[发明专利]一种大型桥式龙门混合加工机床及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型桥式龙门混合加工机床及其加工方法，其执行机构可以实现增材制造，也可以实现减材加工，同时具有在机检测功能，属于先进制造装备领域。

背景技术

模具可分为铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具，由于模具制造的多样性、复杂性和适用性，模具工业是制造业的重要组成部分。而模具制造设备是装备制造工业的重量分支，国家也明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备国产化的重要方针。模具工业属于高新技术产业化的重要领域，高精度模具同样进入高新技术产业类别，相关生产高精度模具的企业，列入高新技术企业。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。

近年来，我国模具行业快速发展，部分细分领域如汽车制造业、IT制造业的发展，拉动了中国模具行业的迅速壮大，模具档次逐步提高，装备提升能力较好。一方面，用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CAD/CAE/CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。另一方面，随着工业体系发展的进一步完善，大型模具等非传统产品的需求亦越来越广泛，如风电叶片模具、游艇底座，超大型轮胎等等制造等，该类大型模具因为体积非常大，长度可达到100m以上，制造周期比较长，对于装备的要求也非常高。终端客户的产品的生产周期就难以控制，制造成本增加，影响行业的创新发展。

随着新型装备制造行业的发展，满足增减材制造，并实现在线测量，亟需开发一种大型桥式龙门混合加工机床，有效开发新型的模具并实现快速响应。

发明内容

本发明为一种大型桥式龙门混合加工机床及其加工方法，基于增材制造、减材制造和在机测量方法，形成混合机构单元，结合龙门加工设备基本结构情况而开发一种新型加工装备。在一个机床上，通过更换不同的执行单元，调用内嵌的可重构软件工具包，采用指定的工艺实施方案，在整个产品的加工工序范围内实现加工，最终达成客户的需求。

一种大型桥式龙门混合加工机床，包括：基础(1)、工作走廊(2)、床身(3)、X轴进给系统(4)、横梁(5)、Y轴进给系统(8)、溜板(7)、方滑枕(11)、Z轴进给系统(12)、C轴进给系统、A轴进给系统、执行机构接口(13)和执行单元库(15)，床身(3)设置在基础(1)上，基础(1)两侧设有工作走廊(2)，X轴进给系统(4)设置在床身(3)上，X轴进给系统(4)上设有横梁(5)，横梁(5)上设有溜板(7)，上方滑枕(11)和Z轴进给系统(12)设置在溜板(7)上，执行单元库(15)设置在基础(1)上，X轴进给系统(4)、Y轴进给系统(8)和Z轴进给系统(12)分别与X轴运动拖链(6)、Y轴运动拖链(9)和Z轴运动拖链(10)相连，方滑枕(11)底部设有执行机构接口(13)，方滑枕(11)连接C轴进给系统和A轴进给系统。

所述执行单元库(15)中包括减材制造单元(14)、增材制造单元(16)、在机测量单元(17)，通过机构的运动需求，可以与执行机构接口(13)进行安装，满足加工的需求。

所述执行单元库(15)包括执行单元库平台(18)、执行单元库安装平台(19)、执行单元库纵向运动(20)和执行单元库横向运动方向(21)，所述执行单元库平台(18)上设有执行单元库纵向运动(20)和执行单元库横向运动方向(21)，执行单元库安装平台(19)设置在执行单元库纵向运动(20)上。

所述床身(3)、横梁(5)、溜板(7)和方滑枕(11)采用米汉纳铸铁(也可用焊接件)安装，铸件内腔系蜂巢式复合排列结构，均经时效及二次回火处理，消除残留内应力使材质稳定，确保工件加工精度的稳定及机床寿命。

所述X轴进给系统(4)通过可消隙的斜齿轮齿条驱动，满足高精度移动要求；所述Y轴进给系统(8)通过中心卸荷的三导轨结构，结合可消隙的斜齿轮齿条驱动，满足不同执行单元的运动需求；所述Z轴进给系统12()通过2组直线导轨或者以上的直线导轨，结合滚珠丝杠，满足不同执行单元的运动需求。

所述执行单元库(15)是设备的执行单元存储库。内部包括增材制造单元、测量系统单元以及其他减材单元。该类设备与执行机构接口可进行接触安装并固定。

一种利用所述的大型桥式龙门混合加工机床进行加工的方法，其特征是包括以下步骤：