一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，旨在提供一種操作簡便、性能可靠、工作效率高的數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置。一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，它是由底座、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、旋轉(zhuǎn)軸、滾動(dòng)軸承、軸承支座、可伸縮式橫臂、氣壓缸、夾持機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)組成的，可伸縮式橫臂的兩端布置有氣壓缸，夾持機(jī)構(gòu)固接于氣壓缸主軸，可伸縮式橫臂固接于旋轉(zhuǎn)軸的上端，旋轉(zhuǎn)軸的下端通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相連；所述的控制系統(tǒng)包括主控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電磁閥。
【專利說明】—種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，更具體地說，它涉及一種主軸和刀盤裝卸刀具動(dòng)作一致地?cái)?shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)加工的需要從刀庫中選取不同的刀具安裝在主軸上，自動(dòng)完成換刀動(dòng)作，不僅提高了工作效率，還增大了安裝精度。但是目前市場(chǎng)上的數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置多為多自由度機(jī)械手，不僅控制復(fù)雜、維修不便，而且成本較高。而存在的一些低自由度機(jī)械手，不僅定位精度和重復(fù)定位精度較低，一些從側(cè)面進(jìn)行換刀的機(jī)械手容易與機(jī)床主軸和刀盤之間產(chǎn)生碰撞沖擊，而且夾持機(jī)構(gòu)的夾持效果較差。因而，市場(chǎng)上就亟需一種控制簡單、定位準(zhǔn)確、易于維護(hù)的數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述的不足，本發(fā)明提供了一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，在應(yīng)用時(shí)該裝置安裝容易，操作簡便，性能可靠，很大程度地提高了生產(chǎn)效率，該裝置采用固定可伸縮式橫臂于一定長度，然后進(jìn)行裝卸刀具動(dòng)作。提高了夾持機(jī)構(gòu)的定位精度、和重復(fù)定位精度，夾持機(jī)構(gòu)的上升運(yùn)動(dòng)通過氣壓缸的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，大大減小了動(dòng)作過程中的沖擊。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，包括有底座，還包括有一旋轉(zhuǎn)軸、設(shè)于底座的用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、軸接于旋轉(zhuǎn)軸頂端的可伸縮式橫臂；所述可伸縮式的橫臂兩端設(shè)有用于夾持刀具的夾持機(jī)構(gòu)。
[0005]所述夾持機(jī)構(gòu)包括有一夾持機(jī)構(gòu)底座、樞接于夾持機(jī)構(gòu)底座的夾持爪、設(shè)于夾持爪中間的用于使夾持爪張開的壓縮彈簧以及設(shè)于夾持爪中間的用于使夾持爪閉合的牽引式電磁鐵，所述的夾持爪上還設(shè)置有壓力傳感器。
[0006]所述的一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，還包括有設(shè)于可伸縮式橫臂的兩端的用于使夾持機(jī)構(gòu)縱向移動(dòng)的氣壓缸；所述的一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，還包括有設(shè)于底座的用于軸接旋轉(zhuǎn)軸的軸承支座；所述軸承支座設(shè)有滾動(dòng)軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸軸接于滾動(dòng)軸承內(nèi)；所述的控制系統(tǒng)包括主控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，所述的可伸縮式橫臂可以根據(jù)實(shí)際工況需要調(diào)節(jié)長度，以適應(yīng)不同的工作條件。所述的滾動(dòng)軸承為可承受軸向力的推力球軸承。
[0008]該發(fā)明的有益之處是:該裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝和維護(hù)容易，控制系統(tǒng)操作簡便，采用可伸縮橫臂的固定長度進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，提高了該裝置的精度，該裝置的夾持機(jī)構(gòu)采用兩個(gè)獨(dú)立的壓縮彈簧，性能可靠，采用氣壓缸裝置減小了夾持過程的沖擊，延長了裝置的使用壽命，該裝置在主軸和刀庫中取用刀具和安裝刀具同時(shí)進(jìn)行，節(jié)省了換刀時(shí)間，提高了工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為A方向局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為氣壓缸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為夾持機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明的控制系統(tǒng)的原理方框圖。
[0014]其中:1、底座，2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，3、聯(lián)軸器，4、軸承支座，5、滾動(dòng)軸承，6、旋轉(zhuǎn)軸，7、可伸縮式橫臂，8、氣壓缸，9、夾持機(jī)構(gòu)，10、控制系統(tǒng)，11、壓力傳感器，801、氣壓缸主軸，802、氣壓缸剛體，803、氣壓缸進(jìn)氣口，901、夾持機(jī)構(gòu)底座，902、夾持爪，903、壓縮彈簧，904、牽引式電磁鐵。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置作進(jìn)一步說明。
[0016]一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，包括有底座1，還包括有一旋轉(zhuǎn)軸6、設(shè)于底座I的用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)2、軸接于旋轉(zhuǎn)軸6頂端的可伸縮式橫臂7 ；所述可伸縮式的橫臂7兩端設(shè)有用于夾持刀具的夾持機(jī)構(gòu)9。
[0017]所述夾持機(jī)構(gòu)9包括有一夾持機(jī)構(gòu)底座901、樞接于夾持機(jī)構(gòu)底座901的夾持爪902、設(shè)于夾持爪902中間的用于使夾持爪902張開的壓縮彈簧903以及設(shè)于夾持爪902中間的用于使夾持爪902閉合的牽引式電磁鐵904，所述的夾持爪902上還設(shè)置有壓力傳感器11。
[0018]所述的一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，還包括有設(shè)于可伸縮式橫臂7的兩端的用于使夾持機(jī)構(gòu)9縱向移動(dòng)的氣壓缸8 ;所述的一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，還包括有設(shè)于底座I的用于軸接旋轉(zhuǎn)軸6的軸承支座4 ;所述軸承支座4設(shè)有滾動(dòng)軸承5，所述旋轉(zhuǎn)軸6軸接于滾動(dòng)軸承5內(nèi)；所述的控制系統(tǒng)包括主控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥。
[0019]在安裝該裝置時(shí)，使該裝置的中心線經(jīng)過數(shù)控加工中心主軸和刀庫換刀位的中心位置，調(diào)整可伸縮式橫臂7的長度，使得夾持機(jī)構(gòu)9的夾持爪902可以夾緊刀具，然后將可伸縮式橫臂7固定。
[0020]在具體操作過程中，主控制器根據(jù)操作要求發(fā)出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)I開始轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過旋轉(zhuǎn)軸6帶動(dòng)可伸縮式橫臂7轉(zhuǎn)動(dòng),使得氣壓缸8和夾持機(jī)構(gòu)9轉(zhuǎn)動(dòng)到額定位置。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)I停止轉(zhuǎn)動(dòng)，主控制器發(fā)出牽引式電磁鐵904的第三電磁閥控制信號(hào)使得位于數(shù)控加工中心主軸和刀庫換刀位正下方的夾持機(jī)構(gòu)9的夾持爪902張開，主控制器發(fā)出第二電磁閥和第三電磁閥的控制信號(hào)，使得位于可伸縮式橫臂7兩端的氣壓缸8的氣壓缸主軸801帶動(dòng)持機(jī)構(gòu)9上升到額定位置，主控制器發(fā)出牽引式電磁鐵904的第三電磁閥控制信號(hào)使得夾持機(jī)構(gòu)9的夾持爪902夾緊刀具，這時(shí)可根據(jù)壓力傳感器11傳送到主控制器的信號(hào)來判定，夾持爪902是否夾緊刀具，若沒有夾緊刀具則不執(zhí)行如下動(dòng)作；若已加緊刀具，則主控制器發(fā)出第二電磁閥和第三電磁閥的控制信號(hào)，使得位于可伸縮式橫臂7兩端的氣壓缸8的氣壓缸主軸801帶動(dòng)持機(jī)構(gòu)9下降到初始位置，取刀動(dòng)作完成。
[0021]主控制器發(fā)出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過旋轉(zhuǎn)軸6帶動(dòng)可伸縮式橫臂7轉(zhuǎn)動(dòng)，使得夾持機(jī)構(gòu)9旋轉(zhuǎn)180°，使可伸縮式橫臂7兩端夾持機(jī)構(gòu)9所夾持的刀具轉(zhuǎn)到所需位置，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)I停止轉(zhuǎn)動(dòng)。主控制器發(fā)出第二電磁閥和第三電磁閥的控制信號(hào)，使得位于可伸縮式橫臂7兩端的氣壓缸8的氣壓缸主軸801帶動(dòng)持機(jī)構(gòu)9上升到額定位置，主控制器發(fā)出牽引式電磁鐵904的第三電磁閥控制信號(hào)使得夾持機(jī)構(gòu)9的夾持爪902張開，刀具裝入數(shù)控加工中心主軸和刀庫規(guī)定放刀位置。主控制器發(fā)出第二電磁閥和第三電磁閥的控制信號(hào)，使得位于可伸縮式橫臂7兩端的氣壓缸8的氣壓缸主軸801帶動(dòng)持機(jī)構(gòu)9下降到初始位置，主控制器發(fā)出牽引式電磁鐵904的第三電磁閥控制信號(hào)使得夾持機(jī)構(gòu)9的夾持爪902閉合，主控制器發(fā)出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)到初始位置，換刀動(dòng)作完成。所有零部件運(yùn)動(dòng)到初始位置，等待下次命令的到來。
[0022]以上已將本發(fā)明的具體方案做一詳細(xì)說明，但是以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，故不能限定本發(fā)明實(shí)施范圍，即凡依本申請(qǐng)范圍所作均等變化與修飾，應(yīng)仍屬發(fā)明涵蓋范圍內(nèi)，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，包括有底座，其特征在于:還包括有一旋轉(zhuǎn)軸、設(shè)于底座的用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、軸接于旋轉(zhuǎn)軸頂端的可伸縮式橫臂；所述可伸縮式的橫臂兩端設(shè)有用于夾持刀具的夾持機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，其特征在于:所述夾持機(jī)構(gòu)包括有一夾持機(jī)構(gòu)底座、樞接于夾持機(jī)構(gòu)底座的夾持爪、設(shè)于夾持爪中間的用于使夾持爪張開的壓縮彈簧以及設(shè)于夾持爪中間的用于使夾持爪閉合的牽引式電磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，其特征在于:還包括有設(shè)于可伸縮式橫臂的兩端的用于使夾持機(jī)構(gòu)縱向移動(dòng)的氣壓缸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，其特征在于:還包括有設(shè)于底座的用于軸接旋轉(zhuǎn)軸的軸承支座；所述軸承支座設(shè)有滾動(dòng)軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸軸接于滾動(dòng)軸承內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種簡易數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)包括主控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥。
【文檔編號(hào)】B23Q3/155GK104259913SQ201410437967
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】許博, 蔣傳魁, 谷年令, 王林燕 申請(qǐng)人:許博