專利名稱：數(shù)控加工機頭和設(shè)備、以及數(shù)控加工的實現(xiàn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機床領(lǐng)域，具體來說，涉及一種數(shù)控加工機頭和設(shè)備、以及數(shù)控加工的實現(xiàn)方法和裝置，可以實現(xiàn)ATC(Automatic Tool Changer,自動換刀裝置)的自動換刀功能。
背景技術(shù)：
在數(shù)控機床領(lǐng)域中，過去的數(shù)控機器類型都是根據(jù)加工類型來區(qū)分的，比如:數(shù)控雕刻機、切割機、數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑等，這些機器都只能完成一道工序，是單功能機器。后來,隨著CNC(Computer numerical control,計算機數(shù)字控制機床)技術(shù)的發(fā)展,人們對數(shù)控機器的功能要求越來越多，逐漸開發(fā)出了高端的數(shù)控機器-加工中心。加工中心配有支持自動換刀的主軸、刀庫等多個加工部件，而且加工中心還支持多把刀具的自動切換，從而很好的滿足了人們的需求。然而，高端的加工中心一般價格都非常的昂貴，動輒上百萬千萬的價格，讓大多數(shù)企業(yè)望而卻步，尤其是非金屬制造專業(yè)廠家；另外，高端的加工中心在操作上以及維修方面也相當(dāng)?shù)穆闊?，它需要專業(yè)的加工中心操作工程師才能進行操作，而且，由于對于大多數(shù)加工中心普遍采用的是進口的設(shè)備，一旦出現(xiàn)問題，不僅維修時間長，而且維修的費用也會比較高；此外，高端的加工中心也很難個性化定制需求，因為都是集成化的配置，很難針對需求做個性化的定制(比如ATC主軸的功率很高，無論做什么加工都必須用這樣的主軸去工作)；并且，加工中心，還不能集成大功率的數(shù)控鋸、臥銑等功能。因此，雖然開發(fā)出的加工中心能夠滿足人們的需求，但開發(fā)出的加工中心一般只適用于專業(yè)的大型加工領(lǐng)域，而不適用于民用加工領(lǐng)域。在民用加工領(lǐng)域中，人們一般都還是采用過去的單一功能的數(shù)控機器進行加工。但是，隨著工業(yè)的發(fā)展，在民用加 工領(lǐng)域中，單一功能的數(shù)控機器也逐漸滿足不了人們對數(shù)控加工的需要了。近年來，隨著用工成本不斷上升，個性化定制需求的不斷增加，人們發(fā)現(xiàn)單一功能的機器越來越不能滿足需要，其缺點主要在于:(I)功能單一，一臺機器只能完成一種加工，比如數(shù)控鋸只能完成數(shù)控據(jù)的切割，如果需要雕刻和銑型還需要購買一臺雕刻機。如果需要打孔，還需要買一臺數(shù)控鉆等，從而導(dǎo)致多道工序加工需要購買多臺機器，成本高。(2)占用人員多，每臺機器至少配置一個操作工，而且必須懂?dāng)?shù)控，會使用CAD、CAM軟件。(3)占用空間大，占地成本高。針對相關(guān)技術(shù)中單一功能的數(shù)控機器不能滿足人們的需求，而高端的加工中心又不適用于民用加工領(lǐng)域的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對相關(guān)技術(shù)中單一功能的數(shù)控機器不能滿足人們的需求，而高端的加工中心又不適用于民用加工領(lǐng)域的問題，本發(fā)明提出數(shù)控加工機頭和設(shè)備、以及數(shù)控加工的實現(xiàn)方法和裝置，能夠?qū)⒍嗟拦ば蛑悄芙M合，一次完成，具備多個加工頭，對加工頭沒有限制，可以個性化定制加工頭，而且在操作方面也比較簡單，性能也穩(wěn)定可靠，同時在功能方面，也實現(xiàn)了 ATC的自動換刀功能。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種數(shù)控加工機頭。該數(shù)控加工機頭，包括控制箱、橫梁、第一滑動機構(gòu)，第一滑動機構(gòu)在控制箱的控制下沿著橫梁運動，數(shù)控加工機頭進一步包括第二滑動機構(gòu)、加工頭固定裝置、多個第三滑動機構(gòu)以及與第三滑動機構(gòu)對應(yīng)的加工頭，其中，第二滑動機構(gòu)設(shè)置于第一滑動機構(gòu)上，第二滑動機構(gòu)用于在控制箱的控制下帶動加工頭固定裝置沿著垂直于橫梁的豎直方向運動，多個第三滑動機構(gòu)設(shè)置于加工頭固定裝置上，每個第三滑動機構(gòu)上設(shè)置有至少一個加工頭，并且每個第三滑動機構(gòu)用于在控制箱的控制下帶動加工頭沿著垂直于橫梁的豎直方向運動。其中，第三滑動機構(gòu)包括導(dǎo)軌、與導(dǎo)軌相配合的滑板以及伸縮裝置，導(dǎo)軌設(shè)置于加工頭固定裝置的側(cè)面并沿著沿垂直于橫梁的豎直方向延伸，加工頭設(shè)置于滑板上，滑板設(shè)置于導(dǎo)軌上并沿著導(dǎo)軌運動，伸縮裝置與滑板連接并在控制箱的控制下帶動滑板沿著導(dǎo)軌運動。此外，該數(shù)控加工機頭還包括:平衡機構(gòu)，連接于橫梁和加工頭固定裝置，平衡機構(gòu)用于在控制箱的控制下控制加工頭固定裝置的平衡狀態(tài)。其中，平衡機構(gòu)包括設(shè)置于加工頭固定裝置上方的伸縮裝置，該伸縮裝置通過伸縮控制加工頭固定裝置的平衡狀態(tài)。其中，加工頭固定裝置的形狀為以下之一:板狀、柱狀。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種數(shù)控加工設(shè)備，該數(shù)控加工設(shè)備包括數(shù)控加工機頭。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種數(shù)控加工的實現(xiàn)方法，用于控制數(shù)控加工機頭，實現(xiàn)了 ATC的自動換刀功能，并且，將ATC的自動換刀這個概念擴展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上。該實現(xiàn)方法包括:接收根據(jù)設(shè)計圖生成的G代碼；并且，對接收的G代碼進行分析，得到T指令；對T指令進行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，確定與數(shù)據(jù)信息對應(yīng)的操作控制信息，其中，操作控制信息包括以下至少之一:當(dāng)前需要控制的加工頭、與該加工頭對應(yīng)的第三滑動機構(gòu)的控制方式、該加工頭的指定位置、該加工頭的刀具替換方式；將確定的操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號發(fā)送到數(shù)控加工機頭上的控制電路中，促使控制電路控制對應(yīng)設(shè)備執(zhí)行對應(yīng)操作。其中，數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一:T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長的
設(shè)置信息。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種數(shù)控加工的實現(xiàn)裝置，用于控制數(shù)控加工機頭，實現(xiàn)了 ATC的自動換刀功能，并且，將ATC的自動換刀這個概念擴展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上。
該實現(xiàn)裝置包括:第一分析模塊，用于接收根據(jù)設(shè)計圖生成的G代碼；并且，對接收的G代碼進行分析，得到T指令；第二分析模塊，用于對T指令進行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，確定與數(shù)據(jù)信息對應(yīng)的操作控制信息，其中，操作控制信息包括以下至少之一:當(dāng)前需要控制的加工頭、與該加工頭對應(yīng)的第三滑動機構(gòu)的控制方式、該加工頭的指定位置、該加工頭的刀具替換方式；控制處理模塊，用于將確定的操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號發(fā)送到數(shù)控加工機頭上的控制電路中，促使控制電路控制對應(yīng)機構(gòu)執(zhí)行對應(yīng)操作。其中，數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一:T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長的
設(shè)置信息。本發(fā)明通過加工頭固定裝置和多個第三滑動機構(gòu)，實現(xiàn)了多個加工頭的組合，每個加工頭之間相互獨立，不受影響，而且，本發(fā)明通過實現(xiàn)方法，還實現(xiàn)了高檔加工中心所帶有的ATC的自動換刀功能，將ATC的自動換刀這個概念擴展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上，極大的滿足了人們對數(shù)控機器的功能需求，此外，由于本發(fā)明對加工頭無限制要求，在實際使用時，還可安裝根據(jù)需求定制的加工頭，提高了使用時的靈活性，另外，本發(fā)明更換和維修也極為的方便，不需要漫長的等待，所采用的零部件在普通市場上均可買到。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用板狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機頭的正視圖；圖2是圖1所示數(shù)控加工機頭的俯視圖；圖3是從圖1所示數(shù)控加工機頭剔除加工頭后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2所示數(shù)控加工機頭的俯視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用柱狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機頭的正視圖；圖6是圖5所示數(shù)控加工機頭的俯視圖；圖7是從圖5所示的數(shù)控加工機頭剔除加工頭后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7所示數(shù)控加工機頭的俯視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)控加工的實現(xiàn)方法的流程示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)控加工的實現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)控加工的實現(xiàn)方法中T指令的流程示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種采用板狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機頭，如圖1至圖4所示，其中，圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用板狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機頭的正視圖，從圖1中可以看出，數(shù)控加工機頭包括橫梁1、第一滑動機構(gòu)2、傳動機構(gòu)3和ATC自動換刀刀庫4，當(dāng)然還 包括控制箱(圖1中未示出)，其中，第一滑動機構(gòu)2在控制箱的控制下沿著橫梁I運動(即沿著圖1中的X軸方向運動)，傳動結(jié)構(gòu)3在控制箱的控制下帶動橫梁I沿著垂直于橫梁I的水平方向運動(即沿著圖1中的Y軸方向運動)，ATC自動換刀刀庫4設(shè)置于橫梁I的一側(cè)端，ATC自動換刀刀庫4在控制箱的控制下實現(xiàn)自動換刀。此外，從圖1中還可以看出，數(shù)控加工機頭還包括板狀的加工頭固定裝置6、多個第三滑動機構(gòu)7以及與第三滑動機構(gòu)7對應(yīng)的加工頭8，其中，多個第三滑動機構(gòu)7設(shè)置于板狀的加工頭固定裝置6上，每個第三滑動機構(gòu)7上設(shè)置有至少一個加工頭8，并且每個第三滑動機構(gòu)7在控制箱的控制下帶動加工頭8沿著垂直于橫梁I的豎直方向運動(即沿著圖1中的Z軸方向運動)。另外，從圖1中還可以看出，數(shù)控加工機頭還包括平衡機構(gòu)9，平衡機構(gòu)9連接于橫梁I和板狀的加工頭固定裝置6，平衡機構(gòu)9在控制箱的控制下控制板狀的加工頭固定裝置6的平衡狀態(tài)。在實際應(yīng)用時，平衡機構(gòu)9可以是設(shè)置于板狀的加工頭固定裝置6上方的伸縮裝置，該伸縮裝置通過伸縮控制板狀的加工頭固定裝置6的平衡狀態(tài)。在一個實施例中，伸縮裝置可以包括兩個伸縮氣缸，一個氣缸連接在板狀的加工頭固定裝置6的一端，另一個氣缸連接在板狀的加工頭固定裝置6的另一端，兩個氣缸通過伸縮，控制板狀的加工頭固定裝置6的空間位置(例如，使板狀的加工頭固定裝置6位于水平狀態(tài))。在另一實施例中，板狀的加工頭固定裝置6的一端可以鉸接固定，另一端固定有伸縮氣缸，該伸縮氣缸的運動同樣可以控制板狀的加工頭固定裝置6的空間位置。圖2是圖1的俯視圖，從圖2中可以看出，數(shù)控加工機頭還包括第二滑動機構(gòu)5和機頭護罩10,其中,第二滑動機構(gòu)5設(shè)置于第一滑動機構(gòu)2上,第二滑動機構(gòu)5在控制箱的控制下帶動板狀的加工頭固定裝置6沿著垂直于橫梁I的豎直方向運動(即沿著圖2中的Y軸方向運動)。圖3是圖1中剔除加工頭8后的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖3中可以清楚的看出，第三滑動機構(gòu)7包括導(dǎo)軌11、與導(dǎo)軌11相配合的滑板12以及伸縮裝置13，導(dǎo)軌11設(shè)置于板狀的加工頭固定裝置6的側(cè)面并沿著沿垂直于橫梁I的豎直方向(即圖3中的Z軸方向)延伸，加工頭8設(shè)置于滑板12上，滑板12設(shè)置于導(dǎo)軌11上并沿著導(dǎo)軌11運動，伸縮裝置13與滑板12連接并在控制箱的控制下帶動滑板12沿著導(dǎo)軌11運動。在一個實施例中，伸縮裝置13可以是氣缸，氣缸通過伸縮控制滑板12在導(dǎo)軌11上運動，進而帶動加工頭8沿著導(dǎo)軌11運動，實現(xiàn)加工頭8之間的上下切換。圖4是圖3的俯視圖，從圖4中也可以清楚的看出，第三滑動機構(gòu)7包括導(dǎo)軌11和與導(dǎo)軌11相配合的滑板12，由于圖4是圖3的俯視圖，所以在圖4中為了不影響導(dǎo)軌11和滑板12的示出，就未示出伸縮裝置13。在實際生產(chǎn)時，圖1至圖4體現(xiàn)出的數(shù)控加工機頭中的板狀加工頭固定裝置6的板狀形狀可以根據(jù)實際需求采用不同的形狀(例如，弧形板、T形板等)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種采用柱狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機頭。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用柱狀的加工頭固定裝置的數(shù)控加工機頭的正視圖，從圖5中可以看出，數(shù)控加工機頭包括橫梁1、第一滑動機構(gòu)2、傳動機構(gòu)3和ATC自動換刀刀庫4，當(dāng)然還包括控制箱(圖5中未示出)，其中，第一滑動機構(gòu)2在控制箱的控制下沿著橫梁I運動(即沿著圖5中的X軸方向運動)，傳動結(jié)構(gòu)3在控制箱的控制下帶動橫梁I沿著垂直于橫梁I的水平方向運動(即沿著圖5中的Y軸方向運動)，ATC自動換刀刀庫4設(shè)置于橫梁I的一側(cè)端，ATC自動換刀刀庫4在控制箱的控制下實現(xiàn)自動換刀。此外，從圖5中還可以看出，數(shù)控加工機頭還包括柱狀的加工頭固定裝置6、多個第三滑動機構(gòu)7以及與第三滑動機構(gòu)7對應(yīng)的加工頭8，其中，多個第三滑動機構(gòu)7設(shè)置于板狀的加工頭固定裝置6上，每個第三滑動機構(gòu)7上設(shè)置有至少一個加工頭8，并且每個第三滑動機構(gòu)7在控制箱的控制下帶動加工頭8沿著垂直于橫梁I的豎直方向運動(即沿著圖5中的Z軸方向運動)。圖6是圖 5所示數(shù)控加工機頭的俯視圖，從圖6中可以看出，數(shù)控加工機頭還包括第二滑動機構(gòu)5、平衡機構(gòu)9和機頭護罩10，其中，第二滑動機構(gòu)5設(shè)置于第一滑動機構(gòu)2上，第二滑動機構(gòu)5在控制箱的控制下帶動柱狀的加工頭固定裝置6沿著垂直于橫梁I的豎直方向運動(即沿著圖6中的Y軸方向運動)；平衡機構(gòu)9連接于橫梁I和柱狀的加工頭固定裝置6，平衡機構(gòu)9在控制箱的控制下控制柱狀的加工頭固定裝置6的平衡狀態(tài)。在實際應(yīng)用時，平衡機構(gòu)9可以是設(shè)置于柱狀的加工頭固定裝置6上方的伸縮裝置，該伸縮裝置通過伸縮控制柱狀的加工頭固定裝置6的平衡狀態(tài)。在一個實施例中，伸縮裝置可以包括兩個伸縮氣缸，一個氣缸連接在柱狀的加工頭固定裝置6的一側(cè)，另一個氣缸連接在柱狀的加工頭固定裝置6的另一側(cè)，兩個氣缸通過伸縮，控制柱狀的加工頭固定裝置6的空間位置(例如，使柱狀的加工頭固定裝置6位于水平狀態(tài))。在另一實施例中，柱狀的加工頭固定裝置6的一側(cè)可以鉸接固定，另一側(cè)固定有伸縮氣缸，該伸縮氣缸的運動同樣可以控制柱狀的加工頭固定裝置6的空間位置。圖7是圖5中剔除加工頭8后的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖7中可以清楚的看出，第三滑動機構(gòu)7包括導(dǎo)軌11、與導(dǎo)軌11相配合的滑板12以及伸縮裝置13，導(dǎo)軌11設(shè)置于柱狀的加工頭固定裝置6的側(cè)面并沿著沿垂直于橫梁I的豎直方向(即圖7中的Z軸方向)延伸，加工頭8設(shè)置于滑板12上，滑板12設(shè)置于導(dǎo)軌11上并沿著導(dǎo)軌11運動，伸縮裝置13與滑板12連接并在控制箱的控制下帶動滑板12沿著導(dǎo)軌11運動。在一個實施例中，伸縮裝置13可以是氣缸，氣缸通過伸縮控制滑板12在導(dǎo)軌11上運動，進而帶動加工頭8沿著導(dǎo)軌11運動，實現(xiàn)加工頭8之間的上下切換。圖8是圖7所示數(shù)控加工機頭的俯視圖，從圖8中也可以清楚的看出，第三滑動機構(gòu)7包括導(dǎo)軌11和與導(dǎo)軌11相配合的滑板12，由于圖8是圖7的俯視圖，所以在圖8為了不影響導(dǎo)軌11和滑板12的示出，就未示出伸縮裝置13。在實際生產(chǎn)時，圖5至圖8體現(xiàn)出的數(shù)控加工機頭中的柱狀的加工頭固定裝置6的柱狀形狀可以根據(jù)實際需求采用不同的形狀(例如，棱柱、圓柱等)。上述技術(shù)方案中，圖1至圖4所體現(xiàn)出的數(shù)控加工機頭與圖5至圖8所體現(xiàn)出的數(shù)控加工機頭的區(qū)別點在于:圖1至圖4所體現(xiàn)出的數(shù)控加工機頭中的加工頭固定裝置6的形狀為板狀，而圖5至圖8中所體現(xiàn)出的數(shù)控加工機頭中的加工頭固定裝置6的形狀為柱狀，不管是板狀的加工頭固定裝置6，還是柱狀的加工頭固定裝置6均為加工頭8提供了很好的分布空間，使得本發(fā)明可以實現(xiàn)安裝普通ATC自動換刀主軸、轉(zhuǎn)向鋸、動力鉆等多個加工頭8，進而使得本發(fā)明實現(xiàn)了多種功能(包括鉆孔、鏤銑、下料等)。該套設(shè)計充分考慮了換到的預(yù)留空間及吸塵罩的加工要求，拆除、安裝都很方便。在實際使用時，由于各加工頭8的形狀以及占用的空間不同，所以在安裝加工頭8之前，可以根據(jù)加工頭8的形狀以及占用的空間選用適合的加工頭固定裝置4的形狀。在本發(fā)明中，柱狀的加工頭固定裝置6優(yōu)選為棱柱式，棱柱式的加工頭固定裝置6具有4個安裝側(cè)面(其中，可以通過一個安裝側(cè)面將加工頭固定裝置與第二滑動機構(gòu)固定，其他的安裝側(cè)面用于安裝加工頭，將安裝側(cè)面的數(shù)量也可以是其他數(shù)量)，用于安裝加工頭的3個安裝側(cè)面上均可以實現(xiàn)不同的刀具組合，這些安裝側(cè)面還可以實現(xiàn)270度的空間變化，進而可以使得本發(fā)明實現(xiàn)左右和前后的臥銑，并且，每個安裝側(cè)面可以安裝一個或多個加工頭。根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了一種數(shù)控加工設(shè)備，該數(shù)控加工設(shè)備包括的數(shù)控加工機頭。根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了一種數(shù)控加工的實現(xiàn)方法，用于控制數(shù)控加工機頭，實現(xiàn)了 ATC的自動換刀功能，并且，將ATC的自動換刀這個概念擴展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上。如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)控加工的實現(xiàn)方法，包括:步驟S901，接收根據(jù)設(shè)計圖生成的G代碼；并且，對接收的G代碼進行分析，得到T指令；步驟S903，對T指令進行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，確定與數(shù)據(jù)信息對應(yīng)的操作控制信息，其中，操作控制信息包括以下至少之一:當(dāng)前需要控制的加工頭8、與該加工頭8對應(yīng)的第三滑動機構(gòu)的控制方式、該加工頭8的指定位置、該加工頭8的刀具替換方式；步驟S905，將確定的操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號發(fā)送到數(shù)控加工機頭上的控制電路中，促使控制電路控制對應(yīng)設(shè)備執(zhí)行對應(yīng)操作。其中，數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一:T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長的
設(shè)置信息。根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供了一種數(shù)控加工的實現(xiàn)裝置，用于控制數(shù)控加工機頭，實現(xiàn)了 ATC的自動換刀功能，并且，將ATC的自動換刀這個概念擴展到了數(shù)控鋸、數(shù)控鉆、數(shù)控臥銑頭等加工頭上。如圖10所示 ，根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)控加工的實現(xiàn)裝置，包括:第一分析模塊101，用于接收根據(jù)設(shè)計圖生成的G代碼；并且，對接收的G代碼進行分析，得到T指令；
第二分析模塊102，用于對T指令進行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)數(shù)據(jù)信息，確定與數(shù)據(jù)信息對應(yīng)的操作控制信息，其中，操作控制信息包括以下至少之一:當(dāng)前需要控制的加工頭8、與該加工頭8對應(yīng)的第三滑動機構(gòu)的控制方式、該加工頭8的指定位置、該加工頭8的刀具替換方式；控制處理模塊103，用于將確定的操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號發(fā)送到數(shù)控加工機頭上的控制電路中，促使控制電路控制對應(yīng)機構(gòu)執(zhí)行對應(yīng)操作。其中，數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一:T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長的
設(shè)置信息。以下對本發(fā)明上述技術(shù)方案中的T指令執(zhí)行流程進行說明。如圖11所示，對T指令的處理分為四個部分，分別為三個準(zhǔn)備部分和一個處理部分。準(zhǔn)備部分包括:T指令映射表，定義對應(yīng)的物理加工頭8，可以使一個，也可以使組合；T刀位設(shè)置，設(shè)置T的位置，以Tl為基準(zhǔn)，方法是用對刀塊制定位置，并且將刀塊移動到這一指定的位置即可，之后會根據(jù)位置自動確定換刀的位置。T刀長的設(shè)置，一旦設(shè)置了 T刀位的位置后，用戶在實際操作過程中，如果更換刀具，只需要把刀具輕觸對刀塊表面即可，之后會自動計算刀長的位置，自動計算偏移。在實際應(yīng)用中，當(dāng)作業(yè)加工時，接收到T指令后，首先判斷是否能切換到指定位置，然后進行xyz坐標(biāo)變 換，也就是所說的自動換刀ATC。移動到指定位置后，進行加工頭8的切換，然后啟動加工頭8 (例如，可以啟動加工頭的刀具)開始加工。綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過巧妙的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，配合伸縮控制、電氣控制來實現(xiàn)用于加工中心上的ATC自動換刀技術(shù)，既能達到加工中心的效果，支持上層的T換刀指令，又能按照客戶要求定制，比如說功率、功能等，最小可以到30瓦，最大可以到IlK瓦，從電主軸、鋸、鉆都可以定制。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)方面，通過板狀結(jié)構(gòu)和柱狀結(jié)構(gòu)來形成空間的幾何拓撲，可以用最低的成本實現(xiàn)多種加工頭8的組合，無需改動機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計，直觀，容易安裝和維護，部件間獨立，不受影響；通過伸縮控制實現(xiàn)切換，并且可以任何組合，邏輯刀號T可以對應(yīng)任意的加工頭8的組合；在控制方面，引入了加工中心的T指令概念，并擴展到加工頭8的任何組合，可以隨意制定刀號，這樣客戶就能完成各種需要的加工功能，加工頭8的組合最多可以達8個，可以是電主軸、鋸、鉆的組合，最多支持64把刀具。本發(fā)明中各種加工頭8的自動切換，可以精確到0.1mm，只需要校準(zhǔn)一次就能連續(xù)實用，切換時間最快僅為I秒，在大量重復(fù)加工過程中，可以節(jié)省大量時間；同時，本發(fā)明中，所采用的零部件在普通市場上均可買到，不需要像加工中心那樣漫長的等待維修，更換、維修方便。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控加工機頭，包括控制箱、橫梁、第一滑動機構(gòu)，所述第一滑動機構(gòu)在所述控制箱的控制下沿著所述橫梁運動，其特征在于，所述數(shù)控加工機頭進一步包括第二滑動機構(gòu)、加工頭固定裝置、多個第三滑動機構(gòu)以及與所述第三滑動機構(gòu)對應(yīng)的加工頭，其中，所述第二滑動機構(gòu)設(shè)置于所述第一滑動機構(gòu)上，所述第二滑動機構(gòu)用于在所述控制箱的控制下帶動所述加工頭固定裝置沿著垂直于所述橫梁的豎直方向運動，所述多個第三滑動機構(gòu)設(shè)置于所述加工頭固定裝置上，每個第三滑動機構(gòu)上設(shè)置有至少一個加工頭，并且每個第三滑動機構(gòu)用于在所述控制箱的控制下帶動加工頭沿著垂直于所述橫梁的豎直方向運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控加工機頭，其特征在于，所述第三滑動機構(gòu)包括導(dǎo)軌、與導(dǎo)軌相配合的滑板以及伸縮裝置，其中，所述導(dǎo)軌設(shè)置于所述加工頭固定裝置的側(cè)面并沿著沿垂直于所述橫梁的豎直方向延伸，加工頭設(shè)置于所述滑板上，所述滑板設(shè)置于所述導(dǎo)軌上并沿著所述導(dǎo)軌運動，所述伸縮裝置與所述滑板連接并在所述控制箱的控制下帶動所述滑板沿著導(dǎo)軌運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控加工機頭，其特征在于，進一步包括 平衡機構(gòu)，連接于所述橫梁和所述加工頭固定裝置，所述平衡機構(gòu)用于在所述控制箱的控制下控制所述加工頭固定裝置的平衡狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控加工機頭，其特征在于，所述平衡機構(gòu)包括設(shè)置于所述加工頭固定裝置上方的伸縮裝置，該伸縮裝置通過伸縮控制所述加工頭固定裝置的平衡狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控加工機頭，其特征在于，所述加工頭固定裝置的形狀為以下之一 板狀、柱狀。
6.一種數(shù)控加工設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求I至5中任一項所述的數(shù)控加工機頭。
7.—種數(shù)控加工的實現(xiàn)方法，用于控制權(quán)利要求I至5中任一項所述的數(shù)控加工機頭，其特征在于，包括 接收根據(jù)設(shè)計圖生成的G代碼；并且，對接收的所述G代碼進行分析，得到T指令； 對所述T指令進行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息，確定與所述數(shù)據(jù)信息對應(yīng)的操作控制信息，其中，所述操作控制信息包括以下至少之一當(dāng)前需要控制的加工頭、與該加工頭對應(yīng)的第三滑動機構(gòu)的控制方式、該加工頭的指定位置、該加工頭的刀具替換方式； 將確定的所述操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號發(fā)送到數(shù)控加工機頭上的控制電路中，促使控制電路控制對應(yīng)設(shè)備執(zhí)行對應(yīng)操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一 T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長的設(shè)置信息。
9.一種數(shù)控加工的實現(xiàn)裝置，用于控制權(quán)利要求I至5中任一項所述的數(shù)控加工機頭，其特征在于，包括 第一分析模塊，用于接收根據(jù)設(shè)計圖生成的G代碼；并且，對接收的所述G代碼進行分析，得到T指令； 第二分析模塊，用于對所述T指令進行分析，得到T指令中包含的數(shù)據(jù)信息，并且，根據(jù)所述數(shù)據(jù)信息，確定與所述數(shù)據(jù)信息對應(yīng)的操作控制信息，其中，所述操作控制信息包括以下至少之一當(dāng)前需要控制的加工頭、與該加工頭對應(yīng)的第三滑動機構(gòu)的控制方式、該加工頭的指定位置、該加工頭的刀具替換方式； 控制處理模塊，用于將確定的所述操作控制信息轉(zhuǎn)換成操作控制電信號，并且，將轉(zhuǎn)換后的操作控制電信號發(fā)送到數(shù)控加工機頭上的控制電路中，促使控制電路控制對應(yīng)機構(gòu)執(zhí)行對應(yīng)操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實現(xiàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)信息包括以下至少之一 T指令映射表信息、T刀位設(shè)置信息、T刀長的設(shè)置信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)控加工機頭，該數(shù)控加工機頭包括第二滑動機構(gòu)、加工頭固定裝置、多個第三滑動機構(gòu)以及與第三滑動機構(gòu)對應(yīng)的加工頭，其中，第二滑動機構(gòu)設(shè)置于所述第一滑動機構(gòu)上，第二滑動機構(gòu)用于在所述控制箱的控制下帶動加工頭固定裝置沿著垂直于所述橫梁的豎直方向運動，多個第三滑動機構(gòu)設(shè)置于所述加工頭固定裝置上，每個第三滑動機構(gòu)上設(shè)置有至少一個加工頭，并且每個第三滑動機構(gòu)用于在控制箱的控制下帶動加工頭沿著垂直于橫梁的豎直方向運動。本發(fā)明通過加工頭固定裝置和多個第三滑動機構(gòu)，實現(xiàn)了多個加工頭的組合，并且，通過實現(xiàn)方法，還實現(xiàn)了高檔加工中心所帶有的自動換刀功能，極大的滿足了人們對數(shù)控機器的功能需求。
文檔編號B23Q3/16GK103252684SQ20131018343
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月17日
發(fā)明者高樹公 申請人:北京銘龍?zhí)焱萍加邢薰?br>