一種採用電動推桿的快速換刀機械手的製作方法

2023-07-20 04:37:46

專利名稱：一種採用電動推桿的快速換刀機械手的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數控工具機換刀機械手，具體地講是涉及一種採用電動推桿 的數控工具機快速換刀機械手。
背景技術：
目前，數控工具機換刀機械手的驅動組件普遍採用的是液壓動力組件。液壓動力 組件不僅可以提供足夠的驅動力，而且技術成熟，應用廣泛。但由於液壓動力組件由油 泵、管路和各類閥門組成，整個系統相對龐雜。因此，一方面液壓動力組件的整體可靠 性不高，導致維護成本較高；另一方面在數控工具機內部的狹小空間內，使得換刀機械手 液壓組件的安裝和維護都較為困難。這些不足是由液壓系統本身特性所決定的，不易彌 補。此外，採用液壓系統實現高速換刀會造成其內部高頻次的壓力衝擊，因此換刀效率 受到限制。為了實現可靠的快速換刀動作，為了簡化提高換刀的動力系統，有必要採用 更為簡潔有效的驅動組件替代液壓動力組件。
發明內容針對現有換刀機械手液壓動力系統所存在的問題，為了克服換刀機械手液壓動 力系統結構複雜性高、可靠性較低，以及不適應高速換刀等不足，本實用新型專利提出 了一種採用電動推桿換刀機械手。電動推桿具有結構簡單，可靠性高，運行速度可控的 優點，將其作為換刀機械手的動力系統將滿足對新型換刀機械手的各項要求。一種採用電動推桿的快速換刀機械手，其特徵在於包括包括基座、通過第一 直線導軌副安裝於基座上的第一滑座、通過第二直線導軌副安裝於第一滑座上的第二滑 座，還包括安裝於基座上且位移輸出端與第一滑座相連的第一電動推桿、以及安裝於第 一滑座上且位移輸出與第二滑座相連的第二電動推桿；第二滑座上還安裝有擺臂支座和 第三電動推桿，擺臂支座上安裝有擺臂、擺臂末端安裝有抓刀盤、抓刀盤與電機輸出軸 相連，擺臂的擺動關節處還安裝有齒輪；第三電推桿的位移輸出端連接有齒條，上述齒 條與齒輪相配合；上述第一電動推桿和第二電推桿垂直，上述第三電推桿與第一電動推 杆或第二電推桿平行。本實用新型專利的有益效果是在數控工具機換刀機構領域提出了一種新型的基於 電動推桿的驅動方式。該類驅動方式結構簡單，驅動可靠，動作快捷，安裝維修工作量 小，可應用於各類對換刀速度、結構簡潔性和可靠性有較高要求的換刀機構之中。

圖1是本實用新型實施例的三維視圖。圖中標記名稱1.第二直線導軌副，2.第一滑座，3.第二電動推桿，4.第一直線 導軌副，5.第一電動推桿，6.機械手，7.電機，8.齒條，9.擺臂，10.第二滑座，11.擺臂 支座，12.齒輪，13.基座，14.第三電機推桿。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細地說明。本機械手換刀機構的結構的結構如附圖所示。其特徵是包括由第三電機推桿 14，齒輪12，齒條8組成的機械手擺動裝置，機械手擺動裝置是在電動推桿上開齒條， 通過齒輪齒條結構實現的。機械手擺動裝置通過第二滑座10裝於第二直線導軌副1 (即 X軸直線導軌副)上，並與裝在第一滑座2上的第二電動推桿3連接，第一滑座2裝於第 一直線導軌副4(即Y軸直線導軌副)上，並與第一電動推桿5連接機械手擺動裝置包 括機械手6，機械手6可作90。擺動，與電機7連接，機械手擺動臂9與可作180。擺 動的擺動裝置連接。在本換刀機構中，機械手在第一電動推桿5的驅動下沿第一直線導軌副4進行Y 軸坐標的運動，從而實現機械手向刀庫或主軸拔刀和裝刀的動作；機械手在第二電動推 杆3的驅動下沿第二直線導軌副1進行X軸坐標的運動，從而實現機械手進入和退出刀庫 的動作；機械手在電機7的驅動下繞其轉軸進行90度擺動，從而實現機械手刀具刀位的 轉換，為機械手拔刀和裝刀做準備；機械手在機械手擺動裝置8的驅動下繞轉軸進行180 度擺動，從而實現機械手進入和退出換刀區的動作。本換刀機構的換刀過程有兩部分組成。一部分是機械手取刀庫中新刀過程，另 一部分是機械手與主軸換刀過程。刀庫位於X軸負方向，工具機則位於X軸正方向。機械手取刀庫中新刀過程刀庫接到換刀指令後交流異步電機驅動刀庫鏈條， 使目標刀具到待換刀位置；隨後刀庫精確定位裝置對待換刀具精確定位；在第二電動推 杆的驅動下，機械手平移抓新刀；機械手抓到目標刀具後，在第一電動推桿的驅動下向 外拔目標刀具；在第二電動推桿的驅動下，機械手平移出刀庫；機械手在電機的驅動 下，刀爪逆時針旋轉90度；在第二電動推桿的驅動下，機械手平移入刀庫；在機械手第 一電動推桿驅動下，機械手插入待歸庫刀具；在第二電動推桿的驅動下，機械手平移出 刀庫。這樣機械手取刀庫中目標刀具過程結束。機械手與主軸的換刀過程機械手在刀庫側等待電氣系統發出換刀指令，此時 機械手上水平方向的刀爪為空，垂直方向的刀爪上有一把從刀庫抓來的目標刀具；當接 到指令後，機械手在機械手擺動裝置的驅動下，順轉180度進入換刀區；然後主軸向機 械手靠近，主軸把目標刀具釋放入機械手中；機械手在確認已在原先的空刀爪上後，在 第一電動推桿的驅動下向外拔出主軸上的刀具；緊接著在電機的驅動下順轉90度，把目 標刀具對準主軸的錐孔；在第一電動推桿的驅動下把新刀具裝入主軸；在裝刀動作得到 確認後，主軸遠離換刀區；最後機械手帶著待歸庫刀具在機械手擺動裝置的驅動下逆轉 180度回到刀庫側。如此，機械手與主軸的換刀過程結束。
權利要求1. 一種採用電動推桿的快速換刀機械手，其特徵在於包括基座(13)、通過第一直線導軌副(4)安裝於基座上的第一滑座(2)、通過第二直 線導軌副(1)安裝於第一滑座上的第二滑座(10)，還包括安裝於基座上且位移輸出端與 第一滑座相連的第一電動推桿(5)、以及安裝於第一滑座上且位移輸出與第二滑座相連的 第二電動推桿⑶；第二滑座(10)上還安裝有擺臂支座(11)和第三電動推桿(14)，擺臂支座上安裝有 擺臂(9)、擺臂末端安裝有抓刀盤(6)、抓刀盤與電機(7)輸出軸相連，擺臂的擺動關節 處還安裝有齒輪(12)；第三電推桿的位移輸出端連接有齒條(8)，上述齒條與齒輪相配 合；上述第一電動推桿(5)和第二電推桿(1)垂直，上述第三電推桿(14)與第一電動推 杆(5)或第二電推桿(3)平行。
專利摘要本實用新型涉及一種採用電動推桿的快速換刀機械手，屬於數控工具機換刀機械手技術領域。它包括基座(13)、第一直線導軌副(4)、第一滑座(2)、第二直線導軌副(1)、第二滑座(10)，還包括安裝於基座上且位移輸出端與第一滑座相連的第一電動推桿(5)、以及安裝於第一滑座上且位移輸出與第二滑座相連的第二電動推桿(3)；第二滑座(10)上還安裝有擺臂支座(11)和第三電動推桿(14)，擺臂支座上安裝有擺臂(9)、擺臂末端安裝有抓刀盤(6)、抓刀盤與電機(7)輸出軸相連，擺臂的擺動關節處還安裝有齒輪(12)；第三電推桿的位移輸出端連接與齒輪相配合的齒條(8)。本實用新型結構簡單，可靠性高，動作快捷易控。
文檔編號B23Q3/155GK201799896SQ20102051120
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者凌衛國, 葉文華, 樓佩煌, 臧鐵鋼, 陳蔚芳 申請人:南京航空航天大學, 南通科技投資集團股份有限公司