一种具有双工位的多轴数控机床
技术领域
本发明属于数控机床领域，特别涉及一种具有双工位的多轴数控机床。
背景技术
在机械加工领域，随着竞争的日趋加剧，对加工设备也提出了更高的要求，不仅要求具有较高的加工精度和加工效率，还要求节约加工成本。现阶段影响加工成本的主要因素有人工成本、设备成本以及厂房成本等，对于降低人工成本可通过采用自动化设备来实现，而对于设备成本和厂房成本的减少则一方面需要提高单台设备的产出率，一方面尽量降低单台设备的占地面积。现有的数控机床中双主轴双工位的结构设计无疑是既能保证单台机床产出率，又能降低占地占地面积的有效手段，但是现有的双主轴双工位机床大多为三轴机床，无法实现复杂产品的加工。虽然部分五轴数控机床也具有双工位加工功能，但双主轴和双工作台都是同步移动，只能进行双工位同步加工，对工件毛坯的一致性以及工件安装的一致性要求较高，否则很难保证加工精度的一致性；同时对机床装配精度、刀具精度和一致性要求也非常高，加工准备时间长，不利于高效加工。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双主轴可独立运动控制的双主轴双工位数控机床，可实现双工位加工刀具的独立对刀和自动补偿，机床装配精度和刀具精度一致性要求低，有效缩短加工准备时间，提高加工效率。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有双工位的多轴数控机床，包括床身、主轴支撑架、第一电主轴、第二电主轴、第一Z轴驱动装置、第二Z轴驱动装置、第一工作台、第二工作台、摆动驱动装置和旋转驱动装置，主轴支撑架安装于床身上，第一电主轴和第二电主轴并排安装于主轴支撑架上，可分别在第一Z轴驱动装置和第二Z轴驱动装置作用下沿Z轴方向往复运动；第一工作台和第二工作台分别设置于第一电主轴和第二电主轴的下方，并在摆动驱动装置和旋转驱动装置的作用下分别在绕A轴摆动的同时进行绕C轴的转动；第一电主轴与第一工作台在X轴和Y轴方向上可进行相对往复直线运动，第二电主轴与第二工作台在X轴和Y轴方向上可进行相对往复直线运动。
上述一种具有双工位的多轴数控机床，所述主轴支撑架包括第一支撑、第二支撑和横梁，第一支撑和第二支撑相对设置，第一支撑安装于床身的第一侧边上，第二支撑安装于床身的第二侧边上；第一支撑上设置有第一Y向导轨，第二支撑上设置有第二Y向导轨，横梁的一端安装于第一Y向导轨上，另一端安装于第二Y向导轨上，横梁可沿第一Y向导轨和第二Y向导轨在Y轴方向上做往复运动。
上述一种具有双工位的多轴数控机床，所述第一支撑上还设置有第一Y轴驱动装置，第二支撑上还设置有第二Y轴驱动装置；第一Y轴驱动装置和第二Y轴驱动装置同步驱动所述横梁沿Y轴往复移动。
上述一种具有双工位的多轴数控机床，所述横梁上设置有X向导轨，第一电主轴和第二电主轴通过滑动移动装置并排安装于横梁上，滑动移动装置包括Z轴连接板、第一Z向导轨、第二Z向导轨、第一滑动底板和第二滑动底板，Z轴连接板作用于X向导轨上，并由X轴驱动装置驱动沿X轴方向往复运动；第一Z向导轨和第二Z向导轨平行设置于Z轴连接板上，第一滑动底板作用于第一Z向导轨上，并在第一Z轴驱动装置作用下沿Z轴方向往复运动，第一电主轴安装于第一滑动底板上；第二滑动底板作用于第二Z向导轨上，并在第二Z轴驱动装置作用下沿Z轴方向往复运动，第二电主轴安装于第二滑动底板上。
上述一种具有双工位的多轴数控机床，所述横梁上设置有X向导轨，第一电主轴和第二电主轴通过滑动移动装置并排安装于横梁上，滑动移动装置包括第一Z轴连接板、第二Z轴连接板、第一Z向导轨、第二Z向导轨、第一滑动底板和第二滑动底板，第一Z轴连接板和第二Z轴连接板分别作用于X向导轨上，并分别由第一X轴驱动装置和第二X轴驱动装置驱动沿X轴方向往复运动；第一Z向导轨设置于第一Z轴连接板上，第一滑动底板作用于第一Z向导轨上，可在第一Z轴驱动装置作用下沿Z轴方向往复运动，第一电主轴安装于第一滑动底板上；第二Z向导轨设置于第二Z轴连接板上，第二滑动底板作用于第二Z向导轨上，可在第二Z轴驱动装置作用下沿Z轴方向往复运动，第二电主轴安装于第二滑动底板上。
上述一种具有双工位的多轴数控机床，所述旋转驱动装置包括第一旋转驱动部和第二旋转驱动部，第一工作台安装于第一旋转驱动部上，可在第一旋转驱动部作用下绕C轴旋转，第二工作台安装于第二旋转驱动部上，可在第二旋转驱动部作用下绕C轴旋转；摆动驱动装置包括第一摆动驱动部和第二摆动驱动部，所述第一旋转驱动部安装于第一摆动驱动部的输出端，可在第一摆动驱动部的作用下绕A轴摆动；所述第二旋转驱动部安装于第二摆动驱动部的输出端，可在第二摆动驱动部的作用下绕A轴摆动。
上述一种具有双工位的多轴数控机床，所述第一摆动驱动部安装于床身或第一支撑上，第二摆动驱动部安装于床身或第二支撑上。
上述一种具有双工位的多轴数控机床，所述旋转驱动装置包括第一旋转驱动部和第二旋转驱动部，第一工作台安装于第一旋转驱动部上，可在第一旋转驱动部作用下绕C轴旋转，第二工作台安装于第二旋转驱动部上，可在第二旋转驱动部作用下绕C轴旋转；摆动驱动装置包括第一摆动驱动部和第二摆动驱动部，第一摆动驱动部安装于所述第一支撑上，第二摆动驱动部安装于所述第二支撑上；第一摆动驱动部和第二摆动驱动部之间设置有桥板，第一旋转驱动部和第二旋转驱动部并排设置于桥板上，第一摆动驱动部和第二摆动驱动部同步驱动第一旋转驱动部和第二旋转驱动部一起绕A轴摆动。
上述一种具有双工位的多轴数控机床，所述旋转驱动装置包括第一旋转驱动部和第二旋转驱动部，第一工作台安装于第一旋转驱动部上，可在第一旋转驱动部作用下绕C轴旋转，第二工作台安装于第二旋转驱动部上，可在第二旋转驱动部作用下绕C轴旋转；摆动驱动装置安装于所述第一支撑上，摆动驱动装置的输出端联接有桥板，桥板的另一端支承于第二支撑上，可在摆动驱动装置作用下绕A轴摆动；第一旋转驱动部和第二旋转驱动部并排设置于桥板上，可随桥板一起绕A轴摆动。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用独立控制的双Z轴结构，可实现两个主轴刀具的分别对刀，根据两刀具差值自动补偿，降低对装配精度和刀具一致性的要求，降低加工准备时间，提高加工效率。另外，独立双轴转台的设计可实现两工作台位置的相对转动，可根据工件毛坯的实际情况和安装位置，自动调整加工角度，实现对毛坯误差和工件装夹误差的补偿，有效提高加工精度，保证双工位工件加工的一致性；配合双X轴设计，还可同时进行不同工件或者双工序的五轴联动加工，有效提高加工效率。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图。
图2是本发明实施例1、实施例3和实施例4的主轴安装结构示意图。
图3是本发明实施例1和实施例2转台结构示意图。
图4是本发明实施例2结构示意图。
图5是本发明实施例2主轴安装结构示意图。
图6是本发明实施例3结构示意图。
图7是本发明实施例3转台结构示意图。
图8是本发明实施例4结构示意图。
图9是本发明实施例4转台结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。此外，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1。
如图1所示，本发明的一种具有双工位的多轴数控机床，包括床身1、第一支撑2、第二支撑3和横梁4，第一支撑2和第二支撑3相对设置，第一支撑2安装于床身1的第一侧边上，第二支撑3安装于床身1的第二侧边上。第一支撑上2设置有第一Y向导轨21，第二支撑上3设置有第二Y向导轨31，横梁4的一端安装于第一Y向导轨21上，横梁4的另一端安装于第二Y向导轨31上；第一支撑上2还设置有第一Y轴驱动装置22，第二支撑3上还设置有第二Y轴驱动装置32；第一Y轴驱动装置22和第二Y轴驱动装置32同步驱动横梁4沿Y轴方向往复移动。
结合图1和图2所示，横梁4的前侧面和上顶面分别设置有X向导轨41，Z轴连接板5作用于X向导轨41上，并由X轴驱动装置42驱动沿X轴方向往复运动。Z轴连接板5上设置有相互平行的第一Z向导轨51和第二Z向导轨52，第一滑动底板61作用于第一Z向导轨51上，并在第一Z轴驱动装置53作用下沿Z轴方向往复运动，第一电主轴6安装于第一滑动底板61上；第二滑动底板71作用于第二Z向导轨52上，并在第二Z轴驱动装置54作用下沿Z轴方向往复运动，第二电主轴7安装于第二滑动底板71上。
结合图1和图3所示，第一电主轴6和第二电主轴7的下方分别设置有第一转台8和第二转台9，第一转台8包括第一工作台81，第一旋转驱动部82和第一摆动驱动部83，第一摆动驱动部83安装于第一支撑2上，第一旋转驱动部82安装于第一摆动驱动部83的输出端，可在第一摆动驱动部83的作用下绕A轴摆动；第一工作台81安装于第一旋转驱动部82上，一方面可在第一旋转驱动部82的作用下绕C轴旋转，另一方面还可随第一旋转驱动部82一起绕A轴摆动。第二转台9包括第二工作台91，第二旋转驱动部92和第二摆动驱动部93，第二摆动驱动部93安装于第二支撑3上，第二旋转驱动部92安装于第二摆动驱动部93的输出端，可在第二摆动驱动部93的作用下绕A轴摆动；第二工作台91安装于第二旋转驱动部92上，一方面可在第二旋转驱动部92的作用下绕C轴旋转，另一方面还可随第二旋转驱动部92一起绕A轴摆动。
工作时，第一电主轴6的三轴直线运动与第一转台8组成第一五轴加工工位，第二电主轴7的三轴直线运动与第二转台9组成第二五轴加工工位。加工时，两个五轴加工工位可同步运动，实现双工位同步加工；在加工前第一电主轴6和第二电主轴7可独立控制进行对刀并通过调整第一电主轴6和第一电主轴7在Z向的相对位置来进行刀具补偿；加工过程中如果两主轴的刀具磨损不一样，也可通过调整第一电主轴6和第一电主轴7在Z向的相对位置来进行补偿。另外，为避免装夹误差和毛坯误差，加工前，可通过调整第一工作台81和第二工作台91的相对旋转和摆动位置来进行补偿，大大降低了装夹难度，可有效提高加工精度。
实施例2。
如图4所示，本发明的一种具有双工位的多轴数控机床，包括床身1、第一支撑2、第二支撑3和横梁4，第一支撑2和第二支撑3相对设置，第一支撑2安装于床身1的第一侧边上，第二支撑3安装于床身1的第二侧边上。第一支撑上2设置有第一Y向导轨21，第二支撑上3设置有第二Y向导轨31，横梁4的一端安装于第一Y向导轨21上，横梁4的另一端安装于第二Y向导轨31上；第一支撑上2还设置有第一Y轴驱动装置22，第二支撑3上还设置有第二Y轴驱动装置32；第一Y轴驱动装置22和第二Y轴驱动装置32同步驱动横梁4沿Y轴方向往复移动。
结合图4和图5所示，横梁4的前侧面和上顶面分别设置有X向导轨41，第一Z轴连接板55和第二Z轴连接板56分别作用于X向导轨41上。横梁4的前侧面还分别设置有第一X轴驱动装置43和第二X轴驱动装置44，第一X轴驱动装置43驱动第一Z轴连接板55沿X轴方向往复运动，第二X轴驱动装置44驱动第二Z轴连接板56沿X轴方向往复运动。第一Z轴连接板55上设置有第一Z向导轨51，第一滑动底板61作用于第一Z向导轨51上，并在第一Z轴驱动装置53作用下沿Z轴方向往复运动，第一电主轴6安装于第一滑动底板61上；第二Z轴连接板56上设置有第二Z向导轨52，第二滑动底板71作用于第二Z向导轨52上，并在第二Z轴驱动装置54作用下沿Z轴方向往复运动，第二电主轴7安装于第二滑动底板71上。
结合图3和图4所示，第一电主轴6和第二电主轴7的下方分别设置有第一转台8和第二转台9，第一转台8包括第一工作台81，第一旋转驱动部82和第一摆动驱动部83，第一摆动驱动部83安装于第一支撑2上，第一旋转驱动部82安装于第一摆动驱动部83的输出端，可在第一摆动驱动部83的作用下绕A轴摆动；第一工作台81安装于第一旋转驱动部82上，一方面可在第一旋转驱动部82的作用下绕C轴旋转，另一方面还可随第一旋转驱动部82一起绕A轴摆动。第二转台9包括第二工作台91，第二旋转驱动部92和第二摆动驱动部93，第二摆动驱动部93安装于第二支撑3上，第二旋转驱动部92安装于第二摆动驱动部93的输出端，可在第二摆动驱动部93的作用下绕A轴摆动；第二工作台91安装于第二旋转驱动部92上，一方面可在第二旋转驱动部92的作用下绕C轴旋转，另一方面还可随第二旋转驱动部92一起绕A轴摆动。
工作时，第一电主轴6的三轴直线运动与第一转台8组成第一五轴加工工位，第二电主轴7的三轴直线运动与第二转台9组成第二五轴加工工位。加工时，两个五轴加工工位可独立控制，实现两个不同工件的加工或者双工序加工；也可同步运动进行双工位加工，提高加工效率。同步加工时，与实施例1一样，也可通过调整第一电主轴6和第一电主轴7在Z向的相对位置以及第一工作台81和第二工作台91的相对旋转和摆动位置来进行刀具或工件补偿。
实施例3。
如图6所示，本发明的一种具有双工位的多轴数控机床，包括床身1、第一支撑2、第二支撑3和横梁4，第一支撑2和第二支撑3相对设置，第一支撑2安装于床身1的第一侧边上，第二支撑3安装于床身1的第二侧边上。第一支撑上2设置有第一Y向导轨21，第二支撑上3设置有第二Y向导轨31，横梁4的一端安装于第一Y向导轨21上，横梁4的另一端安装于第二Y向导轨31上；第一支撑上2还设置有第一Y轴驱动装置22，第二支撑3上还设置有第二Y轴驱动装置32；第一Y轴驱动装置22和第二Y轴驱动装置32同步驱动横梁4沿Y轴方向往复移动。
结合图2和图6所示，横梁4的前侧面和上顶面分别设置有X向导轨41，Z轴连接板5作用于X向导轨41上，并由X轴驱动装置42驱动沿X轴方向往复运动。Z轴连接板5上设置有相互平行的第一Z向导轨51和第二Z向导轨52，第一滑动底板61作用于第一Z向导轨51上，并在第一Z轴驱动装置53作用下沿Z轴方向往复运动，第一电主轴6安装于第一滑动底板61上；第二滑动底板71作用于第二Z向导轨52上，并在第二Z轴驱动装置54作用下沿Z轴方向往复运动，第二电主轴7安装于第二滑动底板71上。
结合图6和图7所示，第一电主轴6和第二电主轴7的下方分别设置有双驱动旋转工作台10，包括第一摆动驱动部101、第二摆动驱动部102、桥板103、第一旋转驱动部104、第二旋转驱动部105、第一工作台106以及第二工作台107，第一摆动驱动部101安装于第一支撑2上，第二摆动驱动部102安装于第二支撑3上；桥板103的一端连接于第一摆动驱动部101的输出端，桥板103的另一端连接于第二摆动驱动部102的输出端，第一摆动驱动部101和第二摆动驱动部102同步驱动桥板103绕A轴摆动。第一旋转驱动部104和第二旋转驱动部105并排设置于桥板103上，可随桥板103一起绕A轴摆动。第一工作台106安装于第一旋转驱动部104上，可在第一旋转驱动部104作用下绕C轴旋转；第二工作台107安装于第二旋转驱动部105上，可在第二旋转驱动部105作用下绕C轴旋转。
工作时，第一电主轴6的三轴直线运动与第一工作台106的双轴旋转运动组成第一五轴加工工位，第二电主轴7的三轴直线运动与第二工作台107的双轴旋转运动组成第二五轴加工工位。加工时，两个五轴加工工位可进行双工位同步加工；在加工前第一电主轴6和第二电主轴7可独立控制进行对刀并通过调整第一电主轴6和第一电主轴7在Z向的相对位置来进行刀具补偿；加工过程中如果两主轴的刀具磨损不一样，也可通过调整第一电主轴6和第一电主轴7在Z向的相对位置来进行补偿。
实施例4。
如图8所示，本发明的一种具有双工位的多轴数控机床，包括床身1、第一支撑2、第二支撑3和横梁4，第一支撑2和第二支撑3相对设置，第一支撑2安装于床身1的第一侧边上，第二支撑3安装于床身1的第二侧边上。第一支撑上2设置有第一Y向导轨21，第二支撑上3设置有第二Y向导轨31，横梁4的一端安装于第一Y向导轨21上，横梁4的另一端安装于第二Y向导轨31上；第一支撑上2还设置有第一Y轴驱动装置22，第二支撑3上还设置有第二Y轴驱动装置32；第一Y轴驱动装置22和第二Y轴驱动装置32同步驱动横梁4沿Y轴方向往复移动。
结合图2和图8所示，横梁4的前侧面和上顶面分别设置有X向导轨41，Z轴连接板5作用于X向导轨41上，并由X轴驱动装置42驱动沿X轴方向往复运动。Z轴连接板5上设置有相互平行的第一Z向导轨51和第二Z向导轨52，第一滑动底板61作用于第一Z向导轨51上，并在第一Z轴驱动装置53作用下沿Z轴方向往复运动，第一电主轴6安装于第一滑动底板61上；第二滑动底板71作用于第二Z向导轨52上，并在第二Z轴驱动装置54作用下沿Z轴方向往复运动，第二电主轴7安装于第二滑动底板71上。
结合图8和图9所示，第一电主轴6和第二电主轴7的下方分别设置有双工位旋转工作台11，包括摆动驱动装置111、桥板112、第一旋转驱动部113、第二旋转驱动部114、第一工作台115和第二工作台116，摆动驱动装置111装于第一支撑2上，桥板112的一端连接于摆动驱动装置111的输出端，另一端通过旋转支撑装置支承于第二支撑3上，摆动驱动装置111驱动桥板112绕A轴摆动。第一旋转驱动部113和第二旋转驱动部114并排设置于桥板112上，可随桥板112一起绕A轴摆动。第一工作台115安装于第一旋转驱动部113上，可在第一旋转驱动部113作用下绕C轴旋转；第二工作台116安装于第二旋转驱动部114上，可在第二旋转驱动部114作用下绕C轴旋转。
工作时，第一电主轴6的三轴直线运动与第一工作台115的双轴旋转运动组成第一五轴加工工位，第二电主轴7的三轴直线运动与第二工作台116的双轴旋转运动组成第二五轴加工工位。加工时，两个五轴加工工位可进行双工位同步加工；在加工前第一电主轴6和第二电主轴7可独立控制进行对刀并通过调整第一电主轴6和第一电主轴7在Z向的相对位置来进行刀具补偿；加工过程中如果两主轴的刀具磨损不一样，也可通过调整第一电主轴6和第一电主轴7在Z向的相对位置来进行补偿。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
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