CN115194533A - 一种卧式加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式加工中心，包括加工中心运动系统、吸盘、加工主轴、线上刀库系统、线上物料系统和防护壳；所述加工中心运动系统包括基座、X轴运动结构、Y轴运动结构、Z轴运动结构、A轴运动结构、B轴运动结构、C轴运动结构。本发明的优点在于，能够自动取料、自动将加工完成的物料放置在缓存位，全程无需人工参与，不占用加工中心的加工时间，大大提高了加工主轴的利用率，缩短了工件生产周期，还实现了物料相对加工主轴进行0度和90度姿态变换，在不增加卧式加工中心的尺寸下可实现窄长零件的一次装夹五面加工。

Description

一种卧式加工中心

技术领域

本发明涉及精密加工技术领域，具体涉及到一种卧式加工中心。

背景技术

雷达电子装备具有多品种、小批量的特点，其结构件尺寸覆盖范围大、结构复杂，一般结构件尺寸长宽高在500mm*400mm*100mm以下的雷达电子装备结构件为雷达电子装备小型结构件，其毛坯纯重量不超过60KG；而结构件尺寸长宽高在500mm*400mm*100mm以上且900mm*500mm以下的雷达电子装备结构件为雷达电子装备中型结构件，其毛坯纯重量在60KG-150KH左右。

目前，制造领域精密加工车间零件加工以人工或半自动化为主，例如公开号为CN107571119A公开了一种智能精密加工中心铝件生产线集成系统，用于提升工件加工效率，减小企业生产成本。针对雷达电子装备小型结构件的精密加工也主要采用的是人工和半自动化配合作业，但是通过人工上下料及刀具，手工操作单台数控机床完成，工艺方法落后，劳动强度大，机床主轴利用率在40％-50％，加工生产效率不高，严重影响了工件的生产周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何缩短工件生产周期。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种卧式加工中心，包括加工中心运动系统、吸盘、加工主轴、线上刀库系统、线上物料系统和防护壳；所述加工中心运动系统包括基座、X轴运动结构、Y轴运动结构、Z轴运动结构、A轴运动结构、B轴运动结构、C轴运动结构；

所述基座上设置有能够沿X轴方向运动的X轴运动结构和能够沿Z轴方向运动的Z轴运动结构，所述X轴运动结构上设置有能够沿Y轴方向运动的Y轴运动结构，所述Y轴运动结构上设置有能够水平转动的A轴运动结构，所述A轴运动结构上设置有能够竖向转动的B轴运动结构，所述B轴运动结构的转动端设置有吸盘，所述Z轴运动结构上设置有能够竖向转动的C轴运动结构，所述C轴运动结构的转动端设置加工主轴，所述Z轴运动结构顶部设置有用于更换刀具的线上刀库系统，所述线上物料系统设置在基座上，所述基座上还固定有防护壳。

通过卧式加工中心的设置，能够自动取料、自动将加工完成的物料放置在缓存位，全程无需人工参与，不占用加工中心的加工时间，大大提高了加工主轴的利用率，缩短了工件生产周期，还实现了物料相对加工主轴进行0度和90度姿态变换，在不增加卧式加工中心的尺寸下可实现窄长零件的一次装夹五面加工。

优选地，所述A轴运动结构包括A轴力矩电机和A轴回转轴，所述A轴力矩电机固定在Y轴运动结构上，所述A轴力矩电机的输出端过所述A轴回转轴41152连接B轴运动结构；驱动A轴力矩电机通过A轴回转轴转动带动B轴运动结构水平转动。

优选地，所述B轴运动结构包括B轴旋转液压缸和B轴回转轴，所述B轴旋转液压缸固定在A轴运动结构上，所述B轴旋转液压缸的输出端连接B轴回转轴，所述B轴回转轴上固定吸盘；驱动B轴旋转液压缸通过B轴回转轴转动带动吸盘转动。

优选地，所述C轴运动结构包括C轴伺服电机、C轴锥齿轮运动副、C轴回转轴，所述C轴伺服电机固定在Z轴运动结构上，所述C轴回转轴能够转动的设置在Z轴运动结构上，所述C轴伺服电机的输出端通过所述C轴伺服电机连接所述C轴回转轴，所述C轴回转轴上固定有安装刀具的加工主轴；驱动C轴伺服电机，通过C轴回转轴的转动带动安装刀具的加工主轴在竖向方向转动。

优选地，所述线上刀库系统包括刀库水平运动结构、刀库旋转运动结构和刀盘库位结构，所述刀库水平运动结构能够水平移动的设置在Z轴运动结构顶部，所述刀库水平运动结构设置有刀库旋转运动结构，所述刀库旋转运动结构的旋转端连接所述刀盘库位结构，驱动所述刀库水平运动结构致使所述刀盘库位结构水平移动，驱动刀库旋转运动结构致使所述刀盘库位结构旋转运动。

优选地，所述刀库水平运动结构包括刀库平移伺服电机、刀库水平移动座、刀库滑动组件和丝杆螺母副，所述刀库平移伺服电机和刀库滑动组件均固定在Z轴立柱上，所述刀库水平移动座能够移动的设置在刀库滑动组件上，所述刀库水平移动座上连接所述刀库旋转运动结构和刀盘库位结构，所述刀库平移伺服电机通过丝杆螺母副连接刀库水平移动座。

优选地，所述刀库旋转运动结构包括刀库旋转伺服电机、刀库直角减速机、刀库旋转主动齿轮和刀库旋转齿盘，所述刀库旋转伺服电机和刀库直角减速机均固定在刀库水平移动座上，所述刀库直角减速机输出端连接所述刀库旋转主动齿轮，所述刀库旋转主动齿轮与固定在刀盘库位结构上的刀库旋转齿盘啮合；驱动刀库旋转伺服电机致使刀盘库位结构转动。

优选地，所述刀盘库位结构包括刀盘回转轴、刀盘和刀柄卡扣，所述刀盘回转轴一端固定在刀库水平运动结构上，另一端连接有能够转动的刀盘，所述刀盘连接所述刀库旋转运动结构的转动端，驱动刀库旋转运动结构致使所述刀盘在刀盘回转轴上转动，所述刀盘沿口设置有多个刀柄卡扣。

优选地，所述线上物料系统包括物料支架、物料上下料结构和物料升降防护门结构，所述物料支架固定在基座上，所述物料支架上固定物料上下料结构和物料升降防护门结构，所述物料上下料结构包括物料门架、托盘定位块和托盘挡块，所述物料门架竖向固定在物料支架上，所述物料门架底部设置有托盘定位块，所述物料门架顶部设置有托盘挡块。

优选地，所述物料上下料结构包括物料门架、托盘定位块和托盘挡块，所述物料门架竖向固定在物料支架上，所述物料门架底部设置有托盘定位块，所述物料门架顶部设置有托盘挡块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过卧式加工中心的设置，能够自动取料、自动将加工完成的物料放置在缓存位，全程无需人工参与，不占用加工中心的加工时间，大大提高了加工主轴的利用率，缩短了工件生产周期，还实现了物料相对加工主轴进行0度和90度姿态变换，在不增加卧式加工中心的尺寸下可实现窄长零件的一次装夹五面加工。

附图说明

图1为本发明实施例的一种自动化精密加工车间的结构示意图；

图2为本发明实施例中型柔性精密加工生产线的结构示意图；

图3为本发明实施例卧式加工中心的结构示意图；

图4为本发明实施例卧式加工中心的局部结构示意图；

图5为本发明实施例A轴运动结构的结构示意图；

图6为本发明实施例线上刀库系统的结构示意图；

图7为本发明实施例线上刀库系统的俯视图；

图8为本发明实施例线上刀库系统的主视图；

图9为本发明实施例线上物料系统的结构示意图；

图10为本发明实施例物料上下料结构的结构示意图；

图11为本发明实施例中央刀库系统的结构示意图；

图12为本发明实施例刀具搬运结构的结构示意图；

图13为本发明实施例刀具工作站的结构示意图；

图14为本发明实施例物料缓存系统的结构示意图；

图15为本发明实施例物料缓存库的结构示意图；

图16为本发明实施例物料翻转工作站的结构示意图；

图17为本发明实施例物料翻转工作站的剖视图；

图18为本发明实施例物料翻转工作站的俯视图；

图19为本发明实施例物料搬运结构的结构示意图；

图20为本发明实施例物料X轴移动结构的结构示意图；

图21为本发明实施例物料Y轴运动结构的结构示意图；

图22为本发明实施例物料Z轴运动结构的结构示意图；

图23为本发明实施例物料旋转运动结构的结构示意图；

图24为本发明实施例物料旋转运动结构的后视图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1，本实施例公开了一种自动化精密加工车间，包括监控室1、理料区2、物流运输装备3、中型柔性精密加工生产线4、小型柔性精密加工生产线5、检测装备6、仓储装备7和车间管控系统。

所述理料区2用于结构件或道具的堆放毛坯、半成品及成品物料的处理。

所述物流运输装备3用于结构件加工过程中的运输，在本实施例中所述物流运输装备3为AGV叉车。

所述中型柔性精密加工生产线4用于中型结构件的加工生产。

所述小型柔性精密加工生产线5用于小型结构件的加工生产。

所述检测装备6用于检测加工后的中型和小型结构件。

所述仓储装备7用于存储检测后的中型和小型结构件毛坯、半成品、检测后的结构件、工装夹具及刀具等车间生产要素。

所述车间管控系统通信连接监控室1、物流运输装备3、中型柔性精密加工生产线4、小型柔性精密加工生产线5、检测装备6、仓储装备7。

参阅图2，所述中型柔性精密加工生产线4包括卧式加工中心41、中央刀库系统42和物料缓存系统43，所述卧式加工中心41和中央刀库系统42靠近物料缓存系统43设置，所述卧式加工中心41用于中型结构件的加工，所述中央刀库系统42用于储存卧式加工中心41所用刀具，所述物料缓存系统42用于储存中型结构件。

参阅图3和图4，所述卧式加工中心41包括加工中心运动系统411、吸盘412、加工主轴413、线上刀库系统414、线上物料系统415和防护壳416。

所述加工中心运动系统411包括基座4111、X轴运动结构4112、Y轴运动结构4113、Z轴运动结构4114、A轴运动结构4115、B轴运动结构4116、C轴运动结构4117。

所述基座4111上设置有能够沿X轴方向运动的X轴运动结构4112和能够沿Z轴方向运动的Z轴运动结构4114，所述X轴运动结构4112上设置有能够沿Y轴方向运动的Y轴运动结构4113，所述Y轴运动结构4113上设置有能够水平转动的A轴运动结构4115，所述A轴运动结构4115上设置有能够竖向转动的B轴运动结构4116，所述B轴运动结构4116的转动端设置有用于吸附托盘的吸盘412，所述托盘用于安装中型结构件，所述Z轴运动结构4114上设置有能够竖向转动的C轴运动结构4117，所述C轴运动结构4117的转动端设置加工主轴413，所述加工主轴413上安装刀具，所述Z轴运动结构4114顶部设置有用于更换刀具的线上刀库系统414，所述线上物料系统415设置在基座4111上，所述基座4111上还固定有防护壳416。

具体的，通过X轴运动结构4112、Y轴运动结构4113的运动带动吸盘412上的中型结构件在水平面上的直线运动，通过A轴运动结构4115的水平转动带动吸盘412上的中型结构件在水平面上的水平转动，通过B轴运动结构4116的竖向转动带动吸盘412上的中型结构件在竖直平面上的转动，实现了中型结构件的四个轴向方向上的运动，通过Z轴运动结构4114的运动带动加工主轴413上的刀具在竖向方向的竖直运动，通过C轴运动结构4117的转动带动加工主轴413上的刀具在竖向方向转动，实现了刀具的两个轴向方向上的运动。传统的针对中型结构件需要增加加工系统的整体行程，带来成本的增加，造成资源浪费，又或使用直角头，但会影响加工效率低，也无法实现高精加工，而通过本实施例在刀具的两个轴向方向上的运动和中型结构件的四个轴向方向上的运动的配合下，保证了加工中心运动系统411具有六轴五联动的效果，实现中型结构件相对加工主轴413进行0度和90度姿态变换，不仅能在不增加加工系统的尺寸下实现中型结构件一次装夹进行五面加工，降低成本，还提高了加工效率和加工精度。

具体的，所述X轴运动结构4112包括X轴伺服电机41121、X轴滑动组件41122、X轴丝杆41123、X轴滑动座41124，所述X轴伺服电机41121固定端和X轴滑动组件41122均固定在基座4111上，所述X轴伺服电机41121的输出端连接X轴丝杆41123一端，所述X轴丝杆41123另一端与设置在X轴滑动组件41122上的X轴滑动座41124螺纹连接，所述X轴滑动座41124上设置Y轴运动结构4113；驱动所述X轴伺服电机41121，通过X轴丝杆41123的转动带动所述X轴滑动座41124在X轴滑动组件41122上沿X轴直线运动，进而带动Y轴运动结构4113沿X轴直线运动。

所述Y轴运动结构4113包括Y轴伺服电机41131、Y轴滑动组件41132、Y轴丝杆(图中未标注)、Y轴滑动座41133，所述Y轴伺服电机41131固定端和Y轴滑动组件41132均固定在X轴滑动座41124上，所述Y轴伺服电机41131的输出端连接Y轴丝杆(图中未标注)一端，所述Y轴丝杆(图中未标注)另一端与设置在Y轴滑动组件41132上的Y轴滑动座41133螺纹连接，所述Y轴滑动座41133上设置能够水平转动的A轴运动结构4115；驱动所述Y轴伺服电机41131，通过Y轴丝杆(图中未标注)的转动带动所述Y轴滑动座41133在Y轴滑动组件41132上沿Y轴直线运动，进而带动A轴运动结构4115沿Y轴直线运动。

所述Z轴运动结构4114包括包括Z轴伺服电机41141、Z轴滑动组件41142、Z轴丝杆(图中未标注)、Z轴滑动座41143和Z轴立柱41144，所述Z轴伺服电机41141固定端和Z轴滑动组件41142均固定在Z轴立柱41144上，所述Z轴伺服电机41141的输出端连接Z轴丝杆(图中未标注)一端，所述Z轴丝杆(图中未标注)另一端与设置在Z轴滑动组件41142上的Z轴滑动座41143螺纹连接，所述Z轴滑动座41143上设置能够竖向转动的C轴运动结构4117；驱动所述Z轴伺服电机41141，通过Z轴丝杆(图中未标注)的转动带动所述Z轴滑动座41143在Z轴滑动组件41142上沿Z轴直线运动，进而带动C轴运动结构4117沿Z轴直线运动。

参阅图5，所述A轴运动结构4115包括A轴力矩电机41151和A轴回转轴41152，所述A轴力矩电机41151固定在Y轴滑动座41133内部，所述A轴力矩电机41151的输出端伸出Y轴滑动座41133并通过所述A轴回转轴41152连接B轴运动结构4116；驱动A轴力矩电机41151，通过A轴回转轴41152转动带动B轴运动结构4116水平转动。

所述B轴运动结构4116包括B轴旋转液压缸41161和B轴回转轴41162，所述B轴旋转液压缸41161固定在A轴回转轴41152上，所述B轴旋转液压缸41161的输出端连接B轴回转轴41162，所述B轴回转轴41162上固定吸盘412；驱动B轴旋转液压缸41161，通过B轴回转轴41162转动带动吸附有托盘的吸盘412转动。

所述C轴运动结构4117包括C轴伺服电机、C轴锥齿轮运动副、C轴回转轴，所述C轴伺服电机固定在Z轴滑动座41143上，所述C轴回转轴能够转动的设置在Z轴滑动座41143上，所述C轴伺服电机的输出端通过所述C轴伺服电机连接所述C轴回转轴，所述C轴回转轴上固定有安装刀具的加工主轴413；驱动C轴伺服电机，通过C轴回转轴的转动带动安装刀具的加工主轴413在竖向方向转动。

参阅图6至图8，所述线上刀库系统414包括刀库水平运动结构4141、刀库旋转运动结构4142和刀盘库位结构4143，所述刀库水平运动结构4141能够水平移动的设置在Z轴立柱41144顶部，所述刀库水平运动结构4141设置有刀库旋转运动结构4142，所述刀库旋转运动结构4142的旋转端连接所述刀盘库位结构4143，驱动所述刀库水平运动结构4141致使所述刀盘库位结构4143水平移动，驱动刀库旋转运动结构4142致使所述刀盘库位结构4143旋转运动。

具体的，所述刀库水平运动结构4141包括刀库平移伺服电机41411、刀库水平移动座41412、刀库滑动组件41413和丝杆螺母副41414，所述刀库平移伺服电机41411和刀库滑动组件41413均固定在Z轴立柱41144上，所述刀库水平移动座41412能够移动的设置在刀库滑动组件41413上，所述刀库水平移动座41412上连接所述刀库旋转运动结构4142和刀盘库位结构4143，所述刀库平移伺服电机41411通过丝杆螺母副41414连接刀库水平移动座41412，具体的，所述库平移伺服电机41411通过联轴器连接丝杆螺母副41414，通过刀库平移伺服电机41411驱动丝杆螺母副41414转动，在刀库滑动组件41413的定位导向作用下实现刀库水平移动座41412的水平移动。

所述刀库旋转运动结构4142包括刀库旋转伺服电机41421、刀库直角减速机41422、刀库旋转主动齿轮41423和刀库旋转齿盘41424，所述刀库旋转伺服电机41421和刀库直角减速机41422均固定在刀库水平移动座41412上，所述刀库直角减速机41422输出端连接所述刀库旋转主动齿轮41423，所述刀库旋转主动齿轮41423与固定在刀盘库位结构4143上的刀库旋转齿盘41424啮合；驱动刀库旋转伺服电机41421，通过刀库旋转主动齿轮41423带动刀库旋转齿盘41424转动，进而带动刀盘库位结构4143转动。

所述刀盘库位结构4143包括刀盘回转轴41431、刀盘41432和刀柄卡扣41433，所述刀盘回转轴41431一端固定在刀库水平移动座41412上，另一端通过轴承连接有能够转动的刀盘41431，所述刀盘41431背面连接刀库旋转齿盘41424，所述刀盘41431沿口设置有多个用于安装刀具的刀柄卡扣41433；驱动刀库旋转伺服电机41421，通过刀库旋转主动齿轮41423带动刀库旋转齿盘41424转动，进而带动刀盘回转轴41431转动。所述刀盘41431上安装多个不同型号的刀具，同时保证至少刀柄卡扣41433内是空的，不安装刀具，为加工主轴413更换刀具提供接受的位置，具体的，将未安装刀具的刀柄卡扣41433转动至加工主轴413的位置，并通过刀柄卡扣41433将加工主轴413上的刀具卡合，然后通过刀盘41431的转动将刀柄卡扣41433上待用的刀具安装至加工主轴413上。目前传统加工系统是多次装夹换刀，会占用加工系统的加工时间，降低了加工系统的主轴利用率，也增加了劳动力，而本实施例中的线上刀库系统414能够实现自动上下刀及加工过程换刀，全程无需人工参与，不占用加工系统的加工时间，大大提高了加工主轴413的利用率。

参阅图9和图10，所述线上物料系统415包括物料支架4151、物料上下料结构4152和物料升降防护门结构4153，所述物料支架4151固定在基座4111上，所述物料支架4151上固定物料上下料结构4152和物料升降防护门结构4153，所述物料升降防护门结构4153能够在物料支架4151上做升降运动，防止加工过程的碎屑及切削液飞出该加工中心。

在本实施例中设置有两组物料上下料结构4152，分别为上料工位和下料工位，实现毛坯物料进入加工中心和加工完成工件物料缓存离开加工中心过程中的缓存，还需要说明的是，上料工位和下料工位可以交换使用。

具体的，所述物料上下料结构4152包括物料门架41521、托盘定位块41522和托盘挡块41523，所述物料门架41521竖向固定在物料支架4151上，所述物料门架51521底部设置有托盘定位块51522，用于物料托盘的位置定位，所述物料门架51521顶部设置有托盘挡块41523，用于固定物料托盘，防止托盘倾倒。

通过本实施例的卧式加工中心41的设置，能够自动取料、自动将加工完成的物料放置在缓存位，全程无需人工参与，不占用加工中心的加工时间，大大提高了加工主轴413利用率，缩短了工件生产周期。并且通过B轴运动结构4116的设置，实现物料相对加工主轴413进行0度和90度姿态变换，在不增加卧式加工中心41的尺寸下可实现窄长零件的一次装夹五面加工。

参阅图11，所述中央刀库系统42包括刀具缓存库421、刀具搬运结构422、刀具工作站423，所述刀具缓存库421上设有刀具搬运结构422，所述刀具工作站423靠近刀具缓存库设置421。

所述刀具缓存库421包括刀具缓存支架4211和刀具缓存卡块4212，所述刀具缓存支架4211上固定有多个用于缓存刀具的刀具缓存卡块4212，所述刀具搬运结构422设置在刀具缓存支架4211上。

参阅图12，所述第一刀具搬运结构422包括刀具水平移动结构4221、刀具竖向移动结构4222、刀具伸缩移动结构4223和第一刀具卡块4224，所述刀具水平移动结构4221能够水平移动的设置在刀具缓存库4211上，所述刀具水平移动结构4221的移动端连接所述刀具竖向移动结构4222，所述刀具竖向移动结构4222底部连接所述刀具伸缩移动结构4223，所述刀具伸缩移动结构4223的输出端连接有用于卡接刀具的第一刀具卡块4224。驱动刀具水平移动结构4221带动第一刀具卡块4224水平运动，驱动刀具竖向移动结构4222带动第一刀具卡块4224竖向移动，驱动刀具伸缩移动结构4223带动第一刀具卡块4224伸缩移动，实现了第一刀具卡块4224三个方向的运动，通过第一刀具卡块4224将刀具缓存在刀具缓存卡块4212上或将刀具从刀具缓存卡块4212上取出，实现刀具的在中型柔性精密加工生产线4上的自动缓存和取出。

参阅图13，所述刀具工作站423包括竖向运动结构4231和第二刀具卡块4232，所述竖向运动结构4231的输出端连接第二刀具卡快4232，驱动所述竖向运动结构4231带动所述第二刀具卡块4232竖向运动，所述第二刀具卡块4232用于存放刀具，作为刀具缓存库421和线上刀库系统414的刀具中转站；驱动刀具水平移动结构4221、刀具竖向移动结构4222以及刀具伸缩移动结构4223带动第一刀具卡块4224向第二刀具卡块4232靠近，使得第一刀具卡块4224能够将刀具运送至第二刀具卡块4232以及将第二刀具卡块4232上的刀具运送至第一刀具卡块4224。

参阅图14，所述物料缓存系统43包括物料缓存库431、物料翻转工作站432和物料搬运结构433，所述物料缓存库431和物料翻转工作站432均设置在物料搬运结构433底部，驱动所述物料翻转工作站432致使物料实现水平方向和竖向方向的转换。

参阅图15，所述物料缓存库431包括物料缓存支架4311和物料悬挂面板4312，所述物料缓存支架4311上固定有多个用于悬挂物料的物料悬挂面板4312。

参阅图16至图18，所述物料翻转工作站432包括翻转工作台4321、翻转操作台4322、翻转气缸4323、物料挡块4324、推动气缸4325、物料压块4326、压紧气缸4327和下压挡块4328，所述翻转工作台4321上通过转动轴设置有能够转动的翻转操作台4322，所述翻转气缸4323固定端固定在翻工作台4322底部，所述翻转气缸4323驱动端铰接在翻转操作台4322底部，所述翻转操作台4322远离翻转气缸4323的一侧设置有物料挡块4324、推动气缸4325和压紧气缸4327，所述推动气缸4325的输出端朝物料挡块4324设置并连接所述物料压块4326，所述压紧气缸4327的输出端垂直于翻转操作台4322设置并连接所述下压挡块4328。

具体的，托盘放置在翻转操作台4322上，并通过物料挡块4324对托盘一端进行定位，然后再驱动推动气缸4325带动物料压块4326对托盘另一端进行压紧固定，再驱动压紧气缸4327带动下压挡块4328下压托盘顶面，将托盘抵压在翻转操作台4322上，保证了托盘固定的稳定性，进而保证物料的稳定性；然后驱动翻转气缸4323，带动所述翻转操作台4322在翻转工作台4321转动，由托盘由水平方向翻转至竖直方向，方便物料搬运结构433夹取翻转操作台4322上的物料。

参阅图19，所述物料搬运结构433包括物料机架4331、物料X轴移动结构4332、物料Y轴运动结构4333、物料Z轴运动结构4334、物料旋转运动结构4335和物料夹取组件4336，所述物料X轴移动结构4332设置在物料机架4331上，所述物料X轴移动结构4332的移动端连接所述物料Y轴运动结构4333，所述物料Y轴运动结构4333的移动端连接物料Z轴运动结构4334，所述物料Z轴运动结构4334的移动端连接有物料旋转运动结构4335，所述物料旋转运动结构4335输出端连接用于夹取物料的物料夹取组件4336；驱动物料X轴移动结构4332、物料Y轴运动结构4333、物料Z轴运动结构4334致使物料夹取组件4336向物料悬挂面板4312或翻转操作台4322方向运动，通过物料夹取组件4336对物料悬挂面板4312或翻转操作台4322上的物料进行夹取，实现物料在三维空间的移动与空间位姿变化，进而实现自动取料和存料。

参阅图20，所述物料X轴移动结构4332包括X轴支撑架43321、X轴滑动结构43322、X轴运动电机43323、X轴双向转向器43324、X轴转动轴43325、X轴轴承座43326、X轴移动齿条43327和X轴移动齿轮43328，所述X轴支撑架43321通过X轴滑动结构43322设置在物料机架4331顶部，所述X轴运动电机43323通过X轴双向转向器43324连接两个背向的X轴转动轴43325，所述X轴转动轴43325通过X轴轴承座43326连接在X轴支撑架43321上，所述X轴转动轴43325的输出端连接所述X轴移动齿轮43328，所述X轴移动齿轮43328与固定在物料机架4331上的X轴移动齿条43327啮合，所述X轴支撑架43321上设置Y轴运动结构4333。驱动X轴运动电机43323，通过X轴转动轴43325带动X轴移动齿轮43328转动，由于X轴移动齿轮43328与X轴移动齿条43327啮合，致使所述X轴支撑架43321在X轴滑动结构43322上沿X轴移动。

参阅图20至图22，所述物料Y轴运动结构4333包括Y轴底座43331、Y轴滑动结构43332、Y轴运动电机43333、Y轴减速器43334、Y轴移动齿条43335和Y轴移动齿轮43336，所述Y轴底座43331通过Y轴滑动结构43332设置在X轴支撑架43321上，所述Y轴运动电机43333固定在Y轴底座43331上，所述Y轴运动电机43333输出端连接所述Y轴减速器43334，所述Y轴减速器43334的输出端连接Y轴移动齿轮43336，所述Y轴移动齿轮43336与固定在X轴支撑架43321上的Y轴移动齿条43335啮合。驱动Y轴运动电机43333带动Y轴移动齿轮43336转动，由于Y轴移动齿轮43336与Y轴移动齿条43335啮合，致使所述Y轴底座43331在Y轴滑动结构43332上沿Y轴移动。

所述物料Z轴运动结构4334包括Z轴支撑架43341、Z轴滑动结构43342、Z轴运动电机43343、Z轴减速器43344、Z轴移动齿条43345和Z轴移动齿轮43346，Z轴支撑架43341竖向设置在Y轴底座43331上，所述Z轴运动电机43343固定在Y轴底座43331顶部，所述Z轴运动电机43343输出端连接所述Z轴减速器43344，所述Z轴减速器43344的输出端连接Z轴移动齿轮43346，所述Z轴移动齿轮43346与固定在Z轴支撑架43341上的Z轴移动齿条43345啮合。驱动Z轴运动电机43343带动Z轴移动齿轮43346转动，由于Z轴移动齿轮43346与Z轴移动齿条43345啮合，致使所述Z轴支撑架43341在Z轴滑动结构43342上沿Z轴竖向移动。

参阅图23和图24，所述物料旋转运动结构4335包括物料旋转支撑座43351、物料旋转电机43352、物料减速器43353、物料旋转主齿轮43354和物料旋转外齿轮43355，所述物料旋转支撑座43351固定在Z轴支撑架43341上，所述物料旋转电机43352固定在物料旋转支撑座43351上，所述物料旋转电机43352的输出端通过物料旋转电机43352连接物料旋转主齿轮43354，所述物料旋转外齿轮43355能够转动的连接在物料旋转支撑座43351上并与物料旋转主齿轮43354啮合，所述物料旋转外齿轮43355远离物料旋转支撑座43351的一端固定连接所述物料夹取组件4336；驱动物料旋转电机43352，通过物料旋转主齿轮43354带动物料旋转外齿轮43355转动，进而带动物料夹取组件4336旋转。

所述物料夹取组件4336包括物料夹取支架43361、夹爪气缸43362、左夹爪底座43363、右夹爪底座43364、夹爪滑动组件43365、左夹爪43366和右夹爪43367，所述物料夹取支架43361固定在物料旋转外齿轮43355底部，所述左夹爪底座43363和右夹爪底座43364均通过夹爪滑动组件43365设置在物料夹取支架43361上，所述夹爪气缸43362的固定端固定在左夹爪底座43363上，伸缩端连接右夹爪底座43364，所述左夹爪底座43363和右夹爪底座43364分别对应的连接左夹爪43366和右夹爪43367。驱动所述夹爪气缸43362，带动左夹爪底座43363和右夹爪底座43364在夹爪滑动组件43365上开合运动，进而带动左夹爪43366和右夹爪43367的开合运动，实现物料的夹取。

通过物料缓存系统43的设置，中型物料的搬运由自动搬运替代原有的人工搬运，实现了待加工物料与已加工物料的自动上下机床，减少了大量的劳动力，还能自动提前将待加工的物料放置在卧式加工中心41上，减少了上下料过程机床的等待时间，大大提高了上下料效率高，提高机床的加工效率，进而缩短了工件生产周期。

进一步的，还包括生产线管控系统和卧式加工中心数据系统，所述车间管控系统电连接生产线管控系统和卧式加工中心数据系统，所述生产线管控系统电连接中型柔性精密加工生产线4和小型柔性精密加工生产线5，所述卧式加工中心数据系统电连接第一卧式加工中心41。

具体的：所述中型柔性精密加工生产线4的加工方法包括如下步骤：

步骤一：存储物料

将物料固定在托盘上，并放置在物料翻转工作站432的翻转操作台4322上，将物料信息存储在托盘RFID芯片内，读取托盘上芯片获取物料的信息，通过驱动翻转气缸4323将物料转动竖直状态推送至物料搬运结构433上物料夹取组件4336的夹取位置，生产线管控系统控制物料夹取组件4336抓取带物料的托盘，并通过控制物料X轴移动结构4332、物料Y轴运动结构4333、物料Z轴运动结构4334、物料旋转运动结构4335将物料夹取组件4336抓取的物料运送到指定的物料悬挂面板4312上方，并控制物料夹取组件4336将物料放置在物料悬挂面板4312上；

步骤二：存储刀具

将刀具与刀柄组合，装夹在刀具工作站423上的第二刀具卡块4232上，将刀具信息存储在刀柄RFID芯片内，通过读取刀柄上芯片获取物料的信息，生产线管控系统控制通过控制刀具水平移动结构4221、刀具竖向移动结构4222将第一刀具卡块4224运送至第二刀具卡块4232上方，并控制刀具伸缩移动结构4223将带刀具的刀柄从第二刀具卡块4232上取下卡接在第一刀具卡块4224上，然后，再控制刀具水平移动结构4221、刀具竖向移动结构4222、刀具伸缩移动结构4223将刀具放置在刀具缓存库421上的刀具缓存卡块4212上；

通过不同托盘和刀具上的RFID信息进行物料进行识别，将物料存储在物料缓存库431上以及将刀具存储在刀具缓存库421上，对物料和刀具进行集中管控，实现物料、刀具与加工设备的信息绑定，可用于加工过程质量追溯。

步骤三：搬运物料至卧式加工中心41

生产线管控系统根据车间管控系统下发的生产加工任务控制物料搬运结构433将带物料的托盘从物料缓存库431上搬运放至卧式加工中心41上的物料上下料结构4152上；

步骤四：搬运刀具至卧式加工中心41

生产线管控系统根据车间管控系统下发的生产加工任务控制刀具搬运结构422将加工过程所需要的刀具从刀具缓存库421上取出，并控制刀具搬运结构422将刀具运送至卧式加工中心41上的刀盘库位结构4143上；

步骤五：将物料运输至卧式加工中心41的加工区域

生产线管控系统将加工程序同步下发到卧式加工中心41，并控制A轴运动结构4115将吸盘412板转向刀盘库位结构4143的位置，控制吸盘412将带有物料的托盘吸附，进而将带有物料的托盘从刀盘库位结构4143上取下运送到卧式加工中心41的加工区域；

步骤六：物料加工

卧式加工中心数控系统根据加工程序控制刀库旋转伺服电机41421将刀盘41432上的待用刀具旋转至加工主轴413的上方，并控制Z轴运动结构4114带动加工主轴413上升，使得加工主轴413卡住刀柄卡扣41433上的待用刀具，再控制刀库水平运动结构4141，使得刀盘库位结构4143沿Y轴方向移动，从而使得刀具从刀柄卡扣41433上取出卡接在加工主轴413上；通过车间管控系统控制X轴运动结构4112、Y轴运动结构4113、Z轴运动结构4114、A轴运动结构4115、C轴运动结构4117的联动，完成托盘上的物料五个面的加工；需要说明的是，对于窄长零件，由于Z轴方向尺寸限制仅能完成正面、左面和右面三个面的加工，此时控制B轴运动结构4116中的B轴旋转液压缸41161将物料旋转90°，再控制其他运动结构加工上下两个面；

步骤七：物料加工完成后，将加工完成后的物料放回刀盘库位结构4143上，等待物料搬运结构433从卧式加工中心41中取出放置在物料悬挂面板4312上；

同样的，刀具加工完成后，通过刀具搬运结构422将线上刀库系统414上的刀具取出放置在刀具缓存库421上使得刀具缓存卡块4212上；

步骤八：生产线管控系统将完成的工件任务传送回车间管控系统，车间管控系统通过物流运输装备3将物料悬挂面板4312上的物料运输至检测装备6进行检测，检测合格的物料再运输至仓储装备7进行存储。

本实施例中的中型柔性精密加工生产线4能够实现线卧式加工中心41的自动上下料及自动更换刀具，具有同一产品多工序流水线加工、不同产品单机独立运行并行加工，多种产品多工序机床组合混流生产等多种加工模式，灵活度高，满足雷达电子装备中型结构件多品种变批量的生产要求；还能控制刀具及物料的自动切换，同时将物料、刀具与卧式加工中心41的加工过程数据相关联并存储记录，实现对物料加工全流程的实时监控，加工质量的追溯，并且多台卧式加工中心41进行精度一致性校准及补偿，并将数据存储在车间管控系统，在加工过程自动进行补偿，同时，不需要手工对刀，系统自动找补，保证了加工质量及加工产品一致性，还缩短了工件生产周期。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种卧式加工中心，其特征在于：包括加工中心运动系统、吸盘、加工主轴、线上刀库系统、线上物料系统和防护壳；所述加工中心运动系统包括基座、X轴运动结构、Y轴运动结构、Z轴运动结构、A轴运动结构、B轴运动结构、C轴运动结构；

所述基座上设置有能够沿X轴方向运动的X轴运动结构和能够沿Z轴方向运动的Z轴运动结构，所述X轴运动结构上设置有能够沿Y轴方向运动的Y轴运动结构，所述Y轴运动结构上设置有能够水平转动的A轴运动结构，所述A轴运动结构上设置有能够竖向转动的B轴运动结构，所述B轴运动结构的转动端设置有吸盘，所述Z轴运动结构上设置有能够竖向转动的C轴运动结构，所述C轴运动结构的转动端设置加工主轴，所述Z轴运动结构顶部设置有用于更换刀具的线上刀库系统，所述线上物料系统设置在基座上，所述基座上还固定有防护壳。

2.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述A轴运动结构包括A轴力矩电机和A轴回转轴，所述A轴力矩电机固定在Y轴运动结构上，所述A轴力矩电机的输出端过所述A轴回转轴41152连接B轴运动结构；驱动A轴力矩电机通过A轴回转轴转动带动B轴运动结构水平转动。

3.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述B轴运动结构包括B轴旋转液压缸和B轴回转轴，所述B轴旋转液压缸固定在A轴运动结构上，所述B轴旋转液压缸的输出端连接B轴回转轴，所述B轴回转轴上固定吸盘；驱动B轴旋转液压缸通过B轴回转轴转动带动吸盘转动。

4.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述C轴运动结构包括C轴伺服电机、C轴锥齿轮运动副、C轴回转轴，所述C轴伺服电机固定在Z轴运动结构上，所述C轴回转轴能够转动的设置在Z轴运动结构上，所述C轴伺服电机的输出端通过所述C轴伺服电机连接所述C轴回转轴，所述C轴回转轴上固定有安装刀具的加工主轴；驱动C轴伺服电机，通过C轴回转轴的转动带动安装刀具的加工主轴在竖向方向转动。

5.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述线上刀库系统包括刀库水平运动结构、刀库旋转运动结构和刀盘库位结构，所述刀库水平运动结构能够水平移动的设置在Z轴运动结构顶部，所述刀库水平运动结构设置有刀库旋转运动结构，所述刀库旋转运动结构的旋转端连接所述刀盘库位结构，驱动所述刀库水平运动结构致使所述刀盘库位结构水平移动，驱动刀库旋转运动结构致使所述刀盘库位结构旋转运动。

6.根据权利要求5所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述刀库水平运动结构包括刀库平移伺服电机、刀库水平移动座、刀库滑动组件和丝杆螺母副，所述刀库平移伺服电机和刀库滑动组件均固定在Z轴立柱上，所述刀库水平移动座能够移动的设置在刀库滑动组件上，所述刀库水平移动座上连接所述刀库旋转运动结构和刀盘库位结构，所述刀库平移伺服电机通过丝杆螺母副连接刀库水平移动座。

7.根据权利要求5所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述刀库旋转运动结构包括刀库旋转伺服电机、刀库直角减速机、刀库旋转主动齿轮和刀库旋转齿盘，所述刀库旋转伺服电机和刀库直角减速机均固定在刀库水平移动座上，所述刀库直角减速机输出端连接所述刀库旋转主动齿轮，所述刀库旋转主动齿轮与固定在刀盘库位结构上的刀库旋转齿盘啮合；驱动刀库旋转伺服电机致使刀盘库位结构转动。

8.根据权利要求5所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述刀盘库位结构包括刀盘回转轴、刀盘和刀柄卡扣，所述刀盘回转轴一端固定在刀库水平运动结构上，另一端连接有能够转动的刀盘，所述刀盘连接所述刀库旋转运动结构的转动端，驱动刀库旋转运动结构致使所述刀盘在刀盘回转轴上转动，所述刀盘沿口设置有多个刀柄卡扣。

9.根据权利要求1所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述线上物料系统包括物料支架、物料上下料结构和物料升降防护门结构，所述物料支架固定在基座上，所述物料支架上固定物料上下料结构和物料升降防护门结构，所述物料上下料结构包括物料门架、托盘定位块和托盘挡块，所述物料门架竖向固定在物料支架上，所述物料门架底部设置有托盘定位块，所述物料门架顶部设置有托盘挡块。

10.根据权利要求9所述的一种卧式加工中心，其特征在于：所述物料上下料结构包括物料门架、托盘定位块和托盘挡块，所述物料门架竖向固定在物料支架上，所述物料门架底部设置有托盘定位块，所述物料门架顶部设置有托盘挡块。

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