專利名稱：部件組合式加工中心的制作方法
這一發(fā)明涉及一部件組合式加工中心，該中心配置有一個(gè)機(jī)架，機(jī)架導(dǎo)軌上安裝有一個(gè)十字滑板，其上裝有多軸可調(diào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸，同時(shí)配有切屑與冷卻液收集裝置，機(jī)架通過(guò)一外罩遮蓋起來(lái)。
該類型加工中心在DE-OS4012690中予以介紹，這一加工中心的組成為支承工件工作臺(tái)床身，床身縱向滑板，可在滑板上橫向移動(dòng)的立架，可沿立架鉛垂向移動(dòng)的加工頭，配有換刀器的刀庫(kù)，床身為向后傾斜式，工件工作臺(tái)設(shè)置在床身正面，傾斜式床身鉛垂正面設(shè)有支撐，以固定工作臺(tái)懸臂，至少還設(shè)有一個(gè)排屑井，立架由兩個(gè)通過(guò)至少一個(gè)堅(jiān)固的橫梁相互固定的高剛度立柱組成，立柱內(nèi)設(shè)有多條鉛垂向?qū)к墸庸ゎ^兩側(cè)沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，立架上可選擇地安裝各種加工頭，其正面安裝有一個(gè)隨行式擋板，使切屑沿?fù)醢寤肱判季?，擋板呈百葉窗式，下端與床身固定，加工頭可在其上端側(cè)向移動(dòng)。各種刀具臺(tái)通過(guò)懸臂安裝在床身上，刀具庫(kù)與換刀裝置固定在立架旁邊，可推動(dòng)傾斜式滑板靠近換刀位置。
DE-OS3824602為一種切削加工機(jī)庫(kù)，可加工立方形和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱類工件，針對(duì)不同的加工方法，如鉆孔，銑削和車削，以模塊方式組合安裝在機(jī)架上，就是說(shuō)單一的加工組合和加工部件可以取消或加裝。
一個(gè)車削動(dòng)力頭是由一個(gè)定位軸和工件夾緊裝置組合而成，它可將工件傳送到各加工單元所要求的位置。
工件夾緊裝置和加工單元是為工件的五面加工而設(shè)計(jì)，它們相互配置在一起。
車削動(dòng)力頭裝配有一個(gè)自動(dòng)或手動(dòng)夾緊裝置，動(dòng)力頭中一條主軸亦可作為某些加工的進(jìn)給，如銑削與鉆孔，也可用于某些高速切削加工，一個(gè)加工單元可具有兩套刀具系統(tǒng)，這樣的加工單元其第一個(gè)刀具系統(tǒng)有在X-，Y-和Z-方向的可調(diào)整性，旋轉(zhuǎn)工作軸可安裝鉆孔和銑削類刀具;其第二個(gè)刀具系統(tǒng)為多角轉(zhuǎn)塔，常為12或16角轉(zhuǎn)塔，其上可安裝固定式或可調(diào)式刀具。另外第二個(gè)主軸可作為第一主軸的反軸，安裝在自動(dòng)或可編程換刀加工中心。此外還具有刀具破裂控制和集中排屑裝置。
按照DE-PS3416660有如下的車床鉛垂向工作主軸，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在主軸箱上，工件卡盤位于工作主軸下端，刀盤位于工作主軸下方，主軸箱可沿鉛垂和水平方向平移。平移的行程一方面相應(yīng)于車削加工的進(jìn)給量，另一方面作為刀盤運(yùn)動(dòng)，行進(jìn)至側(cè)面的水平工件上料站。工件裝卸采用拾取式。
DE-PS2739087說(shuō)明了這樣一種加工機(jī)床，其組成為一個(gè)可在床身上轉(zhuǎn)動(dòng)，分度，且可縱向移動(dòng)的工件工作臺(tái)，一個(gè)橫向穿過(guò)床身支承在立架上的橫梁，有一滑板可在橫梁上移動(dòng)，滑板上安裝有可沿垂直方向移動(dòng)的刀盤，刀盤的底部裝有一個(gè)可繞水平軸擺動(dòng)，能在各種擺角制動(dòng)，安裝在刀具軸上的刀具夾。借助夾緊裝置在刀具軸上安裝旋轉(zhuǎn)式刀具。電機(jī)與傳動(dòng)鏈組成旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，可有選擇性將固定式車削刀具安裝在刀盤下端。刀具庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置，在刀盤下端可利用夾緊裝置安裝一個(gè)寬式固定刀具保持器，擺動(dòng)式刀具保持器安裝在刀盤旁邊，緊挨著固定式刀具保持器，在平行于擺頭位置自動(dòng)制動(dòng)，旋轉(zhuǎn)式刀具能通過(guò)固定式刀具更換裝置進(jìn)行更換?？赏瑫r(shí)在固定式和擺動(dòng)式刀架上采取固定式刀具，兩個(gè)夾緊裝置自動(dòng)同步運(yùn)動(dòng)。
依照加工任務(wù)，本發(fā)明加工中心應(yīng)能組裝成簡(jiǎn)單的，或者復(fù)雜的加工機(jī)床，也應(yīng)能聯(lián)接成同步自動(dòng)線或柔性制造系統(tǒng)，且要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。
部件組合式加工中心具有一個(gè)機(jī)架，機(jī)架上安裝有導(dǎo)向裝置和十字滑板，其上配備有一個(gè)多軸可調(diào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸。機(jī)架還配置有切屑與冷卻液收集裝置，以及一個(gè)工作空間保護(hù)罩。保護(hù)罩上安裝有控制和能源供應(yīng)元件，作為一個(gè)部件套在機(jī)架上成為一個(gè)外箱。機(jī)架上，導(dǎo)軌之間設(shè)有空口，以便排除切屑與冷卻液。導(dǎo)軌托住十字滑板，其上裝有電機(jī)軸。電機(jī)軸上的主軸以拾取方式工作。機(jī)架上為上料與傳送單元還設(shè)置了空口，并配有一個(gè)集成于機(jī)床控制系統(tǒng)的測(cè)頭，用于檢驗(yàn)加工后工件，以及一個(gè)固定在十字滑板上的保護(hù)罩，電機(jī)軸垂直穿過(guò)保護(hù)罩，穿孔處設(shè)有密封裝置。
加工中心可由若干部件以模塊形式組合裝配起來(lái)，立式主軸箱可為單軸式，以至五軸式，主軸箱即可作為刀具床頭箱，可還作為工件床頭箱。
這樣的加工中心可對(duì)對(duì)稱或不對(duì)稱，圓柱形或立方形工件進(jìn)行鉆孔，車削，銑削，測(cè)量，硬化和焊接加工，特別適合軸套類工件加工。
該加工中心的一個(gè)較為突出的優(yōu)點(diǎn)為主要部件用較低費(fèi)用預(yù)制，然后更為經(jīng)濟(jì)地組裝成所需的加工機(jī)床，這種模塊化的組裝方式大幅度降低了制造費(fèi)用，比如說(shuō)，按這種組裝方式，可組裝成數(shù)控車床，數(shù)控加工中心，數(shù)控加工單元等其它組合系統(tǒng)，而使產(chǎn)品的制造費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般的系統(tǒng)，比如說(shuō)加工制造費(fèi)用僅為現(xiàn)在費(fèi)用的一半。
驅(qū)動(dòng)裝置與其主軸合成一體，即所謂電機(jī)軸，因主軸與驅(qū)動(dòng)裝置同心式安裝，使整個(gè)結(jié)構(gòu)更為緊湊。驅(qū)動(dòng)采用大功率頻率調(diào)節(jié)，無(wú)需維護(hù)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。主軸的高剛度由高精度支承予以保證。這里一個(gè)較突出的優(yōu)點(diǎn)為主軸前端支承采用徑向止推滾珠軸承，后端支承為滾柱軸承。軸承均采用耐用油脂潤(rùn)滑。主軸箱內(nèi)溫度分布均勻，加之冷卻系統(tǒng)，保證有恒定的加工精度，也可采用靜壓支承軸承結(jié)構(gòu)。
刀具裝卸臺(tái)可安裝在加工機(jī)床正面(操作面)，也可簡(jiǎn)單地裝入加工中心。
可直接通過(guò)拾取式滑板更換刀具和/或工件，這可通過(guò)滑板在裝卸載位置直接抓取或放置進(jìn)行。放置位置可直接在工作空間內(nèi)，或者在中間存放位置，除此外可在測(cè)量區(qū)內(nèi)。
隔壁與隔門將各空間，如工作空間，裝卸載區(qū)，測(cè)量區(qū)和刀具庫(kù)，相互分隔開(kāi)，作為各空間的封閉保護(hù)措施?？蓪⒁粋€(gè)自動(dòng)刀具更換裝置安裝進(jìn)加工中心，它主要用于更換磨損了的刀具和裝換某些設(shè)備，在加工過(guò)程中更換裝置不發(fā)生作用。
若按此發(fā)明組裝成一個(gè)拾取式自動(dòng)車削頭，則即可完成切削加工，還可快速更換工件和刀具，這只再需要一個(gè)簡(jiǎn)單的工件傳送帶，安裝在裝卸載處，通過(guò)十字滑板(拾取式主軸)進(jìn)行編程，則刀具參數(shù)也可用來(lái)為工件的裝拆過(guò)程服務(wù)。在主軸上裝拆工件，進(jìn)行切削加工，以及測(cè)量工件均由拾取式主軸完成。
將裝卸臺(tái)，工作空間和測(cè)量區(qū)嚴(yán)格地分隔開(kāi)，避免了裝卸工件和測(cè)量工件時(shí)工件上附著切屑的問(wèn)題，懸掛式放置工件可更好地解決這一問(wèn)題。
可將刀具與工件的測(cè)量程序編制入該加工機(jī)床的計(jì)算機(jī)數(shù)控程序內(nèi)，這樣可以在直接更換刀具后，對(duì)刀具和工件進(jìn)行測(cè)量，比如說(shuō)可在加工過(guò)程中，對(duì)每第十個(gè)或每第二十個(gè)工件進(jìn)行測(cè)量。
刀具更換簡(jiǎn)單而快速，可通過(guò)十字滑板移出工作空間來(lái)進(jìn)行，這時(shí)設(shè)置在裝卸載區(qū)與工作空間的門完全打開(kāi)。
反應(yīng)樹(shù)脂混凝土機(jī)架具有良好的熱穩(wěn)定性和阻尼特性，相對(duì)灰鑄鐵機(jī)架，阻尼特性改善6～8倍。機(jī)架具有很高的扭轉(zhuǎn)剛度，可不需通常所要求的機(jī)床地基，加工中心放置在一般地基上即可，兩條X-向?qū)к壷g跨度大，提高了機(jī)架的放置精度，導(dǎo)軌位于加工空間外，不需要保護(hù)罩。
帶十字滑板的主軸箱為兩軸式，比如X和Y軸。更換工件和刀具和行進(jìn)至測(cè)頭所需的輔助時(shí)間短，這通過(guò)短行程和快速行進(jìn)予以實(shí)現(xiàn)。
十字滑板驅(qū)動(dòng)優(yōu)先選用了反應(yīng)靈敏，頻率調(diào)節(jié)，無(wú)需維護(hù)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，電機(jī)通過(guò)高精度滾珠螺桿驅(qū)動(dòng)滑板。X，Y和Z軸向安裝有盒式測(cè)量系統(tǒng)，導(dǎo)向和測(cè)量系統(tǒng)位于工作空間外。
滑板導(dǎo)向系統(tǒng)采用高精度偏壓線狀滾柱導(dǎo)軌，摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于通常的滑動(dòng)式導(dǎo)軌，這樣的導(dǎo)向系統(tǒng)可保證計(jì)算機(jī)數(shù)字控制車床，加工中心或加工單元，使其具有極高的旋轉(zhuǎn)精度和良好的動(dòng)態(tài)特性。
主軸十字滑板上配置有各個(gè)方向的懸掛式動(dòng)力輸入管線，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需維護(hù)，位于切屑區(qū)外，簡(jiǎn)化了部件組合。
工作空間被機(jī)架的兩個(gè)側(cè)壁，兩個(gè)門和一個(gè)與主軸箱隨行的隔板完全與裝卸載區(qū)和測(cè)量區(qū)分離開(kāi)，防止了切屑與冷卻液的濺入。
在控制元件和能源箱之間，比如說(shuō)計(jì)算機(jī)數(shù)控車床，設(shè)有一鋁制薄片保護(hù)簾，將加工機(jī)床正面遮蓋住，鋁制薄片上帶有窗孔與間隙，通過(guò)它們可觀察加工情況。從側(cè)壁上的封蓋和自動(dòng)車床上方很容易達(dá)到加工頭的上面。
冷卻裝置控制加工機(jī)床的熱平衡，比如說(shuō)按本說(shuō)明裝配的計(jì)算機(jī)數(shù)控車床，使主軸支承部件和驅(qū)動(dòng)部分保持在恒定溫度。
如果以模塊方式組裝成一個(gè)自動(dòng)車削機(jī)，則當(dāng)需要對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量時(shí)，拾取式主軸帶著要測(cè)量的工件離開(kāi)工作空間，而向轉(zhuǎn)塔后面移動(dòng)，測(cè)頭與工作空間之間的門將開(kāi)啟，這時(shí)比如說(shuō)，就可用固定式測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量操作。
刀具的測(cè)量比如說(shuō)可通過(guò)安裝在主軸箱上的測(cè)頭。其過(guò)程為更換刀具后，測(cè)頭移出保護(hù)罩，移向新?lián)Q上的刀具，進(jìn)行測(cè)量操作，測(cè)量值直接輸入進(jìn)控制系統(tǒng)，進(jìn)行換算與調(diào)整，以保證這以后加工的工件，精度保持在預(yù)定的范圍內(nèi)。
可將一個(gè)排屑裝置安裝在機(jī)架下面，使切屑從前后左右中某一方向排出加工中心。
除排屑裝置外，也可采用切屑收集槽或切屑運(yùn)輸車，從左邊或者右邊或前邊推入機(jī)架。
安裝有排霧裝置，將冷卻液煙霧排放出工作空間。
按此發(fā)明，特別適合于組裝成加工軸套類工件的車床，軸套類工件常指車削件，不需輔助夾具，可直接裝夾在卡盤上進(jìn)行切削加工。
帶上料與傳送站的上料傳送帶很容易組裝入機(jī)床，不需改裝機(jī)件。拾取式主軸可將已加工好的工件在此放置。此時(shí)傳送帶繼續(xù)按節(jié)拍行進(jìn)，主軸可在帶上拾取下一個(gè)未加工工件。傳送帶可為帶棱形體的鏈帶。棱形體之間的距離，也就是容量大小，視加工的卡盤直徑而定(大卡盤直徑＝大棱形體間距)。一般容量大約在25個(gè)工件左右。工件先定位后讓拾取式主軸抓取。不同工件的高度可由部分NC程序定義。工件能順利進(jìn)入傳送帶的位置完全由一個(gè)帶上的壓入裝置來(lái)掌握。
可在組合部件，亦即加工中心安裝一個(gè)轉(zhuǎn)換器，將工件從一條傳送帶轉(zhuǎn)換到另一條傳送帶上。
更進(jìn)一步，可將轉(zhuǎn)換器連同翻轉(zhuǎn)裝置安裝在加工中心中，對(duì)半面已加工好的工件，同時(shí)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)換。
因?yàn)闄C(jī)架將工作空間包圍起來(lái)，使整個(gè)加工中心結(jié)構(gòu)顯得更為緊湊，而且這樣的話，機(jī)架可以承擔(dān)更多的功能，如支承所組裝成的加工機(jī)床，比如說(shuō)一臺(tái)車床，這時(shí)可不需要在車間里設(shè)置機(jī)床地基，承受床頭箱連同十字滑板與電機(jī)軸，支承上料運(yùn)輸裝置，隔離和遮蓋工作空間。
在權(quán)利要求2中已說(shuō)明了一種可優(yōu)先選用的結(jié)構(gòu)形式。
按權(quán)利要求3的結(jié)構(gòu)形式，機(jī)架將工作空間至少?gòu)娜嬲谏w起來(lái)，即兩相對(duì)側(cè)面，背面和底面。使加工中心結(jié)構(gòu)形式為封閉盒式結(jié)構(gòu)，這樣能在很大程度上抑制聲波和氣味的擴(kuò)散。
按權(quán)利要求4，機(jī)架由反應(yīng)樹(shù)脂混凝土澆注而成這種材料具有良好的熱穩(wěn)定性和阻尼特性。
按權(quán)利要求5，6和7，這一發(fā)明在結(jié)構(gòu)形式上的另一特點(diǎn)為機(jī)架在垂直于其縱向橫截面內(nèi)呈L-，H-或者U-型。
這種結(jié)構(gòu)形式可按權(quán)利要求9予以實(shí)現(xiàn)，即在機(jī)架下面設(shè)置底座。這樣可很方便地使用叉車搬運(yùn)和放置機(jī)架。底座為可卸式，使機(jī)架也能進(jìn)入較低的車間廠房。還可以從機(jī)架的任意一個(gè)測(cè)面插入一個(gè)排屑裝置或者切屑運(yùn)輸車。
H-型或U-型機(jī)架為安裝在其上的部件提供了一個(gè)穩(wěn)定的支承。十字滑板的導(dǎo)軌鋪設(shè)在側(cè)壁上面。導(dǎo)軌之間，H或U型上面設(shè)有刀具系統(tǒng)與測(cè)頭的安裝基礎(chǔ)。
空口，主要在切屑與冷卻液區(qū)域，由一塊型板予以保護(hù)，型板澆注在機(jī)架上，型板對(duì)切屑與冷卻液濺散區(qū)的機(jī)架起到一定的保護(hù)作用，其它的空口是為上料傳送帶的循環(huán)運(yùn)動(dòng)而設(shè)置的。
H-或U-型機(jī)架使十字滑板的導(dǎo)軌越過(guò)加工位置向前延伸，這樣為多功能的滑板提供了穩(wěn)定的基座，機(jī)罩為堅(jiān)固的板材，固定在十字滑板下面，將工作空間上面遮蓋住。
如果機(jī)架在垂直于其縱向的橫截面上呈U形，則U型的立柱分布在鉛垂面，且相互平行排列，而連接立柱的隔板水平布置，即平行于地基。
到目前為止的車床，均是采用水平，傾斜或垂直式導(dǎo)軌，而導(dǎo)軌均由伸縮式保護(hù)罩保護(hù)，這種保護(hù)罩易受干擾而出故障，使切屑濺落在導(dǎo)軌上，這就需要相當(dāng)?shù)馁M(fèi)用用于封閉裝置與強(qiáng)制性排屑裝置，而且整個(gè)機(jī)床所占空間增大。
在權(quán)利要求8中說(shuō)明這一發(fā)明的一個(gè)結(jié)構(gòu)形式，H-或U-型機(jī)架上端面鋪設(shè)有相互平行的導(dǎo)軌。床頭箱和十字滑板可在導(dǎo)軌上移動(dòng)。比如說(shuō)，十字滑板可在水平面上沿X-向移動(dòng)，在十字滑板的端面安裝了兩條相互平行的導(dǎo)向裝置，即導(dǎo)軌，主軸單元可在其上作鉛垂向移動(dòng)。這時(shí)主軸單元位于機(jī)架內(nèi)兩個(gè)側(cè)壁之間，如果機(jī)架呈H-型或U-型，則主軸單元的縱軸位于機(jī)架的鉛垂隔板，即側(cè)壁之間，這也使整個(gè)加工中心結(jié)構(gòu)更為緊湊。
這一加工中心的功能源箱為輕型板材結(jié)構(gòu)，可先進(jìn)行組裝，然后放置在主機(jī)上，主機(jī)由機(jī)架，電機(jī)軸，十字滑板和刀具系統(tǒng)組成。能源箱僅需少量螺栓固定，其內(nèi)設(shè)有裝配完善的開(kāi)關(guān)柜，開(kāi)關(guān)柜上裝有引出式接頭。電纜鋪設(shè)在引導(dǎo)板上或懸掛著，它與運(yùn)動(dòng)著的使用部件用插頭連接。
主軸和開(kāi)關(guān)柜的冷卻裝置安裝在開(kāi)關(guān)柜上，液壓與氣動(dòng)裝置在開(kāi)關(guān)柜下面。
水管，液壓和氣動(dòng)管線如同電纜一樣，安裝在搖臺(tái)上或懸吊著，引至使用處。能源箱類似于汽車的車身，安裝在主機(jī)上，各部件接通后，整個(gè)加工中心就可以工作了。
這樣的結(jié)構(gòu)形式，其優(yōu)點(diǎn)為節(jié)省安裝時(shí)間，造價(jià)低而且材料消耗少。
現(xiàn)在所見(jiàn)車床，經(jīng)常是將動(dòng)力裝置，如開(kāi)關(guān)柜，液壓裝置，冷卻裝置和氣動(dòng)源安裝在機(jī)架上，或者豎立著相互之間電纜溝連接起來(lái)，搬運(yùn)時(shí)需要拆裝，使用時(shí)再組裝起來(lái)，造成很大的費(fèi)用開(kāi)支。
權(quán)利要求11-21說(shuō)明了這一發(fā)明在結(jié)構(gòu)上的突出特性。
權(quán)利要求13主要說(shuō)明了由加工中心組裝成車床的最佳結(jié)構(gòu)形式。
權(quán)利要求22說(shuō)明了如何組裝成單軸多功能加工系統(tǒng)，這一系統(tǒng)帶有一附加定位軸，可對(duì)工件進(jìn)行單軸或多軸鉆孔，使用安裝在單軸十字滑板上的旋轉(zhuǎn)式或非旋轉(zhuǎn)式卡盤，帶緊固鋼塊和固定式或旋轉(zhuǎn)式刀具，多重盤式轉(zhuǎn)塔，轉(zhuǎn)塔上亦可安裝固定式或旋轉(zhuǎn)式刀具。其上加工單元具有以下功能-在上料和傳送帶的裝卸載區(qū)，抓取夾緊未加工工件，放置已加工工件;
-適合于同心加工方法，如車削，磨削和鉆孔;以及某些無(wú)屑加工，如平整，滾光，精壓;
-通過(guò)機(jī)架上的測(cè)頭測(cè)量工件;
-如需要時(shí)，可通過(guò)上方工作單元的刀具抓取器，從上料和傳送帶上同步運(yùn)行的刀架上自動(dòng)更換已磨損刀具;
-新?lián)Q上的刀具通過(guò)新?lián)Q在上電機(jī)軸上的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量，或者通過(guò)在上方十字滑板，且能在工作空間定位的測(cè)頭進(jìn)行。
權(quán)利要求23說(shuō)明了如何組裝成二軸多功能加工系統(tǒng)，工件加工采用二軸多功能十字滑板，電機(jī)軸，緊固鋼板或多重盤式轉(zhuǎn)塔，固定式刀具。其上加工單元具備的功能為-在上料和傳送帶裝卸載區(qū)，抓取夾緊未加工工件，放置已加工工件;
-適合于同心加工方法，如車削，磨削，鉆孔;以及部分無(wú)屑加工，如平整，滾光和精壓;
-工件的測(cè)量通過(guò)機(jī)架上的測(cè)頭;
-若需要時(shí)，可通過(guò)上方工作單元的刀具抓取器，從上料和傳送帶上同步運(yùn)行的刀架上自動(dòng)更換已磨損刀具;
-新?lián)Q上的刀具通過(guò)新?lián)Q在上方電機(jī)軸上的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量，或者通過(guò)在上方十字滑板上，且能在工作空間定位的測(cè)頭進(jìn)行。
在權(quán)利要求24中，說(shuō)明了如何組裝成一個(gè)三軸多功能加工系統(tǒng)，工件加工采用二軸多功能十字滑板，C-向動(dòng)力頭，緊固綱塊或多多重盤式轉(zhuǎn)塔，旋轉(zhuǎn)式或非旋轉(zhuǎn)式刀具，其上加工單元的功能為-在上料和傳送帶的裝卸載區(qū)，抓取和夾緊未加工工件，放置已加工工件;
-適合于同心加工方法，如車削，磨削，鉆孔。及部分無(wú)屑加工，如平整，滾光和精壓;
-工件測(cè)量通過(guò)機(jī)架上的測(cè)頭進(jìn)行;
-若需要時(shí)，可通過(guò)上方工作單元的刀具抓取器，從上料和傳送帶上同步運(yùn)行的刀架上自動(dòng)更換已磨損刀具;
-新?lián)Q上的刀具通過(guò)新?lián)Q在上方電機(jī)軸上的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量，或者通過(guò)在上方十字滑板上，且能在工作空間定位的測(cè)頭進(jìn)行之。
在權(quán)利要求25中說(shuō)明了如何組裝成一個(gè)四軸多功能加工中心，工件加工采用三軸多功能十字滑板，C-向動(dòng)力頭，橫置式雙轉(zhuǎn)塔或者多重刀架，在雙轉(zhuǎn)塔上安裝有固定式或旋轉(zhuǎn)式刀具，其上加工單元的功能為-在上料和傳送帶的裝卸載區(qū)，抓取夾緊未加工工件，放置已加工工件;
-可進(jìn)行五面加工，適合各類切削加工和部分無(wú)屑加工，如平整滾光，精壓和激光焊接;
-工件測(cè)量通過(guò)安裝在機(jī)架上的測(cè)頭;
-如需要時(shí)，可通過(guò)上方工作單元的刀具抓取器，從上料和傳送帶上同步運(yùn)行的刀架上自動(dòng)更換已磨損刀具。
在權(quán)利要求26中說(shuō)明了如何組裝成一個(gè)六軸多功能加工系統(tǒng)，工件的綜合加工采用二次性裝夾，三軸多功能十字滑板，C-向動(dòng)力頭，一個(gè)下部多功能加工單元，E-擺動(dòng)軸，F(xiàn)-向動(dòng)力頭，其上加工單元的功能為-在上料和傳送帶的裝卸載區(qū)，抓取夾緊未加工工件，放置已加工工件(卡盤安裝在上加工單元);
-可在各種角度進(jìn)行五面加工，適合于各種切削和部分無(wú)屑加工，如平整，滾光，精壓和激光焊接;
-工件測(cè)量通過(guò)安裝在機(jī)架上的測(cè)頭;
-通過(guò)固定在上工作單元的刀具抓取器可從下電機(jī)軸上卸下刀具，交付給上料傳送帶;刀具安裝過(guò)程與此相反;
-利用安裝在上十字滑板，可在工作空間定位的測(cè)頭，測(cè)量新更換在下工作軸上的刀具;
-可通過(guò)上工作單元的刀具抓取器拆下下工作單元夾緊裝置的保護(hù)罩，然后交付給刀具傳送帶;亦可進(jìn)行安裝操作-可在下加工單元的夾緊裝置上，裝夾半加工成的工件;
-可直接從刀具傳送帶上取出保護(hù)帽，遮蓋上夾緊裝置，反向操作亦可;
-以直接從刀具傳送帶上取出或放回刀具的方式，在裝卸載區(qū)更換上電機(jī)軸的刀具;
-可由機(jī)架上的測(cè)頭測(cè)量新?lián)Q入上電機(jī)軸的刀具;
-加工裝夾在下電機(jī)軸上的工件未加工表面，適合于各種切削和部分無(wú)屑加工;
-可借助安裝在十字滑板上，且能在工作空間定位的測(cè)頭，測(cè)量裝夾在下電機(jī)軸上的工件;
-可以從下加工單元卸下已加工工件，交付到工件傳送帶上。
權(quán)利要求27說(shuō)明了如何組裝成一個(gè)七軸多功能加工系統(tǒng)，工件加工采用二次裝夾，四軸多功能十字滑板，帶D-軸;C-向動(dòng)力頭;一個(gè)下部多功能加工單元，繞E-軸擺動(dòng)，F(xiàn)-向動(dòng)力頭。其上加工單元的特性為-未加工工件的抓取夾緊，已加工工件的放置，均利用電機(jī)軸上的夾緊裝置在裝卸載區(qū)進(jìn)行(卡盤安裝在上加工單元);
-可在各種角度進(jìn)行五面加工，適合于各種切削和部分無(wú)屑加工，如平整，滾光，精壓和激光焊接;
-工件測(cè)量通過(guò)安裝在機(jī)架上的測(cè)頭;
-通過(guò)固定在上工作單元的刀具抓取器，可從下電機(jī)軸上卸下刀具，交付給上料傳送帶，刀具安裝過(guò)程與此相反;
-利用安裝在上十字滑板，可在工作空間定位的測(cè)頭，測(cè)量新更換在下工作軸上的刀具;
-可通過(guò)上工作單元的刀具抓取器拆下下工作單元夾緊裝置的保護(hù)罩，然后交付給刀具傳送帶，亦可進(jìn)行反向的安裝操作;
-可在下加工單元的夾緊裝置上，裝夾半加工成的工件;
-可直接從刀具傳送帶上取出保護(hù)帽，遮蓋上夾緊裝置，反向操作亦可;
-以直接從刀具傳送帶上取出或放回刀具的方式，在裝卸載區(qū)更換上電機(jī)軸的刀具;
-可由機(jī)架上的測(cè)頭測(cè)量新?lián)Q入上電機(jī)軸的刀具;
-加工裝夾在下電機(jī)軸上的工件未加工表面，適合于各類切削加工和部分無(wú)屑加工;
-可借助安裝在十字滑板上，且能在工作空間定位的測(cè)頭，測(cè)量裝夾在下電機(jī)軸上的工件;
-可從下加工單元卸下已加工工件，交付到工件傳送帶上。
在權(quán)利要求28-33中介紹說(shuō)明了其它結(jié)構(gòu)形式可在加工中心補(bǔ)充裝備一個(gè)組合式工件與刀具夾緊裝置，使用在上加工單元和下加工單元，這樣的夾緊裝置可由一個(gè)向心夾緊多爪卡盤，或任意一種刀具對(duì)心式特殊卡盤組成。這兩個(gè)夾具(刀盤和卡盤)是通過(guò)一個(gè)拉桿帶動(dòng)。保護(hù)罩保護(hù)工件卡爪，不受污染影響，這樣一個(gè)卡盤和一個(gè)刀架結(jié)合在一起由拉桿操縱。
可以選擇性地使用工件卡盤或者刀座，而不需要重新改裝。夾盤更換和采用特殊刀架，均可使用在多功能加工單元上。
在加工中心上，可另外安裝一個(gè)下部加工單元，該加工單元配置有固定式刀具和一個(gè)偏心支承工作軸，整個(gè)下加工單元由計(jì)算機(jī)數(shù)控進(jìn)行擺動(dòng)，這樣其工作軸可繞E-軸擺動(dòng)，進(jìn)行任意擺角的加工。工作軸由內(nèi)裝或外置交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能無(wú)級(jí)變速。該工作軸配有一組合式工件刀具夾緊裝置，設(shè)有計(jì)算機(jī)數(shù)控F-軸。
就目前的技術(shù)現(xiàn)狀，加工單元安裝在各自的或者一共同的滑板上，轉(zhuǎn)塔上裝配有一般的放置式刀具，而這類刀具壽命通常較短。
而由這一發(fā)明，工作軸與多重盤式轉(zhuǎn)塔組合在一條軸上，這種偏心支承工作軸使應(yīng)用附加軸成為可能，這樣附加軸具有較短的Z向行程，具有多種功能，即可作為工件盤，也可作為刀架。
按上述方式，各種工件由一個(gè)加工系統(tǒng)完全其所需要的加工是可能的。
其最顯著的優(yōu)越性在于，可直接對(duì)原料進(jìn)行加工，比如對(duì)樣機(jī)制造，而不需要昂貴的輔助設(shè)備。
仍然可以采用一般的標(biāo)準(zhǔn)刀具和卡盤。
能夠加工旋轉(zhuǎn)對(duì)稱和立方形工件。
可使用四爪卡盤，二爪卡盤和特殊夾緊裝置。
使用軟卡爪時(shí)，可用卡盤進(jìn)行調(diào)節(jié)，以獲得很高的精度。
依照本發(fā)明，可在加工中心中安裝一個(gè)工件和刀具的帶式上料器對(duì)工件采用適合于工件形狀的棱形夾持裝置和底板，或夾緊式底板等其它與工件形狀有關(guān)的夾具。
也可在刀具底板上安裝刀具，使其向下或向上豎立。
上料器的傳送帶可為單根，雙根，平行或單一地圍繞加工機(jī)床布置，向前或者穿過(guò)加工中心。
利用墊層與其上零件(指工件或刀具)的摩擦作用，夾持器可穩(wěn)固地控制零件或底板，使其在制動(dòng)和停止?fàn)顟B(tài)時(shí)立于所需要的位置。傳送帶在安裝過(guò)程中，只需通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)整驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，就可適應(yīng)不同的零件直徑尺寸。
這樣的一個(gè)帶式上料器的優(yōu)點(diǎn)為多用途，易變換調(diào)整，準(zhǔn)確定位工件與刀具，可抓取夾緊工件或刀具，如果附加上一個(gè)簡(jiǎn)單的壓緊裝置，還可達(dá)到準(zhǔn)確安置定位工件與刀具的目的。
帶有滾子或滑塊的底板通常以橢圓形方式移動(dòng)。雖然已有各種鏈條和節(jié)拍帶，但仍設(shè)有一個(gè)裝置，其傳送棱形體能將一圓形零件在定位停止后，圓心對(duì)準(zhǔn)移入位置的中心，此外還配備有微調(diào)裝置等相應(yīng)設(shè)備，以達(dá)到準(zhǔn)確中心定位的目的。
按此發(fā)明的加工中心，能自動(dòng)更換已磨損刀具，以及在重新裝備時(shí)，更換刀具與夾具。
刀具在上料運(yùn)輸帶的轉(zhuǎn)運(yùn)底板上裝備好，若需要時(shí)，可將底板本身安裝在傳送帶上工件的位置，由棱形體鏈條定心后，再以節(jié)拍方式運(yùn)動(dòng)。
多功能十字滑板的刀具抓取器從刀架上取下第一個(gè)已磨損刀具，將它放入傳送帶上第一個(gè)空閑的刀座。
新?lián)Q上的刀具被安置在剛剛空缺出的刀座位置，第二個(gè)已磨損刀具被取下，放置在前面已騰空的底板上。這一過(guò)程不斷反復(fù)，直到所有已磨損的刀具被更換后為止。被換下的刀具從傳送帶上移開(kāi)，使傳送帶提供給工件使用。
預(yù)先未調(diào)整好的刀具，同樣可由安裝在上加工單元，可換式或現(xiàn)有的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量，刀具尺寸均自動(dòng)存儲(chǔ)在機(jī)床控制系統(tǒng)內(nèi)。
第一次測(cè)量刀座位置和碰撞檢驗(yàn)時(shí)，可在原刀具位置安裝上一個(gè)定徑銷，然后用測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量到刀座位置存儲(chǔ)入控制系統(tǒng)。
這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的刀具更換系統(tǒng)，可在出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象后，很容易地進(jìn)行刀具位置的重新調(diào)整。
按照上面的形式，可見(jiàn)刀具更換方式簡(jiǎn)單且自動(dòng)化，不需造價(jià)高的刀具庫(kù)和刀具更換器，只需要一個(gè)爪鉗。因?yàn)榈毒叻胖迷诠ぜ魉蛶希璧目臻g僅為刀具所占用的。
目前常用的刀具更換裝置和刀具庫(kù)造價(jià)高，體積大，嚴(yán)重影響了機(jī)床的使用特性。
按照本發(fā)明，也可將刀架系統(tǒng)集成安裝入加工中心。
可使用緊固鋼塊安裝在機(jī)架上，代替原多角盤式轉(zhuǎn)塔位置。單一刀架用于簡(jiǎn)單加工，固定式刀具可結(jié)合旋轉(zhuǎn)的上加工單元工件夾緊裝置，進(jìn)行車削和鉆孔加工，或旋轉(zhuǎn)式刀具進(jìn)行鉆孔和銑削加工，偏心加工，以及多軸鉆孔。
進(jìn)一步，可以配置裝有多個(gè)刀座的刀具梁，安裝在朝x軸心向或平行于x-軸向。這主要用于二軸或多軸加工系統(tǒng)。固定式刀具可用于車削和鉆孔加工;旋轉(zhuǎn)式刀具用來(lái)單軸或多軸鉆孔和銑削加工;固定式與旋轉(zhuǎn)式組合進(jìn)行車削，鉆孔和銑削加工;有時(shí)多個(gè)刀具梁平行布置，利用固定式和/或旋轉(zhuǎn)式刀具，用于四軸以上的加工系統(tǒng)。
可使用安裝在機(jī)架上的轉(zhuǎn)塔，轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)軸平行于x-軸，形式為多角盤式轉(zhuǎn)塔，帶有各種刀座系統(tǒng)。用旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)縮短回轉(zhuǎn)時(shí)間。這種轉(zhuǎn)塔用于固定式刀具，可進(jìn)行車削，鉆孔，滾軋等加工。用于旋轉(zhuǎn)式刀具，可進(jìn)行車削，鉆孔和銑削等加工。
雙轉(zhuǎn)塔，其回轉(zhuǎn)軸線垂直于x-軸，帶有兩個(gè)平行刀架。一個(gè)刀架用于固定式刀具進(jìn)行車削類加工，另一個(gè)刀架用于旋轉(zhuǎn)式刀具，進(jìn)行大功率鉆孔與銑削，或作為多軸鉆孔頭。
在權(quán)利要求34-41中，已說(shuō)明了其它若干結(jié)構(gòu)形式，這類加工中心的優(yōu)良特性和作用效應(yīng)，通過(guò)上述權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。下面將在說(shuō)明若干結(jié)構(gòu)實(shí)施例。
在參照?qǐng)D上，將該發(fā)明比較概括性地，以實(shí)例予以說(shuō)明

圖1一個(gè)依據(jù)此發(fā)明，組裝起來(lái)的加工單元;
圖2加工中心主體部分透視圖，打開(kāi)式;
圖3加工中心主體部分組裝圖，局部剖視;
圖4-17按此發(fā)明組裝的加工單元，表明了不同的加工位置;
圖18按此發(fā)明組裝成的一臺(tái)加工機(jī)床，部分為剖視，部分為正視圖;
圖19圖20的上視圖，補(bǔ)充有刀具床;
圖20圖19的A向視圖，局部視圖;
圖21圖20的局部視圖，轉(zhuǎn)塔帶有旋轉(zhuǎn)式刀具;
圖22圖4的一種配置形式，電機(jī)軸上安裝有小型計(jì)算機(jī)數(shù)控端面車削頭;
圖23圖22的上視圖;
圖24卡盤，縱向剖視圖;
圖25圖24的端面視圖;
圖26安裝有各類刀具的刀具底板，棱形傳送帶;
圖27由一臺(tái)鉆床和兩臺(tái)車床，而其部件按此發(fā)明，組裝成的一條多工位自動(dòng)線;
圖28多臺(tái)加工機(jī)床組合成的多工位自動(dòng)線;
圖29作為能源箱的外殼，這也是該發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)形式;
圖30加工中心抓取工件示意圖;
圖31電機(jī)軸位于加工位置，加工中心形式為圖30;
圖32測(cè)量已加工工件，加工中心形式見(jiàn)圖30和圖31;
圖33測(cè)量已加工工件，加工中心形式同圖30和31，測(cè)量現(xiàn)在工作空間內(nèi)擺動(dòng);
圖34將已加工工件放置在上料傳送帶上。
圖1中，說(shuō)明了一個(gè)按此發(fā)明進(jìn)行組合，利用小型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，裝配成的加工單元1，即所謂加工中心。該加工中心的主要部件在圖2和3中詳細(xì)說(shuō)明。這一結(jié)構(gòu)的組成為能源箱2，電機(jī)軸3，保護(hù)罩4，十字滑板5和機(jī)架6。
能源箱2為輕型板殼式結(jié)構(gòu)，可預(yù)先組裝，然后用較少的螺栓安裝固定在主機(jī)上。能源箱內(nèi)有完全與外絕緣的開(kāi)關(guān)柜，開(kāi)關(guān)柜帶有引出式接頭。電纜以及液壓和/或氣動(dòng)管線鋪設(shè)在引導(dǎo)板8內(nèi)，懸掛在吊環(huán)上，使電機(jī)軸3和十字滑板5不受干擾地運(yùn)動(dòng)。電纜7通過(guò)插頭連接到作用部件上，這使迅速接通或切斷連接成為可能。
在開(kāi)關(guān)柜上部，安裝有主軸和開(kāi)關(guān)柜的冷卻裝置，開(kāi)關(guān)柜下面安裝著液壓和氣動(dòng)裝置(圖上未標(biāo)出)。供水，液壓和氣動(dòng)管線(圖上未標(biāo)出)如同電纜一樣，懸掛在吊環(huán)內(nèi)，引向作用部件。
能源箱2，從安裝角度講，如同汽車的車體，安裝在主機(jī)上。因此圖1為加工中心的外部形狀，只要安裝好各部件并接通，整個(gè)加工中心就可開(kāi)工啟動(dòng)了，這種安裝方式，大大節(jié)省了時(shí)間，造價(jià)低，材料消耗少。
電機(jī)軸3由一臺(tái)與主軸9同心安裝的電動(dòng)機(jī)10組成，在這里是一個(gè)高功率，頻率調(diào)節(jié)，無(wú)需維護(hù)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，功率為10/16千瓦，100/40%ED。
電機(jī)軸3支撐安裝在一板式承載單元11上，通過(guò)加強(qiáng)筋，將承載單元與電機(jī)殼作成一體(參照?qǐng)D2，3)。
承載單元上固定安裝有兩對(duì)，相互保持一定距離，尺寸相同的滑頭觸頭14，15，16，17。使承載單元能沿十字滑板導(dǎo)軌1819鉛垂向移動(dòng)。
參照?qǐng)D2和3的結(jié)構(gòu)形式，主軸箱由電機(jī)主軸3和十字滑板5組成，而且為二軸式。就是說(shuō)由小型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制，十字滑板5可在水平面內(nèi)沿X-軸方向移動(dòng)，而電機(jī)主軸可在鉛垂面上沿Z-軸移動(dòng)。X-軸(水平面內(nèi))行程可為560mm。高速起動(dòng)和行駛能縮短更換刀具的輔助時(shí)間和接近測(cè)量規(guī)所需的輔助時(shí)間。
電機(jī)主軸3范例主軸頭4前軸承直徑75mm轉(zhuǎn)速8000轉(zhuǎn)/分鐘精密軸承保證主軸9的高剛度前軸承為徑向止推滾珠軸承，后軸承為滾柱軸承軸承采用耐用油脂潤(rùn)滑主軸箱內(nèi)熱平衡3，5，溫度均勻分布和冷卻系統(tǒng)保證了恒定的加工精度。
十字滑板5由啟動(dòng)迅速，頻率調(diào)節(jié)，無(wú)需維護(hù)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。使十字滑板5通過(guò)高精度磨削的滾珠螺桿帶動(dòng)。X-向裝有盒式長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，Z-向裝有盒式旋轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置。這兩個(gè)引導(dǎo)系統(tǒng)均設(shè)置在工作空間外。進(jìn)一步詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，下面將予以介紹。
十字滑板5下每邊均配有尺寸相同的滑動(dòng)觸頭20，21，22和23(參照?qǐng)D2)滑動(dòng)觸頭20，21，22，23通過(guò)螺栓等連接在十字滑板5上，且可裝拆。
滑動(dòng)觸頭20，21，22，23安放在兩條相互平行的導(dǎo)軌24和25上。十字滑板導(dǎo)軌和承載體11導(dǎo)軌，其形式均為線式滾柱導(dǎo)軌。其摩擦系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于通常的滑動(dòng)式導(dǎo)軌。保證整個(gè)加工系統(tǒng)具有很高的旋轉(zhuǎn)精度和動(dòng)態(tài)特性。
電機(jī)軸3和十字滑板5均配備有懸掛式動(dòng)力引線，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需維護(hù)，且分布在切屑區(qū)外。
機(jī)架6由反應(yīng)樹(shù)脂混凝土澆注而成。參照?qǐng)D3和圖4的結(jié)構(gòu)形式，其縱向剖面圖呈H型，可作為安置在其上部件的穩(wěn)定支承，這些上部部件可為能源箱2，電機(jī)軸3，保護(hù)罩4和十字滑板5。
在兩側(cè)壁26和27(參照?qǐng)D2，3)，H型機(jī)架6的上部，設(shè)有安裝刀具系統(tǒng)和測(cè)量規(guī)47的基底。
機(jī)架6座落在安裝在其四角的底座上，可借助叉車搬運(yùn)整個(gè)加工中心。底座可拆下，如果需要將加工中心搬送入門較低的車間時(shí)，空孔，主要在切屑和冷卻液濺散區(qū)，通過(guò)型板29保護(hù)起來(lái)，型板澆注在機(jī)架上。
另外兩個(gè)空孔30和31，設(shè)置用來(lái)循環(huán)上料運(yùn)輸帶(參照?qǐng)D1-3上未標(biāo)出)，作為一種選用形式(參照?qǐng)D19，20)。
導(dǎo)軌24和25相互平行設(shè)置在機(jī)架6的側(cè)壁26和27上面。
工作空間34和測(cè)量區(qū)35，通過(guò)U型立栓構(gòu)成的側(cè)壁26和27，以及面向地基與側(cè)壁26和27構(gòu)成一體的隔板37和后壁38(參照?qǐng)D2)包圍遮蓋起來(lái)。這樣機(jī)架6僅僅向上和向前敞開(kāi)。而向上由十字滑板的保護(hù)罩4封閉住，而前面裝卸載區(qū)37設(shè)有一個(gè)閉簾。
上料傳輸帶41穿過(guò)裝卸載區(qū)39(參照?qǐng)D1)，傳輸帶上可安放工件42，也可安放刀具。
機(jī)架6可用來(lái)支承刀架與轉(zhuǎn)塔(后面將詳細(xì)說(shuō)明)，刀具的耐用度提高，較目前高出30-50%另外在機(jī)架6上可安裝一個(gè)多功能下部加工單元，或在其側(cè)壁26和27上安裝雙轉(zhuǎn)塔，這樣工作空間利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊，而且對(duì)可加工的最大工件尺寸無(wú)影響。
H型車架使導(dǎo)軌24和25越過(guò)加工位置向前延伸。為十字滑板5提供了一個(gè)穩(wěn)定的基座。主軸箱由保護(hù)罩4遮蓋，保護(hù)罩固定在十字滑板上，并將工作空間34上部封閉起來(lái)。
型板29保護(hù)住位于切屑和冷卻液濺散區(qū)的機(jī)架。
工作空間34對(duì)著裝卸載區(qū)39的正面，由一個(gè)沿鉛垂方向可開(kāi)關(guān)的門43封閉起來(lái)，而其面向測(cè)量區(qū)35的正面，同樣由另外一個(gè)門44封閉起來(lái)。
切屑落入排屑裝置45，從那里由切屑運(yùn)輸車46(參照?qǐng)D18)運(yùn)離加工中心。這種工作空間34幾乎完全被裝卸載區(qū)39和測(cè)量區(qū)35封閉起來(lái)了。
與圖1-3不同，另外一種結(jié)構(gòu)方式為除X-和Z-軸外，通過(guò)十字滑板5上附裝導(dǎo)板111，可構(gòu)成一個(gè)Y-軸和/或一個(gè)C-軸(參照?qǐng)D3)。這一布局亦在圖18-20中予以說(shuō)明。這樣的十字滑板5，在Y-軸間，安置在兩條導(dǎo)軌100，101上。
測(cè)量規(guī)147可安裝在轉(zhuǎn)塔48上，也可安裝在水平軸向49刀盤50上。刀盤50的圓周上安裝有各種刀具，比如插刀51，鉆頭52。52稱為轉(zhuǎn)塔驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
電機(jī)軸3在Z-軸向由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其下端裝有一個(gè)卡盤54，用于從上料運(yùn)輸帶41上抓取工件42。
電機(jī)軸3通過(guò)保護(hù)罩4上的通孔56進(jìn)入工作空間34(參照?qǐng)D2)。而且電機(jī)軸3的外表由一墊圈密封起來(lái)(圖上未標(biāo)出)。這樣，工作空間34在此處也被嚴(yán)格地密封住，防止了灰塵與水份的侵入。
電機(jī)軸3的運(yùn)動(dòng)，十字滑板5的移動(dòng)，刀具51，52的運(yùn)動(dòng)，測(cè)量規(guī)47的移動(dòng)，以及刀具與工件的裝取及傳送全部由小型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制。
上料運(yùn)輸帶41可隨意重新裝配。拾取式主軸可在上料運(yùn)輸帶上放置已加工好的工件55，而運(yùn)輸帶以同節(jié)拍運(yùn)動(dòng)，然后抓取下一個(gè)未加工工件103，上料運(yùn)送帶(41)可為帶棱形體的鏈帶。棱形體之間的距離，也就是容量大小，視加工的卡盤直徑而定(大卡盤直徑＝大棱形體間距)。未加工工件103首先要進(jìn)行中心定位。各種不同的工件高度均在數(shù)控子程序中予以了定義。工件在夾具中的準(zhǔn)確定位可通過(guò)安裝在運(yùn)輸帶上的-壓緊裝置予以保證。這還要求主軸3能正對(duì)駛向壓緊裝置，完成定位壓緊操作。比如說(shuō)，可加工的工件尺寸為工件直徑130mm工件高度75mm當(dāng)然，這一發(fā)明組裝式的加工中心并不局限于僅能加工這種尺寸的工件。
圖1-17表示的加工中心工作方式，可作如下說(shuō)明電機(jī)軸3形式為拾取式車削自動(dòng)頭，除可完成車削加工外，還可用來(lái)快速更換工件，比如說(shuō)更換時(shí)間僅為5秒鐘。對(duì)此還只需要一個(gè)形式類似于上料運(yùn)輸器41的工件傳入傳出帶。經(jīng)過(guò)編制主軸箱3，5的執(zhí)行程序，則工件參數(shù)可利用來(lái)為工件103，55的裝卸服務(wù)。所有的運(yùn)動(dòng)，即主軸3的裝卸載，切削加工，以及工件55的測(cè)量均可由拾取式主軸3完成。
正如圖1所示，上料運(yùn)輸帶主要用來(lái)傳送未加工工件103和已加工工件55。比如說(shuō)，加工機(jī)床處于圖4所示狀態(tài)，且門43已開(kāi)啟(即門43下降，達(dá)到最大開(kāi)啟狀態(tài))，這樣電機(jī)軸3沿Z-向向下移動(dòng)，卡盤54抓取住未加工工件103，工件103位于上料運(yùn)輸帶上。
然后電機(jī)軸3如圖5所示，開(kāi)始沿Z-軸向上移動(dòng)。
如圖6所示，電機(jī)軸3開(kāi)始沿X-軸方向進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)(電機(jī)軸3由十字滑板拖動(dòng)在導(dǎo)軌24，25上移動(dòng))，十字滑板5連同其上電機(jī)軸3和工件103一直運(yùn)動(dòng)到工作空間(參照?qǐng)D7)，門43向上移動(dòng)關(guān)閉，這以后開(kāi)始對(duì)工件42，利用插刀51進(jìn)行插削加工(圖8)。
加工完畢，主軸3沿Z-軸向上移動(dòng)(圖9)十字滑板5沿X-軸向移動(dòng)(圖10)，直至工件42達(dá)到下一個(gè)加工位置，然后在這一位置，由在這期間由轉(zhuǎn)塔48轉(zhuǎn)送至的鉆頭52(參照?qǐng)D9)，開(kāi)始進(jìn)入鉆削加工狀況。
按圖11，電機(jī)軸3沿Z-軸向下進(jìn)給，進(jìn)行工件42的加工。
然后，電機(jī)軸3如圖12所示，沿Z-軸向移動(dòng)，通向測(cè)量區(qū)35的門44完全打開(kāi)，按照?qǐng)D13所示，十字滑板5連同其上的電機(jī)軸3和工件55移向安裝在轉(zhuǎn)塔48上的測(cè)量規(guī)47。大量的測(cè)量程序存儲(chǔ)在加工中心的控制系統(tǒng)內(nèi)，這樣可以直接在刀具更換后進(jìn)行測(cè)量。另外可在生產(chǎn)過(guò)程中，測(cè)定事先預(yù)定的工件，比如說(shuō)每十個(gè)或每第二十個(gè)工件。
測(cè)量過(guò)程結(jié)束后，電機(jī)軸3沿Z-軸向上移動(dòng)(圖14)，十字滑板5沿X-軸向向前移動(dòng)(圖15)，工作空間34與測(cè)量區(qū)35之間的門44關(guān)閉(圖15)，電機(jī)軸3沿Z-向向下移動(dòng)(圖15)將已加工工件55放置在上料運(yùn)輸帶41上，然后沿Z-軸向上，移動(dòng)到抓取下一個(gè)未加工工件103的位置(圖17)，這以后接著循環(huán)上述加工過(guò)程。
因?yàn)檠b卸載區(qū)39，加工空間34和測(cè)量區(qū)35在X-方向順序布置，使整個(gè)工作過(guò)程互不干擾。嚴(yán)格地分隔這三個(gè)工作區(qū)39，34，25解決了在裝卸載工作103及55和測(cè)量過(guò)程中的切屑問(wèn)題。懸掛工件103及55也有助于解決切屑問(wèn)題。
控制說(shuō)明輪廓控制Siemen′s805T，集成式PLC控制。
對(duì)照?qǐng)D1-17所示的加工中心，可采用一個(gè)簡(jiǎn)單的操作盤控制各個(gè)工作部件。
若加工中心為加工新的工件，須重新裝備時(shí)，可采用帶有顯示屏幕，字母數(shù)字鍵盤與軟鍵的移動(dòng)式操縱臺(tái)。操縱臺(tái)通過(guò)電纜與插頭與機(jī)床部件連接。
對(duì)多加工機(jī)控制采用這一技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于，相對(duì)每臺(tái)機(jī)床均配制操作臺(tái)來(lái)講，費(fèi)用支出減少，另外提供給操作人員一個(gè)簡(jiǎn)單而且容易掌握的操作界面。
12″單色顯示屏操作盤;
通過(guò)字母數(shù)字鍵盤手工輸入指令;
重新靠近加工輪廓;
七個(gè)軟鍵通過(guò)軟鍵菜單支持操作;
二軸同時(shí)移動(dòng);
自動(dòng)進(jìn)刀至加工中斷點(diǎn);
脫機(jī)或單軸程序式試驗(yàn)運(yùn)行;
數(shù)控工件程序存儲(chǔ)器16KByte;
刀刃半徑校正;
程序輸入與程序運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行。
加工循環(huán);
圓弧半徑直接編程;
原始尺寸和鍵尺寸編程;
子程序技術(shù);
1000個(gè)半徑參數(shù);
參數(shù)計(jì)算;
參數(shù)比較;
參數(shù)調(diào)入功能。
三角幾何算術(shù)運(yùn)算功能;
最小輸入單位0.001mm;
測(cè)量圈路，夾緊裝置，刀具庫(kù)和終端開(kāi)關(guān)的完全措施始終處于工作狀態(tài);
切削點(diǎn)診斷;
數(shù)學(xué)控制，機(jī)床和PLC報(bào)警在顯示屏上顯示;
顯示內(nèi)部PLC狀態(tài);
輪廓監(jiān)測(cè);
主軸監(jiān)測(cè)。
在圖18-21上，對(duì)部分與圖1-17相同的功能均采用了與圖1-17相同的表示符號(hào)。按照?qǐng)D18-20，在機(jī)架6的側(cè)壁2627上安裝有兩個(gè)相互平行又保持一定距離的刀盤，固定式刀具刀盤為58，旋轉(zhuǎn)式刀具刀盤為59。兩個(gè)刀盤均裝置在一根以電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔軸60上。在刀盤58，59圓周上安裝有許多刀具，從圖中僅以符號(hào)表示了固定式刀具61和旋轉(zhuǎn)式刀具62。按照?qǐng)D19和20，機(jī)架6被刀具傳送帶63環(huán)形圍繞起來(lái)，傳送帶上不同的刀具64，70安裝在錐套管上，向上或向下放置著，這些刀具垂直懸掛(64)或豎立(70)在傳送帶上，由傳送帶按節(jié)拍傳送刀具(圖26)。刀具傳送帶63由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同樣由加工中心的小型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)控制。
環(huán)形刀具庫(kù)63(刀具傳送帶)被上料運(yùn)輸帶65圍繞起來(lái)。此上料運(yùn)輸帶也由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)加工中心的小型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，在上料運(yùn)輸帶上各種不同未加工工件103或已加工工件55按照節(jié)拍移動(dòng)。已加工工件55可由一個(gè)轉(zhuǎn)換器移出上料運(yùn)輸帶(該轉(zhuǎn)換器在圖上未標(biāo)出)。
電機(jī)軸3從上料運(yùn)輸帶65上取下一個(gè)未加工工件103，這一操作可通過(guò)電機(jī)軸沿Z-軸向下移動(dòng)一個(gè)行程實(shí)現(xiàn)。抓取工件103后，電機(jī)軸Z-軸方向向上移動(dòng)一個(gè)行程，比如說(shuō)160mm。封閉工作空間34的門43垂直下落后完全打開(kāi)。這樣電機(jī)軸3可沿x-軸方向移動(dòng)一個(gè)行程，比如說(shuō)980mm(見(jiàn)參照?qǐng)D6)，主軸3連同十字滑板5停在位置66的方向，進(jìn)行第一次裝夾，然后進(jìn)行所需的加工，比如通過(guò)鉆頭70鉆孔，第一次裝夾的加工過(guò)程結(jié)束后，主軸箱3，5移動(dòng)到位置68，將已半加工的好的工件102傳遞給夾緊裝置69。夾緊裝置84。比如說(shuō)可以接受帶錐套管的刀具64，70。
如果在位置68，工件102被夾緊裝置69夾緊，則裝夾在夾緊裝置64上的刀具可對(duì)工件進(jìn)行其它加工。
加工所需要的刀具分別從刀具庫(kù)63取出，使用完畢的刀具由電機(jī)軸3重新放回刀具庫(kù)63。
在不使用的夾緊裝置上安放保護(hù)罩(圖上未標(biāo)出)和打開(kāi)所需夾緊裝置的保護(hù)罩均可由電機(jī)軸3進(jìn)行。
整個(gè)加工過(guò)程結(jié)束后，通向測(cè)量區(qū)35的門44打開(kāi)，主軸箱35，將工具移入測(cè)量區(qū)35。測(cè)量區(qū)內(nèi)，在可移動(dòng)懸臂71上安裝有測(cè)頭47。
對(duì)照?qǐng)D21表示的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)部分與前面相同的功能，采用了相同的表示符號(hào)。轉(zhuǎn)塔48安裝有刀具51，73和固有驅(qū)動(dòng)裝置74。這樣可實(shí)現(xiàn)其它的加工方法。
如圖27所示，可由多個(gè)加工機(jī)床，如75，76，77連接成多工位自動(dòng)線?？梢韵胂螅羞@些機(jī)床的功能應(yīng)由一個(gè)中央計(jì)算機(jī)控制，這樣的計(jì)算機(jī)可柔性控制工件和/或者刀具的輸送。
圖28表示了另一種由多個(gè)單機(jī)78，79，80，81，82和83聯(lián)接構(gòu)成的多工位自動(dòng)線。不同的加工機(jī)床承擔(dān)不同的加工任務(wù)。由一臺(tái)加工機(jī)床加工好的工件將被傳送至其下面的加工機(jī)床。工件的傳遞完全通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置自動(dòng)進(jìn)行。
所有工件與刀具的夾緊裝置可按圖24和25配置。這是涉及到同心組合式夾緊裝置69，84。此類夾緊裝置用于適合安裝在錐形套上的刀具64，70和卡爪88，它在導(dǎo)軌89上運(yùn)行。利用拉桿90可操縱刀座85或卡爪88。卡爪在被用作刀座時(shí)被遮蓋住。保護(hù)罩可按前面所講述的，用拾取式主軸3進(jìn)行安裝和拆卸。
按照?qǐng)D18-21，可通過(guò)對(duì)電機(jī)軸3和/或轉(zhuǎn)塔刀盤50，58，59實(shí)施一定的控制，進(jìn)行空間任意角度的工件加工，比如說(shuō)，可對(duì)工件進(jìn)行任意角度的鉆孔加工。
在圖22和23上對(duì)部分與圖1-17相同的功能均采用了與其相同的表示符號(hào)。另外在這里，電機(jī)軸3上裝有小型計(jì)算機(jī)數(shù)控端面車削頭67，這樣可實(shí)現(xiàn)其它的加工方法。如圖23所示，節(jié)拍傳送帶帶36將工件33通過(guò)機(jī)架6上的開(kāi)口直接送至加工位置，在加工位置，工件由同心夾緊裝置夾緊32，然后由帶刀具87的端面車削頭67進(jìn)行加工。
在圖27-34上，對(duì)部分與前述相同的功能，采用了與其相同的表示符號(hào)。
按照?qǐng)D29，能源箱內(nèi)安裝有電氣設(shè)備117，液壓裝置119，集中冷卻裝置120，帶有油泵的集中潤(rùn)滑裝置116，油箱，管線，開(kāi)關(guān)柜121的換熱器，連接電纜，孔套以及插頭接點(diǎn)。
按照?qǐng)D29所示，能源箱測(cè)面呈L型，至少安裝有一個(gè)門118，通過(guò)此門可以維修L立柱內(nèi)部的設(shè)備，以及維護(hù)和保養(yǎng)。能源箱內(nèi)部設(shè)備安裝可不受加工中心內(nèi)其它部件時(shí)間與空間上的影響。能源箱可作為一個(gè)可移動(dòng)整體部件配裝到其它部件上。
按照?qǐng)D30-34，轉(zhuǎn)塔48兩側(cè)均裝有刀座50，通常操作人員站立在這里，能夠很方便地觀察刀具切削刀的情況和更換刀具。
電機(jī)軸3安裝在十字滑板5中心位置，且可在靜壓導(dǎo)軌上114115作鉛垂方向移動(dòng)。中心性保證了應(yīng)力與溫度的均勻分布，進(jìn)而提高了整個(gè)系統(tǒng)剛度與溫度穩(wěn)定性。
裝卸載區(qū)39位于加工中心內(nèi)部，工作空間的后面，這樣明顯地縮短了裝卸載時(shí)間。
上料傳輸帶41穿過(guò)機(jī)架6后部的空口30(圖2)，在裝卸裝區(qū)39穿過(guò)加工中心。
測(cè)量工件55時(shí)，測(cè)頭47在門43打開(kāi)后進(jìn)入工作空間(34)(圖32，33)，這里不同于前述，測(cè)量區(qū)35不再與工作空間34分離，即位于工作空間34內(nèi)，也位于裝卸載區(qū)39(圖32，33)內(nèi)。
機(jī)架6和開(kāi)關(guān)柜117之間留有足夠的空間，以便安裝液壓裝置119，集中潤(rùn)滑裝置116，換熱器121?？赏ㄟ^(guò)門118達(dá)到此空間。
加工中心可作為一個(gè)整體進(jìn)行搬運(yùn)，因此可以在相對(duì)比較短的時(shí)間重新啟用。
在摘要，權(quán)利要求，說(shuō)明和附圖中講述的該加工中心特征，無(wú)論是以單一方式，還是任意之組合方式，對(duì)實(shí)現(xiàn)這一發(fā)明均是不可缺少的。
符號(hào)說(shuō)明表1.加工單元，加工中心，加工機(jī)床2.能源箱，外箱3.電機(jī)軸4.保護(hù)罩5.十字滑板6.機(jī)架7.電纜8.電纜及套管引導(dǎo)板9.主軸10.電動(dòng)機(jī)11.承載單元12.加強(qiáng)筋，筋片13.″″14.滑動(dòng)觸頭15.″″16.″″17.″″18.導(dǎo)軌19.″20.滑動(dòng)觸頭
21.滑動(dòng)觸頭22.″″23.″″24.導(dǎo)軌，導(dǎo)向裝置25.″″26.側(cè)面27.″28.機(jī)床腳座29.型板30.空口31.″32.夾緊裝置33.工件34.工作空間35.測(cè)量區(qū)36.工作節(jié)拍傳送帶37.隔片38.后壁39.裝載和卸載區(qū)40.卷簾41.上料與傳送帶，上料與傳送單元42.工件，一般狀態(tài)43.門44.″
45.切屑傳送帶46.切屑運(yùn)輸車47.測(cè)頭48.轉(zhuǎn)塔49.軸，水平50.刀具盤51.插刀52鉆頭53.轉(zhuǎn)塔48用驅(qū)動(dòng)電機(jī)54.卡盤55.工件，已加工56.孔57.電機(jī)軸3外殼表面58.固定式刀具刀盤59.驅(qū)動(dòng)刀具刀盤60.軸61.刀具，固定62.刀具，旋轉(zhuǎn)63.刀具傳送帶64.刀具，懸掛在錐形套上65.上料運(yùn)輸帶66.定位67.車端面頭架68.定位
69.夾緊裝置，組合式70.刀具，豎立在錐形套上71.懸臂72.多功能加工單元73.刀具，旋轉(zhuǎn)74.自身驅(qū)動(dòng)75.加工機(jī)床76.″″77.″″78.″″79.″″80.″″81.″″82.″″83.″″84.夾緊裝置，組合式85.刀座，向心式86.陡形錐體87.車端面頭用刀具88.卡爪89.導(dǎo)向裝置90.拉桿100.導(dǎo)軌101.″
102.工件，半面已加工103.工件，未加工108.測(cè)頭，可換式111.導(dǎo)板，十字滑板，三軸式112.電機(jī)軸，下面113.旋轉(zhuǎn)導(dǎo)板，十字滑板，四軸式114.導(dǎo)向裝置，靜壓式115.″″116.集中式潤(rùn)滑設(shè)備117電氣設(shè)備118.門119液壓裝置120.集中冷卻設(shè)備121.換熱器C.旋轉(zhuǎn)軸D.擺軸E.″F.旋轉(zhuǎn)軸U.車端面頭架移動(dòng)軸X.運(yùn)動(dòng)方向Y.″″Z.″″
權(quán)利要求
1.部件組合式加工中心具有一個(gè)機(jī)架，機(jī)架上安裝有導(dǎo)向裝置和十字滑板，其上配備有一個(gè)多軸可調(diào)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸，機(jī)架還配置有切屑與冷卻液收集裝置，以及一個(gè)工作空間保護(hù)罩，其特征為保護(hù)罩上安裝有控制和能源供應(yīng)元件，作為一個(gè)部件套在機(jī)架上成為一個(gè)外箱(2)，機(jī)架上，導(dǎo)軌(24，25)之間設(shè)有空口，以便排除切屑與冷卻液，導(dǎo)軌托住十字滑板，其上裝有電機(jī)軸(3)，電機(jī)軸上的主軸以拾取方式工作，機(jī)架(6)上為上料與傳送單元(41)還設(shè)置了空口(30，31)，并配有一個(gè)集成于機(jī)床控制系統(tǒng)的測(cè)頭(47)，用于檢驗(yàn)加工后工件(33)，以及一個(gè)固定在十字滑板(5)上的保護(hù)罩(4)，電機(jī)軸(3)垂直穿過(guò)保護(hù)罩，穿孔處設(shè)有密封裝置。
2.按照權(quán)利要求1的加工中心，其特征為空口處由型板(29)保護(hù)住，而型板澆注在機(jī)架(6)上，成一固定形體。
3.按照權(quán)利要求1或者2的加工中心，其特征為機(jī)架(6)將工作空間(34)以三個(gè)垂直的面和底面封閉住。
4.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為機(jī)架(6)由反應(yīng)樹(shù)脂混凝土澆注而成。
5.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為與機(jī)架(6)縱軸直交的剖面圖呈H型。
6.按照權(quán)利要求1或其下2至4中任一項(xiàng)要求的加工中心，其特征為與機(jī)架(6)縱軸直交的剖面圖呈U型。
7.按照權(quán)利要求1或其下2至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為與機(jī)架(6)縱軸直交的剖面圖呈L型。
8.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其導(dǎo)向裝置安裝在機(jī)架上面，其特征為導(dǎo)向裝置(24和25)為二條相互平行的導(dǎo)軌(24和25)，分別鋪設(shè)在機(jī)架(6)的側(cè)壁上面(26，27)。
9.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為機(jī)架(6)配有可卸式腳座(28)，使機(jī)架與地基之間保持一段距離。
10.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為機(jī)架(6)為一固立單元，可供支承刀盤與(或)轉(zhuǎn)塔。
11.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為機(jī)架(6)內(nèi)配備有一個(gè)多功能下方加工單元(72)。
12.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為機(jī)架(6)內(nèi)側(cè)壁(26，27)之間，安裝有一個(gè)多重轉(zhuǎn)塔軸(60)，比如說(shuō)一個(gè)帶刀盤(58，59)的雙重轉(zhuǎn)塔。
13.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為十字滑板(5)的導(dǎo)軌(24，25)向前越過(guò)加工位置，延伸到上料與傳送帶處(41)。
14.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為主軸箱為二軸式，由電機(jī)軸(3)和十字滑板(5)組成，十字滑板能沿X軸方向移動(dòng)，電機(jī)軸由計(jì)算機(jī)數(shù)字控制可沿Z軸方向移動(dòng)，電機(jī)軸且能在上料與傳送帶上方移動(dòng)。
15.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為十字滑架由反應(yīng)迅速，頻率調(diào)節(jié)，無(wú)需維護(hù)的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，十字滑板能在高精度磨削過(guò)的滾珠螺桿上移動(dòng)，x軸方向安裝一個(gè)盒式直線測(cè)量系統(tǒng)，Z軸方向安裝有一個(gè)旋轉(zhuǎn)測(cè)量系統(tǒng)，此兩導(dǎo)引系統(tǒng)均設(shè)置在工作空間(34)之外。
16.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為外箱(2)為懸臂式板材結(jié)構(gòu)。
17.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為外箱(2)將機(jī)架上面和至少其它三個(gè)面完全地或部分地遮蓋住住。
18.按照權(quán)利要求1或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為外箱內(nèi)設(shè)有一裝配完善的開(kāi)關(guān)柜，開(kāi)關(guān)柜上裝有引出式，帶插頭的聯(lián)接裝置與使用處聯(lián)接。
19.按照權(quán)利要求18的加工中心，其特征為聯(lián)接裝置包括電纜(7)，電纜(7)鋪設(shè)在引導(dǎo)板(8)內(nèi)，引導(dǎo)板與外箱合成一體，懸繞式連接裝置，尤其是電纜(7)，以不干涉十字滑板(5)和(或)電機(jī)軸(3)運(yùn)動(dòng)的方式予以架設(shè)。
20.按照權(quán)利要求18或者19的加工中心，其特征為外箱(2)內(nèi)配有主軸與開(kāi)關(guān)柜的冷卻裝置，液壓和氣動(dòng)裝置，這里，水管，液壓或氣動(dòng)管線如同電纜(7)一樣，以懸繞方式接送至使用處也可設(shè)置在引導(dǎo)板內(nèi)。
21.按照權(quán)利要求18或其下任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為在x方向排列順序是，裝卸載區(qū)(39)，工作空間(34)測(cè)量區(qū)(35)，工作空間與裝載區(qū)和測(cè)量區(qū)之間被由機(jī)床控制的門(43，44)隔離開(kāi)。
22.加工中心組裝成單軸多功能加工系統(tǒng)，其特征為a)安裝一個(gè)附加定位軸，對(duì)工件(42)進(jìn)行單軸或多軸鉆孔十字滑板(5)安裝有定位軸，帶有旋轉(zhuǎn)式或非旋轉(zhuǎn)式卡盤;b)一個(gè)帶固定式或旋轉(zhuǎn)式刀具的緊固鋼塊，或者帶固定式或旋轉(zhuǎn)式刀具的多重盤式轉(zhuǎn)塔(48，50)，或者多軸鉆頭;c)在上料和傳送帶(41)的裝卸載區(qū)(39)，抓取夾緊未加工工件(103)與放置已加工工件(55);d)進(jìn)行單軸與多軸鉆孔，攻絲等類似的加工;e)上方工作單元(3，5)的刀具抓取器可從上料和傳送帶(41)上同步運(yùn)行的刀架上自動(dòng)更換已磨損刀具;f)新?lián)Q上刀具的測(cè)量通過(guò)新?lián)Q在上方工作軸的測(cè)頭(108)或者通過(guò)在上方十字滑板(5)上，且能在工作空間定位的測(cè)頭進(jìn)行之。
23.按照權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2-21中的某一個(gè)的加工中心，其特征為用于組裝二軸多功能加工系統(tǒng)，采用二軸多功能十字滑板(5)加工工件;其構(gòu)造部件有電機(jī)軸(3)，緊固鋼塊或者多重盤式轉(zhuǎn)塔(48，50)，帶固定式或旋轉(zhuǎn)式刀具，同時(shí)a)在上料和傳送帶(41)的裝卸載區(qū)(39)，抓取夾緊未加工工件(103)，放置已加工工件(55);b)適應(yīng)于同心加工，主要用于車削，磨削和銑削等，部分適應(yīng)于無(wú)屑加工，如平整，滾光和精壓;c)工件(42)的測(cè)量通過(guò)機(jī)架(b)上的測(cè)量頭(47);d)若需要時(shí)，可通過(guò)上方工作單元的刀具抓取器，從上料和傳送帶上同步運(yùn)行的刀架上自動(dòng)更換已磨損刀具;e)新?lián)Q上的刀具通過(guò)新?lián)Q在上方電機(jī)軸(3)上的測(cè)頭(108)進(jìn)行測(cè)量，或者通過(guò)在上方十字滑板(5)上，能在工作空間定位的測(cè)頭進(jìn)行之。
24.按照權(quán)利要求1或者權(quán)利要2～21中的某一個(gè)的加工中心，用于組裝成三軸多功能加工系統(tǒng)，其特征為工件加工采用二軸多功能十字滑板(5)，帶C軸的電機(jī)軸，緊固鋼塊，或者多重盤式轉(zhuǎn)塔(48，50)，固定式(51)或旋轉(zhuǎn)式(52)刀具，同時(shí)a)在上料和傳送帶(41)的裝卸載區(qū)(39)抓取夾緊未加工工件和放置已加工工件(55);b)適應(yīng)于同心加工，主要用車削，磨削和銑削等，部分地適合于無(wú)屑加工，如平整，滾光和精壓;c)工件(42)測(cè)量通過(guò)機(jī)架(6)上的測(cè)頭(47);d)若需要時(shí)，可通過(guò)上方工作單元的刀具抓取器，從上料和傳送帶(41)上同步運(yùn)行的刀架上自動(dòng)更換已磨損刀具;e)新?lián)Q上刀具(51，52)的測(cè)量通過(guò)新?lián)Q在電機(jī)軸(3)上的測(cè)頭(108)，或者使用上方十字滑板上，能在工作空間(34)定位的測(cè)頭。
25.按照權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2-21中的某一個(gè)的加工中心，組裝成四軸多功能加工系統(tǒng)，其特征為工件加工利用三軸多功能十字滑板(5，111)，帶C軸的電機(jī)軸(3)和橫置雙重轉(zhuǎn)塔(58，59)，多層刀架，雙重轉(zhuǎn)塔帶有固定式(61)或旋轉(zhuǎn)式(62)刀具，同時(shí)a)在上料和傳送帶(41)的裝卸載區(qū)(39)抓取夾緊未加工工件(103)放置已加工工件(55);b)可進(jìn)行五面加工，適合于各種切削加工和部分無(wú)屑加工，比如平整，滾光，精壓和激光焊接;c)工件測(cè)量通過(guò)機(jī)架(6)上測(cè)頭(47);d)若需要時(shí)，可通過(guò)上方工作單元(3，5，111)的刀具抓取器，從上料和傳送帶(41)上同時(shí)步運(yùn)行的刀架上自動(dòng)更換已磨損刀具;e)新?lián)Q上刀具(61，62)的測(cè)量通過(guò)新?lián)Q在電機(jī)軸(3)上的測(cè)頭(108)，或者使用上方十字滑板(5)上，能在工作空間(34)定位的測(cè)頭進(jìn)行。
26.按照權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2-21中的某一個(gè)的加工中心，組裝成一個(gè)六軸多功能加工系統(tǒng)，其特征為用于綜合加工工件，二次裝夾，三軸多功能十字滑板(5，111)，電機(jī)軸(3)，帶C-軸，下置多功能加工單元(72)，帶E-軸用以擺動(dòng)，一個(gè)帶F-軸的電機(jī)軸(112)，同時(shí)a)未加工工件(103)的抓取夾緊和已加工工件(55)的放置，均利用電機(jī)軸(3)上的夾緊裝置(84)在裝卸載區(qū)(39)進(jìn)行;b)可在各種角度進(jìn)行五面加工，適合于各類切削加工和部分無(wú)屑加工，如平整，滾光，精壓和激光焊接等;c)工件(42)測(cè)量通過(guò)安裝在機(jī)架(6)上的測(cè)頭(47);d)通過(guò)固定在上工作單元(3，5，111)的刀具抓取器可從下電機(jī)軸(112)上卸下刀具，交付給作為刀具庫(kù)的上料傳送帶(63)，刀具安裝過(guò)程與此相反;e)利用安裝在上十字滑板(5，111)上，可在工作空間(34)定位的測(cè)頭測(cè)量新?lián)Q入的下方刀具(70);f)可通過(guò)上工作單元(3，5，111)的刀具抓取器拆下F工作單元(72)夾緊裝置(69)的保護(hù)罩，保護(hù)罩拆下后交付給刀具傳送帶(63)，或反向操作;g)已成為半成品的工件(102)換夾入下加工單元(72)的夾緊裝置;h)可直接從刀具傳送帶(63)上取出保護(hù)帽，遮蓋上夾緊裝置(84)，或進(jìn)行反向操作;i)以直接在刀具傳送帶(63)上取出或放回刀具的方式，在裝卸載區(qū)(39)更換上電機(jī)軸(3)的刀具;j)可由機(jī)架(6)上的測(cè)頭(47)測(cè)量新?lián)Q入上電機(jī)軸(3)的刀具(64);k)加工裝夾在下電機(jī)軸(112)上的工件(102)未加工表面，可在各種角度進(jìn)行五面加工，適合于各種切削和部分無(wú)屑加工如平整，滾光，精壓和激光焊接;l)可借助安裝在十字滑板(5，111)上可在工作空間(34)定位的測(cè)量頭測(cè)量裝夾在下電機(jī)軸(112)上的工件(70);m)可以從下加工單元(72)卸下已加工工件(55)，交付到工件傳送帶(65)上。
27.加工中心用于組裝成七軸多功能加工系統(tǒng)，其特征為對(duì)工件進(jìn)行綜合加工，二次裝夾;四軸多功能十字滑板，增設(shè)D-軸(5，111，113);-主軸單元(3)，增加C-軸;一個(gè)下部多功能加工單元(72)，增設(shè)E擺動(dòng)軸，帶F軸的主軸單元，同時(shí)a)未加工工件(103)的抓取夾緊，已加工工件(55)的放置均在裝卸載區(qū)(39)，利用加工單元(3，5，111，113)的夾緊裝置(84)進(jìn)行;b)可在各種角度進(jìn)行五面加工，適合于各類切削加工和部分無(wú)屑加工，如平整，滾光，精壓和激光焊接;c)使用安裝在機(jī)架(6)上的測(cè)頭(47)測(cè)量工件(42);d)通過(guò)固定在上加工單元(3，5，111，113)的刀具抓取器可從下電機(jī)軸(112)上卸下刀具，，交付給刀具傳送帶(63)刀具安裝過(guò)程與此相反;e)對(duì)下方刀具(70)，可采用安裝在上十字滑板(5，111，113)上，能在工作空間(34)定位的測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量;f)可通過(guò)上工作單元(3，5，111，113)的刀具抓取器，拆下下工作單元(72)夾緊裝置(69)的保護(hù)罩，保護(hù)罩拆下后送至刀具傳送帶(63)，安裝保護(hù)罩過(guò)程與此相反;g)已成為半成品的工件(102)換夾入下加工單元(72)的夾緊裝置(69);h)可直接從刀具傳送帶(63)上取出保護(hù)帽，遮蓋上夾緊裝置(84)，或進(jìn)行反向操作;i)以直接從刀具傳送帶(63)上取出或放回刀具的方式，在裝卸載區(qū)(39)更換上電機(jī)軸(3)上的刀具;j)可由機(jī)架(6)上的測(cè)頭(47)測(cè)量新?lián)Q入上電機(jī)軸(3)的刀具(64);k)加工裝夾在下電機(jī)軸(112)上的工件(102)未加工表面，可在各種角度進(jìn)行五面加工適合于各種切削和部分無(wú)屑加工，如平整，滾光，精壓和激光焊接;l)可借助安裝在十字滑板(5，111，113)上，并能在工作空間定位的測(cè)頭，測(cè)量裝夾在下電機(jī)軸(112)上的工件(42);m)可以從下加工單元(72)卸下已加工工件(55)，交付到工件傳送帶(65)上。
28.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為對(duì)主軸(9)軸承進(jìn)行冷卻，使其保持在恒定溫度。
29.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為以三軸十字滑板(5，111)為例，一塊安裝在X-導(dǎo)向裝置上方的導(dǎo)板(111)承載Y-向十字滑板(5)。
30.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為下方多功能工作單元(72)包括a)帶有多個(gè)固定式刀具(70);b)帶有一個(gè)偏心支承電機(jī)軸(112);c)整個(gè)加工單元由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制，可轉(zhuǎn)向，電機(jī)軸(112)可繞擺動(dòng)軸(E-軸)擺動(dòng)，進(jìn)行任意角度加工;d)電機(jī)軸(112)通過(guò)內(nèi)置或外置的交流電機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)變速驅(qū)動(dòng);e)電機(jī)軸(112)附裝有組合式工件與刀具夾緊裝置(69)可選擇性地夾緊刀具(70)和工件(102);f)電機(jī)軸(112)具有一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的軸(F-軸)。
31.按照權(quán)利要求1的加工中心，其特征為上料與傳送帶(41)上裝有帶動(dòng)工件(65)與刀具(63)的棱狀?yuàn)A緊裝置。
32.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為一個(gè)鋁薄片，卷簾(40)式保護(hù)罩，它能將加工機(jī)床的正面遮蓋住。
33.按照權(quán)利要求1或2-21中任一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心其特征為工件(33)加工采用單軸或多軸功能十字滑板，帶電機(jī)軸(3)和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制U軸端面車頭架(67)可調(diào)整刀具(87)的位置;通過(guò)夾緊裝置(32)從節(jié)拍傳送帶(36)上抓取，夾緊和放置工件(33)適應(yīng)于同心加工，如車外形，鏜孔和車端面。
34.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為，電機(jī)軸(3)安裝在十字滑板(5)中心位置上。
35.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特為電機(jī)軸(3)可利用靜壓導(dǎo)向裝置(114，115)，作垂直方向移動(dòng)。
36.按照權(quán)利要求34或者35的加工中心，其特征為裝卸載區(qū)(39)位于座落在加工中心內(nèi)部，工作室間(34)后面。
37.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為上料傳送帶(41)穿過(guò)機(jī)架(6)后部的空口(30，31)，在裝卸載區(qū)(39)穿過(guò)加工中心。
38.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為測(cè)頭(47)在門(43)開(kāi)啟后，可自動(dòng)向內(nèi)擺動(dòng)，進(jìn)入工作空間(34)。
39.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為測(cè)量區(qū)(35)部分設(shè)置在工作室間(34)內(nèi)，部分設(shè)置在裝卸載區(qū)(39)。
40.按照權(quán)利要求1或其下某一項(xiàng)權(quán)利要求的加工中心，其特征為機(jī)架(6)和開(kāi)關(guān)柜(117)之間留有一空白，在此空白內(nèi)安裝有一液壓裝置(119)，集中潤(rùn)滑裝置(116)和換熱器(121)，此空間至少可由一個(gè)門(118)予以封閉。
41.按照權(quán)利要求40，其特征為外箱(2)側(cè)面呈L形，這樣可讓驅(qū)動(dòng)機(jī)床所需大部分的電力，液力和/或空氣動(dòng)力管線以做好的接口方式配置于L形的橫柱內(nèi)，開(kāi)關(guān)柜(117)，液壓裝置(119)，集中潤(rùn)滑裝置(116)，換熱器(121)和至少一個(gè)門(118)，可安裝在L形的立柱內(nèi);利用L形橫栓可將機(jī)架(6)上面遮蓋住，L形部分垂直部分可將機(jī)架一個(gè)正面遮蓋住。
全文摘要
這一發(fā)明將表明，如何利用較少的部件，組裝成單一的機(jī)床，或者整套的多工位自動(dòng)線，或者柔性加工系統(tǒng)，使其適應(yīng)于不同的加工領(lǐng)域，而其費(fèi)用明顯低于一般的加工費(fèi)用，比如在某些應(yīng)用范圍，可較目前加工費(fèi)用降低50％。單一部件可單獨(dú)進(jìn)行裝配，然后組裝成所需的加工機(jī)。
文檔編號(hào)B23Q37/00GK1080230SQ9310421
公開(kāi)日1994年1月5日 申請(qǐng)日期1993年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月10日
發(fā)明者諾伯特·黑斯布呂根, 海因茨·施泰因巴赫 申請(qǐng)人:Emag-機(jī)械銷售服務(wù)股份有限公司