一种单单元卧式工作台加工中心的制作方法

1.本实用新型涉及一种机械加工中心，尤其是一种单单元卧式工作台加工中心。


背景技术：

2.随着汽车市场的持续电气化，汽车的轻量化趋势加快，越来越多的新型大中型铝制结构件应用在汽车设计中，例如汽车前、后底盘件和电池壳等。这对选用合适大中型铝制结构件的机加工设备来组建大规模生产线提出了挑战。
3.另外，随着国家经济的持续快速发展，劳动用人成本在快速上涨，企业招工困难；并且，我国正从劳动密集型制造业向智能制造业的方向转型升级。传统汽车生产线正面临着深入的自动化转型和升级。
4.现有技术中，没有针对上述新零件专门设计的最优机床，以满足全部工艺需求。现有的机型中，专机和大型龙门镗铣床可以满足机加工的功能需求，但存在着投资高，柔性不足，占地面积大的缺陷；龙门型材加工机虽然投资成本低，但因精度低的原因不能完全满足工艺需求，并且同样具有占地面积大的缺陷。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是要提出一款针对大中型铝制工件机加工的单单元卧式工作台加工中心，具有高速、高效、高精度、高柔性，防工件污染的干式加工和微量润滑加工，以及防毛刺产生及防工件变形的高速轻加工，机床结构紧凑、占地面积小，便于安装调试，维修简单，运行成本低。
6.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种单单元卧式工作台加工中心，适合于柔性自动化组线，包括：一个五轴并联加工单元、一个卧式转台，所述五轴并联加工单元由第一轴，第二轴和第三轴组成极坐标下的直线运动轴，并配备由第四轴和第五轴组成的a/c旋转轴，a/c旋转轴上配有高速电主轴；所述卧式转台上配置有用于自动夹具的流体旋转分配器。
7.进一步，所述五轴并联加工单元下面配备有一个驱动五轴并联加工单元移动的滑台，以扩展五轴并联加工单元的加工行程，实现对大尺寸工件的加工。
8.进一步，所述卧式转台安装在基座上，五轴并联加工单元前面，能缩小外防护的体积；周边空间开阔，方便布置自动夹具实现工件装夹。
9.进一步，所述单单元卧式工作台加工中心选用干式加工系统或微量润滑加工系统，从而避免加工过程中切削液对工件的污染。
10.进一步，所述五轴并联加工单元根据加工需求选择不同配置的单刀库或双刀库，以灵活调整刀库容纳刀具的数量。
11.进一步，所述双刀库，用于实现刀具在任意时间进行装刀换刀，不会影响机床的加工活动和上下料活动。
12.进一步，所述单单元卧式工作台加工中心设有机床外防护罩，所述机床外防护罩
设置自动前门或自动顶门，以灵活匹配机器人上下料或门架机械手上下料的需求。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
14.本实用新型结构紧凑，占用空间小，非常方便布置在产线中。同时还缩短自动上下料设施的长度和物流设施的长度，这样会大幅降低产线的投资成本，并大幅降低公共设施能耗。
15.本实用新型精度调整方便，工件加工调试简便。并联加工单元、滑台和转台的精度都是独立调整。这样大大缩短了调试时间，尽快启动生产以缩短投资回收期。
16.本实用新型安装简单，调试简便，便于维修。可大幅降低装配和调试时间，以及停机后的维修时间，大幅提高产线的利用率。
17.本实用新型操作简单。可实现笛卡尔坐标下的g代码编程。其编程及操作与普通加工中心一致。
附图说明
18.图1为本实用新型的加工中心的结构的俯视图；
19.图2为本实用新型的加工中心的结构的正视图；
20.图3为本实用新型的加工中心的结构的轴测图；
21.图中：1-1—五轴并联加工单元；1-2—五轴并联加工单元第1轴；1-3—五轴并联加工单元第2轴；1-4—五轴并联加工单元第3轴；2-1—床身；2-2—卧式转台；2-3—夹具及工件；2-4—滑台(w轴)；2-5—刀库一；2-6—五轴并联加工单元第4轴；2-7—五轴并联加工单元第5轴；2-8—电主轴；2-9—刀库二。
具体实施方式
22.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
23.如图3所示，本实用新型提供的一种单单元卧式工作台加工中心，包括一个五轴并联加工单元1-1、一个卧式转台2-2、床身2-1。五轴并联加工单元1-1配有一个驱动模组移动的滑台2-4(w轴)，并装有刀数灵活的专用刀库(刀库一 2-5、刀库二2-9)，卧式转台2-2上安装夹具及工件2-3。
24.如图1～2所示，本实用新型所采用的五轴并联加工单元1-1，包括第一/第二 /第三共三个直线轴(五轴并联加工单元第1轴1-2、五轴并联加工单元第2轴 1-3、五轴并联加工单元第3轴1-4)，还包括第四和第五供两个旋转轴(五轴并联加工单元第4轴2-6、五轴并联加工单元第5轴2-7)。五轴并联加工单元1-1 上还包括一个适用于高速加工的电主轴2-8。其中，三个直线轴中的中间直线轴与滑台2-4平行设置，两边直线轴对称于中间直线轴布置，并与中间直线轴呈一向内的角度，三个直线轴前端分别连接第4轴，第4轴前部通过第5轴连接电主轴。每个直线轴均由伺服电机，导轨和丝杠组成。每个旋转轴由伺服电机驱动，且两个旋转轴相互垂直布置。由中间直线轴驱动电主轴前后移动，两边的直线轴驱动电主轴左右转动，第4轴驱动电主轴绕第4轴中心转动，第五轴驱动电主轴绕第五轴中心转动。该五轴并联加工单元可以5轴联动，不仅能实现3d的型面加工，而且也可实现孔位加工，包括空间孔的加工。
25.五轴并联加工单元1-1下面配置的高精度数控滑台2-4，利用第六轴(w轴) 的运动
扩展了z轴方向的加工行程，增加了对工件的可达性。这样机床可以完成对大尺寸工件的加工。另外，w轴和z轴的叠加运动大大提高了机床在z方向的运动速度和加速度，因此机床的加工效率大大提高。另外滑台的高精度也确保了机床可以加工高精度的零件。
26.本实用新型布置了固定位置的第七轴(b轴转台)，大大提高了机床的刚性。足够大的安装空间，可以一次装夹一个大的工件。充分发挥并联加工单元的优势。
27.本实用新型配置了一个或两个独立的刀库，确保并联加工单元可实现刀具在机床运行时换刀，不会影响工件上下料。
28.本实用新型为机床匹配了干式加工和微量润滑两种加工绿色方式。因而避免了加工过程中切削液对工件的污染，所以在产线中可以取消用于工件清洗的清洗机。
29.本实用新型为机床配置了机床外防护罩，机床外防护罩设置自动前门或自动顶门，以灵活匹配机器人上下料或门架机械手上下料的需求。


技术特征：
1.一种单单元卧式工作台加工中心，适合于柔性自动化组线，其特征在于：该加工中心包括：一个五轴并联加工单元、一个卧式转台，所述五轴并联加工单元由第一轴，第二轴和第三轴组成极坐标下的直线运动轴，并配备由第四轴和第五轴组成的a/c旋转轴，a/c旋转轴上配有高速电主轴；所述卧式转台上配置有用于自动夹具的流体旋转分配器。2.根据权利要求1所述的单单元卧式工作台加工中心，其特征在于：所述五轴并联加工单元下面配备有一个驱动五轴并联加工单元移动的滑台，以扩展五轴并联加工单元的加工行程，实现对大尺寸工件的加工。3.根据权利要求1所述的单单元卧式工作台加工中心，其特征在于：所述卧式转台安装在基座上，五轴并联加工单元前面，能缩小外防护的体积；周边空间开阔，方便布置自动夹具实现工件装夹。4.根据权利要求1所述的单单元卧式工作台加工中心，其特征在于：所述单单元卧式工作台加工中心选用干式加工系统或微量润滑加工系统，从而避免加工过程中切削液对工件的污染。5.根据权利要求1所述的单单元卧式工作台加工中心，其特征在于：所述五轴并联加工单元根据加工需求选择不同配置的单刀库或双刀库，以灵活调整刀库容纳刀具的数量。6.根据权利要求5所述的单单元卧式工作台加工中心，其特征在于：所述双刀库，用于实现刀具在任意时间进行装刀换刀，不会影响机床的加工活动和上下料活动。7.根据权利要求1所述的单单元卧式工作台加工中心，其特征在于：所述单单元卧式工作台加工中心设有机床外防护罩，所述机床外防护罩设置自动前门或自动顶门，以灵活匹配机器人上下料或门架机械手上下料的需求。

技术总结
本实用新型涉及一种单单元卧式工作台加工中心，适合于柔性自动化组线，包括：一个五轴并联加工单元、一个卧式转台，所述五轴并联加工单元由第一轴，第二轴和第三轴组成极坐标下的直线运动轴，并配备由第四轴和第五轴组成的A/C旋转轴，A/C旋转轴上配有高速电主轴；所述卧式转台上配置有用于自动夹具的流体旋转分配器。本实用新型可灵活适配机器人自动上料或门架机械手自动上料，适合用于大中型铝件个人大批量自动化产线中。本实用新型结构紧凑，占地面积小；易于装配，方便调试，易于维修；易于操作。加工效率高，使用成本低。使用成本低。使用成本低。


技术研发人员：索雷 江杰
受保护的技术使用者：柯马（上海）工程有限公司
技术研发日：2021.08.05
技术公布日：2022/5/25