CN112476007B - 一种设有轨道式换刀***的数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设有轨道式换刀***的数控机床，包括床身、设置于床身上的主轴及工作台，所述床身的侧壁固定有刀具库，所述床身的侧壁开设有与刀具库内部连通的换刀槽，所述换刀槽内部设有换刀机构，所述刀具库的侧壁开设有驱动槽，所述驱动槽内壁开设有轨道槽，所述驱动槽内壁固定有两个轨道电机，两个所述轨道电机的输出轴均固定有转轴。优点在于：通过设置轨道箱，利用轨道带动带动转轴转动，从而驱使皮带带动轨道箱运动，使得所需刀具能够直接运达换刀槽，从而使得刀具能够提前落位，不需要主轴主动定位寻找刀具，从而提高了整体的换刀效率，并且减少了主轴的移动频率和范围，能够降低主轴的碰撞损伤概率，进而有效保护主轴。

Description

一种设有轨道式换刀***的数控机床

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种设有轨道式换刀***的数控机床。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制***的自动化机床；数控机床较好地解决了复杂、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，是一种典型的机电一体化产品。

数控机床能够对同一零件进行车铣等多种加工，从而能够满足实际加工的多种需求，相匹配的数控机床一般设有刀具库，用以匹配加工过程中的多种需求，现有的数控机床换刀过程一般是由主轴移动至刀具库位置，自动寻求更换刀具，此种方式导致主轴需要大幅移动，而主轴因加工需要移动范围是受到限制的，因此刀具库的位置及大小均受到限制，并且主轴的大幅移动也容易造成主轴的膨胀损伤，因此亟需一种能够主动运输刀具方便主轴更换刀具的数控机床。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中换刀效率低的问题，而提出的一种设有轨道式换刀***的数控机床。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种设有轨道式换刀***的数控机床，包括床身、设置于床身上的主轴及工作台，所述床身的侧壁固定有刀具库，所述床身的侧壁开设有与刀具库内部连通的换刀槽，所述换刀槽内部设有换刀机构，所述刀具库的侧壁开设有驱动槽，所述驱动槽内壁开设有轨道槽，所述驱动槽内壁固定有两个轨道电机，两个所述轨道电机的输出轴均固定有转轴，两个所述转轴共同套设有皮带，所述轨道槽内部设有多组刀具运输夹持机构，所述床身的侧壁固定有***。

在上述的设有轨道式换刀***的数控机床中，所述换刀机构包括固定于换刀槽内壁的转向电机，所述转向电机的输出轴固定有安装块，所述安装块的两侧对称固定有两个伸缩杆，两个所述伸缩杆的侧壁均连接有夹取机械手，所述伸缩杆的侧壁套设有磁块。

在上述的设有轨道式换刀***的数控机床中，所述刀具运输夹持机构包括固定于皮带侧壁与轨道槽内壁滑动连接的稳定块，所述稳定块的端部固定有轨道箱，所述轨道箱的内壁通过复位弹簧连接有接电板，所述轨道箱的内壁固定有两个对称设置的接电块，所述轨道箱的两内壁对称开设有两个夹紧槽，所述夹紧槽内部设有夹紧机构。

在上述的设有轨道式换刀***的数控机床中，所述夹紧机构包括与夹紧槽内壁均通过限位弹簧连接的限位板，两个所述夹紧槽的内壁均开设有推进槽，所述推进槽内部填充有电流变液。

在上述的设有轨道式换刀***的数控机床中，所述轨道箱的内壁通过触发弹簧连接有压板，所述轨道箱的内壁固定有一对与压板对应的解限块，所述压板为环形永磁铁。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中，通过设置轨道箱，利用轨道带动带动转轴转动，从而驱使皮带带动轨道箱运动，使得所需刀具能够直接运达换刀槽，从而使得刀具能够提前落位，不需要主轴主动定位寻找刀具，从而提高了整体的换刀效率，并且减少了主轴的移动频率和范围，能够降低主轴的碰撞损伤概率，进而有效保护主轴；

2、本发明中，通过设置转向电机，使得刀具在更换过程中，所需刀具的取出与主轴刀具的取下同步进行，并且在转向电机换位后，能够同时完成所需刀具的安装与取下刀具的放置，使得主轴刀具的更换过程极为简便，不需要多余的位移，从而使得定位过程更加简单和准确，不会在运转过程中出现位置上的偏差，从而保证换刀过程的准确进行；

3、本发明中，通过设置限位板，并在推进槽中添加电流变液，使得刀具放入轨道箱后，能够在电流变液固化膨胀的推力下被稳定的夹持，进而使得轨道箱运转时，刀具能够稳定的位于轨道箱中，从而避免刀具位置偏移而脱离；

4、本发明中，通过设置压板和解限块，在更换刀具时，压板将受到磁力作用而运动，进而将电流变液的供电线路短路，使得电流变液不再得电，进而使得刀具能够得到解限，从而使得刀具的拾取更加方便，避免刀具损伤，而在刀具放置后刀具重新被稳定夹持，便于刀具的运转；

5、本发明中，通过设置***，能够利用光线的快速传播实现对刀具的准确及时定位，从而避免了刀具在运转过程中的定位误差，使得刀具能够准确到达预定位置，进而使得刀具的更换过程更加顺畅和快速。

附图说明

图1为本发明提出的一种设有轨道式换刀***的数控机床的结构示意图；

图2为本发明提出的一种设有轨道式换刀***的数控机床中刀具库部分的侧剖视图；

图3为本发明提出的一种设有轨道式换刀***的数控机床中轨道箱部分的放大示意图；

图4为本发明提出的一种设有轨道式换刀***的数控机床中换刀机构的结构示意图。

图中：1床身、2主轴、3工作台、4换刀槽、5刀具库、6转向电机、7安装块、8伸缩杆、9夹取机械手、10驱动槽、11轨道槽、12轨道电机、13转轴、14皮带、15稳定块、16轨道箱、17夹紧槽、18限位弹簧、19限位板、20推进槽、21复位弹簧、22接电板、23接电块、24触发弹簧、25压板、26解限块、27磁块、28***。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-4，一种设有轨道式换刀***的数控机床，包括床身1、设置于床身1上的主轴2及工作台3，床身1的侧壁固定有刀具库5，床身1的侧壁开设有与刀具库5内部连通的换刀槽4，换刀槽4内部设有换刀机构，刀具库5的侧壁开设有驱动槽10，驱动槽10内壁开设有轨道槽11，驱动槽10内壁固定有两个轨道电机12，轨道电机12设有制动机构，能够实现准确定位，两个轨道电机12的输出轴均固定有转轴13，两个转轴13共同套设有皮带14，轨道槽11内部设有多组刀具运输夹持机构，床身1的侧壁固定有***28，***28用于对指定刀具的定位，保证所需刀具能够准确及时的到达换刀槽4的预备位置，进而提高换刀效率，而***28本身可由光线发射器、光线接收器组成，通过在刀具端部涂抹不同颜色的涂料，使得光线接收器接收到的刀具反射光线出现色差，从而根据色差完成对指定刀具的定位选择，而光线的反射处理速度极快，远大于刀具移动运转的速度，因此刀具的实际定位极为准确，能够保证刀具的准确更换，光线的发射与分析及完成电力控制均为现有成熟技术，在此不做赘述。

换刀机构包括固定于换刀槽4内壁的转向电机6，转向电机6的输出轴固定有安装块7，安装块7的两侧对称固定有两个伸缩杆8，两个伸缩杆8的侧壁均连接有夹取机械手9，夹取机械手9用于自动夹取刀具，配合伸缩杆8完成对刀具的拾取与安装，从而保证刀具的稳定更换，伸缩杆8的侧壁套设有磁块27。

刀具运输夹持机构包括固定于皮带14侧壁与轨道槽11内壁滑动连接的稳定块15，稳定块15的端部固定有轨道箱16，稳定块15携带轨道箱16，在轨道槽11内部稳定的定轨移动，从而使得刀具的实际位置稳定，不会出现运行上的偏差，轨道箱16的内壁通过复位弹簧21连接有接电板22，轨道箱16的内壁固定有两个对称设置的接电块23，轨道箱16的两内壁对称开设有两个夹紧槽17，夹紧槽17内部设有夹紧机构。

夹紧机构包括与夹紧槽17内壁均通过限位弹簧18连接的限位板19，两个夹紧槽17的内壁均开设有推进槽20，推进槽20内部填充有电流变液，在接电板22与接电块23接触后，电流变液供电线路接通，将会固化并膨胀，从而推动限位板19大幅移动夹持刀具，保证刀具的稳定，避免运行过程中刀具移位。

轨道箱16的内壁通过触发弹簧24连接有压板25，轨道箱16的内壁固定有一对与压板25对应的解限块26，压板25与将两个解限块26接通后，将导致电流变液的供电线路被短路，进而使得电流变液液化，压板25为环形永磁铁，且与磁块27相斥，从而在换刀时，压板25能够在磁块27靠近时受磁力作用而率先动作，从而对刀具进行解限处理，使得刀具能够顺利更换。

本发明中，在实际加工时，在工作台3上安装对应工件，工作台3负责工件的回转与平移，为主轴2选择刀具，主轴2通过自身的平移回转实现对工件的多角度加工，在各个轨道箱16中固定多种所需刀具，使得刀具库5中的刀具能够满足加工需求；

在需要换刀时，主轴2上移至换刀槽4所在位置，然后回转将刀头转动至正对换刀槽4的位置，在启动伸缩杆8，使得对应侧夹取机械手9移动而将主轴2上的刀具取下，同步进行的，还有另一侧夹取机械手9的动作，将会***对应的轨道箱16中取出相应所需刀具，在刀具夹持稳定后伸缩杆8收缩，再驱动转向电机6，使得取下的刀具与所需的刀具转动换位，然后伸缩杆8再次伸长，将所需刀具安装在主轴2上，同时将取下的刀具放回轨道箱16中，从而使得换刀过程在伸缩杆8及转向电机6的配合下迅速完成，不需要主轴2主动寻找刀具，节省了主轴2的移动时间，提高了换刀效率，同时也避免了主轴2移动过程中的碰撞损伤；

在伸缩杆8伸长驱动夹取机械手9夹取轨道箱16内部刀具时，伸缩杆8上的磁块27将率先靠近压板25，使得压板25在磁力作用下压缩触发弹簧24并与解限块26接触，使得推进槽20中电流变液的供电线路被短路，从而使得电流变液不再得电，进而使得电流变液液化，使得限位板19不再受到电流变液的推动，仅在限位弹簧18作用下对刀具做简易的夹持，使得刀具能够顺利的被取走；

而在换下的刀具重新放入轨道箱16时，同样的，在放置过程中，由于压板25的动作导致电流变液不得电，限位板19的移动量夹紧力有限，刀具能够顺利放入轨道箱16中，而在夹取机械手9离开时，压板25复位，而接电板22在刀具的挤压下与接电块23接触，使得电流变液供电线路恢复正常，导致电流变液固化膨胀而推动限位板19大幅移动，进而将刀具有效的夹紧，避免刀具在移动过程中脱离轨道箱16，在人为放置刀具时，由于接电板22在刀具放入前不受压力，使得电流变液的供电线路中断，从而使得刀具放入过程中限位板19位置能够移动，便于刀具放入而不受限位影响，并且空置的轨道箱16内部电流变液将不得电，避免电能浪费，起到节能的作用，同时规避压板25接电故障带来的风险；

在换刀结束后，轨道电机12将会启动，从而带动转轴13转动，进而使得皮带14带动其上的稳定块15及轨道箱16移动，从而实现对刀具的运输，将后续所需的刀具运送至换刀槽4的位置，进而预备后续的换刀操作，因此整个换刀过程，刀具早已就位，只等主轴2加工完毕换刀，从而极大的提高了整体的换刀加工效率，不需要主轴2在加工完毕后寻找刀具，降低风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种设有轨道式换刀***的数控机床，包括床身(1)、设置于床身(1)上的主轴(2)及工作台(3)，其特征在于，所述床身(1)的侧壁固定有刀具库(5)，所述床身(1)的侧壁开设有与刀具库(5)内部连通的换刀槽(4)，所述换刀槽(4)内部设有换刀机构，所述刀具库(5)的侧壁开设有驱动槽(10)，所述驱动槽(10)内壁开设有轨道槽(11)，所述驱动槽(10)内壁固定有两个轨道电机(12)，两个所述轨道电机(12)的输出轴均固定有转轴(13)，两个所述转轴(13)共同套设有皮带(14)，所述轨道槽(11)内部设有多组刀具运输夹持机构，所述床身(1)的侧壁固定有***(28)；

所述换刀机构包括固定于换刀槽(4)内壁的转向电机(6)，所述转向电机(6)的输出轴固定有安装块(7)，所述安装块(7)的两侧对称固定有两个伸缩杆(8)，两个所述伸缩杆(8)的侧壁均连接有夹取机械手(9)，所述伸缩杆(8)的侧壁套设有磁块(27)；

所述刀具运输夹持机构包括固定于皮带(14)侧壁与轨道槽(11)内壁滑动连接的稳定块(15)，所述稳定块(15)的端部固定有轨道箱(16)，所述轨道箱(16)的内壁通过复位弹簧(21)连接有接电板(22)，所述轨道箱(16)的内壁固定有两个对称设置的接电块(23)，所述轨道箱(16)的两内壁对称开设有两个夹紧槽(17)，所述夹紧槽(17)内部设有夹紧机构；

所述夹紧机构包括与夹紧槽(17)内壁均通过限位弹簧(18)连接的限位板(19)，两个所述夹紧槽(17)的内壁均开设有推进槽(20)，所述推进槽(20)内部填充有电流变液；

所述轨道箱(16)的内壁通过触发弹簧(24)连接有压板(25)，所述轨道箱(16)的内壁固定有一对与压板(25)对应的解限块(26)，所述压板(25)为环形永磁铁。

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