CN207448031U - 自动对刀喷嘴装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动对刀喷嘴装置，包括自动对刀喷嘴和PLC，所述自动对刀喷嘴包括第一驱动机构、激光传感器和喷管，所述激光传感器和所述喷管与所述第一驱动机构连接，所述PLC与所述第一驱动机构和所述激光传感器电信号连接，所述第一驱动机构用于驱动所述激光传感器和所述喷管上下移动，所述激光传感器用于感应刀具的刀头位置。本实用新型可使外冷数控机床的润滑喷嘴在开始加工前或者换刀准备加工前，准确地判断刀具的刀头位置，自动将喷管的喷嘴对准刀头，提高润滑喷嘴的对刀效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工领域，尤其涉及一种外冷数控机床的自动对刀喷嘴装置。
背景技术
微量润滑技术是一种金属加工的润滑方式，即半干式切削，指将压缩气体与极微量的润滑油混合汽化后，形成微米级的液滴，喷射到加工区进行有效润滑的一种切削加工方法。微量润滑技术是一种有效的绿色制造技术，切削液以高速雾粒供给，增加了润滑剂的渗透性，提高了冷却润滑效果，改善了工件的表面加工质量；使用切削液的量仅为传统切削液用量的万分之一，从而大大降低了冷却液成本，使切削区域外的刀具、工件和切屑保持干燥，避免了处理废液的难题。
微量润滑技术实现方式分为外冷式和内冷式这两种润滑方式：外冷式润滑方式是首先将切削液导入喷射冷却***里与气体混合，在利用高压下通过多头喷嘴将雾化后形成的毫微米级气雾不断地喷射到切削点。内冷式则在雾化器内部产生油雾润滑剂，通过机床主轴送入刀具，通过刀具喷嘴喷出。
现有的微量润滑技术，在各种加工设备中已经有了广泛的运用，实践证明可以完全代替湿式加工，并且还能拥有更好的加工质量和更高的刀具寿命。目前，数控机床都是加工精密复杂件为主，机床运行时有很多工序加工，所以有很多不同型号、大小、长短的刀具，当数控机床没有自带内冷冷却通道时，只能使用外冷微量润滑技术来进行冷却润滑，而传统的外冷微量润滑技术都是用固定式喷嘴来对准加工区域进行润滑、冷却、排屑。数控机床在运行中，因多道工序会有自动换刀，而此时又无法手动调整喷嘴的位置，当换成不同长度的刀具时，喷嘴就无法对准刀头和加工区域，就没办法发挥微量润滑技术的作用。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种自动对刀喷嘴装置，能在数控机床需要对刀时，通过自动对刀喷嘴自动寻找刀具的刀头，并将喷管的喷嘴与刀头对准。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
本实用新型提供一种自动对刀喷嘴装置，包括自动对刀喷嘴和PLC，所述自动对刀喷嘴包括第一驱动机构、激光传感器和喷管所述激光传感器和所述喷管与所述第一驱动机构连接，所述PLC与所述第一驱动机构和所述激光传感器电信号连接，所述第一驱动机构用于驱动所述激光传感器和所述喷管上下移动，所述激光传感器用于感应刀具的刀头位置。
在一个示例中，所述第一驱动机构包括电机、丝杆滑台、丝杆和连接杆，所述电机与所述丝杆连接，所述丝杆与所述丝杆滑台螺纹连接，所述丝杆滑台与所述连接杆固定连接，所述激光传感器和所述喷管分别与所述连接杆连接，所述电机驱动所述丝杆的转动转化为带动所述丝杆滑台上下移动，从而驱动所述连接杆上下移动。
在一个示例中，所述第一驱动机构包括电机、丝杆、第一滑台和第二滑台，所述电机与所述丝杆连接，所述丝杆分别与所述第一滑台和所述第二滑台螺纹连接，所述喷管与所述第一滑台连接，所述激光传感器与所述第二滑台连接，所述电机驱动所述丝杆的转动转化为带动所述第一滑台和所述第二滑台上下移动。
在一个示例中，所述第一驱动机构为气缸或油缸。
在一个示例中，所述自动对刀喷嘴还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构安装在所述第一驱动机构上，所述喷管与所述第二驱动机构连接，所述第二驱动机构驱动所述喷管做水平运动。
进一步地，所述PLC还与所述第二驱动机构电信号连接。
进一步地，所述自动对刀喷嘴还包括固定板，所述第一驱动机构设置在所述固定板上。
进一步地，所述第二驱动机构包括气源、电磁阀、无杆气缸和活塞滑块，所述无杆气缸为横向设置，所述电磁阀连接在所述气源与所述活塞滑块之间，所述喷管安装在所述活塞滑块上，所述PLC与所述电磁阀电信号连接。
本实用新型的有益效果在于：使外冷数控机床的润滑喷嘴在数控机床开始加工前或者换刀准备加工前，通过所述自动对刀喷嘴装置能够准确地判断刀具的刀头位置，并将喷管的喷嘴与刀头自动对准，提高润滑喷嘴的对刀效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例中自动对刀喷嘴装置的结构示意图。
图2是本实用新型第一实施例中自动对刀喷嘴的结构示意图。
图3是本实用新型第二实施例和第三实施例中对刀喷嘴装置的控制关系图。
图4是本实用新型第二实施例中自动对刀喷嘴在对刀前的结构示意图。
图5是本实用新型第二实施例中自动对刀喷嘴在对刀后的结构示意图。
图6是图5的右视图。
图7是本实用新型第三实施例中自动对刀喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明，但并不是把本实用新型的实施范围局限于此。
[第一实施例]
如图1所示，本实用新型第一实施例提供了一种自动对刀喷嘴装置，包括自动对刀喷嘴20和PLC30，所述自动对刀喷嘴20包括：第一驱动机构21、激光传感器24和喷管23，所述激光传感器24和所述喷管23与所述第一驱动机构21连接，所述PLC30与所述第一驱动机构21和所述激光传感器24电信号连接，所述第一驱动机构21用于驱动所述激光传感器24和所述喷管23上下移动，所述激光传感器24用于感应刀具的刀头位置；
如图2所示，第一驱动机构21包括电机211、丝杆滑台212、丝杆213和连接杆214，电机211与丝杆213固定连接，丝杆213与丝杆滑台212螺纹连接，丝杆滑台212与连接杆214固定连接，所述激光传感器24与连接杆214连接，所述喷管23与连接杆214连接，电机211驱动所述丝杆213的转动转化为带动所述丝杆滑台212上下移动，从而驱动所述连接杆214、激光传感器24和所述喷管23上下移动；
在其他实施例中，所述第一驱动机构21还可以为气缸或油缸。
进一步地，所述自动对刀喷嘴20还包括固定板25，所述第一驱动机构21设置在所述固定板25上；
具体地，所述固定板25的一端设有丝杆滑台外罩，所述丝杆213设置在所述丝杆滑台外罩的内壁，所述丝杆滑台在所述丝杆滑台外罩内上下移动，所述固定板25的另一端与数控机床连接，从而使自动对刀喷嘴装置与数控机床连接。
进一步地，所述喷管23位于激光传感器24上方，在本实施例中，激光传感器24从最大下移行程开始向上移动，喷管23设于激光传感器24上方可有效减少本自动对刀喷嘴装置的体积。
进一步地，连接杆214的数量为两根，数量过少会影响本自动对刀喷嘴装置的平衡，数量过多会增加本自动对刀喷嘴装置的重量。
具体地，PLC30分别与电机211和激光传感器24电信号连接，根据激光传感器24接收的信号，控制连接杆214的上下移动。
本实施例中自动对刀喷嘴装置的安装方式如下：
当数控机床的主轴只有竖直运动时，将自动对刀喷嘴装置用固定板25固定在立式数控机床的主轴护罩板上；当数控机床的主轴有水平运动时，须要设计固定架安装在数控机床的机身板上；喷管23的上下最大行程在安装前先进行确定，以防碰撞到机床夹具及工作台等，而喷管23的喷嘴在对准加工区域时，先确定数控机床在自动换刀时不会与喷嘴触碰即可，并且喷管23的喷嘴尽可能靠近加工区域，喷管23的喷嘴到加工区域的距离不超过40cm为最佳，因为距离太远，喷雾的扩散与压力散失，会导致喷雾失去冲刷力，并且喷雾流速的降低会使其难易吹进加工区域。自动对刀喷嘴装置的电路安装，只须将本自动对刀喷嘴装置的信号线连接到机床的切削液启动信号点上，并将本自动对刀喷嘴装置的24V电源线连接到机床的电源上，即可实现跟机床联动；本自动对刀喷嘴装置自带独立的编程***，通过PLC30来实现自动寻刀、对刀、启停功能等。
本实施例中自动对刀喷嘴装置在安装后须要确定激光传感器24的三个参数值：
最低位，激光传感器24的最大行程应大于最长的刀具，因为当最低位高于最长的刀具时，激光传感器24一开始工作就会立即感应到刀具，而此时不一定就是刀头位置；
最高位，寻刀命令启动前，激光传感器24等待下滑的位置，此位置必须在最短刀柄的平行线上，因为当最高位高于最短刀柄时，激光传感器24在工作时会因最大行程上限而感应不到刀尖；当确定最短的刀具总长和最长的刀具总长后，测出其长度值输入***中，此时，启动寻刀命令，就可实现自动寻刀功能。所述刀具总长为刀柄安装刀具后的总长度。
本实施例中，在数控机床需要对刀时，PLC30启动电机211，电机211驱动喷管23和激光传感器24向下移动到最大行程并停止；然后PLC控制电机211驱动喷管23和激光传感器24向上移动，同时激光传感器24开始工作并发射激光信号和接收激光信号，当激光传感器24接收到刀具反射回的激光信号时，立马回传信息给PLC30，确定此处为刀头，此时PLC30控制电机停止驱动喷管23和激光传感器24上移；最后PLC30控制电机211驱动喷管23和激光传感器24向下移动，移动的距离为喷管23和激光传感器24的垂直距离，使喷管23的喷嘴对准刀具的刀头。
本实施例中，数控机床需要对刀为数控机床更换不同大小或长短的刀具后，数控机床需要重新对刀具进行对刀；也可以为其他使刀具的大小或长短发生改变的情况下，数控机床需要重新对刀具进行对刀。
在本实施例中，该自动对刀喷嘴装置可以在数控机床需要对刀时，准确地判断刀具的刀头位置，将喷嘴对准刀头及加工区域，省去了人工调整喷嘴的过程，提高喷嘴与刀头对准的精确度，提高加工效率。本实施例无须改变数控机床的结构，降低企业的改造成本。
[第二实施例]
如图1所示，本实用新型第二实施例提供了一种自动对刀喷嘴装置，包括自动对刀喷嘴20和PLC30，自动对刀喷嘴20包括：第一驱动机构21、激光传感器24和喷管23，所述激光传感器24和所述喷管23与所述第一驱动机构21连接，所述PLC30与所述第一驱动机构21和所述激光传感器24电信号连接，所述第一驱动机构21用于驱动所述激光传感器24和所述喷管23上下移动，所述激光传感器24用于感应刀具的刀头位置；
如图4所示，第一驱动机构21包括电机211、丝杆滑台212、丝杆213和连接杆214，电机211与丝杆213固定连接，丝杆213与丝杆滑台212螺纹连接，丝杆滑台212与连接杆214固定连接，所述激光传感器24与连接杆214连接，所述喷管23与连接杆214连接，电机211驱动所述丝杆213的转动转化为带动所述丝杆滑台212上下移动，从而驱动所述连接杆214、激光传感器24和所述喷管23上下移动。
进一步地，所述自动对刀喷嘴20还包括固定板25，所述第一驱动机构21设置在所述固定板25上；
具体地，所述固定板25的一端设有丝杆滑台外罩，所述丝杆213设置在所述丝杆滑台外罩的内壁，所述丝杆滑台在所述丝杆滑台外罩内上下移动，所述固定板25的另一端与数控机床连接，从而使自动对刀喷嘴装置与数控机床连接。
进一步地，所述自动对刀喷嘴20还包括第二驱动机构26，所述第二驱动机构26安装在第一驱动机构21之上，所述喷管23与所述第二驱动机构26连接，第二驱动机构26驱动喷管23做水平运动。
进一步地，第二驱动机构26包括气源261、电磁阀262、无杆气缸263和活塞滑块264，所述连接杆214还设有无杆气缸263和活塞滑块264，所述无杆气缸263与连接杆214进行固定连接，所述无杆气缸263为横向设置，所述无杆气缸263位于所述激光传感器24上方，活塞滑块264与无杆气缸263滑动连接，所述喷管23固定在活塞滑块264上，所述电磁阀262连接在所述气源261与所述活塞滑块264之间，以驱动活塞滑块264做水平直线运动。
进一步地，所述无杆气缸263位于激光传感器24上方，在本实施例中，激光传感器24从最大下移行程开始向上移动，无杆气缸263位于激光传感器24上方可有效减少本自动对刀喷嘴装置的体积。
具体地，PLC30分别与电机211、电磁阀262和激光传感器24电信号连接，根据激光传感器24接收的信号，PLC30控制电机211驱动连接杆214的上下移动或停止；PLC30控制电磁阀262驱动活塞滑块264的左右移动或停止。
本实施例中，在数控机床需要对刀时，PLC30启动电机211，电机211驱动无杆气缸263和激光传感器24向下移动到最大行程并停止；然后PLC控制电机211驱动无杆气缸263和激光传感器24向上移动，同时激光传感器24开始工作并发射激光信号和接收激光信号，当激光传感器24接收到刀具反射回的激光信号时，立马回传信息给PLC30，确定此处为刀具的刀头，此时PLC30控制电机停止驱动无杆气缸263和激光传感器24上移；然后PLC30控制电机211进而使无杆气缸263和激光传感器24向下移动，移动的距离为喷管23和激光传感器24的垂直距离，使无杆气缸263上喷管23的喷嘴与刀具的刀头在同一水平面上，同时PLC30打开电磁阀262驱动活塞滑块264移动到水平最大行程，使得喷管23的喷嘴对准刀头。
在本实施例中，该自动对刀喷嘴装置可以在数控机床需要对刀时，准确地判断刀具的刀头位置，将喷嘴对准刀头及加工区域，省去了人工调整喷嘴的过程，提高喷嘴与刀头对准的精确度，减少材料损耗，提高加工效率。在不使用该自动对刀喷嘴装置时，可以通过无杆气缸263将喷管23收回，使喷管23远离刀具，防止喷管23触碰到数控机床夹具与工作台等。本实施例无须改造数控机床的结构，降低企业的改造成本。
[第三实施例]
如图1所示，本实用新型第三实施例提供了一种自动对刀喷嘴装置，包括自动对刀喷嘴20和PLC30，所述自动对刀喷嘴20包括：第一驱动机构21、激光传感器24和喷管23，所述激光传感器24和所述喷管23与所述第一驱动机构21连接，所述PLC30与所述第一驱动机构21和所述激光传感器24电信号连接，所述第一驱动机构21用于驱动所述激光传感器24和所述喷管23上下移动，所述激光传感器24用于感应刀具的刀头位置；
如图7所示，第一驱动机构21包括电机211、丝杆215、第一滑台216和第二滑台217，所述电机211与所述丝杆215连接，所述丝杆215分别与所述第一滑台216和所述第二滑台217螺纹连接，所述喷管23与所述第一滑台216连接，所述激光传感器24与所述第二滑台217连接，所述电机211驱动所述丝杆215的转动转化为带动所述第一滑台216和所述第二滑台217上下移动。
进一步地，所述自动对刀喷嘴20还包括固定板25，所述第一驱动机构21设置在所述固定板25上；
进一步地，所述固定板25包括第一固定板25a和第二固定板25b，丝杆215的两端分别设置于第一固定板25a和第二固定板25b上，第一固定板25a和第二固定板25b将丝杆215与数控机床连接。
进一步地，第一滑台216位于第二滑台217上方。在本实施例中，设有激光传感器24的第二滑台217从最大下移行程开始向上移动，第一滑台216位于第二滑台217上方可有效减少本自动对刀喷嘴装置的体积。
进一步地，所述自动对刀喷嘴20还包括所述自动对刀喷嘴20还包括第二驱动机构26，所述第二驱动机构26安装在第一驱动机构21之上，所述喷管23与第二驱动机构26连接，第二驱动机构26驱动喷管23做水平运动。
进一步地，所述第二驱动机构26包括气源261、电磁阀262、丝杆215、第一滑台216和第二滑台217，所述第一滑台216还设有无杆气缸263和活塞滑块264，无杆气缸263水平固定于第一滑台216上，气源261控制活塞滑块264在无杆气缸263上作水平直线运动，所述无杆气缸263位于所述激光传感器24上方，活塞滑块264与无杆气缸263滑动连接，所述喷管23固定于活塞滑块264，所述电磁阀262连接在所述气源261与所述活塞滑块264之间，以驱动活塞滑块264做水平运动。
具体地，PLC30分别与电机211、电磁阀262和激光传感器24电信号连接，根据激光传感器24接收的信号，PLC30控制电机211驱动第一滑台216和第二滑台217的上下移动或停止；PLC30控制电磁阀262驱动活塞滑块264的左右移动或停止。
进一步地，所述第一驱动机构21还包括连接块218，第一滑台216与第二滑台217通过连接块218连接，确保第一滑台216和第二滑台217在移动过程中保持间距相等。
本实施例中，在数控机床需要对刀时，PLC30启动电机211，电机211驱动第一滑台216和第二滑台217同时向下移动到最大行程并停止；然后同时激光传感器24开始工作并发射激光信号和接收激光信号，电机211驱动第一滑台216和第二滑台217向上移动，当激光传感器24接收到刀具反射回的激光信号时，立马回传信息给PLC30，确定此处为刀头，此时PLC30控制电机停止驱动喷管23和激光传感器上移；然后PLC30控制电机211驱动第一滑台216和第二滑台217下移，移动的距离为喷管23和激光传感器24的垂直距离，使第一滑台216上喷管23的喷嘴与刀具的刀头在同一水平面上，同时PLC30打开电磁阀262，电磁阀262驱动活塞滑块264移动到水平最大行程，使得喷管23的喷嘴对准刀头。
在本实施例中，该自动对刀喷嘴装置可以在数控机床需要对刀时，准确地判断刀具的刀头位置，将喷嘴对准刀头及加工区域，省去了人工调整喷嘴的过程，提高喷嘴与加工区域对准的精确度，减少材料损耗，提高加工效率，在不使用该自动对刀喷嘴装置时，可以通过无杆气缸263将喷管23收回，使喷管23远离刀具，防止喷管23触碰到数控机床夹具与工作台等。本实施例的自动对刀喷嘴装置更为简单，无须改造数控机床的结构，降低企业的改造成本。
上述实施方式只是实用新型的实施例，不是用来限制实用新型的实施与权利范围，凡依据本实用新型专利所申请的保护范围中所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种自动对刀喷嘴装置，其特征在于，包括自动对刀喷嘴(20)和PLC(30)，所述自动对刀喷嘴(20)包括第一驱动机构(21)、激光传感器(24)和喷管(23)，所述激光传感器(24)和所述喷管(23)与所述第一驱动机构(21)连接，所述PLC(30)与所述第一驱动机构(21)和所述激光传感器(24)电信号连接，所述第一驱动机构(21)用于驱动所述激光传感器(24)和所述喷管(23)上下移动，所述激光传感器(24)用于感应刀具的刀头位置。
2.根据权利要求1所述的自动对刀喷嘴装置，其特征在于，所述第一驱动机构(21)包括电机(211)、丝杆滑台(212)、丝杆(213)和连接杆(214)，所述电机(211)与所述丝杆(213)连接，所述丝杆(213)与所述丝杆滑台(212)螺纹连接，所述丝杆滑台(212)与所述连接杆(214)固定连接，所述激光传感器(24)和所述喷管(23)分别与所述连接杆(214)连接，所述电机(211)驱动所述丝杆(213)的转动转化为带动所述丝杆滑台(212)上下移动，从而驱动所述连接杆(214)上下移动。
3.根据权利要求1所述的自动对刀喷嘴装置，其特征在于，所述第一驱动机构(21)包括电机(211)、丝杆(215)、第一滑台(216)和第二滑台(217)，所述电机(211)与所述丝杆(215)连接，所述丝杆(215)分别与所述第一滑台(216)和所述第二滑台(217)螺纹连接，所述喷管(23)与所述第一滑台(216)连接，所述激光传感器(24)与所述第二滑台(217)连接，所述电机(211)驱动所述丝杆(215)的转动转化为带动所述第一滑台(216)和所述第二滑台(217)上下移动。
4.根据权利要求1所述的自动对刀喷嘴装置，其特征在于，所述第一驱动机构(21)为气缸或油缸。
5.根据权利要求1所述的自动对刀喷嘴装置，其特征在于，所述自动对刀喷嘴(20)还包括固定板(25)，所述第一驱动机构(21)设置在所述固定板(25)上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的自动对刀喷嘴装置，其特征在于，所述自动对刀喷嘴(20)还包括第二驱动机构(26)，所述第二驱动机构(26)安装在所述第一驱动机构(21)上，所述喷管(23)与所述第二驱动机构(26)连接，所述第二驱动机构(26)驱动所述喷管(23)做水平运动。
7.根据权利要求6所述的自动对刀喷嘴装置，其特征在于，所述PLC(30)还与所述第二驱动机构(26)电信号连接。
8.根据权利要求7所述的自动对刀喷嘴装置，其特征在于，所述第二驱动机构(26)包括气源(261)、电磁阀(262)、无杆气缸(263)和活塞滑块(264)，所述无杆气缸(263)为横向设置，所述电磁阀(262)连接在所述气源(261)与所述活塞滑块(264)之间，所述喷管(23)安装在所述活塞滑块(264)上，所述PLC(30)与所述电磁阀(262)电信号连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107855828A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-03-30 | 东莞安默琳机械制造技术有限公司 | 自动对刀喷嘴装置和自动对刀方法 |
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2017
- 2017-09-30 CN CN201721290538.6U patent/CN207448031U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN107855828A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-03-30 | 东莞安默琳机械制造技术有限公司 | 自动对刀喷嘴装置和自动对刀方法 |
| CN107855828B (zh) * | 2017-09-30 | 2024-01-09 | 东莞安默琳机械制造技术有限公司 | 自动对刀喷嘴装置和自动对刀方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |