專利名稱：石材異型制品復(fù)合加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于加工石材異型制品的立式復(fù)合加工中心，屬于石材制品加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
石材加工設(shè)備的種類繁多、各具特色，但是目前大多數(shù)石材加工設(shè)備功能比較單一，增加了整個(gè)加工流程中由于工序、工藝的轉(zhuǎn)換而引起的待工以及多次上下料等額外的加工準(zhǔn)備時(shí)間，并且過多的單一加工設(shè)備增加了總成本，設(shè)備占地面積也較大。采用復(fù)合加工中心進(jìn)行石材異型制品加工，可使工件在一次裝卡下完成多工序多工藝加工，消除裝卡誤差，提高了加工精度，減少了工件搬運(yùn)和等待時(shí)間，提高了加工效率。目前市場(chǎng)上的石材異型制品復(fù)合加工中心售價(jià)普遍比較昂貴，難以推廣，并且功能單一。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有石材加工設(shè)備存在的問題，提供一種可多軸聯(lián)動(dòng)、高柔性、高效率的石材異型制品復(fù)合加工中心。
本實(shí)用新型通過以下技術(shù)解決方案實(shí)現(xiàn)
石材異型制品復(fù)合加工中心包括支撐機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)和X、 Y、 Z三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；支撐機(jī)構(gòu)包括底座和加工工具庫(kù)，底座上安裝有工作臺(tái)，加工工具庫(kù)固定在工作臺(tái)上；動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括復(fù)合動(dòng)力頭以及回轉(zhuǎn)車床，復(fù)合動(dòng)力頭包括電主軸和加工工具回轉(zhuǎn)裝置，加工工具回轉(zhuǎn)裝置固定在電主軸一側(cè)并與電主軸連接，電主軸固定在三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前拖板上，回轉(zhuǎn)車床安裝在工作臺(tái)的后部；X、 Y、 Z三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫梁、后拖板以及前拖板，橫梁通過導(dǎo)軌副安裝在底座上，橫梁下部安裝有Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，后拖板通過橫向?qū)к壔瑝K機(jī)構(gòu)安裝在橫梁上，后拖板的后部安裝有X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，前拖板通過豎向?qū)к壔瑝K機(jī)構(gòu)安裝在后拖板上，后拖板的上部安裝有Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，
X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和Z軸軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)均采用伺服電機(jī)。
X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用絲杠螺母副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型采用模塊化，結(jié)構(gòu)合理，復(fù)合加工能力強(qiáng)，柔性好、效率高、工作穩(wěn)定，同時(shí)易用性好，維修、維護(hù)方便?？蓪?shí)現(xiàn)天然大理石、花崗石、人造石、陶瓷、玻璃等材質(zhì)的各種輪廓形狀制品的成形、研磨、拋光、平面雕刻、浮雕等所有三維立體空間的加工。

圖1是本實(shí)用新型的正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的的左視圖。圖3是圖1的俯視圖。
圖中，1、主底座，2、副機(jī)座，3、工作臺(tái)，4、加工工具庫(kù)，5、 Y軸導(dǎo)軌副，6、齒輪齒條運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，7、 Y軸伺服電機(jī)，8、同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，9、傳動(dòng)桿，10、減速器，11、 X軸導(dǎo)軌副，12、 X軸滾珠絲杠，13、 X軸伺服電機(jī)，14、后拖板，15、齒輪箱，16、 Z軸伺服電機(jī)，17、前拖板，18、電主軸，19、伺服電機(jī)，20、減速器，21、 Z軸導(dǎo)軌副，22、 Z軸滾珠絲杠，23、尾架機(jī)構(gòu)，24、主軸機(jī)構(gòu)，25、橫梁。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型石材異型制品復(fù)合加工中心的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2和圖3所示，其X、 Y、 Z、 A、 C軸按照一般立式加工中心定義為將圖1中的上下方向定義為Z軸方向(上為正，下為負(fù)) 圖2中的左右方向定義為Y軸方向(左為正，右為負(fù))；圖1中的左右方向定義為X軸方向(左 為正，右為負(fù))；回轉(zhuǎn)車床主軸24的旋轉(zhuǎn)軸定義為A軸；由伺服電機(jī)19驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)加工工具旋 轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)軸為C軸。
如圖1和圖2，底座包括主底座1和副機(jī)座2組成，主底座1的兩端各安裝有一個(gè)副機(jī) 座2。整個(gè)底座采用一體式U型機(jī)身、立式布置，操作人員可從設(shè)備的正面進(jìn)入安放和更換 工件。在主底座1上鉚接兩塊矩形工作臺(tái)3 (參見圖3)，在工作臺(tái)上安放夾具和工件，工作 臺(tái)3上可以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)工裝，回轉(zhuǎn)體加工機(jī)構(gòu)提供支撐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)3的后方安裝有回轉(zhuǎn) 車床，包括可移動(dòng)尾架23和固定的主軸機(jī)構(gòu)24兩大部分(參見圖l)。在工作臺(tái)3的左側(cè)固 定有加工工具庫(kù)4。主底座1上兩邊安裝有由Y軸導(dǎo)軌副5和齒輪齒條運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6組成的傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)。主底座1、副機(jī)座2和加工工具庫(kù)4組成復(fù)合加工中心的支撐機(jī)構(gòu)。
橫梁25通過Y軸導(dǎo)軌副5連接在底座上，通過齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的嚙合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)Y軸方 向的運(yùn)動(dòng)。在橫梁25下部安裝有Y軸伺服電機(jī)7，伺服電機(jī)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸送給同步帶傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)8,同時(shí)帶動(dòng)橫梁25下方的傳動(dòng)桿9旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)桿9將運(yùn)動(dòng)傳遞給減速器10，由減速器 IO帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)齒輪齒條運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6嚙合運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)橫梁25在Y軸方向運(yùn)動(dòng)。
橫梁25正面安裝有X軸導(dǎo)軌副11，后拖板14安裝在其上，可以左右滑動(dòng)。后拖板14 的橫向?qū)к壱粋?cè)固定有X軸伺服電機(jī)13以及齒輪箱15, X軸伺服電機(jī)13的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過齒 輪箱15的減速傳動(dòng)，齒輪帶動(dòng)位置相對(duì)于后拖板14固定不動(dòng)的X軸絲杠螺母，絲杠螺母通 過自身在X軸滾珠絲杠12上的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)后拖板14移動(dòng)實(shí)現(xiàn)X軸方向的運(yùn)動(dòng)(包括工進(jìn)和 快進(jìn))。
在后拖板14的上部固定有Z軸伺服電機(jī)16,伺服電機(jī)16旋轉(zhuǎn)將運(yùn)動(dòng)傳遞給后拖板上的 Z軸滾珠絲杠22，帶動(dòng)前拖板17在Z軸導(dǎo)軌副21上實(shí)現(xiàn)Z軸方向運(yùn)動(dòng)。伺服電機(jī)16具有自 動(dòng)抱軸功能。前拖板17通過豎向?qū)к壔瑝K機(jī)構(gòu)安裝在后拖板14上，可以通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) 和絲杠副的傳動(dòng)，在導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
石材復(fù)合加工中心的復(fù)合動(dòng)力頭包括電主軸和加工工具回轉(zhuǎn)裝置，如圖2所示，固定在 前拖板17上的電主軸18,提供加工所需的主運(yùn)動(dòng)。在電主軸18旁邊安裝有C軸旋轉(zhuǎn)伺服電 機(jī)19，通過減速器20將運(yùn)動(dòng)傳給一對(duì)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)，通過嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)電主軸18即C軸和 加工工具的旋轉(zhuǎn)。復(fù)合動(dòng)力頭采用電主軸18提供主運(yùn)動(dòng)，可相對(duì)于設(shè)備主體沿X軸、Y軸以 及Z軸方向運(yùn)動(dòng)的，可實(shí)現(xiàn)加工工具旋轉(zhuǎn)。加工工具回轉(zhuǎn)裝置采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制C軸 轉(zhuǎn)動(dòng)。
在作業(yè)時(shí)，工作人員從加工中心的正面進(jìn)入工作臺(tái)3，對(duì)夾具位置進(jìn)行合理的擺放并安 放工件。準(zhǔn)備工作做好后，關(guān)門。復(fù)合動(dòng)力頭從靜止停放位置運(yùn)動(dòng)到加工工具庫(kù)4上方，這 時(shí)，加工工具庫(kù)4的罩板打開，程序控制抓取相應(yīng)的加工工具。抓取完刀具的動(dòng)力頭由程序 控制進(jìn)行對(duì)刀操作，定義坐標(biāo)原點(diǎn)，選擇合適的加工切入點(diǎn)。在程序控制下，走出預(yù)先設(shè)置 好的工件的形狀路徑。 一道工序加工完成后，動(dòng)力頭退出加工范圍，并且準(zhǔn)備進(jìn)行下一工序。當(dāng)所有工序都進(jìn)行完以后，操作人員從正面進(jìn)入工作臺(tái)，取下工件，整個(gè)加工過程完成。
權(quán)利要求1. 一種石材異型制品復(fù)合加工中心，包括支撐機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)和X、Y、Z三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其特征在于支撐機(jī)構(gòu)包括底座和加工工具庫(kù)，底座上安裝有工作臺(tái)，加工工具庫(kù)固定在工作臺(tái)上；動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括復(fù)合動(dòng)力頭以及回轉(zhuǎn)車床，復(fù)合動(dòng)力頭包括電主軸和加工工具回轉(zhuǎn)裝置，加工工具回轉(zhuǎn)裝置固定在電主軸一側(cè)并與電主軸連接，電主軸固定在三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前拖板上，回轉(zhuǎn)車床安裝在工作臺(tái)的后部；X、Y、Z三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫梁、后拖板以及前拖板，橫梁通過導(dǎo)軌副安裝在底座上，橫梁下部安裝有Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，后拖板通過橫向?qū)к壔瑝K機(jī)構(gòu)安裝在橫梁上，后拖板的后部安裝有X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，前拖板通過豎向?qū)к壔瑝K機(jī)構(gòu)安裝在后拖板上，后拖板上部安裝有Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石材異型制品復(fù)合加工中心，其特征在于所述X軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、Y 軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)和Z軸軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)均采用伺服電機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石材異型制品復(fù)合加工中心，其特征在于所述X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z 軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用絲杠螺母副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石材異型制品復(fù)合加工中心，其特征在于所述Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用 齒輪齒條嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種石材異型制品復(fù)合加工中心，包括支撐機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)和X、Y、Z三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；支撐機(jī)構(gòu)包括底座和加工工具庫(kù)，底座上安裝有工作臺(tái)，加工工具庫(kù)固定在工作臺(tái)上；動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括復(fù)合動(dòng)力頭以及回轉(zhuǎn)車床，復(fù)合動(dòng)力頭包括電主軸和加工工具回轉(zhuǎn)裝置，加工工具回轉(zhuǎn)裝置固定在電主軸一側(cè)，電主軸固定在三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的前拖板上，回轉(zhuǎn)車床安裝在工作臺(tái)的后部；X、Y、Z三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫梁、后拖板以及前拖板，橫梁通過導(dǎo)軌副安裝在底座上，后拖板通過橫向?qū)к壔瑝K機(jī)構(gòu)安裝在橫梁上，前拖板通過豎向?qū)к壔瑝K機(jī)構(gòu)安裝在后拖板上。本實(shí)用新型柔性好、效率高、工作穩(wěn)定，易用性好，維修、維護(hù)方便。
文檔編號(hào)B28D1/00GK201264304SQ200820026669
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者陽(yáng) 劉, 張進(jìn)生, 志 王, 王兆生, 杰 袁, 顧殿高 申請(qǐng)人:山東大學(xué)