數碼式雙五軸電腦高速加工中心的製作方法

2023-05-06 21:42:51

專利名稱：數碼式雙五軸電腦高速加工中心的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種沉管預製鋼砼擴底樁的成樁設備，特別是一種適用於 沿海地區的沉管建築成樁用沉管，是各種預製鋼砼擴底樁的配套沉管。
技術背景目前在軟土地基的樁基工程中，普遍採用沉管灌注樁，預製樁和大直徑鑽 孔灌注樁三種。而應用最為廣泛的是沉管灌注樁，在施樁時將沉管穿過軟土層， 達到設計標高硬土層之後取出金屬樁頭，再將擴底樁的擴底設備下入沉管內挖 土、取土形成擴底樁底座空腔。目前的沉管僅適合在內地使用，在沿海地區是無法使用的，因為當金屬樁 頭取出以後形成了一個錐形空腔，管外和管內之間有壓差，硬土層上面的淤泥 易進入到錐形空腔內，使擴底工作無法進行，導致沉管在沿海地區的使用受到 限制。目前沉管的管身為整體式的結構，管身很長，加工非常困難，並且成本 高。目前還存在一種帶有導向翼的沉管，但是由於該沉管設置有導向翼，導致 成本高，生產工藝複雜，而且導向翼與沉管的焊接處特別容易破損。基於上述 原因，以往的沉管有進一步改進的必要。 實用新型內容本實用新型針對上述現有技術存在的問題，提供一種結構簡單、生產工藝 簡單、成本低並適合沿海地區使用的新型沉管。本實用新型實現目的的技術方案是適用於沿海地區的新型沉管，它由空 心管狀的管身和底部構成，底部設於管身下端，其中管身的截面為方形，管身為 多段式結構，各段之間為螺紋連接，相鄰兩段管身之間連接處的截面為外方內 圓形，底部外壁的上邊設有密封圈，管身的下部套裝有密封圈，設置在上端的提升產品的市場競爭力。本實用新型專利一種高智能數碼式雙五軸電腦高速加工中心， 它包括一個對稱式工具機底架；安裝於對稱式工具機底架上的三個龍門 架底座和安裝在龍門架底座上的兩個龍門架；在每一個龍門架上各 自安裝一組可移動式機頭；在每一個機頭上分別裝有四個主軸；八 個主軸各自裝上一把轉動切削工具；在對稱式工具機底架上安裝兩個 可移動及兩軸轉動的工件擺動盤，其中兩軸指以X軸為軸心轉動的A軸及以Y軸為軸心轉動的B軸；配合電腦控制使機頭上的主軸均可加工工件擺動盤上之工件。其特徵在於還包括用作控制兩個機 頭移動的交流伺服馬達；使兩個工件擺動盤移動的交流伺服馬達及 使兩軸轉動的交流伺服馬達；控制主軸轉動速度的交流伺服馬達； 用來控制上述交流伺服馬達動作，從而準確地控制本高速加工中心 的刀具和工件移動、轉動等動作的位置及速度的數碼控制系統。此外，數碼控制系統以先進軟體及硬體組成，其中包括工業 級電腦、先進16位元高精度數模轉換器，FPGA及CPLD硬體控制 方式。設置在兩個機頭上的主軸配合交流伺服馬達、同步皮帶及皮帶 輪組成轉動元件，可進行銑、鑽、攻牙等加工。包括對稱式工具機底架及雙龍門架設計，使用縱橫對稱式機械結 構，同等功率之交流伺服馬達分別控制主軸轉動、控制機頭移動、 控制工件擺動盤移動及轉動，再配合同步皮帶、皮帶輪，齒輪及無 間隙滾珠螺杆傳動，以提高雙五軸獨立加工的性能及同步加工的準 確性。八個主軸全部採用固定刀頭設計令加工時換刀時間減至最少。主軸分別配合交流伺服馬達使刀具轉動，機頭分別配合交流伺服馬達控制其移動，工件擺動盤分別配合交流伺服馬達控制其移動、交流伺服馬達 使工件以A軸旋轉方向轉動及交流伺服馬達使工件以B軸旋轉方向轉動。


圖1-3分別是本實用新型專利高智能數碼式雙式軸電腦高速加 工中心的正視圖、側視圖和俯視圖。
具體實施方式
圖1-3是本實用新型專利高智能數碼式雙式軸電腦高速加工中 心結構圖。本實用新型專利結構主要包括對稱式工具機底架B;安裝於對稱式工具機底架上的三個龍門架底座GB1， GB2， GB3;安裝在這 些龍門架底座上的兩個龍門架Gl， G2;在每一個龍門架上各自安裝 一組可移動式機頭Hl， H2，而可移動式機頭HI, H2分別安裝在龍 門架G1， G2上;八個主軸S1,S2， S3, S4; S5, S6， S7, S8，從而每個 所述機頭上裝有四個所述主軸，主軸各自裝上一把轉動切削刀具； 在對稱式工具機底架上安裝兩個可移動(見箭頭3、 8)及兩軸轉動(見 箭頭4、 9; 5、 10)的工件擺動盤AB1， AB2 (工件被固定在工件擺 動盤上)，其中兩軸指以X軸為軸心轉動的A軸(可參考箭頭4、 9 的轉動方向)及以Y軸為軸心轉動的B軸(可參考箭頭5、 10的轉 動方向)；配合電腦控制使機頭Hl， H2上的主軸均可加工所述工件 擺動盤AB1， AB2上的工件；移動兩個機頭的交流伺服馬達XM1， ZM1， XM2， ZM2;使兩個工件擺動盤移動的交流伺服馬達YM1， YM2及兩軸轉動的交流伺服馬達AM1， BM1， AM2， BM2;控制主 軸轉動速度的交流伺服馬達SM1， SM2。這樣通過數碼控制系統用 來控制上述交流伺服馬達動作以實現準確地控制本高速加工中心的 刀具和工件移動、轉動等動作的位置及速度。其中，圖1-3中，雙向箭頭1、 2表示可移動式機頭Hl分別在X軸、Z軸的移動方向；雙向箭頭3表示工件擺動盤AB1的Y軸的 移動方向；雙向箭頭4表示工件擺動盤AB1的A軸的轉動方向；雙向箭頭5表示工件擺動盤AB1的B軸的轉動方向；雙向箭頭6、 7表示可移動式機頭H2分別在X軸、Z軸的移動 方向；雙向箭頭8表示工件擺動盤AB2的Y軸的移動方向；雙向箭 頭9表示工件擺動盤AB2的A軸的轉動方向；雙向箭頭10表示工 件擺動盤AB2的B軸的轉動方向；箭頭11表示主軸Sl-S4刀具轉動方向；箭頭12表示主軸S5-S8 刀具轉動方向。
權利要求1. 一種高智能數碼式雙五軸電腦高速加工中心，它包括一個對稱式工具機底架[B]；安裝於對稱式工具機底架上的三個龍門架底座[GB1，GB2，GB3]和安裝在龍門架底座上的兩個龍門架[G1，G2]；在每一個龍門架上各自安裝一組可移動式機頭[H1，H2]，而可移動式機頭[H1，H2]分別安裝在龍門架[G1，G2]上；在其中一個所述機頭[H1]上裝有四個主軸[S1，S2，S3，S4]，主軸[S1，S2，S3，S4]各自裝上一把轉動切削刀具；在另一個所述機頭[H2]上裝有四個主軸[S5，S6，S7，S8]，主軸[S5，S6，S7，S8]各自裝上一把轉動切削刀具；在對稱式工具機底架上安裝兩個可移動及兩軸轉動的工件擺動盤[AB1，AB2]，其中兩軸指以X軸為軸心轉動的A軸及以Y軸為軸心轉動的B軸；配合電腦控制使機頭[H1，H2]上的主軸均可加工所述工件擺動盤[AB1，AB2]上的工件；其特徵在於還包括用來移動兩個機頭[H1，H2]的交流伺服馬達[XM1，ZM1；XM2，ZM2]；使兩個工件擺動盤[AB1，AB2]移動的交流伺服馬達[YM1，YM2]及兩軸轉動的交流伺服馬達[AM1，BM1；AM2，BM2]；控制主軸轉動速度的交流伺服馬達[SM1，SM2]；用來控制上述交流伺服馬達動作以實現準確地控制本高速加工中心的刀具和工件移動、轉動等動作的位置及速度的數碼控制系統。
2. 如權利要求1所述的雙五軸電腦高速加工中心，其特徵在於 數碼控制系統以軟體及硬體組成，其中包括工業級電腦、先進16 位元高精度數模轉換器，FPGA及CPLD硬體控制方式。
3. 如權利要求2所述的雙五軸電腦高速加工中心，其特徵在於 設置在兩個機頭上的主軸[Sl, S2, S3, S4; S5, S6, S7, S8]配合交流伺服馬達、同步皮帶及皮帶輪組成轉動元件。
4. 如權利要求3所述的雙五軸電腦高速加工中心，其特徵在於包括對稱式工具機底架及雙龍門架設計，使用縱橫對稱式機械結構， 同等功率之交流伺服馬達分別控制主軸轉動、控制機頭移動、控制 工件擺動盤移動及轉動，再配合同步皮帶、皮帶輪，齒輪及無間隙 滾珠螺杆傳動。
5. 如權利要求4所述的雙五軸電腦高速加工中心，其棒徵在於 八個主軸[S〗，S2, S3， S4; S5, S6, S7, S8]全部採用固定刀頭設計。
6. 如前述任何一權利要求所述的雙五軸電腦高速加工中心，其 特徵在於主軸[Sl, S2, S3, S4; S5, S6, S7, S8]分別配合交流伺服馬達[SM1; SM2]使刀具轉動，機頭[H1; H2]分別配合交流伺服馬達[XM1， ZM1; XM2, ZM2]控制其移動，工件擺動盤[AB1; AB2]分別配合交流伺服馬達[YM1; YM2]控制 其移動、交流伺服馬達[AM1; AM2]使工件以A軸旋轉方向轉動及交 流伺服馬達[BM1; BM2]使工件以B軸旋轉方向轉動。
專利摘要本實用新型專利提供一種數碼式雙五軸電腦高速加工中心，為耐用、穩定可靠、高效率及環保效益的電腦高速加工中心，它包括交流伺服馬達[XM1，XM2，YM1，YM2，ZM1，ZM2，AM1，AM2，BM1，BM2，SM1，SM2]、機頭[H1，H2]、主軸[S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8]、工具機底架[B]、龍門架底座[GB1，GB2，GB3]和龍門架[G1，G2]。本實用新型專利運用數碼式控制系統及交流伺服馬達準確地控制雙機頭八主軸及兩個可兩軸轉動的工件擺動盤。此外，配合縱橫對稱的機構結構，使本高速加工中心可同步雙五軸加工兩副鏡架，從而達至雙倍產能。同時，本實用新型專利更可製造出形狀複雜的產品，增加產品之市場競爭力。
文檔編號B23Q15/08GK201089095SQ20062014788
公開日2008年7月23日 申請日期2006年12月8日 優先權日2006年12月8日
發明者詹益晟 申請人:杜芬工程有限公司