[发明专利]数控加工中心、加工岛及加工方法

说明书

本发明公开了数控加工中心、加工岛及加工方法，加工中心包括加工主轴、加工区、物料区、机械手及刀库，加工区位于加工主轴下方，物料区位于加工区的前方，刀库位于加工主轴的前方，机械手包括承载体，在承载体正面上设置用于取放物料的取放部，承载体背面上设置用于取放刀头的单刀夹或刀夹组。同一承载体上整合设置用于取放物料的取放部及用于取放加工刀头的单刀夹或刀夹组，实现了一个机械手综合换料和换刀的集成化结构，尤其是配合了设置在加工主轴前的刀库及设置在加工区前的物料区，保证了同一个机械手能够在加工区与物料区之间及加工主轴与刀库之间的双路径同时运行，可以有效的提升数控加工中心的运行效率。

技术领域

本发明涉及数控机床加工技术领域，具体涉及一种数控加工中心、加工岛及加工方法。

背景技术

众所周知，数控机床行业普遍将刀库设置成独立的标准功能单元，安装在主轴附近，以实现换刀；通过在机床合适的位置设置独立的机械手或机器人，完成对机床工件的上下料作业。

多主轴定梁式龙门加工中心，在批量小型零部件加工领域得到了广泛的应用，虽然目前的数控机床中对于取放料机械手的存在方式有多种多样，但现有的机械手仅限于取放物料，例如申请号为201510316063.2公开了一种自动上下料装置，主要解决多主轴机床板材类零件的自动上下料；虽然目前的数控机床中需要解决主轴更换刀头以实现加工不同形状、材质的物料，但现有的刀库也均是配备独立的取放刀头机械手，例如申请号201811521214.8公开了一种用于定梁式龙门多主轴机床的刀库装置、机床及换刀方法。在本领域的技术人员看来，数控机床的精度和稳定性是需要第一保障的，多数技术人员的设计思路是如何实现取放料机械手能够一次性运送更多的物料，或者如何实现刀头取放机械手一次性运送更多的刀头，以提升生产效率，由于取放料机械手与刀头取放机械手的取放对象存在形状、材质上的较大差异，两种机械手会是完全不同的结构，例如在物料加工的数控机床中，取放料机械手是配备吸盘的，刀头取放机械手是配备夹爪的。尤其是加工中尽量减少取放料机械手被干涉影响，以防止加工精度受到影响的设计思路一直深入设计人员内心，导致目前的数控加工机床，不论是单主轴还是多主轴，仍然是取放料机械手和刀头取放机械手各自独立有序运行，换料与换刀都是分开来实现的，利用不同的机构或独立的功能单元来分别实现换料和换刀。

但是随着时代变迁、科技发展，从目前加工工艺需求理解，机床即要具备自动换刀功能，又要具备自动换料功能，而通过不同功能的机构、机械手、机器人来实现，移动线路长，运动结构复杂，成本高昂。

另外，在上述背景下，自动化加工岛、柔性制造系统也陆陆续续应运而生。但是现有的基于单主轴或多主轴加工中心组成的自动化加工岛、柔性制造系统涉及到庞大而复杂的刀库、机械手和物料移送系统，占用场地面积大，控制较为离散。而针对目前多品种、短周期的产品市场，大多加工系统柔性不高，切换加工对象效率低。

发明内容

本发明提供一种数控加工中心、加工岛及加工方法，以解决上述问题。

本发明提供的一种数控加工中心，包括加工主轴、加工区、物料区、机械手及刀库，加工区位于加工主轴下方，物料区位于加工区的前方，刀库位于加工主轴的前方，机械手包括承载体，在承载体正面上设置用于取放物料的取放部，承载体背面上设置用于取放刀头的单刀夹或刀夹组，刀夹组包括用于更换刀头时夹取旧刀头的刀夹和夹取新刀头的刀夹，承载体在加工区和物料区之间及加工主轴和刀库之间移动用于换料及换刀。

优选地，承载体在宽度方向上延伸出用于安装取放部的取放台，取放部安装于取放台端部正面使拾取的物料位于承载体正面，承载体的背面安装刀夹组，刀夹组的两个刀夹沿承载体长度方向并排设置或沿承载体宽度方向并列设置使夹取的刀头位于承载体背面。以合理的结构完全避免了换料和换刀过程中物料与刀头可能产生的干扰。