[发明专利]微小型可重构复合加工机床

说明书

技术领域

本发明属于机械加工设备技术领域，具体涉及一种以车铣加工为主要功能的微小型可重构复合加工机床。

背景技术

航空航天、微电子工业、生物工程等的发展对精密三维微机械零件（特征尺寸在微米级到毫米级，精度到亚微米级）的需求日益迫切，在使用功能、材料特性、结构形状、可靠性等方面的要求也越来越高。结构形状的特异化、材料的复合多样化、尺寸与表面质量要求的高精度化成为微小型结构件的显著特征。常规机床对于微小型结构件的高效批量化制造存在诸多弊端。可重构机床是面向客户定制的，当市场加工有所需求改变时，能够迅速的转换结构以满足市场需求。

2011年7月27号公开了一项公开号为CN102133722A、名称为“微型车铣复合机”的中国专利。该微型车铣复合机包括机座、工作台下拖板、工作台拖板、小拖板、电动刀架、车削主轴箱、铣削主轴、横梁、电器控制柜、垂直小拖板、垂直大拖板组成，电器控制柜安装于机座的下部，机座上安装有工作台下拖板，工作台下拖板上安装有工作台拖板，工作台拖板上安装有小拖板，小拖板上安装有电动刀架，机座上安装有车削主轴箱，机座上安装有横梁，横梁上安装有铣削主轴。

该微型车铣复合机的结构使其加工范围受限，由于其结构不能随着需要改变自身功能，造成功能闲置，只能实现三轴运动；不能对系统加工状态进行视频监控，不能实现自动对刀。

发明内容

本发明的目的在于提出一种微小型可重构复合加工机床，解决现有技术中机床存在的闲置功能、不能进行自动对刀及视频监控的问题，通过激光对刀装置进行自动对刀，实现五轴联动及加工状态的视频输出。

为实现上述目的，本发明的微小型可重构复合加工机床包括平台底座、龙门支撑、横梁、X向滑台、Y向滑台、Z向滑台、控制计算机、机床控制器、铣钻磨加工模块、车削刀具模块；所述龙门支撑固定连接在所述平台底座上，所述两个Y向滑台固定在所述龙门支撑上，所述横梁两端分别固定在所述两个Y向滑台上，所述X向滑台固定在所述横梁上且垂直于所述平台底座，所述X向滑台的运动方向与横梁水平，所述Z向滑台固定在X向滑台上，所述Z向滑台和所述X向滑台的纵向中心线互相垂直，所述铣钻磨加工模块和车削刀具模块根据加工需要相互替换地安装在所述Z向滑台上；所述控制计算机控制机床控制器发出命令，实现X向滑台、Y向滑台和Z向滑台的往复运动。

所述机床还包括直线电机、转接板、托板、连接板A和电源拖链；所述直线电机通过螺纹孔固定在所述龙门支撑的外侧面，所述Y向滑台通过转接板的螺纹孔与所述直线电机连接，在所述龙门支撑的一侧，托板通过螺纹孔与所述龙门支撑连接，电源拖链下部通过螺纹孔安装在托板上，上部通过连接板A与所述X向滑台连接；所述X向滑台与所述Y向滑台结构相同。

所述铣钻磨加工模块包括电主轴、电主轴夹套和旋转摆动工作台，所述Z向滑台纵向中心线和电主轴轴线在同一平面内，所述电主轴与主轴变速器相连，通过调节主轴变速器实现电主轴的匀速转动；所述旋转摆动工作台包括工作台、工作台底座、电机座、电机B；所述工作台通过轴与所述工作台底座连接，所述工作台底座安装在电机座上，所述电机B安装在电机座上，所述电机座通过螺纹孔固定在平台底座上；所述电主轴上配合连接铣刀、钻头或砂轮。

所述车削刀具模块包括刀排架、车刀和车削主轴箱；所述刀排架通过螺栓与Z向滑台中间部分连接，通过Z向滑台的滑动实现刀具的Z向移动；所述刀排架可以安装两把以上刀具，所述车削主轴箱安装在所述平台底座上。

所述Y向滑台包括工字型滑轨Ｂ、滑块Ｂ和防尘罩，所述滑块Ｂ在所述工字型滑轨Ｂ上实现Y向运动。

所述Z向滑台包括丝杠座、丝杠、连接板Ｂ、电机支座、电机A、工字型滑轨Ａ、滑块Ａ和滑台底板；滑台底板的一端固接电机支座，电机A固接在电机支座上，丝杠的一端与电机A的电机轴固接，另一端放置在固接在滑台底板的另一端的丝杠座的轴承内；两个工字型滑轨Ａ固定在滑台底板上，并位于丝杠座两侧垂直于丝杠座，所述每个工字型滑轨上设置有两个滑块Ａ，所述滑块可以在所述工字型滑轨上滑动，所述连接板Ｂ固定在所述滑块Ａ上，所述连接板Ｂ内部设有丝母与所述丝杠形成螺旋副。

所述机床还包括机器视觉模块，所述机器视觉模块包括摄像头和光学元件；所述光学元件包括微调平台和支架，所述摄像头通过螺栓安装在所述微调平台上，旋转微调旋钮使所述微调平台在Z方向运动，平台底板处固接有长方形滑块，所述长方形滑块底部开有长方形凹槽，与所述支架上的长方形凸起配合，通过旋转螺母使长方形滑块能够在Y向运动；所述支架通过螺纹孔固定在所述电主轴夹套上。