CN103357902B - 电动刀架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动刀架，包括：数控车床、刀架本体、伺服电机和刀架控制单元，伺服电机连接在刀架本体上，刀架本体还包括有气缸和刀盘，伺服电机连接在刀架本体内的第一传动轴上，第一传动轴另一端连接有主动圆弧齿轮，气缸连接在刀架本体内的第二传动轴上，第二传动轴另一端连接有从动圆弧齿轮，主动圆弧齿轮通过圆弧齿轮同步带与从动圆弧齿轮驱动连接，电动刀架通过气缸和刀架控制单元实现气动锁紧和松开，通过伺服电机和同步带轮实现准确换刀。通过上述方式，本发明电动刀架具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑、转位速度快、噪音小，价格低廉等优点，同时在小型数控机床的应用及普及上有着广泛的市场前景。

Description

电动刀架

技术领域

本发明涉及数控机床刀架领域，特别是涉及一种电动刀架。

背景技术

一般的电动刀架由电动机、蜗轮和蜗杆结构、丝杠和螺母结构、霍尔元件定位系统等组成。正转时，电动机通过蜗轮和蜗杆结构将驱动传递给丝杠，螺母和转动的刀架是键槽联结，即螺母和转动的刀架只能做相对的上下滑动，而不能相对转动，而螺母与电机底座是通过齿面啮合形成定位机构，在这对啮合齿脱开之前，螺母是不能转动的，刀架也就不能转动。

刚启动时，由于丝杠的顺时针旋转，螺母相对于转动的刀架向上移动，当啮合齿脱开后，通过销钉和止推槽的作用，使得丝杠转动传递给螺母转动，进而带动刀架转动，进行换刀。到了指定的工位时，通过霍尔元件定位系统和辅助定位销钉进行定位，数控装置控制刀架换刀，电动机进行一定延时的反转信号，因为止推销的作用，螺母系统和刀架系统不能反转，因而螺母系统顺着丝杠向下移动，直到两对啮合齿重新啮合为止，这样完成了整个换刀的过程。

上述的电动刀架换刀过程中，具有以下缺陷：（1）刀位信号有时候无法及时反馈给数控系统，这就容易出现刀位故障，找不到想要的刀位；（2）霍尔元件或定位销钉容易发生故障，导致定位精度出现误差；（3）丝杠螺母机构容易发生卡死现象，导致刀位无法锁紧。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种电动刀架，通过气动方式实现刀架的锁紧和松开，通过伺服电机和同步带轮实现刀架的准确换刀，具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑、转位速度快、噪音小，价格低廉等优点，同时在小型数控机床的应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电动刀架，包括：数控车床、设置在数控车床上的刀架本体、设置在刀架本体上的伺服电机以及与刀架本体连接的刀架控制单元，刀架本体包括刀架箱体、刀架座体、气缸和刀盘，刀架箱体固定连接在刀架座体上，刀架箱体上连接有伺服电机，刀架箱体上还连接有气缸和刀盘。

在本发明一个较佳实施例中，所述刀架箱体内连接有第一传动轴和第二传动轴，伺服电机连接在第一传动轴上，第一传动轴的另一端连接有主动圆弧齿轮，气缸连接在第二传动轴上，第二传动轴的另一端连接有从动圆弧齿轮。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一传动轴的轴线方向与第二传动轴的轴线方向相互平行。

在本发明一个较佳实施例中，所述主动圆弧齿轮通过圆弧齿轮同步带与从动圆弧齿轮驱动连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述刀架箱体上还连接有气缸固定座，所述气缸固定设置在气缸固定座上，刀架箱体内部的第二传动轴上设置有驱动气缸动作的圆推弹簧。

在本发明一个较佳实施例中，所述刀架箱体上设置有分度动盘和分度定盘，分度定盘固定连接在刀架箱体上，分度动盘在刀架箱体上转动设置，分度动盘的外端连接刀盘。

在本发明一个较佳实施例中，所述刀架控制单元包括第一中间继电器、第二中间继电器和电磁阀，第一中间继电器和第二中间继电器均与电磁阀电性连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述刀架控制单元通过接口与刀架本体连接以获取刀架本体的锁紧信号和放松信号。

在本发明一个较佳实施例中，所述刀架控制单元发出刀架锁紧信号并连接到第一中间继电器上，第一中间继电器控制电磁阀的锁紧动作，气缸通过电磁阀的锁紧动作来实现刀架的锁紧；

所述刀架控制单元发出刀架放松信号并连接到第二中间继电器上，第二中间继电器控制电磁阀的放松动作，气缸通过电磁阀的放松动作来实现刀架的放松。

本发明的有益效果是：本发明电动刀架通过气动方式实现刀架的锁紧和松开，通过伺服电机和同步带轮实现刀架的准确换刀，具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑、转位速度快、噪音小，价格低廉等优点，同时在小型数控机床的应用及普及上有着广泛的市场前景。

附图说明

图1是本发明的刀架本体一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是图1的B-B向剖视图；

附图中各部件的标记如下：1、刀架本体，2、伺服电机，3、刀架箱体，4、刀架座体，5、气缸，6、刀盘，7、第一传动轴，8、第二传动轴，9、主动圆弧齿轮，10、从动圆弧齿轮，11、圆弧齿轮同步带，12、分度动盘，13、分度定盘，14、气缸固定座，15、圆推弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图3，本发明实施例包括：

一种电动刀架，包括：数控车床、设置在数控车床上的刀架本体1、设置在刀架本体1上的伺服电机2以及与刀架本体1连接的刀架控制单元。

刀架本体1包括刀架箱体3、刀架座体4、气缸5和刀盘6，刀架箱体3固定连接在刀架座体4上，刀架箱体3上连接有伺服电机2，刀架箱体3上还连接有气缸5和刀盘6。

所述刀架箱体3内连接有第一传动轴7和第二传动轴8，第一传动轴7的轴线方向与第二传动轴8的轴线方向相互平行。

伺服电机2连接在第一传动轴7上，第一传动轴7的另一端连接有主动圆弧齿轮9，气缸连接在第二传动轴8上，第二传动轴8的另一端连接有从动圆弧齿轮10。

所述主动圆弧齿轮9通过圆弧齿轮同步带11与从动圆弧齿轮10驱动连接。圆弧齿轮同步带11上的齿盘与主动圆弧齿轮9和从动圆弧齿轮10上的相互啮合，结构更加紧凑，能够对刀架实现精密定位，减少了定位误差。

所述刀架箱体3上设置有分度动盘12和分度定盘13，分度定盘13固定连接在刀架箱体3上，分度动盘12在刀架箱体3上转动设置，分度动盘12的外端连接刀盘6，这样不仅保证了转位速度快，同时还实现了刀架的定位精确，保证了可以快速找到需要的刀位。

所述刀架箱体3上还连接有气缸固定座14，所述气缸5固定设置在气缸固定座14，刀架箱体3内部的第二传动轴8上设置有驱动气缸5动作的圆推弹簧15。气缸5的往复动作能够实现刀架的锁紧和放松。

本发明中，刀架控制单元包括第一中间继电器、第二中间继电器和电磁阀，第一中间继电器和第二中间继电器均与电磁阀电性连接。所述刀架控制单元通过接口与刀架本体连接以获取刀架本体的锁紧信号和放松信号。

刀架锁紧和放松的工作过程为：

刀架控制单元发出刀架锁紧信号并连接到第一中间继电器上，第一中间继电器控制电磁阀的锁紧动作，气缸5通过电磁阀的锁紧动作来实现刀架的锁紧；

刀架控制单元发出刀架放松信号并连接到第二中间继电器上，第二中间继电器控制电磁阀的放松动作，气缸5通过电磁阀的放松动作来实现刀架的放松。

刀架换刀的工作过程为：

伺服电动刀架在数控车床每次通电后，必须进行刀架的回零操作，否则刀架将无法运行。刀架锁紧信号常态是一，在换刀开始和结束时将发生跳变，当出现刀具索引信号为一时，同时锁紧信号发生零到一的跳变，即可判断换刀过程已结束。

本发明电动刀架的有益效果是：

一、通过伺服电机驱动分度、气缸锁紧和放松，进而实现刀架的锁紧和放松，可靠性高；

二、通过一组齿盘进行精密定位，具有可靠性能高、定位精确、结构紧凑、转位速度快、噪音小，价格低廉等优点；

三、与普通的电动刀架相比具有结构紧凑、换刀速度快、可靠性高等优势，相比普通电动刀架增加的成本微乎其微，完全在实际应用中可以代替普通电动刀架；

四、相比其它高端的液压伺服刀架，伺服刀架具有结构简单，可靠性高，成本低廉等优势，在小型数控机床的应用及普及上有着广泛的市场前景。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种电动刀架，其特征在于，包括：数控车床、设置在数控车床上的刀架本体、设置在刀架本体上的伺服电机以及与刀架本体连接的刀架控制单元，刀架本体包括刀架箱体、刀架座体、气缸和刀盘，刀架箱体固定连接在刀架座体上，刀架箱体上连接有所述伺服电机，刀架箱体上还连接有气缸和刀盘，

所述刀架控制单元包括第一中间继电器、第二中间继电器和电磁阀，第一中间继电器和第二中间继电器均与电磁阀电性连接，

所述刀架控制单元通过接口与刀架本体连接以获取刀架本体的锁紧信号和放松信号，所述刀架控制单元发出刀架锁紧信号并连接到第一中间继电器上，第一中间继电器控制电磁阀的锁紧动作，气缸通过电磁阀的锁紧动作来实现刀架的锁紧；

所述刀架控制单元发出刀架放松信号并连接到第二中间继电器上，第二中间继电器控制电磁阀的放松动作，气缸通过电磁阀的放松动作来实现刀架的放松。

2.根据权利要求1所述的电动刀架，其特征在于，所述刀架箱体内连接有第一传动轴和第二传动轴，伺服电机连接在第一传动轴上，第一传动轴的另一端连接有主动圆弧齿轮，气缸连接在第二传动轴上，第二传动轴的另一端连接有从动圆弧齿轮。

3.根据权利要求2所述的电动刀架，其特征在于，所述第一传动轴的轴线方向与第二传动轴的轴线方向相互平行。

4.根据权利要求2所述的电动刀架，其特征在于，所述主动圆弧齿轮通过圆弧齿轮同步带与从动圆弧齿轮驱动连接。

5.根据权利要求1所述的电动刀架，其特征在于，所述刀架箱体上还连接有气缸固定座，所述气缸固定设置在气缸固定座上，刀架箱体内部的第二传动轴上设置有驱动气缸动作的圆推弹簧。

6.根据权利要求1所述的电动刀架，其特征在于，所述刀架箱体上设置有分度动盘和分度定盘，分度定盘固定连接在刀架箱体上，分度动盘在刀架箱体上转动设置，分度动盘的外端连接刀盘。