CN103302537A - 一种链式刀库换刀机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种链式刀库换刀机构，特点是上刀摆转机构包括摆转驱动机构、摆转上刀臂和换刀基架，摆转齿轮轴接在换刀基架内，摆转上刀臂上一体设置有摆转齿轮和用于固定刀具的扣刀槽，摆转驱动机构包括驱动油缸和驱动齿条，驱动齿条与驱动油缸的活塞杆固定连接，驱动齿条与摆转齿轮相互啮合，当驱动油缸的活塞杆推动驱动齿条沿垂直方向移动时，驱动齿条带动摆转齿轮和摆转上刀臂转动；优点是通过摆转上刀臂的摆转代替传统的平移，实现了相应的功能，大幅度减少了平移距离，从而平移定位机构的整体体积得以减小，且降低了平移过程中的摩擦，增加了装置的使用寿命，此外，平移定位机构具有精确定位的功能，大幅度提高了换刀的稳定性和高效性。

Description

一种链式刀库换刀机构

技术领域

本发明涉及一种换刀装置，尤其是一种链式刀库换刀机构。

背景技术

在自动化加工过程中，链式刀库系统是提供储刀及换刀功能的一种装置，链式刀库系统中的自动换刀机构改变了传统以人为主进行储刀及换刀的操作方式，可以大幅缩短加工时间，提高生产效率，并降低生产成本。

目前的链式刀库换刀机构中一般以油缸作为平移机构的驱动力，在旋转装刀机构转动上刀机构到设定的换刀方位后，平移机构在油缸的驱动作用下控制上刀机构平移到用刀装置的换刀位置，此时用上刀机构一侧的扣刀槽在用刀装置的换刀点进行扣刀和拔刀，随后平移机构控制上刀机构的装有新刀具的另一侧移动到换刀点安装新刀具，当用刀装置移开后，平移机构带动上刀机构移动到退刀装置的退刀位进行退刀，最后旋转装刀机构旋转带动上刀机构复位。由于仅仅通过平移来实现上刀机构的工作流程，平移机构的平移轨道较长，油缸的安装又占用了较大的体积，因此平移机构的整体结构较为复杂且占用较大空间；此外，平移机构在平移中较难精确定位，换刀过程中还会产生稳定性和高效性不足的缺陷，同时，持续的平移过程中产生较多的摩擦，链式刀库换刀机构的使用寿命会受到极大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、稳定高效且使用寿命长的链式刀库换刀机构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种链式刀库换刀机构，包括支撑架、固定台、旋转装刀机构、平移定位机构和上刀摆转机构，所述的旋转装刀机构与所述的固定台轴接，所述的支撑架与所述的旋转装刀机构固定连接，所述的平移定位机构设置在所述的支撑架上，所述的上刀摆转机构安装在所述的平移定位机构上，所述的上刀摆转机构包括摆转驱动机构、摆转上刀臂和换刀基架，所述的摆转上刀臂上一体设置有摆转齿轮和用于固定刀具的扣刀槽，所述的摆转齿轮轴接在所述的换刀基架内，所述的摆转驱动机构包括驱动油缸和驱动齿条，所述的驱动齿条与所述的驱动油缸的活塞杆固定连接，所述的驱动齿条与所述的摆转齿轮相互啮合，当驱动油缸的活塞杆推动驱动齿条沿垂直方向移动时，驱动齿条带动摆转齿轮和摆转上刀臂转动。

所述的换刀基架上设置有180度限位组件，所述的180度限位组件包括限位块和制动螺钉，所述的限位块设置在所述的驱动油缸的末端，所述的限位块固定在所述的换刀基架上，所述的限位块与所述的换刀基架之间固定设置有垫片，所述的制动螺钉固定设置在所述的换刀基架的底部。通过调整垫片的厚度可调节驱动油缸的收缩行程，从而根据需要调整摆转上刀臂的旋转位置，实现精确定位。

所述的平移定位机构包括滑动导轨、滑动齿条和摆线马达，所述的滑动导轨固定设置在所述的支撑架上，所述的滑动齿条固定设置在所述的滑动导轨上，所述的摆线马达通过马达安装架固定设置在所述的换刀基架上，所述的摆线马达的轴上固定套设有滑动齿轮，所述的滑动齿轮与所述的滑动齿条相啮合，所述的换刀基架上一体设置有滑动部，当所述的滑动齿轮在所述的滑动齿条上转动时，所述的滑动部带动所述的换刀基架沿所述的滑动导轨移动，所述的滑动导轨的端部设置有减震缓冲器。以摆线马达替代传统油缸作为平移的驱动装置，对平移距离的控制更加精确而且能耗较少；减震缓冲器大大减小平移定位机构的冲击力，降低噪音。

所述的马达安装架上设置有用于调节摆线马达的上下位置的腰形孔。用以调节滑动齿轮的上下位置，从而实现滑动齿轮与滑动齿条的准确啮合。

所述的旋转装刀机构包括液压缸、连接环、环形卡位件、第一转轴和90度旋转定位组件，所述的固定台轴接在所述的第一转轴上，所述的第一转轴的下端通过胀紧套固定在所述的连接环内，所述的第一转轴的上端与所述的支撑架固定连接，所述的液压缸上设置有旋转驱动轴，所述的连接环上固定设置有旋转驱动杆，所述的环形卡位件固定设置在所述的固定台的下部，所述的旋转驱动轴穿过所述的环形卡位件的卡位腔内，所述的旋转驱动轴的前端轴接在所述的旋转驱动杆上，所述的90度旋转定位组件设置在所述的固定台上，当液压缸驱动旋转驱动轴运动时，旋转驱动轴带动旋转驱动杆移动，旋转驱动杆带动连接环转动，连接环通过第一转轴带动支撑架旋转。旋转驱动轴在环形卡位件的卡位腔内运动时，受到卡位腔边缘的阻碍作用而停止运动，调整90度旋转定位组件配合卡位腔来定位旋转装刀机构的旋转范围为0度到90度；胀紧套具有强度高、联结稳定可靠的优点，在超载时将暂时失去联结作用，可以保护设备不受损坏。

所述的90度旋转定位组件包括基准定位挡块和90度定位挡块，所述的基准定位挡块包括基准调整块和基准定位螺钉，所述的基准定位螺钉固定在所述的基准调整块上，所述的90度定位挡块包括90度调整块和90度定位螺钉，所述的90度定位螺钉固定在所述的90度调整块上，所述的支撑架旋转时碰到所述的基准定位螺钉或所述的90度定位螺钉时停止旋转。通过调整基准定位螺钉和90度定位螺钉的长度来使定位更精确。

所述的固定台上设置有输油机构，所述的输油机构包括分油块和液压软管，所述的分油块设置在所述的换刀基架上，所述的液压软管通过旋转接头与所述的分油块相连。旋转接头可使液压软管在整体弯曲时沿管身方向不发生过度扭曲。

所述的支撑架上部固定设置有第二转轴，所述的第二转轴上轴接有外部托架，所述的外部托架上设置有安装板，所述的安装板上固定设置有塑料挡棒，液压软管弯曲时绕塑料挡棒转动。避免了液压软管因与外部设备发生有害接触而使液压软管发生破裂。

与现有技术相比，本发明的优点在于摆转上刀臂上一体设置有摆转齿轮和用于固定刀具的扣刀槽，驱动齿条与摆转齿轮相互啮合，当驱动油缸的活塞杆推动驱动齿条沿垂直方向移动时，驱动齿条带动摆转齿轮和摆转上刀臂转动，通过摆转上刀臂的摆转代替传统的平移，实现了摆转上刀臂两侧的扣刀槽扣刀、拔刀和退刀的功能，大幅度减少了平移定位机构控制上刀摆转机构平移的距离，从而减小了平移定位机构的整体体积，而且平移距离的减少也降低了平移过程中的摩擦，增加了链式刀库换刀机构的使用寿命；此外，平移定位机构具有精确定位的功能，换刀过程中的稳定性和高效性得到大幅度提高。

附图说明

图1为本发明的立体结构分解图；

图2为本发明的侧视剖面结构图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一种链式刀库换刀机构，包括支撑架1、固定台2、旋转装刀机构、平移定位机构和上刀摆转机构，旋转装刀机构与固定台2轴接，上刀摆转机构安装在平移定位机构上，上刀摆转机构包括摆转驱动机构、摆转上刀臂31和换刀基架32，摆转上刀臂31上一体设置有摆转齿轮35和用于固定刀具的扣刀槽311，摆转齿轮35轴接在换刀基架32内，摆转驱动机构包括驱动油缸33和驱动齿条34，驱动齿条34与驱动油缸33的活塞杆331固定连接，驱动齿条34与摆转齿轮35相互啮合，当驱动油缸33的活塞杆331推动驱动齿条34沿垂直方向移动时，驱动齿条34带动摆转齿轮35和摆转上刀臂31转动，换刀基架32上设置有180度限位组件，180度限位组件包括限位块36和制动螺钉37，限位块36设置在驱动油缸33的末端，限位块36固定在换刀基架32上，限位块36与换刀基架32之间固定设置有垫片38，制动螺钉37固定设置在换刀基架32的底部；平移定位机构设置在支撑架1上，平移定位机构包括滑动导轨41、滑动齿条42和摆线马达43，滑动导轨41固定设置在支撑架1上，滑动齿条42固定设置在滑动导轨41上，摆线马达43通过马达安装架44固定设置在换刀基架32上，马达安装架44上设置有用于调节摆线马达43的上下位置的腰形孔，摆线马达43的轴上固定套设有滑动齿轮45，滑动齿轮45与滑动齿条42相啮合，换刀基架32上一体设置有滑动部46，当滑动齿轮45在滑动齿条42上转动时，滑动部46带动换刀基架32沿滑动导轨41移动，滑动导轨41的端部设置有减震缓冲器47；支撑架1与旋转装刀机构固定连接，旋转装刀机构包括液压缸51、连接环52、环形卡位件53、第一转轴54和90度旋转定位组件，固定台2轴接在第一转轴54上，第一转轴54的下端通过胀紧套541固定在连接环52内，第一转轴54的上端与支撑架1固定连接，液压缸51上设置有旋转驱动轴55，连接环52上固定设置有旋转驱动杆56，环形卡位件53固定设置在固定台2的下部，旋转驱动轴55穿过环形卡位件53的卡位腔内，旋转驱动轴55的前端轴接在旋转驱动杆56上，90度旋转定位组件设置在固定台2上，90度旋转定位组件包括基准定位挡块和90度定位挡块，基准定位挡块包括基准调整块61和基准定位螺钉62，基准定位螺钉62固定在基准调整块61上，90度定位挡块包括90度调整块63和90度定位螺钉64，90度定位螺钉64固定在90度调整块63上，当液压缸51驱动旋转驱动轴55运动时，旋转驱动轴55带动旋转驱动杆56移动，旋转驱动杆56带动连接环52转动，连接环52通过第一转轴54带动支撑架1旋转，支撑架1旋转时碰到基准定位螺钉62或90度定位螺钉64时停止旋转，固定台2上设置有输油机构，输油机构包括分油块71和液压软管72，分油块71设置在换刀基架32上，液压软管72通过旋转接头与分油块71相连，支撑架1上部固定设置有第二转轴73，第二转轴73上轴接有外部托架81，外部托架81上设置有安装板82，安装板82上固定设置有塑料挡棒83，液压软管72弯曲时绕塑料挡棒83转动。

本发明的工作过程如下：

当旋转装刀机构旋转带动支撑架1旋转90度到设定的换刀方位后，平移定位机构精确控制上刀摆转机构从原位移动到用刀装置的换刀位置处，人工或机械操控上刀摆转机构一侧的扣刀槽311在用刀装置的换刀点对需要更换的旧刀具进行扣刀和拔刀，随后上刀摆转机构的另一侧的扣刀槽311在180度限位组件的限位作用下，摆转180度到换刀点开始安装新刀具，之后移开用刀装置，平移定位机构带动上刀摆转机构一侧的扣刀槽311移动到退刀装置的退刀位进行退刀，最后旋转装刀机构旋转90度带动支撑架1复位。

Claims (8)

1.一种链式刀库换刀机构，其特征在于包括支撑架、固定台、旋转装刀机构、平移定位机构和上刀摆转机构，所述的旋转装刀机构与所述的固定台轴接，所述的支撑架与所述的旋转装刀机构固定连接，所述的平移定位机构设置在所述的支撑架上，所述的上刀摆转机构安装在所述的平移定位机构上，所述的上刀摆转机构包括摆转驱动机构、摆转上刀臂和换刀基架，所述的摆转上刀臂上一体设置有摆转齿轮和用于固定刀具的扣刀槽，所述的摆转齿轮轴接在所述的换刀基架内，所述的摆转驱动机构包括驱动油缸和驱动齿条，所述的驱动齿条与所述的驱动油缸的活塞杆固定连接，所述的驱动齿条与所述的摆转齿轮相互啮合，当驱动油缸的活塞杆推动驱动齿条沿垂直方向移动时，驱动齿条带动摆转齿轮和摆转上刀臂转动。

2.根据权利要求1所述的一种链式刀库换刀机构，其特征在于所述的换刀基架上设置有180度限位组件，所述的180度限位组件包括限位块和制动螺钉，所述的限位块设置在所述的驱动油缸的末端，所述的限位块固定在所述的换刀基架上，所述的限位块与所述的换刀基架之间固定设置有垫片，所述的制动螺钉固定设置在所述的换刀基架的底部。

3.根据权利要求1所述的一种链式刀库换刀机构，其特征在于所述的平移定位机构包括滑动导轨、滑动齿条和摆线马达，所述的滑动导轨固定设置在所述的支撑架上，所述的滑动齿条固定设置在所述的滑动导轨上，所述的摆线马达通过马达安装架固定设置在所述的换刀基架上，所述的摆线马达的轴上固定套设有滑动齿轮，所述的滑动齿轮与所述的滑动齿条相啮合，所述的换刀基架上一体设置有滑动部，当所述的滑动齿轮在所述的滑动齿条上转动时，所述的滑动部带动所述的换刀基架沿所述的滑动导轨移动，所述的滑动导轨的端部设置有减震缓冲器。

4.根据权利要求3所述的一种链式刀库换刀机构，其特征在于所述的马达安装架上设置有用于调节摆线马达的上下位置的腰形孔。

5.根据权利要求1所述的一种链式刀库换刀机构，其特征在于所述的旋转装刀机构包括液压缸、连接环、环形卡位件、第一转轴和90度旋转定位组件，所述的固定台轴接在所述的第一转轴上，所述的第一转轴的下端通过胀紧套固定在所述的连接环内，所述的第一转轴的上端与所述的支撑架固定连接，所述的液压缸上设置有旋转驱动轴，所述的连接环上固定设置有旋转驱动杆，所述的环形卡位件固定设置在所述的固定台的下部，所述的旋转驱动轴穿过所述的环形卡位件的卡位腔内，所述的旋转驱动轴的前端轴接在所述的旋转驱动杆上，所述的90度旋转定位组件设置在所述的固定台上，当液压缸驱动旋转驱动轴运动时，旋转驱动轴带动旋转驱动杆移动，旋转驱动杆带动连接环转动，连接环通过第一转轴带动支撑架旋转。

6.根据权利要求5所述的一种链式刀库换刀机构，其特征在于所述的90度旋转定位组件包括基准定位挡块和90度定位挡块，所述的基准定位挡块包括基准调整块和基准定位螺钉，所述的基准定位螺钉固定在所述的基准调整块上，所述的90度定位挡块包括90度调整块和90度定位螺钉，所述的90度定位螺钉固定在所述的90度调整块上，所述的支撑架旋转时碰到所述的基准定位螺钉或所述的90度定位螺钉时停止旋转。

7.根据权利要求1所述的一种链式刀库换刀机构，其特征在于所述的固定台上设置有输油机构，所述的输油机构包括分油块和液压软管，所述的分油块设置在所述的换刀基架上，所述的液压软管通过旋转接头与所述的分油块相连。

8.根据权利要求7所述的一种链式刀库换刀机构，其特征在于所述的支撑架上部固定设置有第二转轴，所述的第二转轴上轴接有外部托架，所述的外部托架上设置有安装板，所述的安装板上固定设置有塑料挡棒，液压软管弯曲时绕塑料挡棒转动。

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