CN105397545A - 一种刀库及其换刀方法 - Google Patents

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q3/15506—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling the tool being inserted in a tool holder directly from a storage device (without transfer device)

Abstract

本发明提供了一种刀库，包括支座(1)、机械手控制装置(2)、基体(7)、转盘(3)和控制所述转盘(3)变化刀位的刀库驱动装置(4)，所述转盘(3)安装在基体(7)上，与机床主轴(8)呈90°，所述机械手控制装置(2)固定安装在所述基体(7)上，所述机械手控制装置(2)输出端连接有机械手(5)，所述机械手(5)呈T型，其两端设有用于夹紧刀具的刀夹(51)，所述支座(1)安装在所述基体(7)的侧面用以与机床立柱连接。本发明的有益效果是：使用机械手换刀，具有换刀速度快，稳定可靠等优点，不易出现乱刀现象。

Description

一种刀库及其换刀方法
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种刀库及其换刀方法。
背景技术
传统使用的圆盘式刀库见图3，刀具9轴线与转盘10轴线平行布置，刀库平行于主轴12布置在立柱11的侧面，换刀流程时，主轴12上移与刀具9对齐，主轴12移向刀库的空缺卡爪位置准备换刀，刀库下移拔出主轴上的刀具；刀库旋转到程序要求的换刀位置，刀库退回将需要的刀具插入主轴孔内，主轴移开刀库，下行进行加工。这种形式取刀行程长，一般由液压或气动装置来完成，刀库与主轴间相对有滑动，使刀具定位精度可变，且液压与气动装置的不稳定也增加了换刀故障频率。整体刀库的移动在大型刀具上可能会因为惯性而影响其稳定性。
发明内容
为克服现有技术中存在整体刀库的移动影响其稳定性的问题，本发明提供了一种刀库，具体技术方案如下：
一种刀库，包括支座1、机械手控制装置2、基体7、转盘3和控制所述转盘3变化刀位的刀库驱动装置4，所述转盘3安装在基体7上，与机床主轴8呈90°，所述机械手控制装置2固定安装在所述基体7上，所述机械手控制装置2输出端连接有机械手5，所述机械手5呈T型，其两端设有用于夹紧刀具的刀夹51，所述支座1安装在所述基体7的侧面用以与机床立柱连接。
进一步，所述转盘3外沿上均匀分布有三个以上的刀套6。
进一步，所述基体7上设有用于控制刀具90°旋转的刀具旋转控制装置9。
进一步，所述转盘3外沿上均匀分布有24个刀套6。
进一步，所述机械手控制装置2采用凸轮传动。
进一步，刀具轴线与所述转盘3轴线平行布置。
进一步，所述刀库驱动装置4包括电机、齿轮减速机、马氏机构和滚珠式凸轮，所述滚珠式凸轮与所述刀库基体7连接。
刀具全部包裹在刀套内，刀具不会被污损，确保定位准确和很长的使用寿命。
本发明还提供上述刀库的换刀方法，包括如下步骤：
步骤一：主轴8上移至与位于最低位置的刀套6相同高度处，此时转盘3上的刀套6均与机床主轴8呈90°；
步骤二：刀库驱动装置4驱动转盘3旋转变化刀位，使需要的刀具旋转到最低位置处，控制刀具旋转控制装置9，使刀具旋转90°与机床主轴8平行；
步骤三：机械手5旋转90°，其两端的刀夹51同时夹紧机床主轴8与转盘3上的刀具，机械手5下移拔出两把刀具；
步骤四：机械手5旋转180°，上移同时插入两把刀具；
步骤五：机械手旋转90°，控制刀具旋转控制装置9，使刀具旋转90°与主轴8垂直，主轴下移完成换刀。
电机通过齿轮减速以1:15速比输出，驱动马氏机构旋转，与马氏机构配合的滚柱式凸轮带动转盘3旋转变化刀位。气缸带动杠杆机构控制勾板的上下移动，使刀套实现90°旋转。专用凸轮机构控制机械手转臂的旋转、上下移动以及复位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明使用机械手换刀，具有换刀速度快，稳定可靠等优点，不易出现乱刀现象；
(2)在换刀时，转盘只进行旋转运动，不进行上下移动，避免了因整体刀库的移动影响其稳定性；
(3)机械手由凸轮机构驱动高速旋转，拔刀与插刀同时进行，仅需旋转180°即可，换刀时间仅需4秒。
附图说明
图1是本发明较佳之截面图；
图2是本发明较佳之结构图；
图3是现有技术圆盘式刀库结构；
图4是本发明较佳之刀库换刀示意图一；
图5是本发明较佳之刀库换刀示意图二；
图6是本发明较佳之刀库换刀示意图三；
图7是本发明较佳之刀库换刀示意图四；
图8是本发明较佳之刀库换刀示意图五。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和2所示为一种刀库，包括支座1、机械手控制装置2、基体7、转盘3和控制所述转盘3变化刀位的刀库驱动装置4，所述转盘3安装在基体7上，与机床主轴8呈90°，所述机械手控制装置2固定安装在所述基体7上，所述机械手控制装置2输出端连接有机械手5，所述机械手5呈T型，其两端设有用于夹紧刀具的刀夹51。所述支座1安装在所述基体7的侧面用以与机床立柱连接。
转盘3外沿上均匀分布有三个以上的刀套6，优选数量为24个；基体7上设有用于控制刀具90°旋转的刀具旋转控制装置9；机械手控制装置2采用凸轮传动；刀具轴线与所述转盘3轴线平行布置；刀库驱动装置4包括电机、齿轮减速机、马氏机构和滚珠式凸轮，所述滚珠式凸轮与所述刀库基体7连接。刀具全部包裹在刀套内，刀具不会被污损，确保定位准确和很长的使用寿命。
本实施例还包括上述刀库的换刀方法，包括如下步骤：
步骤一：如图4所示，主轴8上移至与位于最低位置的刀套6相同高度处，此时转盘3上的刀套6均与机床主轴8呈90°；
步骤二：如图5所示，刀库驱动装置4驱动转盘3旋转变化刀位，使需要的刀具旋转到最低位置处，控制刀具旋转控制装置9，使刀具旋转90°与机床主轴8平行；
步骤三：如图6所示，机械手5旋转90°，其两端的刀夹51同时夹紧机床主轴8与转盘3上的刀具，机械手5下移拔出两把刀具；
步骤四：如图7所示，机械手5旋转180°，上移同时插入两把刀具；
步骤五：如图8所示，机械手旋转90°，控制刀具旋转控制装置9使刀具旋转90°与机床主轴8垂直，主轴下移完成换刀。
电机通过齿轮减速以1:15速比输出，驱动马氏机构旋转，与马氏机构配合的滚柱式凸轮带动转盘旋转变化刀位。气缸带动杠杆机构控制勾板的上下移动，使刀套实现90°旋转。专用凸轮机构控制机械手转臂的旋转、上下移动以及复位。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种刀库，其特征在于，包括支座(1)、机械手控制装置(2)、基体(7)、转盘(3)和控制所述转盘(3)变化刀位的刀库驱动装置(4)，所述转盘(3)安装在基体(7)上，与主轴(8)呈90°，所述机械手控制装置(2)固定安装在所述基体(7)上，所述机械手控制装置(2)输出端连接有机械手(5)，所述机械手(5)呈T型，其两端设有用于夹紧刀具的刀夹(51)，所述支座(1)安装在所述基体(7)的侧面用以与机床立柱连接。
2.如权利要求1所述的一种刀库，其特征在于，所述转盘(3)外沿上均匀分布有三个以上的刀套(6)。
3.如权利要求2所述的一种刀库，其特征在于，所述基体(7)上设有用于控制刀具90°旋转的刀具旋转控制装置(9)。
4.如权利要求3所述的一种刀库，其特征在于，所述转盘(3)外沿上均匀分布有24个刀套(6)。
5.如权利要求4所述的一种刀库，其特征在于，所述机械手控制装置(2)采用凸轮传动。
6.如权利要求5所述的一种刀库，其特征在于，刀具轴线与所述转盘(3)轴线平行布置。
7.如权利要求6所述的一种刀库，其特征在于，所述刀库驱动装置(4)包括电机、齿轮减速机、马氏机构和滚珠式凸轮，所述滚珠式凸轮与所述刀库基体(7)连接。
8.一种如权利要求7所述刀库的换刀方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：主轴(8)上移至与位于最低位置的刀套(6)相同高度处，此时转盘(3)上的刀套(6)均与主轴(8)呈90°；
步骤二：刀库驱动装置(4)驱动转盘(3)旋转变化刀位，使需用的刀具旋转到最低位置处，控制刀具旋转控制装置(9)使刀具旋转90°与机床主轴(8)平行；
步骤三：机械手(5)旋转90°，其两端的刀夹(51)同时夹紧主轴(8)与转盘(3)上的刀具，机械手(5)下移拔出两把刀具；
步骤四：机械手(5)旋转180°，上移同时插入两把刀具；
步骤五：机械手旋转90°，控制刀具旋转控制装置(9)，使刀具旋转90°与主轴(8)垂直，主轴下移完成换刀。
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