[发明专利]一种复合式钻铣中心

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床，尤其是涉及一种复合式钻铣中心。

背景技术

目前，大部分数控机床，尤其是钻攻中心X/Y/Z三轴的驱动方式多为马达带动丝杆传动，而且主轴转速普遍较低(20000转以下)。限于现有大部分数控机床的丝杆传动，在使用过程中无法避免丝杆的缺陷所带来的弊端，例如抖动，反向间隙误差，温升，加速度慢，无法高速直线运动等。而转数较低的主轴又无法完成一些特殊的工艺，达到特殊的加工效果。另，现有市场也已经有利用直线电机驱动各轴运动或配备高速主轴(30000转以上)的设备，但是此种设备造价异常昂贵，通用性差，行业内无法进行大范围利用。

介于现在加工制造业的大环境，传统数控设备，尤其是钻攻中心，只可以进行一些普通加工，无法胜任类似于高光，高顺畅度等特殊要求高精度的加工工艺，而单纯的直线电机设备或高转数电主轴虽然可以保证相应精度，并可达到一些特殊的加工要求，但通用性差，高速电主轴加工刚性不如普通的机械主轴，不适合切削量大的加工，市场需求量不大等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种效率高、结构简单、使用方便、可进行复合式加工的复合式钻铣中心，可综合现有设备(钻攻中心，雕铣机等)的加工工艺，完成复合加工，减少多工序、多种设备之间的流转，具有效率高、降低不良和误差等优点，对企业的生产效率有很大提高，对制造业加工精度有很大提升，是加工制造业设备的革新。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种复合式钻铣中心，包括机床床身和设于机床床身一侧的立柱，所述机床床身上设有XY轴工作台，还包括第一主轴机构、第二主轴机构、主轴变频器和数控处理器，所述第一主轴机构设于立柱上，所述第二主轴机构设于第一主轴机构上，所述主轴变频器分别连接第一主轴机构和第二主轴机构，所述数控处理器连接主轴变频器。

所述第一主轴机构包括主轴箱体、Z轴滑动组件和用于安装刀具的第一主轴，所述主轴箱体设于立柱上，所述第一主轴设于主轴箱体内，并通过Z轴滑动组件与立柱滑动连接。

所述Z轴滑动组件包括滑动块、滑动轨道、直线电机和光栅尺，所述滑动块设于第一主轴上，所述滑动轨道、直线电机和光栅尺分别设于立柱上，滑动块与滑动轨道滑动连接。

所述Z轴滑动组件还包括分别连接直线电机和光栅尺的伺服驱动。

所述第一主轴为机械式主轴。

所述第二主轴机构包括主轴安装座和用于安装刀具的第二主轴，所述主轴安装座设于主轴箱体上，所述第二主轴设于主轴安装座内。

所述第二主轴的轴径小于第一主轴的轴径。

所述第二主轴为电主轴或气浮式主轴。

还包括向第一主轴机构提供刀具的第一刀库，所述第一刀库设于立柱上。

还包括向第二主轴机构提供刀具的第二刀库，所述第二刀库设于XY轴工作台上。

与市场占有量很大的普通钻攻设备相比，本发明具有以下优点：

1)加工精度提升。本发明设计了两部主轴，一部主轴和普通钻攻主轴装配位置一样，为第一主轴，一部设置在主轴箱体右侧，为第二主轴，第一主轴选择轴径较大的机械主轴，以获得良好的加工刚性和扭力，第二主轴选择转速较高的电主轴或气浮式主轴，以获得较高的转速和较低的震动率，两者配合使用，以完成粗加工，精加工及高精加工的复合加工，既可满足普通的CNC加工需求，也可在同一台设备上完成类似高光加工、高顺畅加工等高速高精密加工。

2)效率提升。结合直线电机的优势和高速主轴的优势，可充分发挥出普通数控设备无法企及的高效率，设计两部主轴，可以在本发明上完成各种加工工艺，避免了因转换不同设备进行不同工艺带来的时间浪费。

3)质量提升。普通钻攻中心通过丝杆进行传动，主轴转速低，通过编码器回馈信号，导致精度受丝杆、机械，误差等原因影响大，从而无法达到一些特殊的加工要求，例如高光，高顺畅度等。而本发明X/Y/Z三轴不限于马达丝杆或直线电机驱动，由直线电机驱动，光栅尺反馈定位，最大限度的减小背隙等误差，以配合第二主轴的高速电主轴完成高光，高顺畅度要求的加工工艺。结合了直线电机驱动、光栅尺反馈定位、高刚性第一主轴和高速第二主轴，完美解决各种高精加工时所面临的加工难点。

4)结构简单，使用方便。本发明设计多样(不限于整体式)，比较容易得到较高的装配精度，维修方便。两部主轴各自使用一台主轴变频器，断绝了两部主轴在完成各种数控系统指令时的干扰。