CN108296849A - 一种数控加工中心的链式刀库 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数控加工中心的链式刀库，包括框体及安装在框体上的备刀机构、送刀机构和扣刀机构，备刀机构包括安装在框体的正面的链条、链轮、胀紧轮、若干转向轮和换刀臂，扣刀机构包括机械臂和凸轮换刀机构，送刀机构包括支架摆转机构和刀具自旋转机构，支架摆转机构包括旋转支架和油缸，刀具自旋转机构包括液压马达、齿轮、旋转套和刀具夹持机构。本发明将备刀机构与用于执行刀具交换动作的送刀机构和扣刀机构分离，在换刀过程中可同时执行多个动作，其换刀流程为：旋转扣刀‑‑刀具交换，可有效消除换刀过程中无用的等待时间，大幅缩短换刀时间，使换刀过程迅速、高效，从而提高数控加工中心换刀的稳定性及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控加工中心的刀库，具体涉及一种数控加工中心的链式刀库。
背景技术
在自动化加工过程中，链式刀库***是提供储刀及换刀功能的一种装置。近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色，其产品品质的优劣关系到工具机的整体效能表现。
由于刀库的形式和摆放位置的限制，有些工具机主轴位置与刀库储刀位置较远。现有的链式刀库采用一体摆转式自动换刀机构，机械手交换刀具时，动作为：摆转主轴--平移扣刀--刀具交换--摆转刀库，实现整个换刀流程。现有的链式刀库，其抓刀臂通常需要通过较长的平移或者大幅度摆转才能完成取刀备刀和刀具交换，整个刀具交换花费时间较长，造成换刀机构运动部件结构复杂、庞大且运动行程较长，导致换刀速度难以提升。尤其是，当主轴离刀库摆放位置较远时，需要设计较长的抓刀臂机构与平移机构，整个交换刀具时间会变得更长，另外在抓20～25KG以上重刀时不稳定，存在掉刀风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种能够缩短刀具交换时间、提高换刀稳定性及可靠性的数控加工中心的链式刀库。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种数控加工中心的链式刀库，包括框体及安装在框体上的备刀机构、送刀机构和扣刀机构，所述的备刀机构包括安装在所述的框体的正面的链条、链轮、胀紧轮、若干转向轮和换刀臂，所述的扣刀机构包括机械臂和凸轮换刀机构，所述的机械臂安装在所述的凸轮换刀机构的输出端，所述的凸轮换刀机构由电机驱动，所述的凸轮换刀机构连接安装在所述的框体的一侧的后方并位于所述的送刀机构的后侧，所述的送刀机构包括支架摆转机构和刀具自旋转机构，所述的支架摆转机构包括旋转支架和油缸，所述的旋转支架转动连接在所述的框体的一侧，所述的油缸安装在一油缸安装座上，所述的油缸安装座固定在所述的框体的一侧，所述的油缸的活塞转动连接在所述的旋转支架的一侧，所述的刀具自旋转机构包括液压马达、齿轮、旋转套和刀具夹持机构，所述的刀具夹持机构固定在所述的旋转支架上，所述的刀具夹持机构与所述的换刀臂位置相应，所述的旋转套可转动地安装在所述的刀具夹持机构上，所述的旋转套内开设有与刀具的刀柄的锥度相适配的锥孔，所述的旋转套上设置有齿部，所述的齿部与所述的齿轮相啮合，所述的齿轮安装在所述的液压马达的输出端，所述的液压马达安装在一马达安装座上，所述的马达安装座固定在所述的刀具夹持机构上。
本发明数控加工中心的链式刀库将备刀机构与用于执行刀具交换动作的送刀机构和扣刀机构分离，在换刀过程中可同时执行多个动作，其换刀流程为：旋转扣刀--刀具交换，相比于传统刀库的“摆转主轴--平移扣刀--刀具交换--摆转刀库”换刀流程，可有效消除换刀过程中无用的等待时间，大幅缩短换刀时间，使换刀过程迅速、高效，从而提高数控加工中心换刀的稳定性及可靠性。
优选地，所述的框体的一侧安装有上支架和下支架，所述的上支架上经轴承安装有上转轴，所述的下支架上经轴承安装有下转轴，所述的上转轴和所述的下转轴分别安装在所述的旋转支架上。
优选地，所述的油缸的活塞的端部固定有销轴座，所述的销轴座与所述的旋转支架经旋转销转动连接。
优选地，所述的旋转套上固定有感应块，所述的刀具夹持机构上分别安装有第一制动螺钉和第二制动螺钉，所述的第一制动螺钉用于限制所述的感应块的垂直极限位置，所述的第二制动螺钉用于限制所述的感应块的水平极限位置，所述的旋转支架上安装有分别与所述的感应块的垂直极限位置和水平极限位置相对应的第一感应开关和第二感应开关。工作时，刀具由旋转套定位。换刀臂使旋转套转动至水平极限位置时，感应块与第二制动螺钉接触，第二感应开关得电，触发液压马达执行旋转动作。齿轮随液压马达旋转，带动旋转套转动，感应块随旋转套一起转动，当感应块触及第一制动螺钉时停止转动，此时旋转套正好转过90度，刀具也跟随旋转套由水平极限位置转至垂直极限位置，第一感应开关得电，触发凸轮换刀机构执行扣刀动作，至此一个送刀周期完成。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明数控加工中心的链式刀库将备刀机构与用于执行刀具交换动作的送刀机构和扣刀机构分离，在换刀过程中可同时执行多个动作，其换刀流程为：旋转扣刀--刀具交换，相比于传统刀库的“摆转主轴--平移扣刀--刀具交换--摆转刀库”换刀流程，可有效消除换刀过程中无用的等待时间，大幅缩短换刀时间，使换刀过程迅速、高效，从而提高数控加工中心换刀的稳定性及可靠性。
附图说明
图1为实施例中链式刀库的主视图；
图2为实施例中链式刀库的右视图；
图3为实施例中送刀机构的主视局剖图；
图4为实施例中送刀机构的左视图；
图5为实施例中刀具自旋转机构的主视局剖图；
图6为扣刀前，处于水平位置的刀具自旋转机构与机械臂的相对位置左视示意图；
图7为扣刀时，处于垂直位置的刀具自旋转机构与机械臂的相对位置左视示意图；
图8为处于水平位置的支架摆转机构与扣刀机构的相对位置俯视示意图；
图9为处于垂直位置的支架摆转机构与扣刀机构的相对位置俯视示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例的数控加工中心的链式刀库，如图1～图5所示，包括框体1及安装在框体1上的备刀机构2、送刀机构3和扣刀机构4，备刀机构2包括安装在框体1的正面的链条21、链轮22、胀紧轮23、若干转向轮24和换刀臂25，扣刀机构4包括机械臂41和凸轮换刀机构42，机械臂41安装在凸轮换刀机构42的输出端，凸轮换刀机构42由电机（图中未示出）驱动，凸轮换刀机构42连接安装在框体1的一侧的后方并位于送刀机构3的后侧，送刀机构3包括支架摆转机构和刀具自旋转机构，支架摆转机构包括旋转支架31和油缸32，旋转支架31转动连接在框体1的一侧，油缸32安装在一油缸安装座30上，油缸安装座30固定在框体1的一侧，油缸32的活塞33转动连接在旋转支架31的一侧，刀具自旋转机构包括液压马达34、齿轮35、旋转套36和刀具夹持机构37，刀具夹持机构37固定在旋转支架31上，刀具夹持机构37与换刀臂25位置相应，旋转套36可转动地安装在刀具夹持机构37上，旋转套36内开设有与刀具71的刀柄72的锥度相适配的锥孔73，旋转套36上设置有齿部38，齿部38与齿轮35相啮合，齿轮35安装在液压马达34的输出端，液压马达34安装在一马达安装座39上，马达安装座39固定在刀具夹持机构37上。
本实施例中，框体1的一侧安装有上支架11和下支架12，上支架11上经轴承安装有上转轴13，下支架12上经轴承安装有下转轴14，上转轴13和下转轴14分别安装在旋转支架31上。油缸32的活塞33的端部固定有销轴座51，销轴座51与旋转支架31经旋转销52转动连接。
本实施例中，旋转套36上固定有感应块61，刀具夹持机构37上分别安装有第一制动螺钉62和第二制动螺钉63，第一制动螺钉62用于限制感应块61的垂直极限位置，第二制动螺钉63用于限制感应块61的水平极限位置，旋转支架31上安装有分别与感应块61的垂直极限位置和水平极限位置相对应的第一感应开关64和第二感应开关65。
上述链式刀库的工作原理为：初始状态下，如图8所示，旋转支架31位于刀库侧。换刀臂25夹紧刀具71移向刀具夹持机构37，将刀具71送进刀具夹持机构37后，旋转套36定位刀具71，油缸32工作，油缸32的活塞33伸出，带动旋转支架31旋转，使旋转支架31从刀库侧转向主轴侧，如图9所示。旋转支架31旋转至主轴侧后，换刀臂25使旋转套36转动至水平极限位置时，感应块61与第二制动螺钉63接触，如图6所示，第二感应开关65得电，触发液压马达34执行旋转动作。齿轮35随液压马达34旋转，带动旋转套36转动，感应块61随旋转套36一起转动，当感应块61触及第一制动螺钉62时停止转动，如图7所示，此时旋转套36正好转过90度，刀具71也跟随旋转套36由水平极限位置转至垂直极限位置，第一感应开关64得电，触发凸轮换刀机构42执行扣刀动作，至此一个送刀周期完成。
Claims (4)
1.一种数控加工中心的链式刀库，其特征在于包括框体及安装在框体上的备刀机构、送刀机构和扣刀机构，所述的备刀机构包括安装在所述的框体的正面的链条、链轮、胀紧轮、若干转向轮和换刀臂，所述的扣刀机构包括机械臂和凸轮换刀机构，所述的机械臂安装在所述的凸轮换刀机构的输出端，所述的凸轮换刀机构由电机驱动，所述的凸轮换刀机构连接安装在所述的框体的一侧的后方并位于所述的送刀机构的后侧，所述的送刀机构包括支架摆转机构和刀具自旋转机构，所述的支架摆转机构包括旋转支架和油缸，所述的旋转支架转动连接在所述的框体的一侧，所述的油缸安装在一油缸安装座上，所述的油缸安装座固定在所述的框体的一侧，所述的油缸的活塞转动连接在所述的旋转支架的一侧，所述的刀具自旋转机构包括液压马达、齿轮、旋转套和刀具夹持机构，所述的刀具夹持机构固定在所述的旋转支架上，所述的刀具夹持机构与所述的换刀臂位置相应，所述的旋转套可转动地安装在所述的刀具夹持机构上，所述的旋转套内开设有与刀具的刀柄的锥度相适配的锥孔，所述的旋转套上设置有齿部，所述的齿部与所述的齿轮相啮合，所述的齿轮安装在所述的液压马达的输出端，所述的液压马达安装在一马达安装座上，所述的马达安装座固定在所述的刀具夹持机构上。
2.根据权利要求1所述的一种数控加工中心的链式刀库，其特征在于所述的框体的一侧安装有上支架和下支架，所述的上支架上经轴承安装有上转轴，所述的下支架上经轴承安装有下转轴，所述的上转轴和所述的下转轴分别安装在所述的旋转支架上。
3.根据权利要求1所述的一种数控加工中心的链式刀库，其特征在于所述的油缸的活塞的端部固定有销轴座，所述的销轴座与所述的旋转支架经旋转销转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种数控加工中心的链式刀库，其特征在于所述的旋转套上固定有感应块，所述的刀具夹持机构上分别安装有第一制动螺钉和第二制动螺钉，所述的第一制动螺钉用于限制所述的感应块的垂直极限位置，所述的第二制动螺钉用于限制所述的感应块的水平极限位置，所述的旋转支架上安装有分别与所述的感应块的垂直极限位置和水平极限位置相对应的第一感应开关和第二感应开关。
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