CN209408015U - 一种cnc加工中心换刀*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种CNC加工中心换刀***，包括对称设在刀库两侧的横向移动***、设在横向移动***上的纵向移动***和设在纵向移动***上的机械手。机械手包括设在纵向移动***上的底座、垂直设置在底座上的转轴、固定在转轴下端的悬臂、开在悬臂上的定位槽、设在纵向移动***上的驱动伺服电机、固定安装在驱动伺服电机输出轴上的主动齿轮和设在转轴上端的从动齿轮。可升降刀具室包括固定在刀库底面上的导向柱、与导向柱滑动连接的刀具室和设在刀库底面上的气缸。本实用新型刀具存储量大，能够给CNC加工中心提供更多的刀具，扩大其加工范围。

Description

一种CNC加工中心换刀***

技术领域

本实用新型涉及CNC加工中心自动换刀的技术领域，尤其是涉及一种CNC加工中心换刀***。

背景技术

数控加工中心是由机械设备与数控***组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。

数控加工中心之所以能够进行多工序加工，主要是其配备了刀库，使其能够在加工的过程中根据工序要求更换合适的刀具，避免了重复装拆和定位。目前的换刀部分主要有盘式刀库和链式刀库两种，这两种刀库结构成熟，换刀速度快，但是都存在刀具数量少的缺点。当进行复杂零件加工时，还是需要人工辅助换刀。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种刀具存储量大的CNC加工中心换刀***。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种CNC加工中心换刀***，包括水平设置的刀库；所述刀库内设有可升降刀具室；

还包括移动部分和换刀部分；

所述移动部分包括对称设在刀库两侧的横向移动***、设在横向移动***上的纵向移动***和设在纵向移动***上的机械手；

所述机械手包括设在纵向移动***上的底座、垂直设置在底座上的转轴、固定在转轴下端的悬臂、开在悬臂上的定位槽、设在纵向移动***上的驱动伺服电机、固定安装在驱动伺服电机输出轴上的主动齿轮和设在转轴上端的从动齿轮；

所述主动齿轮与从动齿轮啮合。

通过采用上述技术方案，横向移动***和纵向移动***将机械手移动到指定刀具的上方，升降刀具室上升，将刀具推到机械手能够抓取的位置，机械手抓取刀具后将其送入CNC加工中心并将换下的刀具放回。本实用新型独立设置，不受CNC加工中心尺寸的影响，刀具存储量大，能够满足复杂加工对刀具数量的要求。

本实用新型进一步设置为：所述可升降刀具室包括固定在刀库底面上的导向柱、与导向柱滑动连接的刀具室和设在刀库底面上的气缸；

所述气缸的活塞杆与刀具室的底面连接。

通过采用上述技术方案，本实用新型提供了一种升降刀具室的具体结构，工作时气缸将刀库顶出，方便机械手拿取。

本实用新型进一步设置为：所述导向柱上设有上限位和下限位；

所述刀具室位于上限位和下限位之间。

通过采用上述技术方案，上限位能够使刀库上升到位置后不再移动，下限位能够起到支撑作用，避免刀库的重量压到气缸上。既能够保证刀库移动的准确性，又能够保护气缸，避免其受到压力后损坏。

本实用新型进一步设置为：所述定位槽上设有电磁铁。

通过采用上述技术方案，机械手在拿放刀具的时候，电磁铁将其吸在机械手上，避免刀具掉落。

本实用新型进一步设置为：还包括刀具底座；

所述刀具底座包括圆形底座和开在圆形底座侧面上且与定位槽相匹配的凹槽；

所述凹槽的数量为两个。

通过采用上述技术方案，本实用新型使用刀具底座作为刀具与机械手之间的过渡，使用一个机械手就能够拿取全部刀具。

本实用新型进一步设置为：所述电磁铁在定位槽的内侧面上均布。

通过采用上述技术方案，电磁铁将刀具底座下载定位槽上，能够进一步降低刀具掉落的可能。

本实用新型进一步设置为：所述圆形底座的底面上设有定位环；

所述刀具室的内壁上设有与定位环相匹配的定位孔。

通过采用上述技术方案，刀具在放回刀具室时，定位环直接卡在定位孔中，二者位置相对固定，在后续的拿取过程中，更容易被机械手抓起。

本实用新型进一步设置为：所述横向移动***包括对称设在刀库两侧的轨道、设在轨道上的龙门架、设在龙门架上的横向驱动电机、设在轨道一侧的齿条和设在横向驱动电机输出轴上的横向驱动齿轮；

所述横向驱动齿轮与齿条啮合。

通过采用上述技术方案，本实用新型提供了一种横向移动***的具体结构，横向驱动电机带动纵向移动***和机械手沿着导轨方向移动，将纵向移动***送到要拿取刀具的上方。

本实用新型进一步设置为：所述纵向移动***包括设在龙门架上的光杠、与龙门架转动连接且与光杠平行的丝杠、设在丝杠上的移动台和设在龙门架上的纵向驱动电机；

所述纵向驱动电机与丝杠连接；

所述底座和驱动伺服电机均固定在移动台上。

通过采用上述技术方案，本实用新型提供了一种纵向移动***的具体结构，能够将机械手移动到要拿取刀具的正上方。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.本实用新型使用独立设置的水平刀库，刀库容量大，不受配套CNC加工中心尺寸的限制，能够根据实际的加工需求定制尺寸。同时本实用新型使用横向和纵向移动***负责机械手的移动，能够将其准确的送到指定位置，将刀具取出或者放回原位。

2．本实用新型使用刀具底座作为刀具与机械手之间的过渡，刀具安装在刀具底座上。刀具底座的尺寸同一，这样使用一个机械手就能够拿取全部的刀具，机械手的机构更加简单。

3.本实用新型在机械手上与刀具底座相匹配的定位槽内壁上增加了电磁铁，拿取刀具时电磁铁能够将刀具底座牢牢的吸附在定位槽内，能够有效避免刀具掉落。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的刀具室与圆形底座的连接示意图。

图3是图1中A部分的放大示意图。

图中，11、刀库；31、底座；32、转轴；33、悬臂；34、定位槽；35、驱动伺服电机；36、主动齿轮；37、从动齿轮；41、导向柱；42、刀具室；43、气缸；44、上限位；45、下限位；5、电磁铁；61、圆形底座；62、凹槽；71、定位环；72、定位孔；81、轨道；82、龙门架；83、横向驱动电机；84、齿条；85、横向驱动齿轮；91、光杠；92、丝杠；93、移动台；94、纵向驱动电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本实用新型公开的一种CNC加工中心换刀***，包括刀库11、可升降刀具室、移动部分和换刀部分共四个部分。

刀库11水平放置，其上按照MxN的矩阵形式安装有多个可升降刀具室，可升降刀具室按照MxN的矩阵排列。可升降刀具室主要包括固定在刀库11底面上的导向柱41，与导向柱41滑动连接的刀具室42，固定在导向柱41上的上限位44与下限位45和位于刀具室42下方的气缸43。气缸43的活塞杆连接在刀具室42的底面，负责推动刀具室42沿着导向柱41在垂直方向上做直线往复运动。刀具室42与上限位44或者下限位45接触后停止移动。

不同规格的刀具全部安装在圆形底座61内，圆形底座61的外壁行设有两个凹槽62，分别给机械手和CNC加工中心的换刀装置提供定位。圆形底座61的底面上设有定位环71，刀具室42内设有定位孔72，刀具放回到刀具室42时，圆形底座61通过定位环71卡在定位孔72内。

移动部分由横向移动***、纵向移动***和机械手组成。

横向移动***包括对称设在刀库11两端的轨道81，设在轨道81上的龙门架82、安装在龙门架82上的横向驱动电机83，设在其中一条轨道81旁的齿条84和键连接在横向驱动电机83输出轴上的横向驱动齿轮85。轨道81和齿条84都使用膨胀螺栓固定在地面上。工作时，横向驱动电机83动作，带动横向驱动齿轮85转动，横向驱动齿轮85在转动的同时会沿着齿条84移动，从而带动龙门架82在轨道81上作直线运动。

纵向移动***包括水平固定在龙门架82上的光杠91，两端分别插到龙门架82上连接孔内的丝杠92，与丝杠92螺纹连接的移动台93和与丝杠92一端连接的纵向驱动电机94。光杠91和丝杠92平行设置，同时移动台93上开有一个通孔，光杠91穿过该通孔。工作时，纵向驱动电机94带动丝杠92转动，从而带动移动台93在光杠91上滑动。

机械手包括固定在移动台93上的底座31和驱动伺服电机35，转轴32转动连接在底座31上，下端固定有悬臂33，悬臂33上开有与凹槽62相匹配的定位槽34，定位槽34的内侧面上均布有电磁铁5，当悬臂33与圆形底座接触后，将其紧紧吸附在悬臂33上的定位槽34内。驱动伺服电机35通过主动齿轮36和从动齿轮37带动转轴32转动，悬臂33上开有两个定位槽34。

参照图3，电磁铁5在定位槽34的内表面上均布。

本实施例的实施原理为：

本实用新型的各工作部分直接连接在CNC加工中心的控制电脑上，换刀过程中，由CNC加工中心的控制电脑直接发出指令。该部分内容有提前编写好的程序控制。每一把刀具都有编号和固定的存放位置，取换刀过程中，必须将其放回到原位置。

需要换刀时，CNC加工中心发出换刀指令，横向驱动电机83首先动作，带动横向驱动齿轮85转动，横向驱动齿轮85转动时同时在齿条84上移动，从而推动龙门架82在轨道81上移动。同时，纵向驱动电机94开始动作，带动丝杠92转动。丝杠92在转动时推动移动台93在光杠91上滑动。机械手移动到指定位置后停止。

机械手在移动的过程中，该编号对应的刀具室42下方的气缸43开始动作，将刀具室42向上推动，与上限位44接触后停止。

机械手移动到指定位置后横向驱动电机83和纵向驱动电机94停止动作，此时驱动伺服电机35开始动作，通过主动齿轮36和从动齿轮37带动转轴32转动。转轴32转动时悬臂33随其一起转动，定位槽34卡入到形底座61上的凹槽62后停止，电磁铁5同时动作，将圆形底座61吸附在悬臂33上。气缸43向下拉动刀具室42，使刀具全部露出。

横向驱动电机83和纵向驱动电机94再次动作，将机械手送到CNC加工中心后方，CNC加工中心内的换刀装置开始工作，将机械手和CNC加工中心上的刀互换。具体的过程为：CNC加工中心内的换刀装置旋转，卡在圆形底座61上的另外一个凹槽62，将新刀具和需要更换的刀具更换位置，此时悬臂33与CNC加工中心内的换刀装置同时旋转180°，换下来的刀具被悬臂33接住。

机械手抓住换下来的刀后，横向驱动电机83和纵向驱动电机94再次动作，将机械手送到该刀具对应的刀具室42上方。接着该刀具室42下方的气缸43动作，将刀具室42向上推动。推动过程中，圆形底座61上的定位环71卡到刀具室42内壁上的定位孔72内。各部分回到初始位置。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种CNC加工中心换刀***，包括水平设置的刀库（11）；其特征在于：所述刀库（11）内设有可升降刀具室；

还包括移动部分和换刀部分；

所述移动部分包括对称设在刀库（11）两侧的横向移动***、设在横向移动***上的纵向移动***和设在纵向移动***上的机械手；

所述机械手包括设在纵向移动***上的底座（31）、垂直设置在底座（31）上的转轴（32）、固定在转轴（32）下端的悬臂（33）、开在悬臂（33）上的定位槽（34）、设在纵向移动***上的驱动伺服电机（35）、固定安装在驱动伺服电机（35）输出轴上的主动齿轮（36）和设在转轴（32）上端的从动齿轮（37）；

所述主动齿轮（36）与从动齿轮（37）啮合。

2.根据权利要求1所述的一种CNC加工中心换刀***，其特征在于：所述可升降刀具室包括固定在刀库（11）底面上的导向柱（41）、与导向柱（41）滑动连接的刀具室（42）和设在刀库（11）底面上的气缸（43）；

所述气缸（43）的活塞杆与刀具室（42）的底面连接。

3.根据权利要求2所述的一种CNC加工中心换刀***，其特征在于：所述导向柱（41）上设有上限位（44）和下限位（45）；

所述刀具室（42）位于上限位（44）和下限位（45）之间。

4.根据权利要求1所述的一种CNC加工中心换刀***，其特征在于：所述定位槽（34）上设有电磁铁（5）。

5.根据权利要求2所述的一种CNC加工中心换刀***，其特征在于：还包括刀具底座；

所述刀具底座包括圆形底座（61）和开在圆形底座（61）侧面上且与定位槽（34）相匹配的凹槽（62）；

所述凹槽（62）的数量为两个。

6.根据权利要求4所述的一种CNC加工中心换刀***，其特征在于：所述电磁铁（5）在定位槽（34）的内侧面上均布。

7.根据权利要求5所述的一种CNC加工中心换刀***，其特征在于：所述圆形底座（61）的底面上设有定位环（71）；

所述刀具室（42）内设有与定位环（71）相匹配的定位孔（72）。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种CNC加工中心换刀***，其特征在于：所述横向移动***包括对称设在刀库（11）两侧的轨道（81）、设在轨道（81）上的龙门架（82）、设在龙门架（82）上的横向驱动电机（83）、设在轨道（81）一侧的齿条（84）和设在横向驱动电机（83）输出轴上的横向驱动齿轮（85）；

所述横向驱动齿轮（85）与齿条（84）啮合。

9.根据权利要求8所述的一种CNC加工中心换刀***，其特征在于：所述纵向移动***包括设在龙门架（82）上的光杠（91）、与龙门架（82）转动连接且与光杠（91）平行的丝杠（92）、设在丝杠（92）上的移动台（93）和设在龙门架（82）上的纵向驱动电机（94）；

所述纵向驱动电机（94）与丝杠（92）连接；

所述底座（31）和驱动伺服电机（35）均固定在移动台（93）上。