本發(fā)明涉及木材機械技術領域，特別地涉及一種高速全自動數(shù)控五面加工設備。

背景技術：

現(xiàn)有的普通數(shù)控銑床，由于刀具結構以及裝夾方式的限制，在一次安裝的條件下，最多只能同時加工三個方向，即只能加工工件(板材)的兩個側面和表面，若工件的多個面均需要進行加工，則必須待完成三個方向的加工(打孔)后，重新更換刀具、并將工件進行重新裝夾，或者是更換其他的加工方法；無論是更換刀具、裝夾工件或是更換加工方法，均會使加工的基準發(fā)生變化，導致加工精度特別是形位精度不高，工藝范圍不寬，其加工的質量和效率均不高，大大限制了數(shù)控銑的使用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種高速全自動數(shù)控五面加工設備，用于解決現(xiàn)有技術中存在的需要多次更換刀具以及多次裝夾工件，使加工精度和效率低下的技術問題。

本發(fā)明提供一種高速全自動數(shù)控五面加工設備，包括機架以及滑動地設置在所述機架內部的刀具組件；

所述刀具組件包括用于加工工件頂面或底面的第一刀頭以及用于加工工件側面的第二刀頭和第三刀頭，所述第一刀頭的切削方向、所述第二刀頭的切削方向以及所述第三刀頭的切削方向相互垂直。

在一個實施方式中，所述第一刀頭呈l形分布，所述第二刀頭和所述第三刀頭分別位于所述第一刀頭的兩側。

在一個實施方式中，所述第二刀頭包括左刀頭和右刀頭，所述左刀頭的切削方向和所述右刀頭的切削方向位于同一直線上且二者的進給方向相反。

在一個實施方式中，所述第三刀頭包括前刀頭和后刀頭，所述前刀頭的切削方向和所述前刀頭的切削方向位于同一直線上且二者的進給方向相反。

在一個實施方式中，所述刀具組件還包括移動座以及分別滑動設置在所述移動座上的第一刀具座、第二刀具座和第三刀具座；

所述第一刀頭設置在所述第一刀具座上，所述第一刀具座用于沿垂直于所述移動座的方向移動；

所述第二刀頭設置在所述第二刀具座上，所述第二刀具座用于沿垂直于所述移動座的方向移動；

所述第三刀頭設置在所述第三刀具座上，所述第三刀具座用于沿垂直于所述移動座的方向移動。

在一個實施方式中，所述刀具組件還包括驅動單元，所述驅動單元包括與所述移動座相連的第一氣缸以及分別與所述第一刀具座、第二刀具座和第三刀具座相連的第二氣缸組件。

在一個實施方式中，所述移動座上還設置有用于添加潤滑油的油嘴以及用于收集切削屑的碎屑收集槽。

在一個實施方式中，所述機架包括罩體，所述罩體的內部設置有操作臺，所述罩體的外部設置有控制面板；

所述操作臺的底部設置有滑軌，所述刀具組件的底部設置有滑塊，所述滑塊設置于所述滑軌上。

在一個實施方式中，所述操作臺上設置有用于壓緊工件的壓板組件以及用于移動工件的傳送組件。

在一個實施方式中，所述壓板組件包括滑動設置在所述操作臺上的平板，所述平板上均勻分布有多個定向輪。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：由于刀具組件中的第一刀頭、第二刀頭和第三刀頭的切削方向相互垂直，即三個刀頭的切削方向可構成一個空間直角坐標系，因此無需進行換刀即可一次性地完成對工件的五個面的加工，可節(jié)省大量的更換刀具的工時，使加工的效率大幅提高；此外，由于刀具組件的位置可進行移動，因此在加工完工件的一個面以后，只需移動刀具組件即可對另一個面進行加工，而無需翻轉工件，因此避免了傳統(tǒng)的加工方法中需要多次裝夾工件的工序，使加工的精度大大提高。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。

圖1是本發(fā)明的實施例中的高速全自動數(shù)控五面加工設備的立體結構示意視圖；

圖2是本發(fā)明的實施例中的高速全自動數(shù)控五面加工設備的內部結構示意視圖(圖中未示出罩體)；

圖3是本發(fā)明的實施例中的刀具組件的立體結構示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。

附圖標記：

1-機架；2-刀具組件；3-驅動單元；

11-罩體；12-操作臺；13-控制面板；

14-壓板組件；15-傳送組件；21-第一刀頭；

22-第二刀頭；23-第三刀頭；24-移動座；

25-第一刀具座；25-第二刀具座；27-第三刀具座；

28-油嘴；29-碎屑收集槽；141-平板；

142-定向輪；221-左刀頭；222-右刀頭；

231-前刀頭；232-后刀頭。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種高速全自動數(shù)控五面加工設備，包括機架1以及設置在機架1內部的刀具組件2。由于該設備主要用于加工板材，包括對板材的頂面(或底面)、前側面和后側面、左側面和右側面共計五個面進行打孔或開槽等操作，因此該刀具組件2主要是針對板材的上述五個面進行加工，故為“五面加工設備”。

刀具組件2可一次性地完成對上述五個面的加工，即可以進行垂直孔、側孔、切割、拉槽、鋸切、修邊等加工工藝。不僅省略了更換刀具的工序，而且工件只需在平面內進行移動，而需翻轉工件，因此其加工的質量和效率都大大提高。

此外，機架1采用鋁合金框架式結構，能夠提高設備整體剛度，使刀具組件2可以高速(45m/min)運行速度，以提高效率。

具體來說，刀具組件2包括用于加工工件頂面(或底面)的第一刀頭21以及用于加工工件側面的第二刀頭22和第三刀頭23，第一刀頭21的切削方向、第二刀頭22的切削方向以及第三刀頭23的切削方向相互垂直。

例如，第一刀頭21的切削方向(即軸線方向)沿豎直方向，第二刀頭22的切削方向(即軸線方向)沿水平方向，第三刀頭23的切削方向(即軸線方向)沿縱向方向，即三個刀頭的軸線可構成一個空間直角坐標系。

其中，第一刀頭21、第二刀頭22以及第三刀頭23的數(shù)量均為兩個或兩個以上。如圖3所示，第一刀頭21的數(shù)量為12個，第二刀頭22的數(shù)量為2個，第三刀頭23的數(shù)量為8個，具體的刀具的數(shù)量可根據(jù)需要進行選擇，在此不做規(guī)定。

由于對板材加工一般是進行開槽或打孔，因此第一刀頭21可采用鉆頭，優(yōu)選地，第一刀頭21選用金剛石鉆頭，其具有較高的硬度和耐磨性。更加優(yōu)選地，第一刀頭21可采用人造聚晶金剛石復合片(pdc)制成，其既具有金剛石的高硬度、高耐磨性與導熱性，又具有硬質合金的強度與抗沖擊韌性。

此外，12個第一刀頭21可分別采用不同直徑的鉆頭，即可用于加工不同直徑的孔，因此在加工過程中，無需更換刀具，僅需通過控制器選擇所需直徑的第一刀頭21的工作狀態(tài)即可，不僅可以節(jié)省大量的時間，還可減少由于換刀造成的加工誤差，提高了加工的質量。第二刀頭22和第三刀頭23與之類似，在此不再贅述。

進一步地，第一刀頭21呈l形分布，第二刀頭22和第三刀頭23分別位于第一刀頭21的兩側。如圖3所示，12個第一刀頭21按照6個成一列、6個成一排的方式進行排布，每個第一刀頭21的旋轉均有獨立的電機進行控制。

此外，第一刀頭21也可呈t形分布或井字形分布，即：第一刀頭21在工件的頂面(或底面)所在平面內，沿x方向(水平方向)和y方向(縱向方向)均有分布，以便加工工件在這兩個方向上的孔(或槽)。

第二刀頭22和第三刀頭23分別位于第一刀頭21的兩側，如圖3所示，第二刀頭22位于一列第一刀頭21的右側，以便加工工件的左側面和右側面；第三刀頭23位于該列第一刀頭21的左側，以便加工工件的前側面和后側面。

進一步地，第二刀頭22包括左刀頭221和右刀頭222，左刀頭221的切削方向和右刀頭222的切削方向位于同一直線上且二者的進給方向相反。如圖3所示，當需要分別加工工件的左側面和右側面時，通過左刀頭221完成對左側面的加工后，只需將刀頭組件2沿靠近右側面的方向移動，直至右刀頭222對準工件的右側面即可，在此過程中，即無需移動工件，也無需轉動刀頭，保證了加工的效率和精度。

類似地，第三刀頭23包括前刀頭231和后刀頭232，前刀頭231的切削方向和前刀頭242的切削方向位于同一直線上且二者的進給方向相反。

此外，刀具組件2還包括移動座24以及分別滑動設置在移動座24上的第一刀具座25、第二刀具座26和第三刀具座27。

其中，第一刀頭21設置在第一刀具座25上，第一刀具座25用于沿垂直于移動座24的方向移動；第二刀頭22設置在第二刀具座26上，第二刀具座26用于沿垂直于移動座24的方向移動；第三刀頭23設置在第三刀具座27上，第三刀具座27用于沿垂直于移動座24的方向移動。

如圖3所示，移動座24可帶動刀具整體進行移動，例如向上移動或水平移動，即通過移動座24可控制各個刀具的進給量。此外，為了避免干涉，當?shù)毒咛幱诜枪ぷ鳡顟B(tài)時，其位于相應的刀具座中；當?shù)毒咛幱诠ぷ鳡顟B(tài)時，其從相應的刀具座中沿其軸線方向伸出。

以第一刀頭21為例進行說明。當不需要對工件的頂面(或底面)進行加工時，第一刀頭21均位于相應的第一刀具座25的內部，如此在加工側面時便不會與第二刀頭22和第三刀頭23發(fā)生干涉；當需要對弓箭的頂面(或底面)進行加工時，相應直徑的第一刀頭21從對應的第一刀具座25中伸出，每個第一刀頭21伸出或縮回第一刀具座25中均由相應的氣缸進行控制；此外，還可根據(jù)需要選擇伸入的第一刀頭21的數(shù)量，如選擇3個第一刀頭21，那么即可一次性加工出3個孔(或槽)，能夠節(jié)省大量的加工工時。

第二刀頭22和第三刀頭23與之類似，在此不再贅述。

另外，如圖3所示，第一刀具座25為圓柱狀，其軸線與第一刀頭21的軸線重合；第二刀具座26和第三刀具座27均為長方體，且為了增加第二刀具22和第三刀具23的數(shù)量，在第二刀具座26和第三刀具座27上均設置有接口部，用于層疊多個刀具，如圖3中所示，第三刀具座27為兩層的層疊結構，可使第三刀具23的數(shù)量在原有的基礎上增加2個。

刀具組件2還包括驅動單元3，驅動單元3包括與移動座24相連的第一氣缸以及分別與第一刀具座25、第二刀具座26和第三刀具座27相連的第二氣缸組件。第一氣缸用于驅動移動座24進行移動，其分別控制各刀具的進給量；第二刀具座25、第二刀具座26和第三刀具座27的移動分別由第二氣缸組件中相應的氣缸進行控制。

進一步地，移動座24上還設置有用于添加潤滑油的油嘴28以及用于收集切削屑的碎屑收集槽29。

此外，移動座24的四周均設置有毛刷，毛刷位于移動座24的邊緣處，用于遮擋切削屑。

如圖1所示，機架1包括罩體11，罩體11的內部設置有操作臺12，罩體11的外部設置有控制面板13，通過控制面板13可以設定刀具組件2的運行速度、運行軌跡以及進給量等參數(shù)。

操作臺12的底部設置有滑軌，刀具組件2的底部設置有滑塊，滑塊設置于滑軌上。例如滑軌的延伸方向與第三刀頭23的軸線方向相同，通過動力裝置可控制刀具組件2沿滑軌進行滑動，從而使各刀頭到達相應的加工位置。

此外，操作臺12上設置有用于壓緊工件的壓板組件14。

進一步地，如圖2所示，壓板組件14包括滑動設置在操作臺12上的平板141，平板141上均勻分布有多個定向輪142，定向輪142可起到定位的作用，以保證加工的精度，此外還可保護工件的表面不被劃傷，保證加工后具有良好的表面質量。

操作臺12上還設置有用于移動工件的傳送組件15。通過控制面板13可控制傳送組件15對工件進行平移，傳送組件15上設置有自動靠擋定位裝置，可適用于不同寬度尺寸的工件的定位。

操作臺12上還設置有邊緣檢測裝置，其能夠自動檢測木板的邊緣，從而對放板誤差進行補償，使加工精度更高。

雖然已經參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。