本實(shí)用新型涉及數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，特別是涉及一種斜床身自動(dòng)化高精度數(shù)控機(jī)床。

背景技術(shù)：

在計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、數(shù)控機(jī)床制造技術(shù)、機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)日趨迅速成熟發(fā)展，而國(guó)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(mǎn)足優(yōu)質(zhì)、高效的現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，因此數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人組合的智能化柔性數(shù)控制造單元，自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)而生，并是精密零部件加工制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此研發(fā)制造適用于能和機(jī)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(chē)床”有著巨大的市場(chǎng)和良好的發(fā)展前景。

隨著我國(guó)改革開(kāi)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(jī)器換人的需求也不斷擴(kuò)大，改變?cè)械臄?shù)控車(chē)床單機(jī)操作，數(shù)控車(chē)床和工業(yè)機(jī)器人的完全融合，使其二者集成應(yīng)用將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精密零部件制造加工的智能化，自動(dòng)化程度將大大提高生產(chǎn)效益，也是機(jī)械加工制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種斜床身自動(dòng)化高精度數(shù)控機(jī)床，結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，具有伺服液壓驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化尾座和主軸精確定位結(jié)構(gòu)，大幅度提高機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種斜床身自動(dòng)化高精度數(shù)控機(jī)床，包括機(jī)身、尾座組件和主軸箱，所述的機(jī)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(jī)身的上端斜面上安裝有動(dòng)力頭，所述的機(jī)身的上端安裝有自動(dòng)機(jī)械手組件，所述的主軸箱上端通過(guò)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(chē)片，所述的主軸箱的一側(cè)安 裝有剎車(chē)器，所述的剎車(chē)片伸入到該剎車(chē)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(jī)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(gè)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(dòng)機(jī)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(duì)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(jī)，該升降電機(jī)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(jī)，該平移電機(jī)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(dòng)機(jī)械手。

進(jìn)一步的，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械手包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)部，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)部的一側(cè)通過(guò)斜向布置的轉(zhuǎn)盤(pán)與呈垂直布置的兩個(gè)三爪夾頭相連。

進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步的，所述的尾座頂尖通過(guò)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(jìn)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(jī)床上的伺服主電機(jī)相連。

進(jìn)一步的，所述的剎車(chē)器為空壓碟式剎車(chē)器。

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

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的立體狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型的立體狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本實(shí)用新型的局部結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實(shí)用新型的局部結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本實(shí)用新型的主軸箱主視結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本實(shí)用新型的主軸箱立體結(jié)構(gòu)圖；

圖7是本實(shí)用新型所述的自動(dòng)機(jī)械手組件的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖8是本實(shí)用新型所述的自動(dòng)機(jī)械手組件的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖9是本實(shí)用新型所述的自動(dòng)機(jī)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(jī)身；2、尾座組件；3、動(dòng)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(chē)片；54、同步輪；56、主軸；57、剎車(chē)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(dòng)電機(jī)部；68、升降電機(jī)；69、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械手；610、豎向齒條桿；611、豎梁；612、滑枕塊；613、平移電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

如圖1-10所示，本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種斜床身自動(dòng)化高精度數(shù)控機(jī)床，包括機(jī)身1、尾座組件2和主軸箱4，所述的機(jī)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(jī)身1的上端斜面上安裝有動(dòng)力頭3，所述的機(jī)身1的上端安裝有自動(dòng)機(jī)械手組件6，所述的主軸箱4上端通過(guò)主軸56與主軸油缸51相連，所述的主軸油缸51與主軸箱4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(chē)片53，所述的主軸箱4的一側(cè)安裝有剎車(chē)器57，所述的剎車(chē)片53伸入到該剎車(chē)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(jī)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(gè)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(jìn)口大規(guī)模重載滾柱線軌支撐和專(zhuān)用的液壓夾持自動(dòng)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(dòng)運(yùn)行；在同一程序上可以對(duì)2點(diǎn)上任意位置發(fā)出前進(jìn)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(jìn)給指令以8m/min的高速度進(jìn)行定位或退避到尾座原點(diǎn)，避免尾座碰撞到刀塔或機(jī)械手。提高了數(shù)控車(chē)床自動(dòng)化、智能化的整體水平，此型機(jī)床最適合作為加工精密軸類(lèi)零件的智能化制造單元或自動(dòng)化生產(chǎn)線上的CNC工作母機(jī)。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以用伺服電機(jī)和絲桿來(lái)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(yùn)動(dòng)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(jī)座分別于伺服電機(jī)和絲桿相連接。伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)力源，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的啟停和正反轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲桿的停止和轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)尾座整體往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使之可實(shí)現(xiàn)數(shù)控程序控制伺服尾座的自動(dòng)運(yùn)行。不僅提高了機(jī)床批量加工細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件的效率，還方便客戶(hù)組建自動(dòng)化柔性生產(chǎn)線，為那些對(duì)自動(dòng)化要求較高的企業(yè)和客戶(hù)提供了改造選擇空間。

同步伺服主電機(jī)、磁環(huán)編碼器、碟剎裝置的綜合應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了主軸的瞬間定位和精密分度；動(dòng)力頭采用C軸動(dòng)力頭，對(duì)需一次成型較復(fù)雜零件的端面或側(cè)面能實(shí)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(duì)多邊形式異形零件裝夾時(shí)的正確定位，為機(jī)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(chē)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(jī)的同步輪通過(guò)同步帶傳動(dòng)，在主軸電機(jī)編碼器接收到系統(tǒng)停車(chē)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(chē)氣缸在同一時(shí)間接收到系統(tǒng)剎車(chē)指令后，立即 抱住安裝在主軸上的剎車(chē)片，消除了主軸運(yùn)轉(zhuǎn)慣性起到了瞬間準(zhǔn)確定位的作用。剎車(chē)片常用材料為：40GMO、16mnCr5等，通過(guò)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HRC4～60，以保證耐磨強(qiáng)度和材料的穩(wěn)定性。

在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，可以在機(jī)床上增設(shè)高壓沖水的噴口，在加工的時(shí)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(guò)程中長(zhǎng)期困惑和鋁屑、鐵屑繞刀的難題，為自動(dòng)化生產(chǎn)線組建和自動(dòng)化加工的持續(xù)順利運(yùn)行創(chuàng)造了必要的條件。

另外，熱誤差屬于機(jī)床的準(zhǔn)靜態(tài)誤差，是機(jī)床在運(yùn)行過(guò)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(yùn)動(dòng)關(guān)系所造成的誤差。研究表明：熱誤差占機(jī)床誤差的50％～70％，對(duì)機(jī)床進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究是非常必要的，對(duì)數(shù)控車(chē)床通過(guò)PLC來(lái)采集溫度，在PLC程序中建立熱誤差補(bǔ)償模型來(lái)計(jì)算熱變形量，通過(guò)數(shù)據(jù)通信功能模塊，改變CNC中熱誤差補(bǔ)償參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱誤差補(bǔ)償。

作為進(jìn)一步的補(bǔ)充，所述的自動(dòng)機(jī)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(duì)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(jī)68，該升降電機(jī)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(jī)613，該平移電機(jī)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(dòng)機(jī)械手69。

所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械手69包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)部67，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)部67的一側(cè)通過(guò)斜向布置的轉(zhuǎn)盤(pán)與呈垂直布置的兩個(gè)三爪夾頭66相連，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)部67可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)三爪夾頭66一起移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)位置互換，使用的時(shí)候可以先將加工好的工件用一個(gè)三爪夾頭66夾住取下來(lái)，再轉(zhuǎn)動(dòng)另一個(gè)三爪夾頭66將待加工的工件放到機(jī)床主軸上，工作效率高。

進(jìn)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(jī)床的外側(cè)，不占用機(jī)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(jìn) 行支撐。

進(jìn)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(jìn)行更換。

進(jìn)一步的，所述的尾座頂尖25通過(guò)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(hù)要求配置頂尖，尾座芯軸固定，通過(guò)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(jìn)一步的，所述的軸套52和主軸箱4之間的主軸56上安裝有同步輪54，該同步輪54與機(jī)床上的伺服主電機(jī)相連，。

進(jìn)一步的，所述的剎車(chē)器57為空壓碟式剎車(chē)器。

本實(shí)用新型所述的機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)化程度高，具有伺服液壓驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化尾座和主軸精確定位結(jié)構(gòu)，大幅度提高機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率。