CN103465082A - 三主轴数控加工中心机床刀库结构 - Google Patents

三主轴数控加工中心机床刀库结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三主轴数控加工中心刀库结构，包括有托架、链轮、链条、刀夹、伺服电机、减速器、油缸和底座及三组传感器，其设计可适用于二根或三根主轴形状机床的应用，链轮、链条、刀夹、传感器的安排及传感器的功能系预防三主轴与刀夹有碰撞的情况，可以配合三主轴数控立式加工中心换刀等应用。

Description

三主轴数控加工中心机床刀库结构
技术领域
本发明属于一种数控机床辅助设备，具体是一种适用多主轴数控加工中心机床的应用。
背景技术
    传统的数控机床刀库，无论是机械式还是斗笠式，仅适用于单一主轴换刀而设计，对多主轴立式加工中心，则传统刀库结构即不适用。
发明内容
本发明的目的是提供一种三刀同时交换的数控加工中心机床刀库，为了提高加工效率，降低投资成本，固此需要重新研究单主轴机床的设计，改进为具有三主轴机床可同时加工，来达到提高加工效率的目的，本发明刀库的设计，是针对多主轴机床而设计，适应二根主轴或三根主轴机床的应用。
本发明的技术方案如下：
三主轴数控加工中心机床刀库结构，包括有链轮（3）、链条（2）、刀夹（1），所述的链轮（3）、链条（2）、刀夹（1）排列的形状为长方形，刀夹（1）上安装有三组传感器（9），三组传感器（9）之间的距离与三主轴的间距相配合。
在三轴数控加工中心做任何三主轴抓刀或换刀时，三组传感器（9）必须先检测刀夹（1）是否有刀或无刀状态，要配合三主轴抓刀或换刀动作，传感器（9）可传送信号到PLC示警。
当三主轴需要抓刀时，三主轴数控加工中心的三主轴归零位后，三主轴到达抓刀位置后，刀库油缸（8）进油，带动刀托架（4）链轮（3）链条（2）刀夹（1）和刀具及三组传感器(9)前进至三主轴抓刀位置下方，三主轴沿Z轴方向下降使对应的三个刀夹（1）上的刀具插入三主轴数控加工中心三个主轴内的刀槽内.三主轴头沿Y方向前进带同刀具进行下一步加工动作；当三主轴要换刀时首先三主轴要先将三主轴头上刀具放回到刀夹（1）原来刀具的位置，三主轴头已无刀状态，三主轴头沿Z方向上升到抓刀位置后，由CNC控制伺服电机（5）启动，带动减速器（6）链轮（3）链条（2）和刀夹（1）及刀具到达下一个需要使用刀具位置，三主轴头沿Z方向下降使对应的三个刀夹（1）的刀具插入三主轴内的刀槽内进行下一步加工动作。
三主轴数控加工中心机床刀库结构，包括有托架（4）、链轮（3）、链条（2）、刀夹（1）、伺服电机（5）、减速器（6）、油缸（8）和底座（7）；所述的伺服电机（5）固定安装在托架（4）内；伺服电机（5）输出端连接有减速器（6），减速器（6）输出端连接有链轮（3）；托架的四个拐角处安装有4个链轮（3），4个链轮（3）上连接有链条（2）；链条（2）固定连接有刀夹（1），作正反循环运动；所述的油缸（8）固定安装在底座（7）上；油缸（8）活塞端固定连接着托架（4）；托架（4）滑动安装在底座（7）上，作前后Y方向滑动。
在三轴数控加工中心做任何三主轴抓刀或换刀时，三组传感器（9）必须先检测刀夹（1）是否有刀或无刀状态，要配合三主轴抓刀或换刀动作，传感器（9）可传送信号到PLC示警。
当三主轴需要抓刀时，三主轴数控加工中心的三主轴归零位后，三主轴到达抓刀位置后，刀库油缸（8）进油，带动刀托架（4）链轮（3）链条（2）刀夹（1）和刀具及三组传感器(9)前进至三主轴抓刀位置下方，三主轴沿Z轴方向下降使对应的三个刀夹（1）上的刀具插入三主轴数控加工中心三个主轴内的刀槽内.三主轴头沿Y方向前进带同刀具进行下一步加工动作；当三主轴要换刀时首先三主轴要先将三主轴头上刀具放回到刀夹（1）原来刀具的位置，三主轴头已无刀状态，三主轴头沿Z方向上升到抓刀位置后，由CNC控制伺服电机（5）启动，带动减速器（6）链轮（3）链条（2）和刀夹（1）及刀具到达下一个需要使用刀具位置，三主轴头沿Z方向下降使对应的三个刀夹（1）的刀具插入三主轴内的刀槽内进行下一步加工动作。
在三轴数控加工中心做任何三主轴抓刀或换刀时，三组传感器（9）必须配合每根主轴先检测刀夹（1）是否有刀或无刀状态，要配合三主轴抓刀或换刀动作，以避免三主轴与刀库有碰撞情况。
本发明的动作原理：
本发明的动作是：链轮3通过减速器6的带动作循环运动；刀夹1固定安装在链条2上，通过链轮3带动链条2带动刀夹1作循环运动。由伺服电机提供驱动力， CNC数控系统控制。油缸8的活塞杆固定连接在托架4内，通过油缸8带动托架4、电机5、减速器6、链轮3、链条2和刀夹1作前后滑动运动。由液压站提供驱动力， PLC控制。
三组传感器9的功能是检测在刀夹1，是否装有刀或无刀。
附图说明
图1数控加工中心机床多轴刀库结构图。
图2数控加工中心机床多轴刀库分解图。
具体实施方式
参见附图，三主轴数控加工中心机床刀库结构，包括有托架4、链轮3、链条2、刀夹1、伺服电机5、减速器6、油缸8和底座7及三组传感器9；所述的伺服电机5固定安装在托架4内；伺服电机5输出端连接有减速器6，减速器6输出端连接有链轮3；托架的四个拐角处安装有4个链轮3，4个链轮3上连接有链条2；链条2固定连接有刀夹1，作正反循环运动；所述的油缸8固定安装在底座7上；油缸8活塞端固定连接着托架4；托架4滑动安装在底座7上，作前后Y方向运动，底座7上固定安装有两个滑轨，托架滑动配合于滑轨，以油缸来驱动，构成托架滑动运动。
伺服电机5的输出端带动减速器6旋转；减速器6的输出端带动链轮3旋转；通过链轮3带动链条2和刀夹1作正反循环运动；当油缸8作前后运动时，带动托架4、链轮3、链条2和刀夹1作前后滑动运动。
伺服电机5输出端安装在减速器6内；减速器6的输出端固定连接在链轮3内；4个链轮3套有链条2；刀夹1固定安装在链条2上，启动伺服电机5使减速器6、链轮3左右旋转，带动链条2；刀夹1作左右循环运动。
所述的油缸8固定连接在底座7上；油缸8的输出端固定连接在托架4内，托架4滑动连接在底座7上，当油缸8作前后运动时，推动托架4、链轮3、链条2和刀夹1作前后滑动运动。
三根主轴抓刀及换刀动作：
当三主轴数控加工中心主轴需要由刀库来抓刀或换刀。首先三主轴在无刀情况下要到刀库抓刀。三主轴数控加工中心，三主轴归零位后主轴头停在抓刀位置，此时刀库伺服电机5启动，带动减速器6,带动链轮3旋转，带动链条2和刀夹1及刀具作循环运动，所有刀具已事先装在刀夹1上，由CNC控制伺服电机5停止在需要立即使用刀具在三主轴要抓刀的位置等候三主轴来抓刀。此时由PLC控制三个传感器9，要检测刀夹1，必须有刀才能继续下一动作。若无刀，则机床停止并报警。刀库油缸8进油带动托架4，链轮3，链条2和刀夹1前进。到达刀库设定点，由CNC控制机床三根主轴头同时向下方Z运动，使对应的三根刀柄插入三根主轴内的刀槽内，三轴数控加工中心由CNC控制启动抓紧刀柄动作，然后启动Y方向由电机带动立柱向前依Y方向运动。三主轴带着刀离开刀夹1，继续切削动作，此时刀库油缸8前端进油，带动托架4，链轮3链条2和刀夹1后退归零。而刀库伺服电机5并不启动，链轮3链条2和刀夹1仍停留在三主轴在抓刀时的位置，此时刀夹1已是空位，等候三主轴要换刀时将原来刀归还到原刀夹1的空位。
当三主轴数控加工中心主轴需要换刀时刀库油缸8进油带动托架4链轮3链条2和刀夹1前进到达刀库换刀的设定点，由CNC控制三主轴加工中心立柱带主轴头，而Y方向移动将三把刀放回到空位的刀夹1，CNC控制主轴头沿Z方向上升至抓刀点。此时刀库伺服电机5启动，带动减速器6，带动链轮3旋转带动链条2和刀夹1及刀具循环运动，由CNC控制伺服电机5停止在需要立即使用刀具在三主轴要抓刀的位置等候三主轴来抓刀，此时由PLC控制三个传感器9，检测刀夹1必须有刀，才能继续下一步三主轴抓刀动作。

Claims (3)

1.三主轴数控加工中心机床刀库结构，包括有链轮（3）、链条（2）、刀夹（1），其特征在于，所述的链轮（3）、链条（2）、刀夹（1）排列的形状为长方形，刀夹（1）上安装有三组传感器（9），三组传感器（9）之间的距离与三主轴的间距相配合。
2.根据权利要求1所述的三主轴数控加工中心机床刀库结构，其特征在于，在三轴数控加工中心做任何三主轴抓刀或换刀时，三组传感器（9）必须先检测刀夹（1）是否有刀或无刀状态，要配合三主轴抓刀或换刀动作，传感器（9）可传送信号到PLC示警。
3.根据权利要求1或2所述的三主轴数控加工中心机床刀库结构，其特征在于，当三主轴需要抓刀时，三主轴数控加工中心的三主轴归零位后，三主轴到达抓刀位置后，刀库油缸（8）进油，带动刀托架（4）链轮（3）链条（2）刀夹（1）和刀具及三组传感器(9)前进至三主轴抓刀位置下方，三主轴沿Z轴方向下降使对应的三个刀夹（1）上的刀具插入三主轴数控加工中心三个主轴内的刀槽内.三主轴头沿Y方向前进带同刀具进行下一步加工动作；当三主轴要换刀时首先三主轴要先将三主轴头上刀具放回到刀夹（1）原来刀具的位置，三主轴头已无刀状态，三主轴头沿Z方向上升到抓刀位置后，由CNC控制伺服电机（5）启动，带动减速器（6）链轮（3）链条（2）和刀夹（1）及刀具到达下一个需要使用刀具位置，三主轴头沿Z方向下降使对应的三个刀夹（1）的刀具插入三主轴内的刀槽内进行下一步加工动作。
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