Cnc複合臥式銑床的製作方法

2023-06-19 01:08:36 2

專利名稱：Cnc複合臥式銑床的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種複合式銑床，尤其涉及一種具備立式及萬能銑床優點的CNC 複合臥式銑床。
背景技術：
按，一現有的臥式銑床結構6，請參閱圖12所示，其結構包含一工具機61，包含一床 柱611及床座612，其中床座612為銑床基礎，用以承受整個機器的重量，另床柱611為一空 心方柱並裝設於床座612上，且柱面上設有主軸孔及升降臺滑軌681，供刀軸63裝設及升降 臺68作ζ軸向位移，上方則設有一鳩尾槽65可供橫梁67穿伸，另有一支撐架66用於固定 刀軸63並與橫梁67相套合；一工作檯64，包含一平臺641、上滑槽座、下滑槽座及馬達，其 中該平臺641供工件固定的器具設置，並通過馬達驅動而於上滑槽座χ軸向位移；一升降臺 68，包含一滑軌62及馬達，其中該滑軌62設於下滑槽座下方，並可通過馬達的驅動使下滑 槽座可於滑軌62上y軸向位移。上述為一般臥式銑床結構，而立式銑床結構大都與臥式銑床相同，唯有不同處在 於刀軸為直立式並與工作檯呈垂直關係，且刀軸可作上下移動，作小量深度進給，並設有一 配重系統補償主軸在垂直進給時所受重力的影響；另萬能銑床結構與臥式銑床相同，唯有 不同處在於工作檯可做水平角度的旋轉，可銑削角度或螺旋等特殊工作。

實用新型內容所要解決的技術問題上述所列舉各式銑床現有結構雖然使用上相當便利卻也有一些令人詬病之處，首 先，於臥式銑床與萬能銑床加工工件時，由於主軸固設於床柱上，所以每每加工時都得靠升 降臺的升降來達到所需的加工高度，於操作上相當不便，且因工作檯需上下升移容易造成 螺杆間的磨損及重心的偏移，另，因ζ軸位移把手及y軸位移把手裝設於同一側上，加工時 容易因混淆而操作不當造成工件及銑刀的損毀。再者，因加工高度需靠升降臺升降來達成， 於大量或多樣式銑削時容易因定位不易而影響加工精度且因其銑削工序關係，於回程時容 易再次銑削，形成回刀現象，破壞加工精度。另外，於立式銑床加工工件時，如需大量深度的銑削，需通過主軸及升降臺的ζ軸 向位移配合，操作相當不便及定位不易；且配重系統一般為質量塊式，主軸向上時，質量塊 隨之向下移動，受重力影響其加速度最大為9. 81m/s2，主軸進給速率受到限制；主軸向下快 速移動且受致動器控制達到定位時，因質量塊未受到致動器的控制，將繼續位移直到衝量 消失為止，對主軸的定位精度造成幹擾。解決問題的技術手段本實用新型發明人有鑑於此，乃憑恃著長期對臥式銑床結構的研究與構思，而創 作出一種計算機數控(Computer numerical control，簡稱CNC)複合臥式銑床，其結構包 含一頭部，包含一主軸頭、一 y軸滑座上蓋及一主軸馬達，其中該主軸頭供以橫向裝設刀杆及銑刀，且該主軸頭與y軸滑座上蓋及主軸馬達互相接合，而該y軸滑座上蓋設於立柱所 設的y軸滑軌，並通過配重系統懸吊起頭部，主軸馬達驅動刀杆座上的銑刀；一立柱，其中 該立柱設有一配重孔供配重系統的設置，該立柱鄰側設有一 y軸馬達，且該立柱外緣端設 有一y軸滑軌且供頭部通過y軸馬達驅動作y軸向位移運動；一工作檯，包含一平臺、及χ軸 馬達，並通過χ軸馬達驅動使平臺得以在χ軸滑座上χ軸向位移；一鞍座，包含一 χ軸滑座 及ζ軸滑座，其中該χ軸滑座裝設於平臺下方而與ζ軸滑座相接，而該ζ軸滑座設於ζ軸滑 軌上方；一底座，包含一 ζ軸滑軌及一 ζ軸馬達，其中該底座與立柱相接，並供承受整體機器 的重量，並可通過ζ軸馬達的驅動使工作檯可於ζ軸滑軌上ζ軸向位移；及一數值控制盤， 裝設於機殼上，通過程序指令的輸入，而將輸入的信息暫存於系統的存儲器中，通過電腦的 編譯計算，而將信息傳至各組件驅動器以予驅動運作，達到銑削工件的目的。在一實施例中，該主軸頭內可加設一變速機構供切換轉速，且該主軸頭後側為一 矩形槽面，且槽內空間供c形定位件及刀杆固定螺絲裝設，該主軸頭側邊設有定位換刀氣 缸，而該定位換刀氣缸供c形定位件位移後與刀杆形成卡掣，以便於裝卸。在一實施例中，該主軸頭側邊設有由氣壓閥件所組成的開關，而該開關用於操控 定位換刀氣缸的運動。在一實施例中，該主軸馬達為一高轉速馬達，並通過皮帶而與刀杆相接並傳遞動 力。在一實施例中，該y軸滑座上蓋側邊設有y軸安全極限模組，其包括正向碰塊及負 向碰塊，而工作檯側邊則設有正向碰塊及負向碰塊，且鞍座的X軸滑座下另設有Z軸碰塊。在一實施例中，該立柱側面設有複數個y軸極限開關，而鞍座側邊則設有X軸極限 開關，並且底座的Z軸滑軌側邊設有Z軸上極限開關及Z軸下極限開關，而這些開關用於配 合y軸安全極限模組、工作檯側邊的正向碰塊、負向碰塊及鞍座X軸滑座的Z軸碰塊以防止 工作檯及頭部因進給過度撞毀。在一實施例中，該配重系統由滑輪座、鏈條及缸瓶建構而成，並採用氣壓式，而缸 瓶內的氣體為氮氣，且該滑輪座裝設於立柱頂端，而該鏈條通過滑輪座，一端固定於頭部的 y軸滑座上蓋上，另端則固定於立柱內的缸瓶上，由此配重系統的建構以補償及平衡頭部在 y軸向進給時所受重力的影響。在一實施例中，該鞍座側邊設有一送料機構，而該送料機構由工件放置槽、複數個 出料滑軌及送料固定座、縱向交錯所建構，且該鞍座上設有轉盤供工作檯進行水平角度的 旋轉位移，其最大位移角度為-45° 45°。在一實施例中，該工平臺上另裝有尾座及C軸座提供加工旋轉端面，且該工作檯 後側設有卸料軌道，提供工件加工後的移卸。通過上述組件的構成，通過數值控制盤的操控，使得頭部可相對於立柱的y軸滑 軌作y軸向的快速定位滑移，銑削時不產生回刀現像破壞工件表面及精度，且可於多軸上 位移，達到多軸加工，增加加工的多樣化，利於料件的銑削。本實用新型的主要目的在於提供一種可使主軸精確定位及銑削精密的複合式銑 床。本實用新型的次要目的在於提供一種操作方便及快速銑削的複合式銑床。本實用新型的次要目的在於提供一種可旋轉角度之加工工作檯。[0021](對照先前技術的功效)由以上說明可知，本實用新型相較先前技術，確可達到如下的功效1、由於本實用新型運用氣壓式的氮氣配重系統，因無油壓式漏油等汙染問題，且 該配重系統可補償及平衡頭部於y軸向進給時所受重力的影響，故而使頭部的定位精準， 加工精度得以提高，大大提升了本實用新型銑削的效能。2、由於本實用新型的頭部可作y軸方向的快速位移及定位，所以銑削工件時不會 產生回刀現象，可避免工件表面的損毀，讓本實用新型適於大量生產的場合。3、由於本實用新型的工作檯可作水平角度的旋轉，在搭配x、y、z& c軸，可作多軸 加工，以增加加工彈性。4、通過控制定位換刀氣缸的運動，進而帶動c形固定件的運動位移後，與刀杆轉 頭形成卡掣，以利於換刀的情況且節省換刀時間。5、由於本實用新型刀杆剛性夠強及主軸馬達轉速夠快，故能於刀杆上裝設多把銑 刀加工，節省加工程序及加工時間。6、鞍座上設有送料機構及工作檯上設有卸料軌道可通過電腦操控加工程序達到 自動加工效果，節省人力與加工時間。7、由於本實用新型的工作檯並不作y軸向位移，使工件放置於工作檯上時，不因 使用時間久遠造成重心些微的偏移，影響加工精度。

圖1為本實用新型結構的立體圖。圖2為本實用新型結構的分解圖。圖3為本實用新型結構的立柱局部分解圖。圖4為本實用新型定位換刀氣缸未運作於c形定位件示意圖。圖5為本實用新型定位換刀氣缸運作於c形定位件示意圖。圖6為本實用新型結構頭部y軸起始位置示意圖。圖7為本實用新型結構頭部y軸向下移示意圖。圖8為本實用新型的另一實施例結構。圖9為本實用新型另一實施例結構的分解圖。圖10為本實用新型另一實施例結構的旋轉工作檯的態樣圖。圖11為本實用新型另一實施例結構的側視圖。圖12為現有結構圖。主要附圖標記說明頭部1;刀杆111;支撐架113;y軸滑座上蓋12;正向碰塊131;主軸馬達14;開關16;
主軸頭11 ； 刀杆固定螺絲112 ； 橫梁114;
y軸安全極限模組13; 負向碰塊132 ； 變速機構15 ； 定位換刀氣缸17 ；[0050]c形定位件18 ；立柱2 ；配重孔21 ；配重系統22 ；滑輪座221 ；鏈條222 ；缸瓶223 ；y軸馬達23 ；y軸滑軌24 ；y軸極限開關25 ；工作檯3 ；平臺31 ；χ軸馬達32 ；c軸座33 ；尾座34 ；卸料軌道35 ；χ軸極限開關36 ；正向碰塊361 ；負向碰塊362 ；鞍座4 ；χ軸滑座41 ；ζ軸滑座42 ；轉盤43 ；送料機構44 ；工件放置槽441 ；送料固定座442 ；出料滑軌443 ；底座5 ；ζ軸滑軌51 ；ζ軸馬達52 ；ζ軸碰塊53 ；ζ軸上極限開關531ζ軸下極限開關532 ；數值控制盤7 ；機殼8 ；現有的臥式銑床結構6工具機61 ；床柱611 ；床座612 ；滑軌62 ；刀軸63 ；工作檯64 ；平臺641 ；鳩尾槽65 ；支撐架66 ；橫梁67 ；升降臺68 ；升降臺滑軌681 ；
具體實施方式本實用新型涉及一種CNC複合臥式銑床，請參閱圖1及圖2，其結構包含一頭部1、 立柱2、工作檯3、鞍座4、底座5及數值控制盤7。其中，該頭部1，包含一主軸頭11、一 y軸 滑座上蓋12及一主軸馬達14，其中該主軸馬達14為一高轉速馬達，另該主軸頭11供以橫 向裝設刀杆111及銑刀，並可通過上方橫粱114位置的調整配合刀杆111的長度而與支撐 架113相套合(該支撐架採用軸承來供刀杆固定並降低磨耗，現有通常為銅套)，且該主軸 頭11與y軸滑座上蓋12及主軸馬達14互相接合，而該主軸頭11內部可加設一變速機構 15以配合加工工件材質而切換主軸轉速(其中該變速機構可為齒輪式及氣壓推動齒輪杆 等方式)，如圖10所示，另外，請配合參閱圖4，該主軸頭11後側為一矩形槽面，其槽內空間 供以c形定位件18及刀杆固定螺絲112裝設，且主軸頭11側邊設有一定位換刀氣缸17，可 通過開關16的開啟，控制定位換刀氣缸17的運動進而帶動c形定位件18的運動位移後與 刀杆111形成卡掣以利於換刀的情況下，如圖4及圖5所示。而y軸滑座上蓋12設於立柱 2所設的y軸滑軌24，並通過配重系統22懸吊起頭部1，而主軸馬達14驅動主軸頭11上的銑刀。請配合參閱圖3所示，其中該立柱2設有一配重孔21供配重系統22的設置，且該 配重孔21鄰側設有一 y軸馬達23，且該立柱2外緣端設有一 y軸滑軌M，而該y軸滑軌M 供頭部1通過y軸馬達23驅動而於y軸滑軌M上作y軸向位移；且該配重系統22由滑輪 座221、鏈條222及缸瓶223所建構而成，並採氣壓式，而缸瓶223內的氣體為氮氣，其中該 滑輪座221裝設於立柱2頂端，而該鏈條222通過滑輪座221，一端固於頭部1的y軸滑座 上蓋12上，另端則固於立柱2內的缸瓶223上，而該配重系統22可補償及平衡頭部1在y 軸向進給時所受重力的影響，並使得頭部y軸向位移定位精度提升及減少螺杆間的磨耗。請配合參閱圖2及圖11，其中該工作檯3，包含一平臺31及χ軸馬達32，其中該平 臺31供工件固定的器具設置(如圖8中c軸座33及尾座34等)，並通過χ軸馬達32驅 動，使平臺31在χ軸滑座41上χ軸向位移，且工作檯3側邊另設有正向碰塊361及負向碰 塊362以配合鞍座4側邊上所設的χ軸極限開關36，保護工作檯3於χ軸向位移時不因位 移過量而造成工作檯3的損毀；一鞍座4，包含一 χ軸滑座41及ζ軸滑座42，其中，該χ軸 滑座41裝設於平臺31下方而與ζ軸滑座42相接，而該ζ軸滑座42設於ζ軸滑軌51上方， 且χ軸滑座41下方設有一 ζ軸極限開關531 ；—底座5，包含一 ζ軸滑軌51及一 ζ軸馬達 52，其中該底座5與立柱2相接，並供承受整體機器的重量，並可通過ζ軸馬達52的驅動使 工作檯3可於ζ軸滑軌51上ζ軸向位移，且ζ軸滑軌51側邊設有ζ軸上極限開關531及 ζ軸下極限開關532供配合χ軸滑座41下的ζ軸碰塊53，使其進行ζ軸向位移時不因位移 過量而造成工作檯3的損毀。請配合參閱圖1所示，一數值控制盤7，裝設於機殼8上，可通過程序指令之鍵入或 多媒體媒介(如磁碟、光碟、記憶卡、隨身碟等)的輸入，而將輸入的信息暫存於系統的存儲 器中，通過電腦的編譯計算，而將信息傳至各組件驅動器以予驅動運作，達到銑削工件的目 的。請參閱圖1至圖3所示，通過上述組件的組成，通過數值控制盤7的操控，於立柱 2設一 y軸滑軌M供以頭部1的y軸滑座上蓋12組設，使頭部1在立柱2作y軸垂向滑 移；另於立柱2的配重孔21設一配重系統22並通過頂端所設的滑輪座221，使該配重系統 22中的鏈條222 —端固於頭部1的y軸滑座上蓋12上，另端則固於立柱2內的缸瓶223， 並通過該配重系統22的作用使頭部1於立柱2上的y軸滑軌M作y軸向位移時，不因受 重力影響而使頭部1產生震蕩，造成定位偏移，而使加工精度下降，利於料件的銑削加工。請參閱圖6及圖7所示，且頭部1的y軸滑座上蓋12側邊設有y軸安全極限模組 13，其包含正向碰塊131及負向碰塊132，且立柱2側面設有複數個與y軸安全極限模組13 相對應的y軸極限開關25，而該y軸極限開關25供頭部1的y軸定位及限位，並通過y軸 極限開關25的設置位置，可定出頭部1的原點(上死點)及最大y軸向位移深度(下死 點)，保護頭部1不因進給深度過深而損毀，進而讓頭部1達到快速且精確的位移，例如當 上料於工作檯3後，則頭部1快速從上死點到下死點並對工件料體施予加工，加工完成後， 頭部1快速從下死點到上死點，馬上卸料及上料於工作檯3。因此，通過本實用新型的頭部 1、立柱2及配重系統22的配置，使本實用新型除了定位精準，加工精度高外，亦可適於大量 生產的場合。請參閱圖8及圖9所示，為本實用新型的另一實施例，該另一實施例與前述實施例的差異為該鞍座4上設有轉盤43，而該工作檯3可通過轉盤43的作用，得以進行水平角 度-45° 45°的旋轉，如圖10所示。通過工作檯3可水平角度旋轉及χ、ζ及c軸向位 移，再搭配頭部1的y軸垂向移動，使本實用新型可作多軸加工及銑削旋轉端面，增加其加 工彈性及廣範性。另，請參閱圖8及圖11所示，其中該鞍座4側邊加設有一送料機構44，其中該送料 機構44由工件放置槽441及複數個送料固定座442、出料滑軌443依橫向、縱向交錯所建 構，由此送料機構44可達到自動快速上料的目的，且該工作檯3後側設有卸料軌道35，供工 件加工後的移卸。因此，通過送料機構44、卸料軌道35及頭部1的運用，若於數值控制盤 7上設定好加工程序，可使料件的加工接近自動化，使本實用新型更適於大量及多軸加工的 場合。綜合上述，本實用新型涉及一種「CNC複合臥式銑床」，尤其涉及一種具備立式及萬 能銑床優點的臥式銑床，具銑刀的主軸頭配合配重系統，並通過數值控制盤的操控，使頭部 可相對於立柱的y軸滑軌作y軸的快速定位滑移，利於料件的銑削加工。需要說明的是，以 上所述是本實用新型的具體實施立即所運用的技術原理，若依本實用新型的構想所作的改 變，其所產生的功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的範 圍內，合予陳明。
權利要求1.一種CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其結構包含一頭部，包含一主軸頭、一 y軸滑座上蓋及一主軸馬達，其中該主軸頭供以橫向裝設刀 杆及銑刀，並與y軸滑座上蓋及主軸馬達互相接合，而y軸滑座上蓋設於立柱所設的y軸滑 軌，並通過配重系統懸吊起頭部，主軸馬達驅動主軸頭上的銑刀；一立柱，其中該立柱設有一配重孔供配重系統的設置，該配重孔鄰側設有一 y軸馬達， 且該立柱外緣端設有一 y軸滑軌供頭部通過y軸馬達驅動作y軸向位移；一工作檯，包含一平臺及χ軸馬達，其中該平臺供工件固定的器具設置，並通過χ軸馬 達驅動使平臺得以在χ軸滑座上χ軸向位移；一鞍座，包含一 χ軸滑座及ζ軸滑座，其中，該χ軸滑座裝設於平臺下方而與ζ軸滑座 相接，而該ζ軸滑座設於ζ軸滑軌上方；一底座，包含一 ζ軸滑軌及一 ζ軸馬達，其中該底座與立柱相接，並供承受整體機器的 重量，並通過ζ軸馬達的驅動使工作檯於ζ軸滑軌上ζ軸向位移；及一數值控制盤，裝設於機殼上，通過程序指令的輸入，而將輸入的信息暫存於系統的存 儲器中，通過電腦的編譯計算，而將信息傳至各組件驅動器以驅動運作，以銑削工件。
2.根據權利要求1所述的CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其中，該主軸頭內加設有一 變速機構供切換轉速，且該主軸頭後側為一矩形槽面，且槽內空間供c形定位件及刀杆固 定螺絲裝設，該主軸頭側邊設有定位換刀氣缸，而該定位換刀氣缸供c形定位件位移後與 刀杆形成卡掣，以便於裝卸。
3.根據權利要求2所述的CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其中，該主軸頭側邊設有由 氣壓閥件所組成的開關，而該開關用於操控定位換刀氣缸的運動。
4.根據權利要求1所述的CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其中，該主軸馬達為一高轉 速馬達，並通過皮帶而與刀杆相接並傳遞動力。
5.根據權利要求1所述的CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其中，該y軸滑座上蓋側邊 設有y軸安全極限模組，其包括正向碰塊及負向碰塊，而工作檯側邊也設有正向碰塊及負 向碰塊，且鞍座的χ軸滑座下另設有ζ軸碰塊。
6.根據權利要求5所述的CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其中，該立柱側面設有複數 個y軸極限開關，而鞍座側邊則設有χ軸極限開關，並且底座的ζ軸滑軌側邊設有ζ軸上極 限開關及ζ軸下極限開關，而這些開關用於配合y軸安全極限模組、工作檯側邊的正向碰 塊、負向碰塊及鞍座χ軸滑座的ζ軸碰塊以防止工作檯及頭部因進給過度撞毀。
7.根據權利要求1所述的CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其中，該配重系統由滑輪座、鏈條及缸瓶建構而成，並採用氣壓式，而缸瓶內的氣體為氮氣， 且該滑輪座裝設於立柱頂端，而該鏈條通過滑輪座，一端固定於頭部的y軸滑座上蓋上，另端則固定於立柱內的缸 瓶上，由此配重系統的建構以補償及平衡頭部在y軸向進給時所受重力的影響。
8.根據權利要求1所述的CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其中，該鞍座側邊設有一送 料機構，而該送料機構由工件放置槽、複數個出料滑軌及送料固定座、縱向交錯所建構，且 該鞍座上設有轉盤供工作檯進行水平角度的旋轉位移，其最大位移角度為-45° 45°。
9.根據權利要求1所述的CNC複合臥式銑床，其特徵在於，其中，該工作檯上另裝有尾 座及C軸座提供加工旋轉端面，且該工作檯後側設有卸料軌道，提供工件加工後的移卸。
專利摘要本實用新型涉及一種CNC複合臥式銑床，其結構包含一頭部，包含一主軸頭、一y軸滑座上蓋及一主軸馬達，其中該主軸馬達驅動主軸頭上的銑刀；一立柱，設有一配重系統用於補償及平衡頭部所受的重力影響，且其側邊設有一y軸滑軌可供頭部y軸向位移；一工作檯，包含一平臺及x軸馬達；一鞍座，包含一x軸滑座及z軸滑座，其中該x軸滑座裝設於平臺下方而與z軸滑座相接，而該z軸滑座設於z軸滑軌上方；一底座，包含一z軸滑軌及一z軸馬達，其中該底座與立柱相接；一數值控制盤，裝設於機殼上；通過上述組件的構成，通過數值控制盤的操控，使頭部可相對於立柱的y軸滑軌作y軸向的快速定位滑移，利於料件的銑削加工。
文檔編號B23C9/00GK201880973SQ201020621578
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者遊賀旭 申請人:鬱伸企業有限公司