CN221019974U - 一种换刀机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换刀机构，设在龙门机床X轴的一侧用于换刀；包括：推出式刀库和设在推出式刀库换刀位一侧的换刀机械手，换刀机械手包括与机床X轴平行的X轴桁架、与机床Z轴平行的Z轴桁架及设在Z轴桁架上的ATC自动换刀装置，Z轴桁架沿X轴桁架移动，ATC自动换刀装置沿Z轴桁架移动，ATC自动换刀装置上固设有中转刀套组件，中转刀套组件位于ATC自动换刀装置远离推出式刀库一侧，ATC自动换刀装置上的机械手与中转刀套组件相对应，中转刀套组件能够暂存机械手抓取的刀具。本实用新型设置中转刀套组件实现对刀具的暂存，避免ATC自动换刀装置发生掉刀。满足ATC自动换刀装置抓取刀具后在机床换刀位至刀库换刀位之间移动完成换刀。

Description

一种换刀机构

技术领域

本实用新型涉及机床换刀装置技术领域，尤其涉及一种换刀机构。

背景技术

自动换刀装置(ATC)通过机械手的旋转和滑动运动同时替换刀库中待换上的刀具和主轴上待换下的刀具，能够在短时间内完成换刀操作而在机床换刀结构中得到广泛应用。

由于龙门机床等大型机床的各轴距离长，横梁移动慢，通过机床主轴移动至刀库位置附近的换刀位来实现换刀，操作动作多且导致换刀时间较长，影响机床加工效率，因此需要减少机床换刀的动作，使换刀机构抓取刀库换刀位处的刀具后移动而替代横梁移动。由于自动换刀装置(ATC)机械手两端同时动作，自动换刀装置(ATC)机械手抓取主轴上的刀具后送至刀库再抓取刀库换刀位上的刀具时，自动换刀装置(ATC)的机械手解锁，会造成机械手另一端的已抓取的刀具会发生掉刀。

因此，需要设计一种换刀机构以满足自动换刀装置(ATC)在机床换刀位至刀库换刀位之间移动完成换刀。

实用新型内容

本实用新型提供一种换刀机构，以满足自动换刀装置(ATC)在主轴换刀位至刀库换刀位之间移动完成换刀。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种换刀机构，设在龙门机床X轴的一侧，用于龙门机床的换刀；换刀机构包括：竖直设置的推出式刀库和设在推出式刀库换刀位一侧的换刀机械手，换刀机械手包括与机床X轴平行的X轴桁架、与机床Z轴平行的Z轴桁架及设在Z轴桁架上的ATC自动换刀装置，Z轴桁架沿X轴桁架移动，ATC自动换刀装置沿Z轴桁架移动，ATC自动换刀装置上固设有中转刀套组件，中转刀套组件位于ATC自动换刀装置远离推出式刀库一侧，ATC自动换刀装置上的机械手与中转刀套组件相对应，中转刀套组件能够暂存机械手抓取的刀具。

进一步的，中转刀套组件包括连接座、固定件及刀套；连接座固设在ATC自动换刀装置上，固定件固设在连接座上，刀套沿平行机床Y轴的方向固设在固定件远离连接座的一端，刀套的开口朝向与ATC自动换刀装置的拔刀方向一致。

进一步的，刀套的外周面开设有两个安装通槽，两个安装通槽位于刀套轴线的两侧；固定件远离连接座的一端沿平行机床X轴的方向开设有卡接通槽，刀套卡入卡接通槽内，两个安装通槽的底面与卡接通槽的内壁抵接，两个安装通槽的侧壁均分别与固定件沿平行机床Y轴方向的两端面抵接；固定件远离连接座的一端固设有压板，压板与卡接通槽围住刀套，压板抵接刀套的外周面。

进一步的，X轴桁架与Z轴桁架的传动结构为丝杠螺母、滚珠丝杆或齿轮齿条结构。

进一步的，X轴桁架设有钢板防护罩。

进一步的，X轴桁架的底部设有调整垫铁。

进一步的，ATC自动换刀装置与Z轴桁架之间设有滑动座，ATC自动换刀装置固设在滑动座上，滑动座沿Z轴桁架移动。

有益效果：

本申请设置中转刀套组件，ATC自动换刀装置的机械手在机床换刀位或刀库换刀位中的任一换刀位抓取刀具后放入中转刀套组件，实现对刀具的暂存；当ATC自动换刀装置移动至另一换刀位进行换刀操作时，同时替换换刀位的刀具和中转刀套组件上的刀具，实现换刀操作；避免ATC自动换刀装置在抓取一刀具再次抓取另一刀具时发生掉刀。满足ATC自动换刀装置抓取刀具后在机床换刀位至刀库换刀位之间移动完成换刀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的一种换刀机构的结构示意图；

图2为本实用新型公开的一种换刀机构的主视图；

图3为本实用新型公开的一种换刀机构的俯视图；

图4为本实用新型公开的一种换刀机构的ATC自动换刀装置与中转刀套组件装配示意图；

图5为本实用新型公开的一种换刀机构的ATC自动换刀装置与中转刀套组件装配的正视图；

图6为本实用新型公开的一种换刀机构的ATC自动换刀装置与中转刀套组件装配的俯视图；

图7为本实用新型公开的一种换刀机构的刀套的结构示意图；

图8为本实用新型公开的一种换刀机构的固定件的结构示意图；

图9为本实用新型公开的一种换刀机构的工作过程图一；

图10为本实用新型公开的一种换刀机构的工作过程图二；

图11为本实用新型公开的一种换刀机构的工作过程图三；

图12为本实用新型公开的一种换刀机构的工作过程图四；

图13为本实用新型公开的一种换刀机构的工作过程图五；

图14为本实用新型公开的一种换刀机构的工作过程图六；

图15为本实用新型公开的一种换刀机构的工作过程图七。

1、推出式刀库；

2、换刀机械手；21、X轴桁架；22、Z轴桁架；23、ATC自动换刀装置；231、滑动座；

3、中转刀套组件；31、连接座；32、固定件；321、卡接通槽；33、刀套；331、安装通槽；34、压板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种换刀机构，设在龙门机床X轴的一侧，用于龙门机床的换刀。结合图1、图2和图3所示，换刀机构包括：竖直设置的推出式刀库1和设在推出式刀库1换刀位一侧的换刀机械手2，换刀机械手2包括与机床X轴平行的X轴桁架21、与机床Z轴平行的Z轴桁架22及设在Z轴桁架22上的ATC自动换刀装置23，Z轴桁架22沿X轴桁架21移动，ATC自动换刀装置23沿Z轴桁架22移动，ATC自动换刀装置23上固设有中转刀套组件3，中转刀套组件3位于ATC自动换刀装置23远离推出式刀库1一侧，ATC自动换刀装置23上的机械手与中转刀套组件3相对应，中转刀套组件3能够暂存机械手抓取的刀具。

ATC自动换刀装置23在机床换刀位或刀库换刀位中的任一换刀位抓取刀具后放入中转刀套组件3，实现对刀具的暂存。X轴桁架21、Z轴桁架22移动，使ATC自动换刀装置23与中转刀套组件3移动至另一换刀位进行换刀操作。ATC自动换刀装置23同时替换换刀位的刀具和中转刀套组件3上的刀具，避免ATC自动换刀装置23在抓取一刀具后再次抓取另一刀具时发生掉刀。满足ATC自动换刀装置23先抓取一刀具后在机床换刀位至刀库换刀位之间移动完成换刀。并且X轴桁架21与Z轴桁架22配合，使得龙门机床只需沿Y向移动，避免了横梁的移动，因此能够提高换刀的效率。同时，由于只需沿Y向移动，避免了因移动两个轴而造成重复定位误差累积，提高了龙门机床的加工定位精度。

结合图1、图3、图4和图5所示，ATC自动换刀装置23与Z轴桁架22之间设有滑动座231，ATC自动换刀装置23通过螺钉固定连接在滑动座231上，滑动座231沿Z轴桁架22移动。

结合图4、图6、图7和图8所示，中转刀套组件3包括连接座31、固定件32及刀套33；连接座31为由底板和侧板组成的L型结构，连接座31的底板通过螺钉固定连接在滑动座231远离ATC自动换刀装置23的一侧，实现连接座31与ATC自动换刀装置23固定连接。连接座31的侧板朝向ATC自动换刀装置23的机械手，并且连接座31的侧板位于滑动座231的外侧；固定件32通过螺钉固设连接在连接座31的侧板上。刀套33的外周面开设有两个安装通槽331，两个安装通槽331位于刀套33轴线的两侧，两个安装通槽331的底面相对。固定件32远离连接座31的一端沿平行机床X轴的方向开设有卡接通槽321，刀套33卡入卡接通槽321内，刀套33的开口朝向ATC自动换刀装置23的机械手，使刀套33的开口朝向与ATC自动换刀装置23的拔刀方向一致；两个安装通槽331的底面与卡接通槽321的内壁抵接，两个安装通槽331的侧壁均分别与固定件32沿平行机床Y轴方向的两端面抵接；防止刀套33沿沿平行机床Y轴的方向窜动。固定件32远离连接座31的一端通过螺钉固定连接有压板34，压板34与卡接通槽321围住刀套33，压板34抵接刀套33的外周面，压紧刀套33。将刀套33沿平行机床Y轴的方向固设在固定件32远离连接座31的一端。

结合图1和图2所示，X轴桁架21与Z轴桁架22的传动结构为丝杠螺母、滚珠丝杆或齿轮齿条结构。本实施例的图中，传动结构采用丝杠螺母结构进行说明。X轴桁架21上设有钢板防护罩。防止油污、金属屑进入X轴桁架21的传动结构，对X轴桁架21起到保护作用。X轴桁架21的底部设有调整垫铁，用于对X轴桁架21安装时进行水平面的调整，保证安装精度。

本申请装置的工作原理：

结合图9、图10、图11和图12所示，X轴桁架21、Z轴桁架22移动，使ATC自动换刀装置23移动至刀库换刀位，ATC自动换刀装置23的机械手转动90°卡住刀库换刀位待换上的刀具，ATC自动换刀装置23的机械手滑动实现拔刀，ATC自动换刀装置23的机械手转动180°后刀具对准中转刀套组件3上的刀套33，ATC自动换刀装置23的机械手滑动实现插刀，ATC自动换刀装置23的机械手反转90°。

机床主轴沿Y轴移动至机床边的换刀位后主轴头部转位成水平方向。

结合图13、图14和图15所示，X轴桁架21、Z轴桁架22移动，使ATC自动换刀装置23的机械手移动至机床换刀位，ATC自动换刀装置23的机械手转动90°同时卡住机床换刀位待换下的刀具和刀套33中的待换上的刀具，ATC自动换刀装置23的机械手滑动实现拔刀，ATC自动换刀装置23的机械手转动180°实现交换刀具，ATC自动换刀装置23的机械手滑动实现插刀，ATC自动换刀装置23的机械手反转90°。完成将待换上的刀具***机床主轴。

X轴桁架21、Z轴桁架22移动，使ATC自动换刀装置23移动回刀库换刀位，实现刀套33中刀具和刀库换刀位刀具的换刀。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种换刀机构，设在龙门机床X轴的一侧，用于龙门机床的换刀；其特征在于，包括：竖直设置的推出式刀库(1)和设在所述推出式刀库(1)换刀位一侧的换刀机械手(2)，所述换刀机械手(2)包括与机床X轴平行的X轴桁架(21)、与机床Z轴平行的Z轴桁架(22)及设在所述Z轴桁架(22)上的ATC自动换刀装置(23)，所述Z轴桁架(22)沿所述X轴桁架(21)移动，所述ATC自动换刀装置(23)沿所述Z轴桁架(22)移动，所述ATC自动换刀装置(23)上固设有中转刀套组件(3)，所述中转刀套组件(3)位于所述ATC自动换刀装置(23)远离所述推出式刀库(1)一侧，所述ATC自动换刀装置(23)上的机械手与所述中转刀套组件(3)相对应，所述中转刀套组件(3)能够暂存机械手抓取的刀具。

2.根据权利要求1所述的一种换刀机构，其特征在于，所述中转刀套组件(3)包括连接座(31)、固定件(32)及刀套(33)；所述连接座(31)固设在所述ATC自动换刀装置(23)上，所述固定件(32)固设在所述连接座(31)上，所述刀套(33)沿平行机床Y轴的方向固设在所述固定件(32)远离所述连接座(31)的一端，所述刀套(33)的开口朝向与所述ATC自动换刀装置(23)的拔刀方向一致。

3.根据权利要求2所述的一种换刀机构，其特征在于，所述刀套(33)的外周面开设有两个安装通槽(331)，两个所述安装通槽(331)位于所述刀套(33)轴线的两侧；所述固定件(32)远离所述连接座(31)的一端沿平行机床X轴的方向开设有卡接通槽(321)，所述刀套(33)卡入所述卡接通槽(321)内，两个所述安装通槽(331)的底面与所述卡接通槽(321)的内壁抵接，两个所述安装通槽(331)的侧壁均分别与所述固定件(32)沿平行机床Y轴方向的两端面抵接；所述固定件(32)远离所述连接座(31)的一端固设有压板(34)，所述压板(34)与所述卡接通槽(321)围住所述刀套(33)，所述压板(34)抵接所述刀套(33)的外周面。

4.根据权利要求1所述的一种换刀机构，其特征在于，所述X轴桁架(21)与Z轴桁架(22)的传动结构为丝杠螺母、滚珠丝杆或齿轮齿条结构。

5.根据权利要求1所述的一种换刀机构，其特征在于，所述X轴桁架(21)设有钢板防护罩。

6.根据权利要求1所述的一种换刀机构，其特征在于，所述X轴桁架(21)的底部设有调整垫铁。

7.根据权利要求1所述的一种换刀机构，其特征在于，所述ATC自动换刀装置(23)与所述Z轴桁架(22)之间设有滑动座(231)，所述ATC自动换刀装置(23)固设在所述滑动座(231)上，所述滑动座(231)沿所述Z轴桁架(22)移动。