一种智能制造数控机床

摘要

本发明公开了一种智能制造数控机床，其结构包括有机体、控制台、卡盘、数控刀架、防尘门、导轨座、底座，机体的底部与底座的顶部固定连接，机体上设有控制台，控制台与机体相连接，利用卡盘对夹紧工件或释放工件的力为动力源，利用移动块的平移实现对气囊的挤压或释放，以此能将内部齿轮组的碰撞摩擦而掉落的铁屑灰尘给吸附出盘体外，避免了灰尘因长时间的堆积而附着于齿轮上，保证了齿轮的工作环境，提高了齿块组的寿命以及使用效率，保证了加工的精度，能对异形件进行且夹紧度高。

权利要求

1.一种智能制造数控机床，其结构包括有机体（1）、控制台（2）、卡盘（3）、数控刀架（4）、防尘门（5）、导轨座（6）、底座（7），所述机体（1）的底部与底座（7）的顶部连接，所述机体（1）上设有与之相连接的控制台（2），所述机体（1）的内部设有与数控刀架（4）滑动连接的导轨座（6），所述数控刀架（4）的一侧设有与机体（1）相连的卡盘（3），所述防尘门（5）与机体（1）滑动连接，其特征在于：

所述卡盘（3）包括有盘体（31）、异形卡爪组（32）、同步卡爪组（33），所述盘体（31）上设有三组与之活动连接的异形卡爪组（32），所述盘体（31）上设有同步卡爪组（33）且两者活动连接，所述异形卡爪组（32）包括有微电机（320）、平移块（321）、异形爪组（322）、固定插件（323）、防尘盖（324）、固定座（325）、伸缩罩（326），所述微电机（320）与固定座（325）连接，所述固定座（325）的内部设有丝杆组，所述防尘盖（324）位于固定座（325）的上方，所述防尘盖（324）的两端与固定座（325）相连，所述防尘盖（324）上设有与之滑动连接的平移块（321），所述伸缩罩（326）一端与平移块（321）连接，另一端与固定座（325）连接，所述平移块（321）的顶部与异形爪组（322）的底部相连，所述平移块（321）与盘体（31）滑动配合，所述固定插件（323）贯穿于异形爪组（322），所述固定插件（323）用于实现异形爪组（322）与平移块（321）的固定；

所述同步卡爪组（33）包括有电机（331）、丝杆（332）、一号卡爪（333）、螺母副（334）、主动齿轮（335）、一号联动机构（336）、二号联动机构（337），所述电机（331）与丝杆（332）相连，所述丝杆（332）上设有螺母副（334），所述螺母副（334）的顶部与一号卡爪（333）的底部活动连接，所述螺母副（334）与主动齿轮（335）相啮合，所述主动齿轮（335）两侧分别设有一号联动机构（336）、二号联动机构（337）；

所述二号联动机构（337）包括有出气管（371）、气囊（372）、移动块（373）、二号卡爪（374）、中空导杆（375）、U形管（376），所述移动块（373）贯穿于中空导杆（375），所述移动块（373）上设有二号卡爪（374），所述移动块（373）一端设有气囊（372），另一端设有U形管（376），所述U形管（376）与中空导杆（375）相连通，所述气囊（372）的一端与移动块（373）连接，另一端与出气管（371）相连通，所述气囊（372）与中空导杆（375）相通，所述移动块（373）的齿块与主动齿轮（335）相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种智能制造数控机床，其特征在于：所述异形爪组（322）包括有轴承（3221）、连接杆（3222）、异形块（3223），所述连接杆（3222）上连异形块（3223），下接轴承（3221），所述连接杆（3222）还设有四个通孔。

3.根据权利要求1所述的一种智能制造数控机床，其特征在于：所述固定插件（323）包括有限位把（a）、螺母（b）、螺栓（c）、圆盘（d）、推动杆（e）、回型框（f）、导杆（g）、卡块（h）、一号活动杆（i）、二号活动杆（j）、弹簧（k）、外筒（m），所述外筒（m）的内顶部设有螺母（b），所述外筒（m）的上方设有与螺栓（c）连接的限位把（a），所述螺栓（c）贯穿于外筒（m）与螺母（b）通过螺纹连接，所述外筒（m）的内部设有圆盘（d），所述圆盘（d）与螺栓（c）的底面连接，所述圆盘（d）的底面固定有两根推动杆（e），所述推动杆（e）的下方设有与外筒（m）内壁连接的导杆（g），所述导杆（g）上滑动配合有一号活动杆（i）、二号活动杆（j），所述一号活动杆（i）、二号活动杆（j）的顶部均固定有回型框（f），所述推动杆（e）贯穿于回型框（f）且两者活动配合，所述一号活动杆（i）、二号活动杆（j）的底部均固定有卡块（h），所述导杆（g）的上方设有弹簧（k），所述弹簧（k）的一端与一号活动杆（i）相连，另一端与二号活动杆（j）相接。

4.根据权利要求1所述的一种智能制造数控机床，其特征在于：所述平移块（321）的内部设有凹槽（y）,所述凹槽（y）两侧设有与之相通的卡槽（x）,所述卡槽（x）用于与卡块（h）卡合，所述凹槽（y）用于容纳轴承（3221）、连接杆（3222）。

5.根据权利要求2所述的一种智能制造数控机床，其特征在于：所述异形块（3223）的四侧分别设有弧槽（11）、大V槽（13）、小V槽（14）、凸块（15），所述异形块（3223）的中心开设有插槽（12），外筒（m）可贯穿于插槽（12）与通孔、卡孔卡合。

说明书

一种智能制造数控机床

技术领域

[0001] 本发明涉及数控机床技术领域，特别的，是一种智能制造数控机床。

背景技术

[0002] 数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制
技术的发展方向。其中，三爪卡盘是数控机床的一种重要组成部件，用于夹紧工件，现有的
数控机床用的三爪卡盘由于技术不够完善，只能对规规矩矩的工件进行夹紧，碰到许多不
规则的工件就无法装夹加工，或者装夹不牢固，出现偏心等问题，从而导致加工出来的工件
精度降低，同时三爪卡盘内部的齿轮组经碰撞摩擦后会损伤掉落残渣颗粒，长时间后会形
成堆积，掉落的碎屑会附着于齿轮表面，影响卡紧的精度，也严重影响齿轮的使用寿命和使
用效率，增加使用成本。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明提供一种智能制造数控机床。

[0004] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种智能制造数控机床，其结构包括有机体、控制台、卡盘、数控刀架、防尘门、导轨座、底座，所述机体的底部与
底座的顶部固定连接，所述机体上设有控制台，所述控制台与机体相连接，所述机体的内部
设有导轨座，所述导轨座与数控刀架滑动连接，所述数控刀架的一侧设有卡盘，所述卡盘与
机体相连接，所述防尘门与机体滑动连接。

[0005] 所述卡盘包括有盘体、异形卡爪组、同步卡爪组，所述盘体上设有三组异形卡爪组，所述异形卡爪组与盘体活动连接，所述盘体上设有步卡爪组，所述同步卡爪体与盘体活
动连接。

[0006] 作为优化，所述同步卡爪组包括有电机、丝杆、一号卡爪、螺母副、主动齿轮、一号联动机构、二号联动机构，所述电机与丝杆相连接，所述丝杆上设有螺母副，所述螺母副与
丝杆活动连接，所述螺母副的顶部与一号卡爪的底部活动连接，所述螺母副带有齿轮的一
侧与主动齿轮相啮合，所述主动齿轮的一侧与一号联动机构相啮合，所述二号联动机构与
主动齿轮远离一号联动机构的一侧啮合，所述一号联动机构和二号联动机构结构相同。

[0007] 作为优化，所述二号联动机构包括有出气管、气囊、移动块、二号卡爪、中空导杆、U形管，所述移动块贯穿于中空导杆且两者活动配合，所述移动块上设有二号卡爪，所述二号
卡爪与移动块活动配合，所述移动块的一端设有气囊，另一端设有U形管，所述U形管与中空
导杆相连通，所述气囊的一端与移动块连接，另一端与出气管相连通，所述气囊与中空导杆
相通，所述移动块的齿块与主动齿轮相啮合，所述中空导杆通过轴承与盘体连接。

[0008] 作为优化，所述异形卡爪组包括有微电机、平移块、异形爪组、固定插件、防尘盖、固定座、伸缩罩，所述微电机与固定座固定连接，所述固定座的内部设有丝杆组，所述防尘
盖位于固定座的上方，所述防尘盖的两端与固定座相连接，所述防尘盖上设有开口槽，所述
防尘盖上设有平移块，所述平移块与防尘盖滑动连接，所述平移块的一端连接有伸缩罩，所
述伸缩罩的另一端与固定座固定连接，所述平移块的顶部与异形爪组的底部相连接，所述
平移块与盘体滑动配合，所述固定插件贯穿于异形爪组，所述固定插件用于实现异形爪组
与平移块的固定。

[0009] 作为优化，所述异形爪组包括有轴承、连接杆、异形块，所述连接杆的顶部固定连接于异形块的底部，所述连接杆的底部安装有轴承，所述连接杆靠近轴承的一端设有四个
通孔。

[0010] 作为优化，所述固定插件包括有限位把、螺母、螺栓、圆盘、推动杆、回型框、导杆、卡块、一号活动杆、二号活动杆、弹簧、外筒，所述外筒的内顶部设有螺母，所述螺母的外壁
与外筒的内壁固定连接，所述外筒的上方设有限位把，所述限位把的底面与螺栓的顶部垂
直连接，所述螺栓贯穿于外筒与螺母通过螺纹连接，所述外筒的内部设有圆盘，所述圆盘的
顶面与螺栓的底面垂直连接，所述圆盘的底面固定有两根推动杆，所述推动杆的下方设有
与外筒内壁固定连接的导杆，所述导杆上滑动配合有一号活动杆、二号活动杆，所述一号活
动杆、二号活动杆的顶部均固定有回型框，所述推动杆贯穿于回型框且两者活动配合，所述
一号活动杆、二号活动杆的底部均固定有卡块，所述导杆的上方设有弹簧，所述弹簧的一端
与一号活动杆相连，另一端与二号活动杆相接。

[0011] 作为优化，所述外筒的外侧两端均设有圆孔，圆孔与卡块采用间隙配合，所述外筒与圆盘采用间隙配合。

[0012] 作为优化，所述平移块的内部设有凹槽,所述凹槽两侧设有与之相通的卡槽,所述卡槽用于与卡块卡合，所述凹槽用于容纳轴承、连接杆。

[0013] 作为优化，所述异形块的四侧分别设有与之为一体化结构的弧槽、大槽、小槽、凸块，所述异形块的中心开设有插槽，外筒可贯穿于插槽与通孔、卡孔卡合。

[0014] 有益效果

[0015] 本发明一种智能制造数控机床，具有如下有益效果：

[0016] (1)本发明通过对数控车床上的卡盘进行改进，通过在卡盘内部增设了气囊、U形管、出气管，利用卡盘对夹紧工件或释放工件的力为动力源，利用移动块的平移实现对气囊
的挤压或释放，以此能将内部齿轮组的碰撞摩擦而掉落的铁屑灰尘给吸附出盘体外，避免
了灰尘因长时间的堆积而附着于齿轮上，保证了齿轮的工作环境，提高了齿块组的寿命以
及使用效率，保证了加工的精度；

[0017] (2)本发明通过异形卡爪组，能够使得卡盘的夹持功能不再单一，能对不规则的工件装夹，并且异形爪组都是单独运行的，使得卡盘能够对于一些偏心得工件去进行加工，大
大提高了工作的生产效率，减轻了工人的劳动强度，通过设置固定插件，在异形块调节后能
对其进行固定，防止异形块受加工的振动力而发生松动，能大大提高对异形件的夹紧度。

附图说明

[0018] 图1为本发明一种智能制造数控机床的结构示意图。

[0019] 图2为本发明的卡盘的立体结构示意图。

[0020] 图3为本发明的同步卡爪组的立体结构示意图。

[0021] 图4为本发明的同步卡爪组的一种剖面结构示意图。

[0022] 图5为本发明的异形卡爪组的立体结构示意图。

[0023] 图6为本发明的异形爪组与固定插件的立体结构示意图。

[0024] 图7为本发明的固定插件的剖面结构示意图。

[0025] 图8为本发明的平移块的剖面结构示意图。

[0026] 图9为本发明的异形块的立体结构示意图。

[0027] 图中：机体1、控制台2、卡盘3、数控刀架4、防尘门5、导轨座6、底座7、盘体31、异形卡爪组32、同步卡爪组33、电机331、丝杆332、一号卡爪333、螺母副334、主动齿轮335、一号
联动机构336、二号联动机构337、出气管371、气囊372、移动块373、二号卡爪374、中空导杆
375、U形管376、微电机320、平移块321、异形爪组322、固定插件323、防尘盖324、固定座325、
伸缩罩326、轴承3221、连接杆3222、异形块3223、限位把a、螺母b、螺栓c、圆盘d、推动杆e、回
型框f、导杆g、卡块h、一号活动杆i、二号活动杆j、弹簧k、外筒m、凹槽y、卡槽x、弧槽11、大V
槽13、小V槽14、凸块15。

具体实施方式

[0028] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，图1～图9示意性的显示了本发明实施方式的一种智能制造数控机床的结构，下面结合具体实施方
式，进一步阐述本发明。

[0029] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧面”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置
关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是
指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能
理解为对本发明的限制。

[0030] 实施例一

[0031] 如图1所示，本发明提供一种智能制造数控机床，其结构包括有机体1、控制台2、卡盘3、数控刀架4、防尘门5、导轨座6、底座7，机体1的底部与底座7的顶部固定连接，机体1上
设有控制台2，控制台2与机体1相连接，机体1的内部设有导轨座6，导轨座6与数控刀架4滑
动连接，数控刀架4的一侧设有卡盘3，卡盘3与机体1相连接，防尘门5与机体1滑动连接。

[0032] 如图2所示，卡盘3包括有盘体31、异形卡爪组32、同步卡爪组33，盘体31上设有三组异形卡爪组32，异形卡爪组32与盘体31活动连接，盘体31上设有步卡爪组33，同步卡爪体
33与盘体31活动连接。

[0033] 如图3所示，同步卡爪组33包括有电机331、丝杆332、一号卡爪333、螺母副334、主动齿轮335、一号联动机构336、二号联动机构337，电机331与丝杆332相连接，丝杆332上设
有螺母副334，螺母副334与丝杆332活动连接，螺母副334的顶部与一号卡爪333的底部活动
连接，螺母副334带有齿轮的一侧与主动齿轮335相啮合，主动齿轮335的一侧与一号联动机
构336相啮合，二号联动机构337与主动齿轮335远离一号联动机构336的一侧啮合，一号联
动机构336和二号联动机构337结构相同。

[0034] 基于上述实施例，具体工作原理如下：

[0035] 在使用数控机床时，将规则的加工件放入卡盘3中，驱动电机331，电机331运转带动丝杆332旋转，使得螺母副334做直线运动，而螺母副334带动一号卡爪333平移，因螺母副
334的齿块与主动齿轮335啮合，主动齿轮335带动一号联动机构336与二号联动机构337的
二号卡爪374也跟一号卡爪333进行平移，以此将工件夹紧进行加工。

[0036] 实施例二

[0037] 如图1所示，本发明提供一种智能制造数控机床，其结构包括有机体1、控制台2、卡盘3、数控刀架4、防尘门5、导轨座6、底座7，机体1的底部与底座7的顶部固定连接，机体1上
设有控制台2，控制台2与机体1相连接，机体1的内部设有导轨座6，导轨座6与数控刀架4滑
动连接，数控刀架4的一侧设有卡盘3，卡盘3与机体1相连接，防尘门5与机体1滑动连接。

[0038] 如图2所示，卡盘3包括有盘体31、异形卡爪组32、同步卡爪组33，盘体31上设有三组异形卡爪组32，异形卡爪组32与盘体31活动连接，盘体31上设有步卡爪组33，同步卡爪体
33与盘体31活动连接。

[0039] 如图3所示，同步卡爪组33包括有电机331、丝杆332、一号卡爪333、螺母副334、主动齿轮335、一号联动机构336、二号联动机构337，电机331与丝杆332相连接，丝杆332上设
有螺母副334，螺母副334与丝杆332活动连接，螺母副334的顶部与一号卡爪333的底部活动
连接，螺母副334带有齿轮的一侧与主动齿轮335相啮合，主动齿轮335的一侧与一号联动机
构336相啮合，二号联动机构337与主动齿轮335远离一号联动机构336的一侧啮合，一号联
动机构336和二号联动机构337结构相同。

[0040] 如图3‑4所示，二号联动机构337包括有出气管371、气囊372、移动块373、二号卡爪374、中空导杆375、U形管376，移动块373贯穿于中空导杆375且两者活动配合，移动块373上
设有二号卡爪374，二号卡爪374与移动块373活动配合，移动块373的一端设有气囊372，另
一端设有U形管376，U形管376与中空导杆375相连通，气囊372的一端与移动块373连接，另
一端与出气管371相连通，气囊372与中空导杆375相通，移动块373的齿块与主动齿轮335相
啮合，中空导杆375通过轴承与盘体31连接。

[0041] 上述气囊372的设置，是通过移动块373的运动带动气囊做上下挤压动作的原理，使得U形管376有一个吸的作用力，将灰尘给吸附出去，能够有效的清理因为齿轮组长时间
运作碰撞而掉落的铁屑灰尘，避免了灰尘的堆积和附着，保证了齿轮的工作环境，增加了齿
轮组的使用寿命和使用效率。

[0042] 基于上述实施例，具体工作原理如下：

[0043] 在装夹过程中，因吸气囊372的一端与移动块373相连接，通过移动块373的平移能挤压或松开气囊，挤压气囊372时进行排气，释放气囊372则进行吸气，齿轮组内因碰撞摩擦
而掉落的铁屑灰尘通过U形管376进入，经中空导杆375进入气囊372内，经出气管371排出盘
体31外；由于气囊372与U形管376的进口端的行程大于气囊372与出气管371出口端的行程，
故碎屑只会从出气管371排出。

[0044] 实施例三

[0045] 如图1所示，本发明提供一种智能制造数控机床，其结构包括有机体1、控制台2、卡盘3、数控刀架4、防尘门5、导轨座6、底座7，机体1的底部与底座7的顶部固定连接，机体1上
设有控制台2，控制台2与机体1相连接，机体1的内部设有导轨座6，导轨座6与数控刀架4滑
动连接，数控刀架4的一侧设有卡盘3，卡盘3与机体1相连接，防尘门5与机体1滑动连接。

[0046] 如图2所示，卡盘3包括有盘体31、异形卡爪组32、同步卡爪组33，盘体31上设有三组异形卡爪组32，异形卡爪组32与盘体31活动连接，盘体31上设有步卡爪组33，同步卡爪体
33与盘体31活动连接。

[0047] 如图5所示，异形卡爪组32包括有微电机320、平移块321、异形爪组322、固定插件323、防尘盖324、固定座325、伸缩罩326，微电机320与固定座325固定连接，固定座325的内
部设有丝杆组，防尘盖324位于固定座325的上方，防尘盖324的两端与固定座325相连接，防
尘盖324的设置，能够将固定座325内部的丝杆组给覆盖，避免了灰尘的落入，保证了丝杆的
正常运作，防尘盖324上设有开口槽，防尘盖324上设有平移块321，平移块321与防尘盖324
滑动连接，平移块321的一端连接有伸缩罩326，伸缩罩326的另一端与固定座325固定连接，
伸缩罩326的设置，能够在平移块321运动装夹时，跟随着平移块321而进行拉伸，将防尘盖
324上所开设的开口进行覆遮挡，避免了灰尘铁屑的进入，平移块321的顶部与异形爪组322
的底部相连接，平移块321与盘体31滑动配合，固定插件323贯穿于异形爪组322，固定插件
323用于实现异形爪组322与平移块321的固定。

[0048] 三组异形卡爪组32的三组异形爪组322能够单独运动，在需要加工偏心的工件时，就能够根据需求去调整卡爪的进退和装夹的长短。

[0049] 如图6所示，异形爪组322包括有轴承3221、连接杆3222、异形块3223，连接杆3222的顶部固定连接于异形块3223的底部，连接杆3222的底部安装有轴承3221，连接杆3222靠
近轴承3221的一端设有四个通孔。

[0050] 上述固定插件323的设置能够在异形爪组322进行旋转后，将异形块3223与平移块321固定住，防止异形块受加工的振动力而发生松动，能大大提高对异形件的夹紧度。

[0051] 如图7所示，固定插件323包括有限位把a、螺母b、螺栓c、圆盘d、推动杆e、回型框f、导杆g、卡块h、一号活动杆i、二号活动杆j、弹簧k、外筒m，外筒m的内顶部设有螺母b，螺母b
的外壁与外筒m的内壁固定连接，外筒m的上方设有限位把a，限位把a的底面与螺栓c的顶部
垂直连接，螺栓c贯穿于外筒m与螺母b通过螺纹连接，外筒m的内部设有圆盘d，圆盘d的顶面
与螺栓c的底面垂直连接，圆盘d的底面固定有两根推动杆e，推动杆e的下方设有与外筒m内
壁固定连接的导杆g，导杆g上滑动配合有一号活动杆i、二号活动杆j，一号活动杆i、二号活
动杆j的顶部均固定有回型框f，推动杆e贯穿于回型框f且两者活动配合，一号活动杆i、二
号活动杆j的底部均固定有卡块h，导杆g的上方设有弹簧k，弹簧k的一端与一号活动杆i相
连，另一端与二号活动杆j相接，弹簧k能为卡块h提供推力，有助于提高卡紧度，外筒m的外
侧两端均设有圆孔，圆孔与卡块h采用间隙配合，外筒m与圆盘d采用间隙配合，一号活动杆i
设有通道，二号活动杆j贯穿于该通道，通道的设置使得一号活动杆i与二号活动杆j能相向
平移也能相反平移。

[0052] 如图8所示，平移块321的内部设有凹槽y，凹槽y两侧设有与之相通的卡槽x,卡槽x用于与卡块h卡合，凹槽y用于容纳轴承3221、连接杆3222。

[0053] 如图9所示，异形块3223的四侧分别设有与之为一体化结构的弧槽11、大V槽13、小V槽14、凸块15，异形块3223的中心开设有插槽12，外筒m可贯穿于插槽12与通孔、卡孔卡合，
异形块3223能对不规则的工件装夹固定，适应范围更广。

[0054] 基于上述实施例，具体工作原理如下：

[0055] 当需要装夹异形工件时，转动异形块3223选择所需的异形块3223中弧槽11、大V槽13、小V槽14、凸块15的形状对异形工件进行匹配夹紧，通过将固定插件323插入从插槽插入
连接杆3222内，使得卡孔、通孔、圆孔、卡槽x相对应，通过转动限位把a，使得螺栓c在螺母b
的作用下旋转下降，圆盘d随螺栓c旋转而带动推动杆e旋转下降，从而推动杆e推动回型框f
来使号活动杆i、二号活动杆j相反平移，以此使得卡块h对卡槽x进行卡紧，以此实现异形块
3223与平移块321的固定，防止异形块受加工的振动力而发生松动，能大大提高对异形件的
夹紧度。

[0056] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明
的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种
变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所
附的权利要求书及其等效物界定。