一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床的制作方法

1.本发明涉及金属切削加工技术领域，具体为一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床。


背景技术：

2.在工业制冷管件中，双头零件是连接主要管类的主要连接零件，也是保证制冷和油路安全输送的保证，双头管类零件具有批量大，加工精度高，材料难切削，零件需要完全加工，并且工序繁多等一系列加工难题是制约双头零件批量制造的难题，也是制约我国工业发展的一个难题。在传统的制造工艺制造中，一个双头零件加工至少有6道工序，并且6道工序需要不同的刀具不同的转速以及不同的切削路径来控制，所以传统的加工需要至少需要6台设备6个工人才能对一种零件实现批量加工，由于较高的资金投入和人力成本以及巨大的占地面积，严重影响企业的经济效益，巨大的能耗也不符合环保经济。并且多台设备严重影响产品的加工精度，不但产量无法提升，产品的报废了居高不下，给企业带来巨大的经济压力，所以开发一种能够在一台设备上实现对6道工序的集合，并且产品制造时间要缩减到传统的6分之1，产品的合格率要控制在99.999%的专业组合数控机床不但具有较高的经济价值，也是我国工业发展和制造业转型中所必须的高端装备。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，以解决上述背景技术中提出的传统的制造工艺制造中，较高的资金投入和人力成本以及巨大的占地面积，严重影响企业的经济效益，巨大的能耗也不符合环保经济的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，包括机座床身，所述机座床身上端的外壁上环绕安装第一加工主轴、第二加工主轴、第三加工主轴、第四加工主轴、第五加工主轴、第六加工主轴、下料系统、第一换料系统、第二换料系统以及上料系统，所述机座床身上端的中间位置处竖直安装有工位切换系统。
5.优选的，所述第一加工主轴、第二加工主轴、第三加工主轴、第四加工主轴、第五加工主轴、第六加工主轴皆包括主轴壳体、主轴、刀具、电机支架、进给伺服电机、动力电机、主动同步带轮以及从动同步带轮，所述主轴壳体固定安装在机座床身上，主轴壳体的内部安装有主轴，主轴的前端安装有刀具，所述主轴壳体的一端垂直安装有电机支架，电机支架上安装有动力电机，所述动力电机的输出端安装有主动同步带轮，主动同步带轮通过传动带连接有从动同步带轮，从动同步带轮安装在主轴的尾端，所述动力电机一侧的电机支架上安装有进给伺服电机，进给伺服电机的输出轴与主轴的前端活动连接，通过在主轴上不同的刀具，从而便于进行6种加工工艺。
6.优选的，所述下料系统包括下料夹爪、夹爪气缸、气缸连接件、直线轨道、轨道固定板、固定支架、伸缩气缸连接件、伸缩气缸以及下料输送系统，所述下料输送系统安装在机座床身上，下料输送系统上通过伸缩气缸连接件安装有伸缩气缸，伸缩气缸的前端位置处
安装有轨道固定板，轨道固定板安装在机座床身上，所述轨道固定板的底部安装有直线轨道，直线轨道的端部与伸缩气缸固定连接，所述直线轨道上通过气缸连接件安装有夹爪气缸，夹爪气缸的前端安装有下料夹爪，用于将加工完成的零件输送至仓储区域。
7.优选的，所述第一换料系统和第二换料系统皆包括伺服直线电机、伺服电机支座、直线编码器、前进推动板、导向轴、旋转固定支架、换料夹爪气缸、换料夹爪、第一伺服分度台以及换料支架，所述换料支架安装在机座床身上端的侧壁上，换料支架的内部安装有伺服电机支座，伺服电机支座上安装有伺服直线电机，所述伺服直线电机的输出端安装有直线编码器，直线编码器的输出端安装有前进推动板，前进推动板的一侧水平安装有贯穿至换料支架外侧的导向轴，所述导向轴的端部安装有旋转固定支架，旋转固定支架上安装有第一伺服分度台，第一伺服分度台上安装有换料夹爪气缸，换料夹爪气缸的前端安装有换料夹爪，用于对零件进行换向，便于在一次加工过程中完成零件的整个加工工艺。
8.优选的，所述上料系统包括上升伺服模组、平移伺服模组、固定支座、伺服模组固定架、旋转气缸连接板、旋转气缸、上料夹爪气缸支架、上料夹爪气缸以及上料夹爪，所述固定支座安装在机座床身上端的外壁上，固定支座上竖直安装有上升伺服模组，上升伺服模组的底部水平安装有平移伺服模组，且上升伺服模组与平移伺服模组之间的连接处安装有伺服模组固定架，所述平移伺服模组的底部通过旋转气缸连接板安装有旋转气缸，旋转气缸的底部通过上料夹爪气缸支架安装有上料夹爪气缸，上料夹爪气缸的底部安装有上料夹爪，用于将零件放入置柔性转盘上的柔性夹具上。
9.优选的，所述工位切换系统包括第二伺服分度台、柔性夹具以及柔性转盘，所述第二伺服分度台安装在机座床身上，第二伺服分度台的顶部安装有柔性转盘，柔性转盘的外壁上等间距安装有柔性夹具，用于带动零件进行转动，从而便于进行多工位的加工。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该回转式十工位六轴数控多功能组合机床，解决了双头零件的加工难题，适用范围广，本发明将加工主轴设计成圆周回转式均布布局，并采用机座床身固定，内部分度台旋转从而实现对工作位置的切换和转换；十工位布局设计将零件的上料到下料过程整体衔接，确保每一个步骤和时间都在最短的加工节拍内完成，从而减少整体加工时间，提高加工效率，稳定产品质量，本专机将传统的多道工艺改为集合加工理念可实现双头零件的一次性加工，此专机结构紧凑性能稳定，并且可以保证一次上料在同一工装上完成零件的所有加工特征。
附图说明
11.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的加工主轴结构示意图；图3为本发明的下料系统结构示意图；图4为本发明的换料系统结构示意图；图5为本发明的上料系统结构示意图；图6为本发明的工位切换系统结构示意图。
12.图中：1、第一加工主轴；2、第二加工主轴；3、第三加工主轴；4、第四加工主轴；5、第五加工主轴；6、第六加工主轴；7、下料系统；8、第一换料系统；9、第二换料系统；10、上料系统；11、工位切换系统；12、主轴壳体；13、主轴；14、刀具；15、电机支架；16、进给伺服电机；
17、动力电机；18、主动同步带轮；19、从动同步带轮；20、下料夹爪；21、夹爪气缸；22、气缸连接件；23、直线轨道；24、轨道固定板；25、固定支架；26、伸缩气缸连接件；27、伸缩气缸；28、下料输送系统；29、伺服直线电机；30、伺服电机支座；31、直线编码器；32、前进推动板；33、导向轴；34、旋转固定支架；35、换料夹爪气缸；36、换料夹爪；37、第一伺服分度台；38、换料支架；39、上升伺服模组；40、平移伺服模组；41、固定支座；42、伺服模组固定架；43、旋转气缸连接板；44、旋转气缸；45、上料夹爪气缸支架；46、上料夹爪气缸；47、上料夹爪；48、第二伺服分度台；49、柔性夹具；50、柔性转盘；51、机座床身。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，包括机座床身51，机座床身51上端的外壁上环绕安装第一加工主轴1、第二加工主轴2、第三加工主轴3、第四加工主轴4、第五加工主轴5、第六加工主轴6、下料系统7、第一换料系统8、第二换料系统9以及上料系统10，机座床身51上端的中间位置处竖直安装有工位切换系统11；为了实现十工位六轴专机系统的优势得到充分发挥，工位切换系统11一次切换2个位置，第1轴第3轴第5轴加工零件的一端，第2轴第4轴第6轴加工零件的另一端，工艺过程为零件毛坯通过上料系统10抓取后放入工位切换系统11，然后工位切换系统11切换工位至第2轴位置，对其进行加工，加工完毕后工位切换至第4轴位置，对其进行加工，加工完毕后工位切换至第6轴位置，对其进行加工，加工完毕后工位切换至第8轴的换料位置，第一换料系统8和第二换料系统9将零件取出进行自动换料后，零件被换到第9轴位置，工位切换系统11将零件切换至第1轴位置，再依次经过第1轴第3轴第5轴的加工最终零件切换至第7轴的下料系统7位置，下料系统7将零件下料至下料输送系统28中将成品零件输出；第一加工主轴1、第二加工主轴2、第三加工主轴3、第四加工主轴4、第五加工主轴5、第六加工主轴6皆包括主轴壳体12、主轴13、刀具14、电机支架15、进给伺服电机16、动力电机17、主动同步带轮18以及从动同步带轮19，主轴壳体12固定安装在机座床身51上，主轴壳体12的内部安装有主轴13，主轴13的前端安装有刀具14，主轴壳体12的一端垂直安装有电机支架15，电机支架15上安装有动力电机17，动力电机17的输出端安装有主动同步带轮18，主动同步带轮18通过传动带连接有从动同步带轮19，从动同步带轮19安装在主轴13的尾端，动力电机17一侧的电机支架15上安装有进给伺服电机16，进给伺服电机16的输出轴与主轴13的前端活动连接；其工作原理为动力电机17旋转带动主动同步带轮18转动，进而驱动从动同步带轮19旋转，然后驱动主轴13旋转，再带动刀具14高速旋转对零件进行加工，进给伺服电机16旋转驱动13主轴及14刀具移动对零件进行进给的切削加工；下料系统7包括下料夹爪20、夹爪气缸21、气缸连接件22、直线轨道23、轨道固定板24、固定支架25、伸缩气缸连接件26、伸缩气缸27以及下料输送系统28，下料输送系统28安装在机座床身51上，下料输送系统28上通过伸缩气缸连接件26安装有伸缩气缸27，伸缩气
缸27的前端位置处安装有轨道固定板24，轨道固定板24安装在机座床身51上，轨道固定板24的底部安装有直线轨道23，直线轨道23的端部与伸缩气缸27固定连接，直线轨道23上通过气缸连接件22安装有夹爪气缸21，夹爪气缸21的前端安装有下料夹爪20；其工作原理为，伸缩气缸27前进推动直线轨道23和气缸连接件22，并带动夹爪气缸21和下料夹爪20前进至下料位置，夹爪气缸21带动下料夹爪20夹持零件后，伸缩气缸27后退带动直线轨道23和气缸连接件22，并带动夹爪气缸21和下料夹爪20退至下料位置后，夹爪气缸21带动下料夹爪20打开零件掉入下料输送系统28后，由下料输送系统28将零件输送至仓储区域；第一换料系统8和第二换料系统9皆包括伺服直线电机29、伺服电机支座30、直线编码器31、前进推动板32、导向轴33、旋转固定支架34、换料夹爪气缸35、换料夹爪36、第一伺服分度台37以及换料支架38，换料支架38安装在机座床身51上端的侧壁上，换料支架38的内部安装有伺服电机支座30，伺服电机支座30上安装有伺服直线电机29，伺服直线电机29的输出端安装有直线编码器31，直线编码器31的输出端安装有前进推动板32，前进推动板32的一侧水平安装有贯穿至换料支架38外侧的导向轴33，导向轴33的端部安装有旋转固定支架34，旋转固定支架34上安装有第一伺服分度台37，第一伺服分度台37上安装有换料夹爪气缸35，换料夹爪气缸35的前端安装有换料夹爪36；其工作原理为第一换料系统8中伺服直线电机29推动前进推动板32和导向轴33、旋转固定支架34、换料夹爪气缸35、换料夹爪36、第一伺服分度台37前进至换料位置后，换料夹爪气缸35带动换料夹爪36打开后夹持零件，,伺服直线电机29后退带动前进推动板32和导向轴33、旋转固定支架34、换料夹爪气缸35、换料夹爪36、第一伺服分度台37后退至安全位置后，第一伺服分度台37旋转90度后，换料夹爪气缸35带动换料夹爪36将零件放入第二换料换料系统9后，第一换料系统中的第一伺服分度台37回到0度位置，完成一次换料工作，第一换料系统8和第二换料系统8功能动作一致；上料系统10包括上升伺服模组39、平移伺服模组40、固定支座41、伺服模组固定架42、旋转气缸连接板43、旋转气缸44、上料夹爪气缸支架45、上料夹爪气缸46以及上料夹爪47，固定支座41安装在机座床身51上端的外壁上，固定支座41上竖直安装有上升伺服模组39，上升伺服模组39的底部水平安装有平移伺服模组40，且上升伺服模组39与平移伺服模组40之间的连接处安装有伺服模组固定架42，平移伺服模组40的底部通过旋转气缸连接板43安装有旋转气缸44，旋转气缸44的底部通过上料夹爪气缸支架45安装有上料夹爪气缸46，上料夹爪气缸46的底部安装有上料夹爪47；其工作原理为，上升伺服模组39下降带动平移伺服模组40、伺服模组固定架42、旋转气缸连接板43、旋转气缸44、上料夹爪气缸支架45、上料夹爪气缸46、上料夹爪47下降至取料位置后抓取零件，然后上升伺服模组39带动平移伺服模组40、伺服模组固定架42、旋转气缸连接板43、旋转气缸44、上料夹爪气缸支架45、上料夹爪气缸46、上料夹爪47上升至安全区域，旋转气缸44带动上料夹爪气缸支架45、上料夹爪气缸46、上料夹爪47旋转90度，再由平移伺服模组40驱动旋转气缸连接板43、旋转气缸44、上料夹爪气缸支架45、上料夹爪气缸46、上料夹爪47至工位切换系统11中，然后平移伺服模组40驱动旋转气缸连接板43、旋转气缸44、上料夹爪气缸支架45、上料夹爪气缸46、上料夹爪47后退至安全位置，完成一个上料动作；
工位切换系统11包括第二伺服分度台48、柔性夹具49以及柔性转盘50，第二伺服分度台48安装在机座床身51上，第二伺服分度台48的顶部安装有柔性转盘50，柔性转盘50的外壁上等间距安装有柔性夹具49；其工作原理为，第二伺服分度台48旋转带动柔性夹具49和柔性转盘50旋转并进行位置切换，保证各个工序的有效衔接。
15.工作原理：工艺过程为零件毛坯通过上料系统10抓取后放入工位切换系统11中，然后工位切换系统11切换工位至第2轴位置处，对其进行加工，加工完毕后工位切换至第4轴位置，对其进行加工，加工完毕后工位切换至第6轴位置，对其进行加工，加工完毕后工位切换至第8轴的位置，第一换料系统8和第二换料系统9将零件取出进行自动换料后，零件被换到第9轴的上料系统10位置；工位切换系统将零件切换至第1轴位置，再依次经过第1轴第3轴第5轴的加工最终零件切换至第7轴下料系统7位置，下料系统7将零件下料至下料输送系统28中将成品零件输出；在上述的工作过程中，所有的工序以及图1中11套系统都是同时运行和工作，所以整个加工过程只有单个11工位切换系统所需的6秒时间，即一个毛坯零件被上料系统10装入工位切换系统11之后，待工位切换系统11切换至下一个位置时，下料系统7就会产出一个成品。

技术特征：
1.一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，其特征在于：包括机座床身（51），所述机座床身（51）上端的外壁上环绕安装第一加工主轴（1）、第二加工主轴（2）、第三加工主轴（3）、第四加工主轴（4）、第五加工主轴（5）、第六加工主轴（6）、下料系统（7）、第一换料系统（8）、第二换料系统（9）以及上料系统（10），所述机座床身（51）上端的中间位置处竖直安装有工位切换系统（11）。2.根据权利要求1所述的一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，其特征在于：所述第一加工主轴（1）、第二加工主轴（2）、第三加工主轴（3）、第四加工主轴（4）、第五加工主轴（5）、第六加工主轴（6）皆包括主轴壳体（12）、主轴（13）、刀具（14）、电机支架（15）、进给伺服电机（16）、动力电机（17）、主动同步带轮（18）以及从动同步带轮（19），所述主轴壳体（12）固定安装在机座床身（51）上，主轴壳体（12）的内部安装有主轴（13），主轴（13）的前端安装有刀具（14），所述主轴壳体（12）的一端垂直安装有电机支架（15），电机支架（15）上安装有动力电机（17），所述动力电机（17）的输出端安装有主动同步带轮（18），主动同步带轮（18）通过传动带连接有从动同步带轮（19），从动同步带轮（19）安装在主轴（13）的尾端，所述动力电机（17）一侧的电机支架（15）上安装有进给伺服电机（16），进给伺服电机（16）的输出轴与主轴（13）的前端活动连接。3.根据权利要求1所述的一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，其特征在于：所述下料系统（7）包括下料夹爪（20）、夹爪气缸（21）、气缸连接件（22）、直线轨道（23）、轨道固定板（24）、固定支架（25）、伸缩气缸连接件（26）、伸缩气缸（27）以及下料输送系统（28），所述下料输送系统（28）安装在机座床身（51）上，下料输送系统（28）上通过伸缩气缸连接件（26）安装有伸缩气缸（27），伸缩气缸（27）的前端位置处安装有轨道固定板（24），轨道固定板（24）安装在机座床身（51）上，所述轨道固定板（24）的底部安装有直线轨道（23），直线轨道（23）的端部与伸缩气缸（27）固定连接，所述直线轨道（23）上通过气缸连接件（22）安装有夹爪气缸（21），夹爪气缸（21）的前端安装有下料夹爪（20）。4.根据权利要求1所述的一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，其特征在于：所述第一换料系统（8）和第二换料系统（9）皆包括伺服直线电机（29）、伺服电机支座（30）、直线编码器（31）、前进推动板（32）、导向轴（33）、旋转固定支架（34）、换料夹爪气缸（35）、换料夹爪（36）、第一伺服分度台（37）以及换料支架（38），所述换料支架（38）安装在机座床身（51）上端的侧壁上，换料支架（38）的内部安装有伺服电机支座（30），伺服电机支座（30）上安装有伺服直线电机（29），所述伺服直线电机（29）的输出端安装有直线编码器（31），直线编码器（31）的输出端安装有前进推动板（32），前进推动板（32）的一侧水平安装有贯穿至换料支架（38）外侧的导向轴（33），所述导向轴（33）的端部安装有旋转固定支架（34），旋转固定支架（34）上安装有第一伺服分度台（37），第一伺服分度台（37）上安装有换料夹爪气缸（35），换料夹爪气缸（35）的前端安装有换料夹爪（36）。5.根据权利要求1所述的一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，其特征在于：所述上料系统（10）包括上升伺服模组（39）、平移伺服模组（40）、固定支座（41）、伺服模组固定架（42）、旋转气缸连接板（43）、旋转气缸（44）、上料夹爪气缸支架（45）、上料夹爪气缸（46）以及上料夹爪（47），所述固定支座（41）安装在机座床身（51）上端的外壁上，固定支座（41）上竖直安装有上升伺服模组（39），上升伺服模组（39）的底部水平安装有平移伺服模组（40），且上升伺服模组（39）与平移伺服模组（40）之间的连接处安装有伺服模组固定架
（42），所述平移伺服模组（40）的底部通过旋转气缸连接板（43）安装有旋转气缸（44），旋转气缸（44）的底部通过上料夹爪气缸支架（45）安装有上料夹爪气缸（46），上料夹爪气缸（46）的底部安装有上料夹爪（47）。6.根据权利要求1所述的一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，其特征在于：所述工位切换系统（11）包括第二伺服分度台（48）、柔性夹具（49）以及柔性转盘（50），所述第二伺服分度台（48）安装在机座床身（51）上，第二伺服分度台（48）的顶部安装有柔性转盘（50），柔性转盘（50）的外壁上等间距安装有柔性夹具（49）。

技术总结
本发明公开了一种回转式十工位六轴数控多功能组合机床，包括机座床身，所述机座床身上端的外壁上环绕安装第一加工主轴、第二加工主轴、第三加工主轴、第四加工主轴、第五加工主轴、第六加工主轴、下料系统、第一换料系统、第二换料系统以及上料系统，所述机座床身上端的中间位置处竖直安装有工位切换系统。本发明将加工主轴设计成圆周回转式均布布局，并采用机座床身固定，内部分度台旋转从而实现对工作位置的切换和转换；十工位布局设计将零件的上料到下料过程整体衔接，确保每一个步骤和时间都在最短的加工节拍内完成，从而减少整体加工时间，提高加工效率，稳定产品质量。稳定产品质量。稳定产品质量。


技术研发人员：李仁和 梁阳 母倩
受保护的技术使用者：上海生和精密机械有限公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2022/5/25