石材异型制品复合加工中心制造技术

本实用新型专利技术提供了一种石材异型制品复合加工中心，包括支撑机构、动力机构和Ｘ、Ｙ、Ｚ三轴运动机构；支撑机构包括底座和加工工具库，底座上安装有工作台，加工工具库固定在工作台上；动力机构包括复合动力头以及回转车床，复合动力头包括电主轴和加工工具回转装置，加工工具回转装置固定在电主轴一侧，电主轴固定在三轴运动机构的前拖板上，回转车床安装在工作台的后部；Ｘ、Ｙ、Ｚ三轴运动机构包括横梁、后拖板以及前拖板，横梁通过导轨副安装在底座上，后拖板通过横向导轨滑块机构安装在横梁上，前拖板通过竖向导轨滑块机构安装在后拖板上。本实用新型专利技术柔性好、效率高、工作稳定，易用性好，维修、维护方便。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于加工石材异型制品的立式复合加工中心，属于石材制品加工设备

技术介绍
石材加工设备的种类繁多、各具特色，但是目前大多数石材加工设备功能比较单一，增加了整个加工流程中由于工序、工艺的转换而引起的待工以及多次上下料等额外的加工准备时间，并且过多的单一加工设备增加了总成本，设备占地面积也较大。采用复合加工中心进行石材异型制品加工，可使工件在一次装卡下完成多工序多工艺加工，消除装卡误差，提高了加工精度，减少了工件搬运和等待时间，提高了加工效率。目前市场上的石材异型制品复合加工中心售价普遍比较昂贵，难以推广，并且功能单一。
技术实现思路
本技术针对现有石材加工设备存在的问题，提供一种可多轴联动、高柔性、高效率的石材异型制品复合加工中心。本技术通过以下技术解决方案实现石材异型制品复合加工中心包括支撑机构、动力机构和X、 Y、 Z三轴运动机构；支撑机构包括底座和加工工具库，底座上安装有工作台，加工工具库固定在工作台上；动力机构包括复合动力头以及回转车床，复合动力头包括电主轴和加工工具回转装置，加工工具回转装置固定在电主轴一侧并与电主轴连接，电主轴固定在三轴运动机构的前拖板上，回转车床安装在工作台的后部；X、 Y、 Z三轴运动机构包括横梁、后拖板以及前拖板，横梁通过导轨副安装在底座上，横梁下部安装有Y轴驱动电机，后拖板通过横向导轨滑块机构安装在横梁上，后拖板的后部安装有X轴驱动电机，前拖板通过竖向导轨滑块机构安装在后拖板上，后拖板的上部安装有Z轴驱动电机，X轴驱动电机、Y轴驱动电机和Z轴轴驱动电机均采用伺服电机。X轴运动机构和Z轴运动机构采用丝杠螺母副传动机构。Y轴运动机构采用齿轮齿条啮合传动机构。本技术采用模块化，结构合理，复合加工能力强，柔性好、效率高、工作稳定，同时易用性好，维修、维护方便。可实现天然大理石、花岗石、人造石、陶瓷、玻璃等材质的各种轮廓形状制品的成形、研磨、抛光、平面雕刻、浮雕等所有三维立体空间的加工。附图说明图1是本技术的正面结构示意图。图2是图1的的左视图。图3是图1的俯视图。图中，1、主底座，2、副机座，3、工作台，4、加工工具库，5、 Y轴导轨副，6、齿轮齿条运动机构，7、 Y轴伺服电机，8、同步带传动机构，9、传动杆，10、减速器，11、 X轴导轨副，12、 X轴滚珠丝杠，13、 X轴伺服电机，14、后拖板，15、齿轮箱，16、 Z轴伺服电机，17、前拖板，18、电主轴，19、伺服电机，20、减速器，21、 Z轴导轨副，22、 Z轴滚珠丝杠，23、尾架机构，24、主轴机构，25、横梁。具体实施方式本技术石材异型制品复合加工中心的结构如图1、图2和图3所示，其X、 Y、 Z、 A、 C轴按照一般立式加工中心定义为将图1中的上下方向定义为Z轴方向(上为正，下为负) 图2中的左右方向定义为Y轴方向(左为正，右为负)；图1中的左右方向定义为X轴方向(左 为正，右为负)；回转车床主轴24的旋转轴定义为A轴；由伺服电机19驱动带动加工工具旋 转的运动轴为C轴。如图1和图2，底座包括主底座1和副机座2组成，主底座1的两端各安装有一个副机 座2。整个底座采用一体式U型机身、立式布置，操作人员可从设备的正面进入安放和更换 工件。在主底座1上铆接两块矩形工作台3 (参见图3)，在工作台上安放夹具和工件，工作 台3上可以实现回转工装，回转体加工机构提供支撑旋转运动。工作台3的后方安装有回转 车床，包括可移动尾架23和固定的主轴机构24两大部分(参见图l)。在工作台3的左侧固 定有加工工具库4。主底座1上两边安装有由Y轴导轨副5和齿轮齿条运动机构6组成的传 动机构。主底座1、副机座2和加工工具库4组成复合加工中心的支撑机构。横梁25通过Y轴导轨副5连接在底座上，通过齿轮齿条传动机构的啮合运动实现Y轴方 向的运动。在横梁25下部安装有Y轴伺服电机7，伺服电机将旋转运动输送给同步带传动机 构8,同时带动横梁25下方的传动杆9旋转，传动杆9将运动传递给减速器10，由减速器 IO带动，实现齿轮齿条运动机构6啮合运动，带动横梁25在Y轴方向运动。横梁25正面安装有X轴导轨副11，后拖板14安装在其上，可以左右滑动。后拖板14 的横向导轨一侧固定有X轴伺服电机13以及齿轮箱15, X轴伺服电机13的旋转运动通过齿 轮箱15的减速传动，齿轮带动位置相对于后拖板14固定不动的X轴丝杠螺母，丝杠螺母通 过自身在X轴滚珠丝杠12上的转动，带动后拖板14移动实现X轴方向的运动(包括工进和 快进)。在后拖板14的上部固定有Z轴伺服电机16,伺服电机16旋转将运动传递给后拖板上的 Z轴滚珠丝杠22，带动前拖板17在Z轴导轨副21上实现Z轴方向运动。伺服电机16具有自 动抱轴功能。前拖板17通过竖向导轨滑块机构安装在后拖板14上，可以通过伺服电机驱动 和丝杠副的传动，在导轨滑块机构上实现运动。石材复合加工中心的复合动力头包括电主轴和加工工具回转装置，如图2所示，固定在 前拖板17上的电主轴18,提供加工所需的主运动。在电主轴18旁边安装有C轴旋转伺服电 机19，通过减速器20将运动传给一对啮合齿轮机构，通过啮合传动实现电主轴18即C轴和 加工工具的旋转。复合动力头采用电主轴18提供主运动，可相对于设备主体沿X轴、Y轴以 及Z轴方向运动的，可实现加工工具旋转。加工工具回转装置采用伺服电机驱动，控制C轴 转动。在作业时，工作人员从加工中心的正面进入工作台3，对夹具位置进行合理的摆放并安 放工件。准备工作做好后，关门。复合动力头从静止停放位置运动到加工工具库4上方，这 时，加工工具库4的罩板打开，程序控制抓取相应的加工工具。抓取完刀具的动力头由程序 控制进行对刀操作，定义坐标原点，选择合适的加工切入点。在程序控制下，走出预先设置 好的工件的形状路径。 一道工序加工完成后，动力头退出加工范围，并且准备进行下一工序。当所有工序都进行完以后，操作人员从正面进入工作台，取下工件，整个加工过程完成。权利要求1. 一种石材异型制品复合加工中心，包括支撑机构、动力机构和X、Y、Z三轴运动机构；其特征在于支撑机构包括底座和加工工具库，底座上安装有工作台，加工工具库固定在工作台上；动力机构包括复合动力头以及回转车床，复合动力头包括电主轴和加工工具回转装置，加工工具回转装置固定在电主轴一侧并与电主轴连接，电主轴固定在三轴运动机构的前拖板上，回转车床安装在工作台的后部；X、Y、Z三轴运动机构包括横梁、后拖板以及前拖板，横梁通过导轨副安装在底座上，横梁下部安装有Y轴驱动电机，后拖板通过横向导轨滑块机构安装在横梁上，后拖板的后部安装有X轴驱动电机，前拖板通过竖向导轨滑块机构安装在后拖板上，后拖板上部安装有Z轴驱动电机。2. 根据权利要求1所述的石材异型制品复合加工中心，其特征在于所述X轴驱动电机、Y 轴驱动电机和Z轴轴驱动电机均采用伺服电机。3. 根据权利要求1所述的石材异型制品复合加工中心，其特征在于所述X轴运动机构和Z 轴运动机构采用丝杠螺母副传动机构。4. 根据权利要求1所述的石材异型制品复合加工中心，其特征在于所述Y轴运动机构采用 齿轮齿条啮合传动机构。专利摘要本技术提供了一种石材异型制品复合加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石材异型制品复合加工中心，包括支撑机构、动力机构和Ｘ、Ｙ、Ｚ三轴运动机构；其特征在于：支撑机构包括底座和加工工具库，底座上安装有工作台，加工工具库固定在工作台上；动力机构包括复合动力头以及回转车床，复合动力头包括电主轴和加工工具回转装置，加工工具回转装置固定在电主轴一侧并与电主轴连接，电主轴固定在三轴运动机构的前拖板上，回转车床安装在工作台的后部；Ｘ、Ｙ、Ｚ三轴运动机构包括横梁、后拖板以及前拖板，横梁通过导轨副安装在底座上，横梁下部安装有Ｙ轴驱动电机，后拖板通过横向导轨滑块机构安装在横梁上，后拖板的后部安装有Ｘ轴驱动电机，前拖板通过竖向导轨滑块机构安装在后拖板上，后拖板上部安装有Ｚ轴驱动电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾殿高，刘阳，王兆生，王志，袁杰，张进生，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]