本發(fā)明屬于先進制造技術領域，涉及一種可重構(gòu)的加工系統(tǒng)。

背景技術：

隨著全球化的進程，加劇了制造行業(yè)的競爭，而產(chǎn)品種類的不斷增多、市場需求的大幅度波動、技術的不斷更新?lián)Q代、產(chǎn)品周期的不斷縮小，使得傳統(tǒng)的加工系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足快速響應、柔性生產(chǎn)、高效益等生產(chǎn)目標。全球化的競爭使得新產(chǎn)品的推出窗口越來越小，消費者的苛刻要求，迫使企業(yè)想方設法以低成本生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品來獲取競爭優(yōu)勢。而可重構(gòu)加工系統(tǒng)(reconfigurablemanufacturingsystem，rms)可以根據(jù)客戶要求提供精確的功能和能力需求，逐漸成為了研究的熱點。

可重構(gòu)機床(reconfigurablemachinetools，rmt)是rms的關鍵設備，rmt的原型設計是rms實現(xiàn)的關鍵環(huán)節(jié)。如何進行rmt原型設計以實現(xiàn)rmt構(gòu)型的快速轉(zhuǎn)換，并基于rmt快速實施rms是rms研究的熱點。

rmt設計需要遵循模塊化、伸縮性、集成性和轉(zhuǎn)換性。目前的rmt經(jīng)典設計方式包括模塊結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)，分別關注機床模塊的設計和機床主軸運動，如圖1所示。

目前的rmt原型設計和rms實現(xiàn)方法存在著如下問題：

(1)基于模塊結(jié)構(gòu)的rmt存在著模塊劃分方法不明確，模塊組合過于復雜，構(gòu)形轉(zhuǎn)換難度大。

(2)基于整體結(jié)構(gòu)的rmt只能對主軸的角度進行調(diào)整，機床構(gòu)形豐富程度不足。

(3)基于現(xiàn)有rmt的rms沒有考慮重構(gòu)特性，無法體現(xiàn)與傳統(tǒng)加工系統(tǒng)的區(qū)別。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)的加工系統(tǒng)，底座、功能臂和工作臺之間僅有物理接口，可以實現(xiàn)rmt的快速重構(gòu)。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

一種可重構(gòu)的加工系統(tǒng)，由機床組成，機床之間通過機床連接面匹配連接。

其中機床的底座為矩形結(jié)構(gòu)，包括兩種形式的機床：第一類機床以矩形的左右兩側(cè)面為機床連接面；第二類機床以矩形的相鄰兩側(cè)面為機床連接面。

多個第一類機床通過其機床連接面匹配連接獲得直線加工系統(tǒng)。

不同數(shù)量的第一類機床和第二類機床通過其機床連接面匹配連接獲得l形或者環(huán)形加工系統(tǒng)。

進一步地，機床包括三個模塊，分別為底座、功能臂和加工臺，其中底座上具有加工臺配合部、功能臂配合部、以及一組機床接口，底座上選取兩個側(cè)面作為機床連接面；

加工臺配合部為開設于底座表面的軌道，該軌道貫穿底座的兩個機床連接面；功能臂配合部為開設于底座的側(cè)邊的軌道，跟加工臺配合部軌道平行；機床接口開設于底座的兩連接面上，兩連接面上的機床接口互相匹配；

功能臂包括主體部分和機床主軸，其中主體部分為倒l型，沿倒l型兩側(cè)面開設軌道，主體部分底部設置第一底座配合部，第一底座配合部與功能臂配合部相配合安裝，即功能臂通過第一底座配合部安裝于底座上；

機床主軸包括支撐塊、滑塊和加工軸，其中支撐塊上部具有供滑塊滑動的軌道，加工軸設置于滑塊一端；支撐塊底部設置有與主體部分軌道連接的主體配合部，主體配合部與機械臂的主體部分軌道滑動配合；

加工臺的底部設置有第二底座配合部，加工臺通過該第二底座配合部與底座的加工臺配合部滑動配合。

進一步地，針對第二類機床，非機床連接面的其他兩側(cè)面分別為a面和b面；加工臺配合部由三段軌道組成，包括與a面平行的軌道、與b面平行的軌道、以及連接上述兩軌道的彎道。

進一步地，加工臺的表面根據(jù)需求添加裝卡結(jié)構(gòu)用于固定待加工零件。

有益效果：

本發(fā)明所提供的一種可重構(gòu)的加工系統(tǒng)，其底座、功能臂和工作臺之間僅通過物理接口連接，功能高度集成了加工功能，包括主體部分的機床主軸，功能臂與底座之間只有物理接口。在構(gòu)形轉(zhuǎn)換過程中，可以通過功能臂的直接替換來實現(xiàn)本可重構(gòu)加工系統(tǒng)的重構(gòu)，例如將原功能臂的移除，根據(jù)功能需求進行新功能臂的選型，以及進行新功能臂的安裝，最后根據(jù)具體加工需求進行刀具、加工速度等進行調(diào)試，以滿足加工需求。

本發(fā)明中底座和功能臂的物理接口采用標準化接口，從而可以實現(xiàn)快速重構(gòu)。另外，底座與功能臂的接口是直線軌道，功能臂可以沿著直線軌道移動來改變位置，也可以在同一個底座軌道上并列多個相同或者不同加工功能的功能臂，從而實現(xiàn)了對功能臂加工功能的選擇，實現(xiàn)了重構(gòu)的靈活性。

附圖說明

圖1為rmt設計方式中的模塊結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)，其中圖1(a)為模塊結(jié)構(gòu)，圖1(b)為整體結(jié)構(gòu)。

圖2為本發(fā)明的可重構(gòu)的加工系統(tǒng)的機床模塊結(jié)構(gòu)圖，其中圖2(a)為實施例1所給出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中1-底座、2-功能臂、3-加工臺，圖2(b)為實施例2所給出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖3為本發(fā)明的可重構(gòu)的加工系統(tǒng)的機床底座結(jié)構(gòu)圖，其中圖3(a)為實施例1所給出的機床底座結(jié)構(gòu)，其中(1-1)加工臺配合部、(1-2)功能臂配合部、(1-3)機床接口，圖3(b)為實施例2所給出的機床底座結(jié)構(gòu)。

圖4為功能臂主體部分結(jié)構(gòu)圖；圖4(a)為主體部分(2-1)結(jié)構(gòu)圖；圖4(b)為機床主軸結(jié)構(gòu)圖，其中(2-2)支撐塊、(2-3)滑塊、(2-4)加工軸。

圖5為本發(fā)明中可重構(gòu)的加工系統(tǒng)的加工臺表面及其裝卡結(jié)構(gòu)的(a)、(b)和(c)三種實施例，其中(3-1)第二底座配合部、(3-2)裝卡結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。

本發(fā)明提供了一種可重構(gòu)的加工系統(tǒng)，系統(tǒng)由機床組成，機床之間通過機床連接面匹配連接；

其中機床的底座為矩形結(jié)構(gòu)，包括兩種形式的機床：第一類機床以矩形的左右兩側(cè)面為機床連接面；第二類機床以矩形的相鄰兩側(cè)面為機床連接面；

多個第一類機床通過其機床連接面匹配連接獲得直線加工系統(tǒng)；

不同數(shù)量的第一類機床和第二類機床通過其機床連接面匹配連接獲得l形或者環(huán)形加工系統(tǒng)。

本實施例中，機床包括三個模塊，分別為底座1、功能臂2和加工臺3，其中底座上具有加工臺配合部1-1、功能臂配合部1-2、以及一組機床接口1-3，底座上選取兩個側(cè)面作為機床連接面；加工臺配合部1-1為開設于底座表面的軌道，該軌道貫穿底座的兩個機床連接面；功能臂配合部1-2開設于底座的側(cè)邊，跟加工臺配合部1-1平行；機床接口設置于底座的兩連接面上，兩連接面上的機床接口1-3互相匹配。

功能臂包括主體部分和機床主軸，其中主體部分2-1為倒l型，沿倒l型兩側(cè)邊開設軌道，主體部分底部設置第一底座配合部，第一底座配合部與功能臂配合部相配合安裝，即功能臂通過第一底座配合部安裝于底座上。主體部分結(jié)構(gòu)如圖4所示。

機床主軸包括支撐塊2-2、滑塊2-3、和加工軸2-4，其中支撐塊上部具有供滑塊滑動的軌道，加工軸設置于滑塊一端；支撐塊底部設置有與主體部分軌道連接的主體配合部，機床主軸通過主體配合部與主體部分軌道滑動配合。

加工臺的底部設置有第二底座配合部3-1，加工臺通過該第二底座配合部與底座的加工臺配合部1-1滑動連接。

實施例1、其中上述底座形狀不限，只要具備兩個側(cè)面作為機床連接面即可。針對第一類機床，其以矩形的左右兩側(cè)面為機床連接面。其中底座如圖3(a)所示，與功能臂組裝起來如圖2(a)所示。

實施例2、針對第二類機床，以矩形的相鄰兩側(cè)面為機床連接面；以矩形中除機床連接面之外的其他兩側(cè)面為a面和b面；加工臺接口由三段軌道組成，包括與a面平行的軌道、與b面平行的軌道、以及連接上述兩軌道的彎軌道。如圖3所示，與功能臂組裝起來如圖2(b)所示。

加工臺的表面根據(jù)需求添加裝卡結(jié)構(gòu)用于固定待加工零件，例如三爪卡盤等，具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

綜上，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。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，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。