CN103465082B - 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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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
[0001]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
[0002]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
[0003]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。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]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(I),所述的链轮(3)、链条(2)、刀夹(I)排列的形状为长方形,刀夹(I)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。
[0006] 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(I)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示塾目ο
[0007]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(I)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(I)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(I)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(I)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(I)的刀具插入三主轴内的刀槽内进行下一步加工动作。
[0008]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(I)、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(I),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。
[0009] 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(I)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示塾目ο
[0010]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(I)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(I)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(I)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(I)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(I)的刀具插入三主轴内的刀槽内进行下一步加工动作。
[0011] 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(I)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。
[0012]本发明的动作原理:
[0013]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I固定安装在链条2上,通过链轮3带动链条2带动刀夹I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I作前后滑动运动。由液压站提供驱动力,PLC控制。
[0014]三组传感器9的功能是检测在刀夹I,是否装有刀或无刀。
附图说明
[0015]图1数控加工中心机床多轴刀库结构图。
[0016]图2数控加工中心机床多轴刀库分解图。
具体实施方式
[0017]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I,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。
[0018]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I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I作前后滑动运动。
[0019]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I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I作左右循环运动。
[0020]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I作前后滑动运动。
[0021]三根主轴抓刀及换刀动作:
[0022]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I及刀具作循环运动,所有刀具已事先装在刀夹I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I,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I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I,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I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I仍停留在三主轴在抓刀时的位置,此时刀夹I已是空位,等候三主轴要换刀时将原来刀归还到原刀夹I的空位。
[0023]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I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I,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I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I必须有刀,才能继续下一步三主轴抓刀动作。

Claims (1)

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(I),其特征在于,所述的链轮(3)、链条(2)、刀夹(I)排列的形状为长方形,刀夹(I)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; 所述的三主轴数控加工中心机床刀库结构,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(I)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; 所述的三主轴数控加工中心机床刀库结构,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(I)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(I)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(I)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(I)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(I)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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