本發明涉及銑削復合加工,更具體地說,它涉及用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心。
背景技術:
1、金屬件銑削機床是金屬切削加工領域的核心工藝裝備,也是精密機械制造等行業實現高效、高精度金屬零件成型的關鍵設備。機床以銑刀作為核心切削刀具,通過主軸帶動銑刀高速旋轉,同時配合工作臺或主軸的多軸聯動進給運動,對金屬工件的平面、溝槽、輪廓、復雜曲面等特征進行切削加工。
2、自動化金屬銑削機床的換刀流程,是實現機床連續、無人化加工的重要環節,其常規作業過程具備標準化的操作邏輯。當數控系統接收到加工程序中的換刀指令后,首先會控制主軸完成當前切削動作,移動至機床預設的換刀位置并完成精準定位,同時鎖定主軸運轉狀態。隨后,刀庫根據指令調取目標刀具,將其運轉至換刀待命工位。換刀機械手同步動作,先伸出夾持機構,將主軸上的待更換舊刀拔出,再旋轉切換工位,將刀庫中的新刀精準移送至主軸錐孔位置。新刀裝入主軸后,主軸的液壓或氣動夾緊機構會迅速完成刀柄的夾緊固定,刀庫與機械手復位,主軸重新啟動并進入下一工位的加工準備狀態,整個換刀流程依托預設程序完成,是機床實現多工序復合加工的基礎。
3、在實際生產作業中,金屬件銑削機床存在換刀姿態偏差問題,換刀機械手在移載刀具過程中產生的機械振動、定位誤差、夾持偏移,刀柄自身存在的尺寸公差、磨損變形、安裝缺陷,以及主軸錐孔的磨損等問題,都會直接導致刀具裝入主軸時的姿態出現偏離,目前,姿態偏差問題無法在換刀環節被及時發現與干預,只能在工件完成銑削加工后,通過后續的精度檢測環節,發現工件尺寸超差、形位公差不達標問題,才能反向追溯是換刀姿態偏差引發的加工故障,這種后置檢測的方式存在嚴重的滯后性,極易造成大量廢品產出、生產節拍延誤、生產成本增加,同時也會加劇機床主軸、刀具的異常磨損,縮短設備的使用壽命。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足,本發明的目的在于提供用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心。
2、為實現上述目的,本發明提供了如下技術方案:用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,包括外殼。
3、滑臺組件,用于承載和移動金屬件。
4、加工組件,所述加工組件包括升降滑軌以及滑動于升降滑軌側壁的驅動機構,所述驅動機構的底部連接有主軸體。
5、測姿組件,安裝于主軸體的內部且用于測試刀具姿態偏差,所述測姿組件包括連接于主軸體內部的第一套管以及開設于第一套管底部的第一錐孔,所述第一錐孔的內側壁環繞開設四個第一凹槽,每個所述第一凹槽內部滑動有第一壓塊,所述第一凹槽內部傾斜設置第一位移傳感器,所述第一位移傳感器的觸頭與第一壓塊側壁貼合。
6、抓取組件,用于抓取和更換刀具。
7、刀庫組件,用于承載刀具。
8、定姿組件,用于對刀具離線測試。
9、控制器,用于控制刀具姿態檢測與偏差溯源模塊,并控制加工中心運行和加工過程中刀具更換。
10、本發明進一步設置為:每個所述第一凹槽的內部均安裝第一斜架,對應所述第一位移傳感器傾斜安裝于第一斜架上,所述第一壓塊的側壁開設第一楔形部,所述第一位移傳感器的觸頭與第一楔形部側壁貼合,每個所述第一凹槽的側壁均傾斜開設第一滑槽,所述第一壓塊的側壁傾斜連接第一滑塊,所述第一滑塊插設于對應第一滑槽內部。
11、本發明進一步設置為:所述滑臺組件安裝于外殼的內部,所述滑臺組件包括安裝于外殼內部的第一電動滑軌以及滑動連接于第一電動滑軌頂部的第二電動滑軌,所述第一電動滑軌和第二電動滑軌相交錯設置。
12、本發明進一步設置為:所述抓取組件包括罩體,所述罩體安裝于升降滑軌的一側,所述罩體的頂部安裝有調節油缸,所述調節油缸的活塞桿延伸至罩體的內部且連接驅動電機,所述驅動電機滑動于罩體的內部,所述驅動電機的輸出端連接有移載機構。
13、本發明進一步設置為:所述移載機構包括雙向伸縮缸,所述驅動電機的輸出端與雙向伸縮缸的頂部相連接,所述雙向伸縮缸的兩個活塞桿均連接連接板,所述連接板端部開設有用于抓取刀具的卡槽,所述連接板的底部滑動有頂刀滑塊。
14、本發明進一步設置為:每個所述連接板的頂部均安裝多級驅動氣缸,所述多級驅動氣缸的活塞桿貫穿連接板且連接有旋轉電機,所述旋轉電機的輸出端連接擺桿。
15、本發明進一步設置為:所述擺桿的一端連接錐筒,所述錐筒的底部設置有錐形縮口。
16、本發明進一步設置為:所述刀庫組件包括支架,所述支架安裝于升降滑軌的一側且位于抓取組件的一側,所述支架的一側安裝刀庫轉盤,所述刀庫轉盤的一側套設刀庫罩,所述刀庫罩的外側壁底部開設出刀口。
17、本發明進一步設置為:所述定姿組件包括安裝于外殼內側壁的橫架以及插設于橫架上的第二套管,所述第二套管的內部安裝檢測機構。
18、本發明進一步設置為:所述檢測機構包括開設于橫架內側壁底部的第二錐孔以及環繞開設于第二套管內側壁的四個第二凹槽,每個所述第二凹槽內部滑動有第二壓塊,每個所述第二凹槽的內部均安裝第二斜架,所述第二斜架上傾斜安裝第二位移傳感器,所述第二壓塊的側壁開設第二楔形部,所述第二位移傳感器的觸頭與第二楔形部相貼合,所述第二凹槽的側壁傾斜開設第二滑槽,所述第二壓塊的側壁傾斜連接第二滑塊,所述第二滑塊插設于對應第二滑槽的內部。
19、綜上所述,本申請包括以下至少一種有益技術效果:
20、(1)通過在主軸體內設置測姿組件,當刀具插入主軸體內部,配合控制器實現刀具裝入時姿態偏差的在線實時檢測,可在換刀環節及時發現偏差并干預,解決了傳統后置檢測方式存在的滯后性問題,有效減少廢品產出、避免生產節拍延誤和生產成本增加,同時降低機床主軸與刀具的異常磨損,延長設備使用壽命。
21、(2)通過在外殼內側壁設置定姿組件,對新刀具進行離線姿態測試,可提前篩選出自身姿態合格的刀具,避免因刀具自身姿態不合格安裝至主軸后影響加工精度、損壞刀具或引發設備故障,彌補了測姿組件可能因主軸錐孔磨損產生的誤判缺陷,提升了刀具姿態偏差判斷與溯源的準確性,保障加工質量和設備運行安全。
22、(3)通過優化移載機構結構,增設錐筒輔助校準,并通過新刀具三次插拔溯源流程及舊刀具交叉檢測流程,可追溯刀具姿態偏差的具體原因,避免盲目排查,減少人工干預成本,同時提升移載機構抓取與移載刀具的穩定性,保障姿態檢測的精準度,確保設備穩定運行。
1.用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:包括外殼(1);
2.根據權利要求1所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:每個所述第一凹槽(63)的內部均安裝第一斜架(66),對應所述第一位移傳感器(67)傾斜安裝于第一斜架(66)上,所述第一壓塊(64)的側壁開設第一楔形部,所述第一位移傳感器(67)的觸頭與第一楔形部側壁貼合,每個所述第一凹槽(63)的側壁均傾斜開設第一滑槽(68),所述第一壓塊(64)的側壁傾斜連接第一滑塊(69),所述第一滑塊(69)插設于對應第一滑槽(68)內部。
3.根據權利要求1所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:所述滑臺組件(2)安裝于外殼(1)的內部,所述滑臺組件(2)包括安裝于外殼(1)內部的第一電動滑軌(21)以及滑動連接于第一電動滑軌(21)頂部的第二電動滑軌(22),所述第一電動滑軌(21)和第二電動滑軌(22)相交錯設置。
4.根據權利要求1所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:所述抓取組件(4)包括罩體(41),所述罩體(41)安裝于升降滑軌(31)的一側,所述罩體(41)的頂部安裝有調節油缸(42),所述調節油缸(42)的活塞桿延伸至罩體(41)的內部且連接驅動電機(43),所述驅動電機(43)滑動于罩體(41)的內部,所述驅動電機(43)的輸出端連接有移載機構(44)。
5.根據權利要求4所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:所述移載機構(44)包括雙向伸縮缸(441),所述驅動電機(43)的輸出端與雙向伸縮缸(441)的頂部相連接,所述雙向伸縮缸(441)的兩個活塞桿均連接連接板(442),所述連接板(442)端部開設有用于抓取刀具的卡槽,所述連接板(442)的底部滑動有頂刀滑塊(443)。
6.根據權利要求5所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:每個所述連接板(442)的頂部均安裝多級驅動氣缸(444),所述多級驅動氣缸(444)的活塞桿貫穿連接板(442)且連接有旋轉電機(445),所述旋轉電機(445)的輸出端連接擺桿(446)。
7.根據權利要求6所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:所述擺桿(446)的一端連接錐筒(447),所述錐筒(447)的底部設置有錐形縮口。
8.根據權利要求1所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:所述刀庫組件(5)包括支架(51),所述支架(51)安裝于升降滑軌(31)的一側且位于抓取組件(4)的一側,所述支架(51)的一側安裝刀庫轉盤(53),所述刀庫轉盤(53)的一側套設刀庫罩(52),所述刀庫罩(52)的外側壁底部開設出刀口(54)。
9.根據權利要求1所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:所述定姿組件(7)包括安裝于外殼(1)內側壁的橫架(71)以及插設于橫架(71)上的第二套管(72),所述第二套管(72)的內部安裝檢測機構(73)。
10.根據權利要求9所述的用于金屬件銑削復合加工的立式加工中心,其特征在于:所述檢測機構(73)包括開設于橫架(71)內側壁底部的第二錐孔(731)以及環繞開設于第二套管(72)內側壁的四個第二凹槽(732),每個所述第二凹槽(732)內部滑動有第二壓塊(733),每個所述第二凹槽(732)的內部均安裝第二斜架(735),所述第二斜架(735)上傾斜安裝第二位移傳感器(736),所述第二壓塊(733)的側壁開設第二楔形部,所述第二位移傳感器(736)的觸頭與第二楔形部相貼合,所述第二凹槽(732)的側壁傾斜開設第二滑槽(734),所述第二壓塊(733)的側壁傾斜連接第二滑塊(737),所述第二滑塊(737)插設于對應第二滑槽(734)的內部。