裝有尾座主體26，所述的尾座主體26上端安裝有尾座頂尖25，兩個滾珠線軌22之間安裝有液壓油缸23，該液壓油缸23的伸出桿與底板29相連。

尾座導(dǎo)軌采用進口大規(guī)模重載滾柱線軌支撐和專用的液壓夾持自動鎖緊裝置；尾座剛性高，精度持久穩(wěn)定并且提高了尾座的使用壽命。

采用了一種伺服液壓可編程尾座模塊裝置，該模塊應(yīng)用了數(shù)控系統(tǒng)界面設(shè)定尾座行程和尾座推力使其自動運行；在同一程序上可以對2點上任意位置發(fā)出前進給指令，刀具準(zhǔn)備界面設(shè)定的尾座位置以高速8m/min或低速1.2m/min的速度定位；從當(dāng)前位置到參數(shù)設(shè)定的距離發(fā)出后退進給指令以8m/min的高速度進行定位或退避到尾座原點，避免尾座碰撞到刀塔或機械手。提高了數(shù)控車床自動化、智能化的整體水平，此型機床最適合作為加工精密軸類零件的智能化制造單元或自動化生產(chǎn)線上的CNC工作母機。

在實際應(yīng)用過程中，可以用伺服電機和絲桿來替換現(xiàn)有的液壓油缸，采用滾珠絲桿和重載流柱直線導(dǎo)軌作為尾座的運動載體，線軌、滑塊分別安裝在床身上的滑座下側(cè)，尾座安裝在滑座上絲桿螺母與滑座連接；電機座分別于伺服電機和絲桿相連接。伺服電機作為驅(qū)動運動部件的動力源，通過驅(qū)動電機的啟停和正反轉(zhuǎn)動帶動絲桿的停止和轉(zhuǎn)動，從而帶動尾座整體往復(fù)運動，使之可實現(xiàn)數(shù)控程序控制伺服尾座的自動運行。不僅提高了機床批量加工細(xì)長軸類零件的效率，還方便客戶組建自動化柔性生產(chǎn)線，為那些對自動化要求較高的企業(yè)和客戶提供了改造選擇空間。

同步伺服主電機、磁環(huán)編碼器、碟剎裝置的綜合應(yīng)用技術(shù)，實現(xiàn)了主軸的瞬間定位和精密分度；動力頭采用C軸動力頭，對需一次成型較復(fù)雜零件的端面或側(cè)面能實現(xiàn)鉆、銑加工。消除了二次裝夾產(chǎn)生的誤差，提高了產(chǎn)品加工精度；確保對多邊形式異形零件裝夾時的正確定位，為機械手準(zhǔn)確抓取異形零件奠定了基礎(chǔ)；并拓展了數(shù)控車床的加工范圍和功能。

安裝在主軸上的同步輪與伺服主電機的同步輪通過同步帶傳動，在主軸電機編碼器接收到系統(tǒng)停車指令后迅速作出反映，按原先設(shè)置好的位置準(zhǔn)確停止；安裝在主軸箱上的剎車氣缸在同一時間接收到系統(tǒng)剎車指令后，立即抱住安裝在主軸上的剎車片，消除了主軸運轉(zhuǎn)慣性起到了瞬間準(zhǔn)確定位的作用。剎車片常用材料為：40GMO、16mnCr5等，通過調(diào)質(zhì)、高頻感應(yīng)淬火等熱處理工藝，表面硬度要求達(dá)到HRC55～60，以保證耐磨強度和材料的穩(wěn)定性。

在實際應(yīng)用的時候，可以在機床上增設(shè)高壓沖水的噴口，在加工的時候?qū)?zhǔn)工件噴出高壓水，組成高壓水循環(huán)斷屑系統(tǒng)，可以解決切削加工過程中長期困惑和鋁屑、鐵屑繞刀的難題，為自動化生產(chǎn)線組建和自動化加工的持續(xù)順利運行創(chuàng)造了必要的條件。

另外，熱誤差屬于機床的準(zhǔn)靜態(tài)誤差，是機床在運行過程中，受到各種熱的影響而產(chǎn)生的溫度變形，從而破壞刀具與工件的正確幾何關(guān)系和運動關(guān)系所造成的誤差。研究表明：熱誤差占機床誤差的50％～70％，對機床進行熱誤差補償技術(shù)的研究是非常必要的，對數(shù)控車床通過PLC來采集溫度，在PLC程序中建立熱誤差補償模型來計算熱變形量，通過數(shù)據(jù)通信功能模塊，改變CNC中熱誤差補償參數(shù)，進而實現(xiàn)熱誤差補償。

作為進一步的補充，所述的自動機械手組件6包括橫梁61和滑枕塊612，所述的橫梁61的上端面安裝有橫向齒條桿63，所述的橫梁61的前端面并排布置有一對滑軌64，所述的滑枕塊612架設(shè)在滑軌64上沿著滑軌64平移，所述的滑枕塊612上豎直安裝有上下升降的豎梁611，所述的滑枕塊612上橫向安裝有升降電機68，該升降電機68的輸出軸上的齒輪與豎梁611一側(cè)的豎向齒條桿610相嚙合，所述的滑枕塊612上豎向安裝有平移電機613，該平移電機613下端輸出軸上的齒輪與橫向齒條桿63相嚙合，所述的豎梁611的下端安裝有轉(zhuǎn)動機械手69。

所述的轉(zhuǎn)動機械手69包括轉(zhuǎn)動電機部67，該轉(zhuǎn)動電機部67的一側(cè)通過斜向布置的轉(zhuǎn)盤與呈垂直布置的兩個三爪夾頭66相連，通過轉(zhuǎn)動電機部67可以驅(qū)動兩個三爪夾頭66一起移動，實現(xiàn)位置互換，使用的時候可以先將加工好的工件用一個三爪夾頭66夾住取下來，再轉(zhuǎn)動另一個三爪夾頭66將待加工的工件放到機床主軸上，工作效率高。

進一步的，所述的橫梁61的一端下側(cè)與并排布置的第一支柱62相連，橫梁61中部下側(cè)安裝有第二立柱65，兩根第一支柱62往往安裝在機床的外側(cè)，不占用機床的空間，啟到主要的支撐作用，所以采用兩根第一支柱62進行支撐。

進一步的，所述的底板29的一端安裝有連接板28，所述的連接板28與液壓油缸23的伸出桿的一端相連，方便連接，連接板28可以根據(jù)不同的油缸進行更換。

進一步的，所述的尾座頂尖25通過頂尖套筒210與尾座主體26相連，所述的頂尖套筒210與尾座主體26之間為可拆卸連接，可以根據(jù)客戶要求配置頂尖，尾座芯軸固定，通過軸承支撐。消除了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)尾座軸和尾座體套筒之間的配合間隙誤差，大大提高了尾座的工作精度。

進一步的，所述的軸套52和主軸箱55之間的主軸56上安裝有同步輪54，該同步輪54與機床上的伺服主電機相連，。

進一步的，所述的剎車器57為空壓碟式剎車器。

本發(fā)明所述的機床結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，具有伺服液壓驅(qū)動的自動化尾座和主軸精確定位結(jié)構(gòu)，大幅度提高機床的加工精度和生產(chǎn)效率。