[发明专利]一种具有微动补偿功能的多主轴加工中心

说明书

本发明公开了一种具有微动补偿功能的多主轴加工中心，包括主底座、主立柱、鞍座、工作台和至少两个主轴加工单元，立柱固定在主底座上，主轴加工单元滑动连接在立柱上，主轴加工单元包括Z轴驱动装置、主轴和单元主体，主轴加工单元还包括微动补偿机构，微动补偿机构包括基体、导轨和电机，导轨倾斜设于单元主体上，单元主体滑动连接在导轨上，电机与单元主体间连有传动机构。本发明可对工件上各加工点Y轴方向的细微变位进行微动补偿，且能方便操作，提高作业效率。

技术领域

本发明涉及一种数控机加工设备，更具体地说，它涉及一种具有微动补偿功能的多主轴加工中心。

背景技术

常规的加工中心的工作方式是，鞍座及工作台在X轴方向左右方向及Y轴方向前后方向移动，设定工作台上的工件在水平面上的位置，主轴加工单元在Z轴方向上下方向移动，通过旋转的主轴进行面、槽、孔等结构的加工。为了提高加工效率，一些加工中心生产企业推出了具有多个主轴，可同时加工同一加工件上多个加工点的多主轴形式的加工中心。但是在加工多个加工点时，因热变形及其它因素，工件各平面上的位置可能发生细微变位，各加工点的相对位置也变动，此时若仍按照先前设定的参数加工必会导致最终工件加工出现偏差。现有的加工中心的主轴在Z轴及X轴方向容易实现移动，Y轴方向的细微移动则有困难，这是因为加工中心内部空间极为有限，若采用与Z轴或X轴方向运动机构相同的结构，将会极大增加结构的复杂性。为此，用户产生了新的设备开发需求，期望多个主轴中的一个或更多能在Y轴方向追加细微移动，对于检测到的工件变位信息对应调整主轴位置，从而使多主轴加工中心能克服热变形等因素影响，保证加工精度。公开号为CN104942651B的发明专利于2019年2月19日公开了一种机床的热位移补偿装置，具备：检测结果判断单元，其根据由位置检测单元检测出的实际位置和基准位置判断上述实际位置是否是基于正确的检测的位置；补偿误差计算单元，其在判断为检测结果是基于正确的检测的结果的情况下，计算实际位置的补偿误差；以及补偿量修正单元，其根据上述补偿误差来修正上述热位移补偿量。但该发明涉及的是实现机床热位移补偿的控制部分，而不涉及完成补偿的具体执行机构。

发明内容

现有的加工中心的主轴在Z轴及X轴方向容易实现移动，Y轴方向的细微移动则有困难，为克服这一缺陷，本发明提供了一种可在Y轴方向追加细微移动，从而克服热变形等因素影响，保证加工精度的具有微动补偿功能的多主轴加工中心。

本发明的技术方案是：一种具有微动补偿功能的多主轴加工中心，包括主底座、主立柱、鞍座、工作台和至少两个主轴加工单元，主立柱固定在主底座上，主轴加工单元滑动连接在主立柱上，主轴加工单元包括主轴和单元主体，主轴安装在单元主体上，Z轴驱动装置设于单元主体和主立柱之间，主轴加工单元还包括微动补偿机构，微动补偿机构包括基体、导轨和电机，导轨倾斜设于基体上，单元主体滑动连接在导轨上，电机与单元主体间连有传动机构。待加工的工件定位在工作台上，鞍座和工作台在X轴方向及Y轴方向协调运动后，在水平面上完成工件加工点与主轴的对应，然后主轴加工单元在Z轴方向移动，通过旋转的主轴对进行加工。当因热变形及其它因素发生工件上各加工点Y轴方向的细微变位时，可通过微动补偿机构进行微动补偿，即用电机驱动单元主体在导轨上滑动，以单元主体在导轨的Y轴方向上的位移分量补偿各加工点间Y轴方向上相对位置的变动，从而克服热变形等因素影响，保证多主轴加工中心的加工精度。

作为优选，所述传动机构包括滚珠螺杆和螺杆支架，螺杆支架固定在基体上，电机固定在螺杆支架一端，滚珠螺杆转动连接在螺杆支架上，滚珠螺杆一端贯穿螺杆支架的一个端面并与单元主体螺纹连接，滚珠螺杆另一端与电机输出端传动连接。通过该传动机构，可在有限的空间构建从电机到基体间的传动路径，使基体进行可控运动，确保微动补偿功能的实现。

作为优选，单元主体上设有连接板，所述导轨上设有滑块，连接板与滑块固连。连接板与滑块固连，使滑块能承载单元主体在所述导轨上滑动，确保微动补偿功能的实现。