數控工具機用刀庫系統的製作方法
2023-09-09 23:11:40 2
本實用新型涉及機械加工設備技術領域，更具體地說，特別涉及一種數控工具機用刀庫系統。
背景技術：
在數控工具機用刀庫系統的自動換刀系統中，用來實現刀庫與工具機主軸之間傳遞和裝卸刀具的裝置稱為：刀具交換裝置。
刀具交換裝置所採用的刀具交換方式通常分為：機械手刀具交換和刀庫與工具機主軸配合進行相對運動實現無機械手刀具交換。
機械手刀具交換具有很大的靈活性，可以減少換刀時間。在刀具交換裝置中，對機械手的具體要求是動作迅速可靠、準確協調。由於不同的加工中心，其刀庫與主軸之間的相對位置不同，所以各種加工中心所使用的換刀機械手也不盡相同。但是，從機械手手臂的類型來看，其具體可以分為單臂機械手和雙臂機械手。
傳統技術中，雙臂機械手能夠完成抓刀—拔刀—迴轉—插刀—返回等一系列動作。為了防止刀具滑落，機械手的手抓部分都帶有自鎖機構。雙臂迴轉機械手的動作比較簡單，而且能夠同時抓取和卸裝工具機主軸和刀庫中的刀具，可進一步縮短可換刀時間。
技術實現要素：
(一)技術問題
現有的換刀系統多採用單臂機械手和雙臂機械手結構設計，上述兩種機械手對工具機的結構緊湊性及整體換刀時間有一定的局限性。同時單臂機械手和雙臂機械手在工具機中的相對位置及尺寸設計均需單獨考慮，因此其通用性較差，設計的周期相對也較長。
(二)技術方案
本實用新型提供了一種數控工具機用刀庫系統，包括有刀庫以及主軸，本實用新型還包括：
換刀組件，所述換刀組件包括有換刀刀架以及驅動電機，所述驅動電機設置於所述換刀刀架的底部、用於驅動所述換刀刀架的旋轉，所述換刀刀架包括有刀架主體，所述刀架主體為長方形板式結構，於所述刀架主體的兩端各設置有一組換刀卡頭，所述換刀卡頭為由彈性金屬材料一體成型的C型結構；
調節組件，所述調節組件包括有用於安裝所述換刀組件的安裝平臺、與所述安裝平臺連接用於所述安裝平臺上下移動的第一直線導軌以及與所述第一直線導軌連接用於所述第一直線導軌水平移動的第二直線導軌，所述驅動電機可拆卸地設置於所述安裝平臺上，於所述第一直線導軌上設置有與所述安裝平臺連接的第一驅動裝置，所述第二直線導軌設置於所述刀庫與所述主軸之間，於所述第二直線導軌上設置有與所述第一直線導軌連接的第二驅動裝置。
優選地，本實用新型還包括有防護門，所述防護門設置於所述調節組件的一側。
優選地，本實用新型還包括有第三直線導軌，所述第三直線導軌水平設置，所述第三直線導軌相對於所述第二直線導軌固定設置，所述防護門可滑動地設置於所述第三直線導軌上，於所述第三直線導軌上設置有第三驅動裝置，所述第三驅動裝置與所述防護門連接。
優選地，所述第一驅動裝置為氣缸裝置；所述第二驅動裝置為氣缸裝置；所述第三驅動裝置為氣缸裝置。
優選地，所述驅動電機為伺服電機或步進電機。
優選地，所述刀庫為圓盤形結構，沿所述刀庫的外緣設置有多個用於安裝刀頭的安裝槽。
優選地，所述安裝槽之間等間隔設置。
(三)有益效果
通過上述結構設計，本實用新型提供的數控工具機用刀庫系統，調節組件採用直線導軌結構，其可在水平直線方向上以及豎直直線方向上的精度調節，這樣能夠使得本實用新型適應各種工具機主軸與刀庫距離變化，通用性好。本系統採用驅動電機驅動換刀刀架進行迴轉，重複定位精度高，可靠性高。換刀卡頭為由彈性金屬材料一體成型的C型結構，其具有較好的自鎖性，能夠防止刀具滑落。採用了結合直線導軌以及旋轉方式對換刀卡頭進行定位，本實用新型的通用性較強，其無需根據不同的數控工具機用刀庫系統進行設計。
附圖說明
圖1為本實用新型一個實施例中數控工具機用刀庫系統的局部結構示意圖；
圖2為本實用新型另一個實施例中數控工具機用刀庫系統的局部結構示意圖；
在圖1和圖2中，部件名稱與附圖編號的對應關係為：
刀庫1、主軸2、換刀刀架3、驅動電機4、安裝平臺5、
第一直線導軌6、第二直線導軌7、防護門8、第三直線導軌9。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的範圍。
在本實用新型的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上；術語「上」、「下」、「左」、「右」、「內」、「外」、「前端」、「後端」、「頭部」、「尾部」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
請參考圖1和圖2，其中，圖1為本實用新型一個實施例中數控工具機用刀庫系統的局部結構示意圖；圖2為本實用新型另一個實施例中數控工具機用刀庫系統的局部結構示意圖。
本實用新型提供了一種數控工具機用刀庫系統，包括有刀庫1以及主軸2，在本實用新型中還包括：換刀組件，換刀組件包括有換刀刀架3以及驅動電機4，驅動電機4設置於換刀刀架3的底部、用於驅動換刀刀架3的旋轉，換刀刀架3包括有刀架主體，刀架主體為長方形板式結構，於刀架主體的兩端各設置有一組換刀卡頭，換刀卡頭為由彈性金屬材料一體成型的C型結構；調節組件，調節組件包括有用於安裝換刀組件的安裝平臺5、與安裝平臺5連接用於安裝平臺5上下移動的第一直線導軌6以及與第一直線導軌6連接用於第一直線導軌6水平移動的第二直線導軌7，驅動電機4可拆卸地設置於安裝平臺5上，於第一直線導軌6上設置有與安裝平臺5連接的第一驅動裝置，第二直線導軌7設置於刀庫1與主軸2之間，於第二直線導軌7上設置有與第一直線導軌6連接的第二驅動裝置。
通過上述結構設計，本實用新型提供的數控工具機用刀庫系統，調節組件採用直線導軌結構，其可在水平直線方向上以及豎直直線方向上的精度調節，這樣能夠使得本實用新型適應各種工具機主軸2與刀庫1距離變化，通用性好。本系統採用驅動電機4驅動換刀刀架3進行迴轉，重複定位精度高，可靠性高。換刀卡頭為由彈性金屬材料一體成型的C型結構，其具有較好的自鎖性，能夠防止刀具滑落。採用了結合直線導軌以及旋轉方式對換刀卡頭進行定位，本實用新型的通用性較強，其無需根據不同的數控工具機用刀庫系統進行設計。
基於上述結構設計，本實用新型採用提前從刀庫1取刀待換的動作，節約換刀時間。採用切削暫停時間提前完成下一把的刀庫1旋轉選刀過程，防止工具機切削過程中因刀庫1旋轉而產生振動影響加工精度；換刀系統採用防護門8對刀庫1進行防護，防止切屑、粉塵、切削液等進入刀庫1，影響換刀精度。
為了避免加工時碎屑飛濺而影響換刀動作的實施以及降低換刀精度的情況出現，本實用新型還提供了防護門8，防護門8設置於調節組件的一側。
基於上述事實方式，為了實現防護門8的自動開閉，本實用新型還提供了第三直線導軌9，第三直線導軌9水平設置，第三直線導軌9相對於第二直線導軌7固定設置，防護門8可滑動地設置於第三直線導軌9上，於第三直線導軌9上設置有第三驅動裝置，第三驅動裝置與防護門8連接。
在此限定：第一驅動裝置為氣缸裝置；第二驅動裝置為氣缸裝置；第三驅動裝置為氣缸裝置；驅動電機4為伺服電機或步進電機。
具體地，刀庫1為圓盤形結構，沿刀庫1的外緣設置有多個用於安裝刀頭的安裝槽。採用圓盤形狀結構設計的刀庫1，其旋轉不會發生震動，可提高本實用新型的運行穩定性。
當然，本實用新型中，刀庫1還可以採用三角形或者五邊形等規則形狀。
具體地，安裝槽之間等間隔設置。
本實用新型的數控工具機用刀庫系統工作時，若主軸2未安裝刀具並需要更換刀具時，刀庫1旋轉並將待更換刀具旋至換刀刀架3工作位置，第二直線導軌7驅動換刀刀架3向刀庫1靠近並將待更換刀具卡住，接著第一直線導軌6驅動換刀刀架3向下運動並將取下，然後第二直線導軌7驅動換刀刀架3至主軸2正下方，接著換刀刀架3旋轉180°，此時第三直線導軌9開啟防護門8，主軸2下降，接著第一直線導軌6驅動換刀刀架3向上運動並將待更換刀具安裝在主軸2上，然後主軸2上升，第三直線導軌9關閉防護門8，完成此次換到過程。若主軸2已安裝刀具並需要更換刀具時，則刀庫1旋轉並將待更換刀具旋至換刀刀架3工作位置，第二直線導軌7驅動換刀刀架3向刀庫1靠近並將待更換刀具卡住，接著第一直線導軌6驅動換刀刀架3向下運動並將取下，，然後第二直線導軌7驅動換刀刀架3至主軸2正下方，此時第三直線導軌9開啟防護門8，主軸2下降，接著換刀刀架3將刀具取下並旋轉180°，接著第一直線導軌6驅動換刀刀架3向上運動並將待更換刀具安裝在主軸2上，然後主軸2上升，第三直線導軌9關閉防護門8，完成此次換到過程。從主軸2的換刀過程可以看出，主軸2的換刀時間是恆定的。
本實用新型的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的或者將本實用新型限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本實用新型從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。