具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统，包括飞碟式刀库、主轴单元、底座、工作台、滑台和Z轴滑枕，主轴单元底部装配有与飞碟式刀库相配合的刀具，底座顶部固定有龙门架，工作台上设有用于驱动工作台沿着X轴方向运动的X轴伺服驱动系统；横梁上设有用于驱动滑台沿着Y轴方向运动的Y轴伺服驱动系统；滑台上设有用于驱动Z轴滑枕沿着Z轴方向升降运动的Z轴伺服驱动系统；飞碟式刀库设置于Z轴滑枕正面，Z轴滑枕顶部安装有主轴电机，Z轴滑枕底部设有主轴单元。本实用新型专利技术将在位于滑枕端部的主轴单元与飞碟式刀库完美的融合，机械式换刀动作在机头提起时巧妙的进行，效率极高且不会折断小钻头、小丝锥。

【技术实现步骤摘要】
具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统
本技术涉及一种钻攻加工机床，尤其涉及一种具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统。
技术介绍
在机械加工领域有一些尺寸较大的平板类、法兰类工件,需要在其平面或台阶上做钻孔、攻丝加工，当这类产品尺寸一旦超过普通数控立式钻攻中心和立式加工中心时，只能在龙门加工中心上进行或者在普通的摇臂钻床上加工。但目前的立式加工中心和龙门加工中心都不是专为加工此类产品上分布的小孔、小丝而设计的。它们属于重切削机床，需要足够的机床刚性，各部件不得不做得很粗重，因此运行速度和换刀动作相对较慢，由于机头结构庞大笨重，进行此类工件加工时不仅效率及低，还非常容易折断小钻头、小丝锥等刀具。另一种方法是在普通摇臂钻床上加工，由于普通摇臂钻床属于纯人工操作，需要人工划线、打点后才能钻孔、攻丝，效率更低、精确度也更低，更容易折断小钻头、小丝锥，有其它数控设备的情况下几乎不会采用。众所周知，一个工件一旦在加工过程中出现这种情况，轻者用电火花缓慢的烧去断在里面的钻头、丝锥后在返工，重者直接报废，但不管轻重都会对该工件造成一定损伤变成残次品，这些不可预见的因素会严重影响车间的生产运行，因此这一类要大不小的有较多小孔、小丝的板类零件成为了精加工行业头痛的难题。目前传统的专用数控钻攻中心由于其专业化结构设计的原因，均采用悬臂式结构，加工范围都比较小，不能加工中、大型工件。立式加工中心也是采用悬臂式结构，不仅加工范围有限还很笨重，专业性较强，在铣削加工上有绝对的优势，但快速加工小孔、小丝板类零件也不太适用。龙门加工中心的加工范围跨度较大，为重切削而设计，床身结构粗重，考虑到床身快速移动时的运动惯量等因素，三轴移动速度一般不会超过10-15m/min,刀库一般位于机床左右立柱侧面或工作台后面，取刀时机头要跑到很远的地方去才行，由于工作特性的需要其机头比立式加工中心更大更笨重，响应动作缓慢，更不适于有较多小孔、小丝的板类零件加工。普通摇臂钻床属于纯人工操作，更容易折断小钻头、小丝锥，只要有其它数控设备的情况下几乎不会采用。因此传统技术和设备在加工此类尺寸较大又有很多小孔、小丝的板类零件都有各自的弊端，不那么完美，此类设备的研发成为本行业急需解决的难题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本技术的目的在于提供具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统，将在位于滑枕端部的主轴单元与飞碟式刀库完美的融合，主轴电机与主轴单元直联，刀具能获得灵动、快速的响应，机械式换刀动作在机头提起时巧妙的进行，效率极高且不会折断小钻头、小丝锥。本技术的目的通过下述技术方案实现：一种具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统，包括飞碟式刀库、主轴单元、底座、工作台、滑台和Z轴滑枕，所述飞碟式刀库上设有若干个刀具盒，所述刀具盒内装配有刀具，所述主轴单元底部装配有与飞碟式刀库相配合的刀具，所述底座顶部固定有龙门架，所述龙门架顶部固定有横梁，所述底座顶部中部位置设有X轴直线导轨，所述工作台位于龙门架中部，所述工作台底部设有与X轴直线导轨相配合滑动的X轴导轨滑块，所述工作台上设有用于驱动工作台沿着X轴方向运动的X轴伺服驱动系统；所述横梁侧部设有Y轴直线导轨，所述滑台侧部设有与Y轴直线导轨相配合滑动的Y轴导轨滑块，所述横梁上设有用于驱动滑台沿着Y轴方向运动的Y轴伺服驱动系统；所述滑台上设有Z轴导轨滑块，所述Z轴滑枕背面设有与Z轴导轨滑块相配合滑动的Z轴直线导轨，所述滑台上设有用于驱动Z轴滑枕沿着Z轴方向升降运动的Z轴伺服驱动系统；所述飞碟式刀库设置于Z轴滑枕正面，所述Z轴滑枕顶部安装有主轴电机，所述主轴电机具有驱动转轴，所述Z轴滑枕具有与主轴电机的驱动转轴相配合的轴套，所述Z轴滑枕底部设有与主轴电机的驱动转轴连接固定的主轴单元。为了更好地实现本技术，所述主轴电机外部固定有平衡板，所述平衡板底部与滑台顶部之间设有若干个Z轴平衡缸。本技术X轴方向运动所优选的驱动结构如下：所述X轴伺服驱动系统为X轴伺服电机，所述X轴伺服电机具有X轴滚珠丝杠，所述工作台底部固定有与X轴滚珠丝杠相配合的丝杠螺母A，所述底座顶部中部位置设有两条X轴直线导轨，两条X轴直线导轨相互平行设置，所述工作台底部设有两个X轴导轨滑块，两个X轴导轨滑块一一对应滑动安装于两条X轴直线导轨上。本技术Y轴方向运动所优选的驱动结构如下：所述Y轴伺服驱动系统为Y轴伺服电机，所述Y轴伺服电机具有Y轴滚珠丝杠，所述滑台上固定有与Y轴滚珠丝杠相配合的丝杠螺母B，所述横梁上设有两条Y轴直线导轨，所述滑台上设有两个Y轴导轨滑块，两个Y轴导轨滑块一一对应滑动安装于两条Y轴直线导轨上。本技术Z轴方向运动所优选的驱动结构如下：所述Z轴伺服驱动系统为Z轴伺服电机，所述Z轴伺服电机具有Z轴滚珠丝杠，所述Z轴滑枕背面固定有与Z轴滚珠丝杠相配合的丝杠螺母C。作为优选，所述龙门架由第一立柱和第二立柱组成，所述第一立柱与第二立柱相互平行设置，所述第一立柱底部、第二立柱底部分别通过螺栓固定于底座顶部，所述第一立柱顶部、第二立柱顶部分别通过螺栓固定于横梁底部。作为优选，所述Z轴平衡缸为液压伸缩气缸。作为优选，所述飞碟式刀库上设有与主轴单元相配合的换刀机构。作为优选，所述X轴滚珠丝杠在远离X轴伺服电机的一端安装设有远端限位块A。作为优选，所述Y轴滚珠丝杠在远离Y轴伺服电机的一端安装设有远端限位块B。本技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本技术针对尺寸较大又有很多小孔、小丝的板类零件加工，能够实现快速准确的定位，高速钻孔、攻丝，就近快速换刀；本技术将在位于滑枕端部的主轴单元与飞碟式刀库完美的融合，主轴电机与主轴单元直联，刀具能获得灵动、快速的响应，机械式换刀动作在机头提起时巧妙的进行，效率极高且不会折断小钻头、小丝锥。(2)本技术适于尺寸较大又有很多小孔、小丝板类零件专业化快速加工，能够达到或超过专业数控钻攻中心对小孔、小丝的加工效率，有效提高了此类产品加工的可靠性和经济性。(3)本技术采用了龙门结构床身，可实现大跨度尺寸加工，同时由于侧重于轻量化设计和加大了伺服驱动系统，以及Z轴滑枕上设置了液压平衡缸系统支撑，实现了重力平衡，这样为整个工作系统的快速、准确运动提供了保障，其快速移动速度可以达到25-40m/min。(4)本技术在Z轴滑枕正前面设置了更换刀具的一套飞碟式刀库，在主轴单元上下的过程中实现了就近快速换刀的目的；由此解决了其它机床不适应目前机械加工领域一些尺寸较大的平板类、法兰类工件快速钻孔、攻丝的技术难题。附图说明图1为本技术主视方向的结构示意图；图2为图1左视方向的结构示意图。其中，附图中的附图标记所对应的名称为：1－底座,2－工作台,3－第一立柱,4－第二立柱,5－横梁,6－滑台,7－X轴伺服驱动系统,8－Y轴伺服驱动系统,9－Z轴伺服驱动系统,10－Z轴滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统，包括飞碟式刀库(13)、主轴单元(11)、底座(1)和工作台(2)，所述飞碟式刀库(13)上设有若干个刀具盒，所述刀具盒内装配有刀具(12)，所述主轴单元(11)底部装配有与飞碟式刀库(13)相配合的刀具(12)，其特征在于：还包括滑台(6)和Z轴滑枕(10)，所述底座(1)顶部固定有龙门架，所述龙门架顶部固定有横梁(5)，所述底座(1)顶部中部位置设有X轴直线导轨(15)，所述工作台(2)位于龙门架中部，所述工作台(2)底部设有与X轴直线导轨(15)相配合滑动的X轴导轨滑块(16)，所述工作台(2)上设有用于驱动工作台(2)沿着X轴方向运动的X轴伺服驱动系统(7)；所述横梁(5)侧部设有Y轴直线导轨(17)，所述滑台(6)侧部设有与Y轴直线导轨(17)相配合滑动的Y轴导轨滑块(18)，所述横梁(5)上设有用于驱动滑台(6)沿着Y轴方向运动的Y轴伺服驱动系统(8)；所述滑台(6)上设有Z轴导轨滑块(19)，所述Z轴滑枕(10)背面设有与Z轴导轨滑块(19)相配合滑动的Z轴直线导轨(20)，所述滑台(6)上设有用于驱动Z轴滑枕(10)沿着Z轴方向升降运动的Z轴伺服驱动系统(9)；所述飞碟式刀库(13)设置于Z轴滑枕(10)正面，所述Z轴滑枕(10)顶部安装有主轴电机(23)，所述主轴电机(23)具有驱动转轴，所述Z轴滑枕(10)具有与主轴电机(23)的驱动转轴相配合的轴套，所述Z轴滑枕(10)底部设有与主轴电机(23)的驱动转轴连接固定的主轴单元(11)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统，包括飞碟式刀库(13)、主轴单元(11)、底座(1)和工作台(2)，所述飞碟式刀库(13)上设有若干个刀具盒，所述刀具盒内装配有刀具(12)，所述主轴单元(11)底部装配有与飞碟式刀库(13)相配合的刀具(12)，其特征在于：还包括滑台(6)和Z轴滑枕(10)，所述底座(1)顶部固定有龙门架，所述龙门架顶部固定有横梁(5)，所述底座(1)顶部中部位置设有X轴直线导轨(15)，所述工作台(2)位于龙门架中部，所述工作台(2)底部设有与X轴直线导轨(15)相配合滑动的X轴导轨滑块(16)，所述工作台(2)上设有用于驱动工作台(2)沿着X轴方向运动的X轴伺服驱动系统(7)；所述横梁(5)侧部设有Y轴直线导轨(17)，所述滑台(6)侧部设有与Y轴直线导轨(17)相配合滑动的Y轴导轨滑块(18)，所述横梁(5)上设有用于驱动滑台(6)沿着Y轴方向运动的Y轴伺服驱动系统(8)；所述滑台(6)上设有Z轴导轨滑块(19)，所述Z轴滑枕(10)背面设有与Z轴导轨滑块(19)相配合滑动的Z轴直线导轨(20)，所述滑台(6)上设有用于驱动Z轴滑枕(10)沿着Z轴方向升降运动的Z轴伺服驱动系统(9)；所述飞碟式刀库(13)设置于Z轴滑枕(10)正面，所述Z轴滑枕(10)顶部安装有主轴电机(23)，所述主轴电机(23)具有驱动转轴，所述Z轴滑枕(10)具有与主轴电机(23)的驱动转轴相配合的轴套，所述Z轴滑枕(10)底部设有与主轴电机(23)的驱动转轴连接固定的主轴单元(11)。


2.按照权利要求1所述的具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统，其特征在于：所述主轴电机(23)外部固定有平衡板，所述平衡板底部与滑台(6)顶部之间设有若干个Z轴平衡缸(14)。


3.按照权利要求1所述的具有三轴运动配置飞碟式刀库的数控龙门钻攻机床系统，其特征在于：所述X轴伺服驱动系统(7)为X轴伺服电机，所述X轴伺服电机具有X轴滚珠丝杠(21)，所述工作台(2)底部固定有与X轴滚珠丝杠(21)相配合的丝杠螺母A，所述底座(1)顶部中部位置设有两条X轴直线导轨(15)，两条...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹金宏，
申请(专利权)人：自贡新瑞机床有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51