CN102357827A - 一种附件头库结构及具有其的数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种附件头库结构及具有其的数控机床，其中，该附件头库结构包括：固定在基础上的底座、与底座滑动连接的滑架，支撑架、旋转盘、轴；支撑架固定在滑架上；轴与支撑架固定连接；旋转盘上设置有内孔，并通过内孔套设在轴上，且可绕轴旋转；旋转盘的周壁具有至少一个用于放置附件头的安装口。本发明将附件头安装于旋转盘周壁上的安装口中，有效节约了头库占用空间；依靠滑架的平移和旋转盘的旋转功能，可以实现附件头的输送和更换。

Description

一种附件头库结构及具有其的数控机床

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种附件头库结构及具有其的数控机床。

背景技术

目前，多数数控机床，特别是大型数控加工中心为了满足不同加工需要，配备多种附件头，以扩大加工范围。由于附件头比较重，一般需要起吊工具安装和位置找正，这种操作人为因素较多，往往浪费大量的工时，劳动强度大且效率低下。

专利号为200820201312.9的文献公开了一种龙门铣床的头库结构，其立柱上安装有可相对立柱横向移动的活动支架，活动支架上放置附件头，附件头横向排列，附件头可通过活动支架载向龙门铣床的加工区域移动以实现铣头的安装。如果需要多个铣头，其依靠增加活动支架的宽度安装多个附件头，大大增加了横向长度，影响机床整体布局及美观。再如，专利号为200810140225.1的文献公开了一种附件头库，其中铣头在滑台上横向均布排列，占地空间较大，影响机床的整体布局。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的第一目的在于提供一种能够节约空间的附件头库结构，包括：固定在基础上的底座、与底座滑动连接的滑架，支撑架、旋转盘、轴；支撑架固定在滑架上；轴与支撑架固定连接；旋转盘上设置有内孔，并通过内孔套设在轴上，且可绕轴旋转；旋转盘的周壁具有至少一个用于放置附件头的安装口。

本发明的第二目的在于提供一种应用上述头库结构的数控机床。

本发明实施例中将附件头安装于旋转盘周壁上的安装口中，旋转盘可绕轴旋转并随着滑架沿底座横向移动，能够实现输送附件头以及安装，并有效节约了头库占用空间。

附图说明

图1所示为本发明铣床的头库结构实施例的立体图

图2所示为图1所示结构的主视图；

图3所示为图1所示结构的左视图；

图4所示为图2的C-C局部剖视图；

图5所示为图1所示旋转盘实施例的结构图；

图6所示为图1所示轴实施例的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明铣床的头库结构实施例包括：底座1、滑架2、支撑架3、旋转盘4、轴5、齿轮6、齿轮轴7、丝杠8、直线导轨9、电机10-11、减速机11a、气动阀12、导轨13、气缸14、定位销14a、吹气管15、接触开关16、气流导向槽17、通气管道41及通气管道51。

其中，底座1固定于基础上，滑架2与底座1滑动连接，具体操作时，可以将两条直线导轨9固定于底座1上，滑架2通过两条直线导轨9与底座1相连，当然还可以采用其他常见的滑动连接方式；优选地，为了实现自动滑动，可以利用马达装置驱动滑架2，具体如，利用电机10及传动件进行驱动；进一步优选地，可以利用丝杠8作为传动件，丝杠8设置在底座1上，电机10通过丝杠8驱动滑架2，当然还可以采用其他常见传动方式，如齿轮齿条传动、链传动等。上述丝杠8的传动方式可以保证滑架2运行平稳精确，移动距离容易计算。

支撑架3固定在滑架2上，可以包括分别固定于滑架2两侧的主支撑架31和副支撑架32，其开有通孔，轴5穿过通孔固定于支撑架3上，可以理解的是，轴5与支撑架3固定连接即可，穿过通孔以实现固定连接为优选方案，具体操作时，可以将轴5与支撑架3一体成型；当然，支撑架3也可以仅包括主支撑架31，如将主支撑架31设置的足够厚以能够平稳地支撑轴5；旋转盘4套设在轴5上，其内孔通过轴承与轴5相配合，且可绕轴5旋转，其周壁具有用于放置附件头的安装口，安装口的数量可以自由设定，优选均布对称布置，内孔的位置也可以根据实际需要设定；如图1及图2所示结构中，该内孔位于旋转盘4的中心，旋转盘4的周壁上均匀置有四个方形安装口。其中，数控机床主轴上的防尘盖板18可以对安装口进行遮挡。

优选地，可以设置用于驱动旋转盘4绕轴5旋转的马达装置，以实现旋转盘4的自动旋转；该马达装置可以设置在主支撑架31上，可以设置在其他位置，如轴5上。该马达装置可以包括独立的电机11及减速机11a，当然也可以直接采用电机。电机11及减速机11a固定在主支撑架31上，减速机11a与电机11的输出端连接，减速机11a的输出端与旋转盘4之间可以采用齿轮传动，如：齿轮6与齿轮轴7。其中，齿轮6固定在旋转盘4靠近主支撑架31的侧面上(该位置为了方便与设置在主支撑架31上减速机11a与电机11配合作用)；齿轮轴7固定在减速机11a的输出端上，且与齿轮6啮合，从而带动旋转盘4绕轴5转动。当然，具体操作时，减速机11a的输出端与旋转盘4之间可以采用其他常用传动方式，如带传动。

优选地，如图1及图5所示，每个安装口内部可设置一个或多个导轨13，如分别设在安装口两个侧壁上的四个导轨13；相应地，附件头侧面设置有相同数量的导向槽，通过导向槽与导轨13的配合，可将附件头平稳安全放入安装口内，并能对附件头进行轴向固定。更优选地，每个安装口侧面可设置有气缸14，安装口侧壁上的通孔内可设置有可活动的定位销14a；当附件头放入安装口后，气缸14通过气压推动与定位销14a连接的活塞杆，将定位销14a顶入附件头侧面对应的销孔内，实现对附件头的径向定位，以将附件头完全固定住。进一步优选地，可以在旋转盘4周壁上临近每个安装口的位置设置吹气管15，以便在更换附件头时可以将其侧面导向槽内的残留铁屑吹落，避免因铁屑导致附件头无法安装或损伤附件头现象；吹气管15的数量可以与导轨13的数量对应，为了增强效果，每一吹气管15可以与导轨13位于同一直线上以对准附件头的导向槽，如图1所示，每一个安装口可对应设置四个吹气管15，分别与四个导轨对应。

优选地，为了能为吹气管15及气缸14中供气，可以在主支撑架3a或其他位置，如滑架2或底座1上，设置用于为吹气孔15和气缸14输送气体的气动阀12，该气动阀12与数控机床上的气动装置连接；如图4-图6所示，可以在轴5内部设置通气管路51，以及在旋转盘4中设置与吹气孔15和气缸14均连通的通气管路41，该通气管路51与通气管路41通过设置在旋转盘4的内孔与轴5的配合处的气流导向槽17连通(气流导向槽17也是一种通气管路)；气动阀12中的气体由轴5的端部进入通气管路51，经通气管路51输送至旋转盘4的内孔与轴5的配合处的气流导向槽17，再经过气流导向槽17进入到旋转盘4中的通气管路41，最后到达各个安装口处气缸14和吹气管15。气流导向槽17、通气管路51与通气管路41的数量可以根据具体需要设置。如图4-图6所示，气流导向槽17为9条，相应地，通气管路51与通气管路41均设置为9条。

优选地，临近每个安装口处固定有接近开关16，接近开关16与主支撑架3a上所固定的接近开关触动时，电机11停止工作，保证旋转盘4能精确停止在所要安装附件头的位置，实现附件头的准确定位，提高了附件头安装的自动化程度。

优选地，为了能实现电机10、11以及气动阀12的自动控制，机床控制系统可以包括：

第一控制单元，用于向电机10发送第一控制信息，第一控制信息用于触发电机10驱动滑架2滑向机床加工区域；

具体操作时，可以根据预设的滑架2的初始位置与机床加工区域之间的距离及丝杠8的螺距、电机10的转速，确定滑架2滑至机床加工区域所需电机10的转动圈数，预先在电机10中预设该转动圈数，在电机10转动圈数达到上述数量时，确定滑架2滑至机床加工区域，电机10自动停止工作；当然，还可以在底座1上设置行程开关、光栅尺等方式，来确定滑架2的滑动距离；在滑架2滑至机床加工区域时，第一控制单元向电机10发送停止控制信息，用于控制电机10停止工作；

第二控制单元，用于在滑架2滑至机床加工区域时，向电机11发送第二控制信息，第二控制信息用于触发电机11开始工作；第二控制单元可以由第一控制信息触发，或与第一控制单元同时启动；

与气动阀12电气连接的第三控制单元，用于在数控机床的主轴松开时，向气动阀12发送第三控制信息，第三控制信息用于通过气动阀12控制气缸14的活塞杆推动定位销14a抵紧附件头，如气动阀12为气缸14的无杆腔输送气体，以推动活塞杆；以及在数控机床的主轴夹紧附件头时，向气动阀12发送第四控制信息，第四控制信息用于通过气动阀12控制气缸14的活塞杆带动定位销14a离开附件头，如气动阀12为气缸14的有杆腔输送气体，以推动活塞杆；第三控制信息及第四控制信息由主轴控制信息触发，当主轴拉钉松开时，第三控制信息控制气缸14推动定位销14a抵紧；当主轴拉钉夹紧时，定位销14a拔出。

上述头库结构的工作原理如下：当需要安装附件头时，机床控制系统发出第一控制信息至电机10，电机10驱动滑架2沿着底座1横向移动，带动旋转盘4进入机床加工区域；在旋转盘4进入机床加工区域时，电机10根据预先设定停止工作，以使得滑架2位于机床加工区域；在旋转盘4进入机床加工区域时，机床控制系统发送第二控制信息至电机11，电机11驱动旋转盘4旋转，至所需的附件头位置时相应的接近开关导通，控制电机11停转，从而旋转盘4停止；而后，机床主轴移动至旋转盘4后方对准附件头中心，纵向平移与附件头安装面贴合，通过拉钉完成附件头安装；随后第四控制信息被触发，气缸14带动定位销14a退出销孔。安装完成后，主轴侧向移动，退出旋转盘4的安装口，回到加工位置；滑架2带动旋转盘4反向移动，移出机床加工区域而不影响机床加工。当需要卸下附件头时，机床控制系统发出第一控制信息，滑架2带动旋转盘4横向移动至机床加工区域，旋转盘转动至相应位置。然后，机床主轴移动至安装口侧面，控制附件头侧面导向槽与安装口内的导轨13对齐；吹气管15开始吹气，同时主轴侧向平移将附件头平稳放进安装口，主轴松开拉钉，气缸14推动定位销14a顶入附件头侧面销孔内，此时附件头完全固定。主轴回退到加工区域；同时滑架2移动将旋转盘4带离机床加工区域。

本发明各装置实施例中将附件头安装于旋转盘周壁上的安装口，旋转盘可绕轴旋转并随着滑架沿底座横向移动，能够实现输送附件头以及安装，并有效节约了头库占用空间；优选地，采用两个电机，以及机床控制系统对两个电机的控制，实现了附件头自动更换和自动输送功能；进一步优选地，通过对气缸及定位销的控制，实现附件头更换的全程自动化。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种附件头库结构，包括：固定在基础上的底座(1)、与所述底座(1)滑动连接的滑架(2)，其特征在于，还包括：支撑架(3)、旋转盘(4)、轴(5)；

所述支撑架(3)固定在所述滑架(2)上；所述轴(5)与所述支撑架(3)固定连接；

所述旋转盘(4)上设置有内孔，并通过所述内孔套设在所述轴(5)上，且可绕所述轴(5)旋转；所述旋转盘(4)的周壁具有至少一个用于放置附件头的安装口。

2.根据权利要求1所述的头库结构，其特征在于，还包括：用于驱动所述旋转盘(4)绕所述轴(5)旋转的第一马达装置；所述第一马达装置与所述旋转盘(4)传动连接。

3.根据权利要求2所述的头库结构，其特征在于，所述第一马达装置包括设置在所述支撑架(3)上的第一电机(11)及减速机(11a)，所述减速机(11a)与所述第一电机(11)的输出端连接，所述减速机(11a)的输出端与所述旋转盘(4)传动连接。

4.根据权利要求3所述的头库结构，其特征在于，所述减速机(11a)的输出端通过齿轮轴(7)及齿轮(6)与所述旋转盘(4)传动连接；

所述齿轮(6)安装在所述旋转盘(4)上；所述齿轮轴(7)固定在所述减速机(11a)的输出端上；所述齿轮(6)与所述齿轮轴(7)啮合。

5.根据权利要求2所述的头库结构，其特征在于，还包括：用于驱动所述滑架(2)在所述底座(1)上滑动的第二马达装置；所述第二马达装置与所述滑架(2)传动连接。

6.根据权利要求5所述的头库结构，其特征在于，还包括设置在所述底座(1)上的丝杠(8)，所述第二马达装置通过所述丝杠(8)与所述滑架(2)传动连接。

7.根据上述权利要求1-6中任一项所述的头库结构，其特征在于，所述安装口的侧壁上设置有导轨(13)，所述导轨(13)与附件头上的导向槽配合作用，轴向固定附件头。

8.根据权利要求7所述的头库结构，其特征在于，还包括：

用于对附件头上的导向槽输送气体的吹气孔(15)，所述吹气孔(15)设置在所述旋转盘(4)周壁上临近所述安装口的位置；或/和

用于对附件头进行径向定位的定位销(14a)以及气缸(14)；所述气缸(14)设置在所述安装口侧壁上的孔内，所述气缸(14)的活塞杆与所述定位销(14a)连接。

9.根据权利要求8所述的头库结构，其特征在于，还包括：所述轴(5)中设置有第一通气管道；所述旋转盘(4)中设置有与所述第一通气管道连通的第二通气管道，所述第二通气管道还与所述吹气孔(15)或/和所述气缸(14)连通。

10.根据权利要求9所述的头库结构，其特征在于，还包括：用于将数控机床的气动装置中的气体输送至所述第一通气管道的气动阀(12)；所述气动阀(12)设置在所述支撑架(3)上。

11.根据上述权利要求2-6中任一项所述的头库结构，其特征在于，还包括用于在相互触发时控制所述第一马达装置停止工作的第一接近开关(16)与第二接近开关，所述第一接近开关(16)设置所述旋转盘(4)上临近所述安装口的位置；所述第二接近开关设置在所述支撑架(3)上。

12.一种数控机床，其特征在于，包括如上述权利要求1-11中任一项所述的头库结构。

13.一种数控机床，包括机床控制系统，其特征在于，还包括如上述权利要求8-11中任一项所述的头库结构。

14.根据权利要求13所述的数控机床，其特征在于，所述机床控制系统包括：

用于向所述第二马达装置发送第一控制信息的第一控制单元，所述第一控制信息用于触发所述第二马达装置驱动所述滑架(2)滑向机床加工区域；

所述第二马达装置根据预设转动圈数，在所述滑架(2)滑至机床加工区域时自动停止工作；或者根据所述第一控制单元在所述滑架(2)滑至机床加工区域时发送的停止控制信息，停止工作。

15.根据权利要求13或14所述的数控机床，其特征在于，所述机床控制系统还包括：

用于在所述滑架(2)滑至机床加工区域时向所述第一马达装置发送第二控制信息的第二控制单元，所述第二控制信息用于触发所述第一马达装置工作。

16.根据权利要求15所述的数控机床，其特征在于，所述机床控制系统还包括：与所述气动阀(12)电气连接的第三控制单元；

所述第三控制单元用于在数控机床的主轴松开时，向所述气动阀(12)发送第三控制信息，所述第三控制信息用于通过所述气动阀(12)控制所述气缸(14)的活塞杆推动所述定位销(14a)抵紧附件头；以及在数控机床的主轴夹紧附件头时，向所述气动阀(12)发送第四控制信息，所述第四控制信息用于通过所述气动阀(12)控制所述气缸(14)的活塞杆带动所述定位销(14a)离开附件头。

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