CN111266905A - 一种五轴立加双刀库快换刀结构及其换刀方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五轴立加双刀库快换刀结构及其换刀方法，包括机床本体；还包括并列安装在机床本体上的第一刀库机构和第二刀库机构；第一刀库机构和第二刀库机构的换刀点均朝向同一方向；交替驱动第一刀库机构和第二刀库机构转动，并使数控机床加工所需的刀具通过第一刀库机构和第二刀库机构依次交替转动至其换刀点。本发明提供了一种具有双刀库的换刀结构和换刀方法，将两个刀库机构并列安装在数控机床上，可以实现双刀库的交替换刀；数控机床的主轴在自动换刀时，两个刀库机构交替提供主轴连续加工所需的刀具，当主轴在一个刀库上取刀时，另一个刀库则进行备刀，缩短了换刀时的等待时间，极大地提高了换刀效率，进而提高了工作效率。

Description

一种五轴立加双刀库快换刀结构及其换刀方法

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，更具体的说是涉及一种五轴立加双刀库快换刀结构及其换刀方法。

背景技术

五轴立式加工机床是加工空间复杂曲面的有效装备，其中多采用刀库式自动换刀装置，换刀过程较为复杂，首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准的刀柄上，在机外进行尺寸预调整之后，按一定的方式放入刀库，换刀时先在刀库中进行选刀，并由刀具交换装置从刀库和主轴上取出刀具。在进行刀具交换之后，将新刀具装入主轴，把旧刀具放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量，它既可安装在主轴箱的侧面或上方，也可作为单独部件安装到机床以外。

但是，对于五轴立式加工机床机床来说，其加工零件复杂，传统的换刀模式在放刀后，需要等待刀库将下一把刀移动至主轴位置，再次进行取刀，导致换刀效率低。

因此，如何提供一种快速高效的五轴立式加工机床的换刀结构及其换刀方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种五轴立加双刀库快换刀结构，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种五轴立加双刀库快换刀结构，包括机床本体；还包括并列安装在所述机床本体上的第一刀库机构和第二刀库机构；所述第一刀库机构和所述第二刀库机构的换刀点均朝向同一方向。

本发明提供了一种具有双刀库的换刀结构，将两个刀库机构并列安装在数控机床上，可以实现双刀库的交替换刀；数控机床的主轴在自动换刀时，两个刀库机构交替提供主轴连续加工所需的刀具，当主轴在一个刀库上取刀时，另一个刀库则进行备刀，缩短了换刀时的等待时间，极大地提高了换刀效率，进而提高了工作效率。

优选的，在上述一种五轴立加双刀库快换刀结构中，所述第一刀库机构和第二刀库机构的结构相同，均包括驱动电机、传动齿轮、支撑齿轮、链条和卡刀臂；所述驱动电机固定在所述机床本体上；所述传动齿轮与所述驱动电机的动力输出端固定连接；所述支撑齿轮的数量至少为一个，且转动连接在所述机床本体上；所述链条为首尾闭合的环形结构，并套设在所述传动齿轮和支撑齿轮上，且内环侧与所述传动齿轮和支撑齿轮啮合；所述卡刀臂的数量为多个，且均匀固定在所述链条的外环侧。通过上述技术方案，本发明提供了一种柔性链条式的刀库机构，能够随着链条的转动和驱动电机的驱动，快速将数控机床主轴所需的刀具转动至换刀点，结构简单稳定，运行可靠。

优选的，在上述一种五轴立加双刀库快换刀结构中，所述卡刀臂包括支架和弧形弹性臂；所述支架与所述链条固定连接；所述弧形弹性臂一端与所述支架固定连接，另一端为大于半圆的弹性弧形卡手。弹性弧形卡手具有弹性的撑开效果和弹力自恢复的夹紧效果，能够通过数控机床主轴施加的外力实现取刀放松和放刀夹紧的功能。

优选的，在上述一种五轴立加双刀库快换刀结构中，所述链条为长条形的环形结构。运行的稳定性更强。

优选的，在上述一种五轴立加双刀库快换刀结构中，所述第一刀库机构和所述第二刀库机构的两根链条沿其长条形的长度方向的轴线相互平行。使第一刀库机构和第二刀库机构并列后的配合效果更好，缩短主轴的运行距离，进一步提高加工效率。

本发明还提供了一种五轴立加双刀库快换刀结构的换刀方法，交替驱动第一刀库机构和第二刀库机构转动，并使数控机床加工所需的刀具通过第一刀库机构和第二刀库机构依次交替转动至其换刀点。

通过上述技术方案，本发明提供的方法可以实现双刀库的交替换刀；数控机床的主轴在自动换刀时，两个刀库机构交替提供主轴连续加工所需的刀具，当主轴在一个刀库上取刀时，另一个刀库则进行备刀，缩短了换刀时的等待时间，极大地提高了换刀效率，进而提高了工作效率。

优选的，在上述一种五轴立加双刀库快换刀结构的换刀方法中，具体步骤为：当数控机床的主轴进行换刀加工时，第一刀库机构将安装有第一步加工需要的刀具的卡刀臂转动至其换刀点，主轴在第一刀库机构的换刀点进行取刀；同时，第二刀库机构将安装有第二步加工需要的刀具的卡刀臂转动至其换刀点，主轴在第一步加工完成后，将刀具放回至第一刀库机构，并从第二刀库机构的换刀点取走第二步加工需要的刀具；同时，第一刀库机构将第三步加工需要的刀具的卡刀臂转动至其换刀点，并依此规律交替驱动第一刀库机构和第二刀库机构转动。通过上述方法的依次交替，能够实现快速换刀，工作效率高。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种五轴立加双刀库快换刀结构及其换刀方法，具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种具有双刀库的换刀结构和换刀方法，将两个刀库机构并列安装在数控机床上，可以实现双刀库的交替换刀；数控机床的主轴在自动换刀时，两个刀库机构交替提供主轴连续加工所需的刀具，当主轴在一个刀库上取刀时，另一个刀库则进行备刀，缩短了换刀时的等待时间，极大地提高了换刀效率，进而提高了工作效率。

2、本发明提供了一种柔性链条式的刀库机构，能够随着链条的转动和驱动电机的驱动，快速将数控机床主轴所需的刀具转动至换刀点，结构简单稳定，运行可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图；

图2附图为本发明提供的卡刀臂的结构示意图。

其中：

1-第一刀库机构；

2-第二刀库机构；

3-链条；

4-卡刀臂；

5-支架；

6-弧形弹性臂；

7-机床本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1和附图2，本发明实施例公开了一种五轴立加双刀库快换刀结构，包括机床本体7；还包括并列安装在机床本体7上的第一刀库机构1和第二刀库机构2；第一刀库机构1和第二刀库机构2的换刀点均朝向同一方向。

为了进一步优化上述技术方案，第一刀库机构1和第二刀库机构2的结构相同，均包括驱动电机、传动齿轮、支撑齿轮、链条3和卡刀臂4；驱动电机固定在机床本体7上；传动齿轮与驱动电机的动力输出端固定连接；支撑齿轮的数量至少为一个，且转动连接在机床本体7上；链条3为首尾闭合的环形结构，并套设在传动齿轮和支撑齿轮上，且内环侧与传动齿轮和支撑齿轮啮合；卡刀臂4的数量为多个，且均匀固定在链条3的外环侧。

需要说明的是，本发明的驱动电机、传动齿轮、支撑齿轮在图1中的背面，无法在图1中看见，而且上述结构是链条驱动的常规结构，在此不再赘述。

同时，本发明所说的机床本体7是第一刀库机构1和第二刀库机构2的安装部位，并不是本发明的重点，在此不再赘述。公知的，存放刀具的刀库具有较大的容量，它既可安装在主轴箱的侧面或上方，也可作为单独部件安装到机床以外。因此，对于刀库的安装位置并不是本发明的重点，在此也不再赘述。

为了进一步优化上述技术方案，卡刀臂4包括支架5和弧形弹性臂6；支架5与链条3固定连接；弧形弹性臂6一端与支架5固定连接，另一端为大于半圆的弹性弧形卡手。

为了进一步优化上述技术方案，链条3为长条形的环形结构。

为了进一步优化上述技术方案，第一刀库机构1和第二刀库机构2的两根链条3沿其长条形的长度方向的轴线相互平行。

本发明提供的五轴立加双刀库快换刀结构的换刀方法为：交替驱动第一刀库机构1和第二刀库机构2转动，并使数控机床加工所需的刀具通过第一刀库机构1和第二刀库机构2依次交替转动至其换刀点。

具体步骤为：当数控机床的主轴进行换刀加工时，第一刀库机构1将安装有第一步加工需要的刀具的卡刀臂4转动至其换刀点，主轴在第一刀库机构1的换刀点进行取刀；同时，第二刀库机构2将安装有第二步加工需要的刀具的卡刀臂4转动至其换刀点，主轴在第一步加工完成后，将刀具放回至第一刀库机构1，并从第二刀库机构2的换刀点取走第二步加工需要的刀具；同时，第一刀库机构1将第三步加工需要的刀具的卡刀臂4转动至其换刀点，并依此规律交替驱动第一刀库机构1和第二刀库机构2转动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种五轴立加双刀库快换刀结构，包括机床本体(7)；其特征在于，还包括并列安装在所述机床本体(7)上的第一刀库机构(1)和第二刀库机构(2)；所述第一刀库机构(1)和所述第二刀库机构(2)的换刀点均朝向同一方向。

2.根据权利要求1所述的一种五轴立加双刀库快换刀结构，其特征在于，所述第一刀库机构(1)和第二刀库机构(2)的结构相同，均包括驱动电机、传动齿轮、支撑齿轮、链条(3)和卡刀臂(4)；所述驱动电机固定在所述机床本体(7)上；所述传动齿轮与所述驱动电机的动力输出端固定连接；所述支撑齿轮的数量至少为一个，且转动连接在所述机床本体(7)上；所述链条(3)为首尾闭合的环形结构，并套设在所述传动齿轮和支撑齿轮上，且内环侧与所述传动齿轮和支撑齿轮啮合；所述卡刀臂(4)的数量为多个，且均匀固定在所述链条(3)的外环侧。

3.根据权利要求2所述的一种五轴立加双刀库快换刀结构，其特征在于，所述卡刀臂(4)包括支架(5)和弧形弹性臂(6)；所述支架(5)与所述链条(3)固定连接；所述弧形弹性臂(6)一端与所述支架(5)固定连接，另一端为大于半圆的弹性弧形卡手。

4.根据权利要求2或3所述的一种五轴立加双刀库快换刀结构，其特征在于，所述链条(3)为长条形的环形结构。

5.根据权利要求4所述的一种五轴立加双刀库快换刀结构，其特征在于，所述第一刀库机构(1)和所述第二刀库机构(2)的两根链条(3)沿其长条形的长度方向的轴线相互平行。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述的五轴立加双刀库快换刀结构的换刀方法，其特征在于，交替驱动第一刀库机构(1)和第二刀库机构(2)转动，并使数控机床加工所需的刀具通过第一刀库机构(1)和第二刀库机构(2)依次交替转动至其换刀点。

7.根据权利要求6所述的一种五轴立加双刀库快换刀结构的换刀方法，具体步骤为：当数控机床的主轴进行换刀加工时，第一刀库机构(1)将安装有第一步加工需要的刀具的卡刀臂(4)转动至其换刀点，主轴在第一刀库机构(1)的换刀点进行取刀；同时，第二刀库机构(2)将安装有第二步加工需要的刀具的卡刀臂(4)转动至其换刀点，主轴在第一步加工完成后，将刀具放回至第一刀库机构(1)，并从第二刀库机构(2)的换刀点取走第二步加工需要的刀具；同时，第一刀库机构(1)将第三步加工需要的刀具的卡刀臂(4)转动至其换刀点，并依此规律交替驱动第一刀库机构(1)和第二刀库机构(2)转动。

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