一种龙门动梁式倒立式车铣复合加工中心制造技术

一种龙门动梁式倒立式车铣复合加工中心，包括龙门框架的床身上对称安装2个立柱、横梁固定于立柱上端的Y轴导轨、滑鞍固定于横梁X轴导轨滑块上，主轴箱固定在滑鞍Z轴的导轨滑块上，还有冷却及排屑系统；其特征在于基于互联网条件下的底层运动控制系统i5CNC，采用EtherCAT总线协议控制PLC、电机驱动，直接用互联网与其他终端进行通讯，接受指令或发送机床信息；床身前侧左右为水平安装面，直驱动力刀架通过刀架支座安装于床身的右侧，车刀装在直驱动力刀架上，动力头支架安在床身左侧，多个直驱动力头及铣刀、钻头、丝锥并排安在动力头支架上面，卡盘固定在倒立式主轴上直线轴运动。高速车削电主轴，采用直驱技术；Y轴利用重心驱动原理，采用双丝杠驱动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械设备制造领域中的车铣复合机床，基于龙门框架下的动梁式倒立式车铣复合机床。
技术介绍
现有倒立车大多采用墙壁式结构，主轴箱在横梁上做左右移动X轴及上下移动Z轴，从而实现工件的车削加工。该种车床主要应用于批量生产工件。实现高效率、大批量的车削加工。但该设备无法实现铣削加工，需要多次装夹工件，多工序加工，浪费工时。因此，我厂针对现有倒立车结构的不足，通过龙门式动梁结构以及伺服动力头的组合，实现了倒立式车削及铣削加工。一次装夹，实现多工序加工。大大提高了加工效率。目前，倒立式车铣复合机床所用刀架及动力头传动方式多为机械传动，存在传动间隙，长时间工作位置出现偏差；另外，动力头装置多布置在刀盘上，刀盘上同时布置车刀、铣刀、钻头、丝锥，使车刀规格数量减小，由于空间限制，导致安装动力头的功率相对较小，扭矩小，故对切削效率及加工范围有一定影响。当今机床行业的数控系统品牌有很多，主流的西门子、FANUC、三菱、海德汉等等，国产的也很多种，例如：华中、广数、KND、大森等等。我国数控系统虽取得了较大发展，但是我国高档数控机床配套的数控系统90％以上的都是国外产品，特别是对于国防工业急需的高档数控机床，高档数控系统是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素，而国外对我国至今仍进行封锁限制，成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。对数控系统寻找技术突破口，沈阳机床(集团)设计研究院有限公司上海分公司已经申请了专利“一种软PLC模块的远程在线数据更新系统及方法”申请号:CN201410461049.7，其包括：远端EtherCAT主站、用于发送远程升级的更新数据；EtherCAT总线，用于数据传输；存储模块，其进一步包括：工厂配置，用于备份安全配置，以及应用配置，用于实现应用功能；以及FPGA模块，其进一步包括：EtherCAT？IP核模块，用于接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，远程更新IP模块，用于重配置FPGA，以及NIOS？II处理器，用于将通过EtherCAT？IP核模块接收的更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置过程，用该更新数据来重新配置FPGA并执行新的NIOS？II软件应用程序。软PLC模块的远程在线数据更新方法，其包括：远端EtherCAT主站发送远程升级的更新数据，EtherCAT？IP核模块接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，NIOS？II处理器将该更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置，用该更新数据来重新配置FPGA。这可能是下一阶段引领我国高档数控机床的发展方向。目前沈阳机床股份有限公司也有机床采用i5控制系统，i5是指(Industry、Information、Internet、Integrate、Intelligent)，工业化、信息化、网络化、集成化、智能化的有效集成。计算机数控(Computerizednumericalcontrol，简称CNC)系统是用计算机控制加工功能，实现数字控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数字控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置，用于控制自动化加工设备的专用计算机系统。对数控系统寻找技术突破口，沈阳机床(集团)设计研究院有限公司上海分公司已经申请了专利“一种软PLC模块的远程在线数据更新系统及方法”申请号:CN201410461049.7，其包括：远端EtherCAT主站、用于发送远程升级的更新数据；EtherCAT总线，用于数据传输；存储模块，其进一步包括：工厂配置，用于备份安全配置，以及应用配置，用于实现应用功能；以及FPGA模块，其进一步包括：EtherCAT？IP核模块，用于接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，远程更新IP模块，用于重配置FPGA，以及NIOS？II处理器，用于将通过EtherCAT？IP核模块接收的更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置过程，用该更新数据来重新配置FPGA并执行新的NIOS？II软件应用程序。软PLC模块的远程在线数据更新方法，其包括：远端EtherCAT主站发送远程升级的更新数据，EtherCAT？IP核模块接收通过EtherCAT总线传输过来的更新数据，NIOS？II处理器将该更新数据写入存储模块，并控制远程更新IP模块，发起FPGA重配置，用该更新数据来重新配置FPGA。这可能是下一阶段引领我国高档数控机床的发展方向。目前沈阳机床股份有限公司也有机床采用i5控制系统，i5是指(Industry、Information、Internet、Integrate、Intelligent)，工业化、信息化、网络化、集成化、智能化的有效集成。计算机数控(Computerizednumericalcontrol，简称CNC)系统是用计算机控制加工功能，实现数字控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置，用于控制自动化加工设备的专用计算机系统。i5采用PC平台，全软件式结构，而非嵌入式系统，把数控控制核心部分全部写在CPU上，用软件实现，这种结构最大的优点在于使数控系统相当于一个透明的智能终端，能够与互联网天然连接。i5的操作系统选择Linux，不同于其他基于PC系统使用的Windows系统，Linux是一个开源系统，源代码开放且免费。PC平台和开放架构使得数控机床和电脑之间的界限变得模糊(相当于数控机床内嵌高性能的计算机)。由于计算机天然能联网，所以采用“i5”数控系统的机床就可以联网。其他传统的系统也可以实现联网，但需要增加网卡模块，由于框架的原因，用过网络传输的数据内容和速度都会有局限，嵌入式芯片有限的处理能力无法支撑高级的网络应用。传统工业机床大部分采用现场总线的总线类型，例如：Profibus，i5智能系统的总线类型采用EtherCAT总线，代替了传统的现场总线。开放性的总线更符合互联网思维：由于设备之间的通讯协议是标准的、开放的，所以数控系统相当于一个开放的平台，可以接入不同厂商的设备，可以根据需求的变化增加接入的设备，系统的延展性更好，更新换代速度更快，i5系统就成了一个用户可以参与开发的平台。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种龙门动梁式倒立式车铣复合加工中心，模块化设计，同一床身实现伺服动力头及伺服刀塔的安装。一种龙门动梁式倒立式车铣复合加工中心，包括龙门框架的床身上对称安装2个立柱、横梁固定于立柱上端的Y轴导轨、滑块上，滑鞍固定于横梁X轴导轨滑块上，主轴箱固定在滑鞍Z轴的导轨滑块上，主轴动力单元倒置于主轴箱内，还有冷却及排屑系统；其特征在于基于互联网条件下的底层运动控制系统i5CNC，采用EtherCAT总线协议控制PLC、电机驱动，i5CNC作为智能终端直接用互联网与其他终端进行通讯，接受指令或发送机床信息；结构模块化，分体式安装的直驱动力刀架与直驱动力头装置：床身前侧左右为水平安装面，直驱动力刀架通过刀架支座安装于床身的右侧，车刀装在直驱动力刀架上，用来对工件进行外圆、内圆、端面的车削加工；动力头支架安装于床身左侧，多个直驱动力头及各自刀具并排安装于动力头支架上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种龙门动梁式倒立式车铣复合加工中心，包括龙门框架的床身上对称安装2个立柱、横梁固定于立柱上端的Y轴导轨、滑块上、滑鞍固定于横梁X轴导轨滑块上，主轴箱固定在滑鞍Z轴的导轨滑块上，主轴动力单元倒置于主轴箱内，还有冷却及排屑系统；其特征在于基于互联网条件下的底层运动控制系统i5CNC，采用EtherCAT总线协议控制PLC、电机驱动，i5CNC作为智能终端直接用互联网与其他终端进行通讯，接受指令或发送机床信息；结构模块化，分体式安装的直驱动力刀架与直驱动力头装置：床身(1)前侧左右为水平安装面，直驱动力刀架(4)通过刀架支座(3)安装于床身(1)的右侧，车刀(5)装在直驱动力刀架(4)上，用来对工件进行外圆、内圆、端面的车削加工；动力头支架(7)安装于床身(1)左侧，多个直驱动力头(6)及各自刀具并排安装于动力头支架(7)上面，铣刀(9)、钻头(10)、丝锥(11)与各自直驱动力头(6)为一体，用来对工件进行铣削、钻削、攻丝的加工；工件固定在卡盘(13)上，卡盘(13)固定在倒立式主轴(12)上，倒立式主轴(12)作直线轴运动。

【技术特征摘要】
1.一种龙门动梁式倒立式车铣复合加工中心，包括龙门框架的床身上对称安装2个立柱、横梁固定于立柱上端的Y轴导轨、滑块上、滑鞍固定于横梁X轴导轨滑块上，主轴箱固定在滑鞍Z轴的导轨滑块上，主轴动力单元倒置于主轴箱内，还有冷却及排屑系统；其特征在于基于互联网条件下的底层运动控制系统i5CNC，采用EtherCAT总线协议控制PLC、电机驱动，i5CNC作为智能终端直接用互联网与其他终端进行通讯，接受指令或发送机床信息；结构模块化，分体式安装的直驱动力刀架与直驱动力头装置：床身(1)前侧左右为水平安装面，直驱动力刀架(4)通过刀架支座(3)安装于床身(1)的右侧，车刀(5)装在直驱动力刀架(4)上，用来对工件进行外圆、内圆、端面的车削加工；动力头支架(7)安装于床身(1)左侧，多个直驱动力头(6)及各自刀具并排安装于动力头支架(7)上面，铣刀(9)、钻头(10)、丝锥(11)与各自直驱动力头(6)为...

【专利技术属性】
技术研发人员：关锡友，董彦宏，于春明，薛佟，王天宇，姜琳，仲辉，白鑫，张传思，黄思宇，李岩，陈宏超，王志国，
申请(专利权)人：沈阳机床股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21