CN105643333A - 带伺服刀库的雕铣机床 - Google Patents

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徐新华
匡宗军
匡宗发
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Abstract

一种带伺服刀库的雕铣机床，它的刀库倾斜安装在刀盘支撑座的刀盘支撑斜面上并朝向主轴，刀库包括有平行安装在刀盘支撑座的刀盘支撑斜面上的转盘、环布在转盘周边上的若干套刀爪组、夹装在刀爪组上的带铣刀的刀柄；刀库最下端的那套刀爪组处于水平位置。刀库在旋转时很容易避开刀轴的同时，刀轴可以在竖直方向上装上或卸后刀柄后再水平移开刀爪组，于是在整个换刀过程中，刀库只需在刀盘支撑座的刀盘支撑斜面上旋转，而无需在X轴方向上平移来避开刀轴，这样就不用很大的空间才能完成换刀，使得整台雕铣机床的结构比较紧凑，占用空间较小，另外整个换刀过程更为简单、换刀时间大为减少，因此它的结构更合理、换刀效率大大提高，生产成本更低。

Description

带伺服刀库的雕铣机床
技术领域
本发明涉及一种数控机床，尤其是指带伺服刀库的雕铣机床。
背景技术
为便于更换铣刀和提高换刀效率，人们往往会在雕铣机床上安装刀库。当前的雕铣机床的刀库是水平放置的刀盘，刀盘中的每一把带铣刀的刀柄都是竖直插入到刀盘中的，这样在更换时，需要额外的机械手抓取刀轴上的刀柄先还回刀库中去后，然后再由机械手抓取所要刀号的那把刀柄装回到刀轴上，在还刀、取新刀前后，三个机构需要进行如下操作：
1、刀轴需要在Y、X轴上平移外，还要在Z轴上升降动作；
2、刀盘除了水平转动外，也要在X轴上平移动作；
3、机械手除了夹住刀柄外，还要进行摆动和往返翻转180度的动作。
从上可以看出，当前的雕铣机床具有如下缺点：一、这三个机构的动作比较复杂，在整个换刀过程中耗时较长，导致换刀效率低；二、由于机械手的摆动和翻转动作，以及刀盘的平移动作，都需要较大的空间才能完成，导致当前的雕铣机床具占用比较大的空间，生产成本增加；三、另外，如图1、2所示，由于采用普通电机，在装夹夹具10、刀柄20上分别设有定位凸台101和定位凹槽201，这样在换刀前都需要较长时间来定位好定位凸台101和定位凹槽201，然后才能进行装拆刀柄，从而导致换刀时间进一步加长。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种结构更合理、能提高换刀效率的带伺服刀库的雕铣机床。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种带伺服刀库的雕铣机床，包括底座、工作台、主轴机台、安装在主轴机台上的主轴、用来安装主轴机台的机台座、刀库，所述刀库倾斜安装在刀盘支撑座的刀盘支撑斜面上；所述刀库朝向该主轴，其包括有平行安装在该刀盘支撑座的刀盘支撑斜面上的转盘、环布在该转盘周边上的若干套刀爪组、夹装在刀爪组上的带铣刀的刀柄；所述刀库最下端的那套刀爪组处于水平位置。
在对上述带伺服刀库的雕铣机床的改进方案中，所述刀爪组包括有带弧形缺口的刀爪座、分别铰接在刀爪座两侧的刀爪支架、安装在该刀爪支架露出到该弧形缺口的那一端上的滑轮、安装在刀爪支架另一端上使刀爪支架上的滑轮摆往该弧形缺口的弹性件；所述的这两个滑轮在复位状态下最近点之间的距离比刀柄的卡槽直径小；在所述弧形缺口中设有弧形凸起，其半径与刀柄的卡槽半径相等；所述弧形凸起和滑轮能卡入到该刀柄的卡槽中；所述弧形凸起的象限点到这对滑轮中心连线之间的距离比该卡槽的半径大。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于刀库倾斜安装在刀盘支撑座的刀盘支撑斜面上，使得刀库在旋转时很容易避开刀轴的同时，刀轴可以在竖直方向上装上或卸后刀柄后再水平移开刀爪组，于是在整个换刀过程中，刀库只需在刀盘支撑座的刀盘支撑斜面上旋转，而无需在X轴方向上平移来避开刀轴，这样就不用很大的空间才能完成换刀，使得整台雕铣机床的结构比较紧凑，占用空间较小，另外，由于省去了反复进行摆动和翻转动作的机械手，使得整个换刀过程更为简单、换刀时间大为减少的同时，由于采用伺服电机，这样就可以准确定位来装拆刀柄，而不需要对刀柄、机械手夹具加工出象定位凹槽、定位凸台之类的复杂定位结构，因此本发明的结构更合理、换刀效率大大提高，生产成本更低。
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：
【附图说明】
图1是现阶段雕铣机的示意图；
图2是现阶段雕铣机的刀柄装拆示意图；
图3是本发明的示意图；
图4是本发明在刀库处的正视图；
图5是图4的局部I的放大图；
图6是本发明在刀库处的后视图；
图7是本发明在刀库处的侧视图。
【具体实施方式】
一种带伺服刀库的雕铣机床，如图3至7所示，包括底座1、工作台2、主轴机台3、安装在主轴机台3上的主轴4、用来安装主轴机台3的机台座5、刀库6，在此，所述刀库6倾斜安装在刀盘支撑座7的刀盘支撑斜面上；所述刀库6朝向该主轴4，其包括有平行安装在该刀盘支撑座7的刀盘支撑斜面上的转盘61、环布在该转盘61周边上的若干套刀爪组62、夹装在刀爪组62上的带铣刀的刀柄63，所有刀柄63安装在刀爪组62上后形成了刀库；所述刀库6最下端的那套刀爪组62处于水平位置，使得其装夹的那个刀柄是处于垂直状态以便于主轴4在X轴方向上水平进出刀爪组、Z轴方向上升降后套入刀柄或松开刀柄来归还旧刀柄、装上新刀柄，于是就可以不用机械手来抓取刀柄来装拆；
所述刀库6由安装在刀盘支撑座7上的伺服电机8驱动，这样就可以使刀库的旋转定位更准确，避免了因长时间校正定位所带来的耗时。
本发明在换刀时的流程如下：
1、还刀前的准备：主轴定位后，刀轴在Z轴方向上上升到原点，并沿X轴移动到对应刀库最下端的处于水平位置上的那个刀爪组的同时，伺服电机8驱动刀库6在刀盘支撑座7的刀盘支撑斜面上旋转，使待还刀柄所对应的那个刀爪组（其未夹装有刀柄）回转到转盘最下端的水平位置上时停下来；
2、还刀：刀轴沿Z轴下移至处于水平位置的那个刀爪组位置时，刀轴再在X轴方向上移动到水平刀爪组的刀爪架中，使待还刀柄夹在水平刀爪组中，然后松开待还刀柄的同时，刀轴沿Z轴上升；
3、装新刀准备：伺服电机驱动刀库在刀盘支撑座的刀盘支撑斜面上旋转，当所需要的那个刀号（即新刀）转到转盘最下端的水平位置上时停下来；
4、装新刀：刀轴沿Z轴下移到处于水平位置的那个刀爪组位置，来装入新刀柄；接着，沿X轴移动来将新刀柄往外滑离刀爪组后再沿Z轴上移到原点时结束，这样就完成了换刀过程。
从上可以看出，在整个换刀过程中，刀库6只需在刀盘支撑座7的刀盘支撑斜面上旋转，而无需在X轴方向上平移来避开刀轴，这样就不用很大的空间才能完成换刀，使得整台雕铣机床的结构比较紧凑，占用空间较小，另外，由于省去了需要反复进行摆动和翻转动作的机械手，使得整个换刀过程更为简单、换刀时间大为减少的同时，由于采用伺服电机，这样就可以准确定位来装拆刀柄，而不需要对刀柄、夹具加工出象定位凹槽、定位凸台之类的复杂定位结构，因此本发明的结构更合理、换刀效率大大提高，生产成本更低。
在本实施例中，刀爪组62包括有带弧形缺口622的刀爪座621、分别铰接在刀爪座621两侧的刀爪支架623、安装在该刀爪支架623露出到该弧形缺口622的那一端上的滑轮624（即滑轮624安装在刀爪支架的一端上，而这一端是露出弧形缺口622的那一边）、安装在刀爪支架623另一端上使刀爪支架623上的滑轮624摆往该弧形缺口622的弹性件625；所述的这两个滑轮624在复位状态下最近点之间的距离比刀柄63的卡槽631直径小；在所述弧形缺口622中设有弧形凸起626，其半径与刀柄63的卡槽631半径相等；所述弧形凸起626和滑轮624能卡入到该刀柄的卡槽631中，而所述弧形凸起626的象限点到这对滑轮中心连线之间的距离比该卡槽631的半径大，这样当刀柄63滑进到弧形缺口622时，这对滑轮和弧形凸起626围成的空间大于180度，使得刀柄刚好由弧形凸起626和一对滑轮624夹住的同时，由这对滑轮防止刀柄在水平方向上滑出弧形缺口622。在本实施例中，弹性件625为压簧，当然它也可以是拉簧等。优选地，刀柄的卡槽631上下边设有倒角，以便于弧形凸起626和滑轮624能落入到该卡槽中。
伺服电机8由编码器9实现全闭环伺服工作和智能补正定位。
尽管参照上面实施例详细说明了本发明，但是通过本公开对于本领域技术人员显而易见的是，而在不脱离所述的权利要求限定的本发明的原理及精神范围的情况下，可对本发明做出各种变化或修改。因此，本公开实施例的详细描述仅用来解释，而不是用来限制本发明，而是由权利要求的内容限定保护的范围。

Claims (2)

1.一种带伺服刀库的雕铣机床，包括底座（1）、工作台（2）、主轴机台（3）、安装在主轴机台（3）上的主轴（4）、用来安装主轴机台（3）的机台座（5）、刀库（6），其特征在于，所述刀库（6）倾斜安装在刀盘支撑座（7）的刀盘支撑斜面上；所述刀库（6）朝向该主轴（4），其包括有平行安装在该刀盘支撑座（7）的刀盘支撑斜面上的转盘（61）、环布在该转盘（61）周边上的若干套刀爪组（62）、夹装在刀爪组（62）上的带铣刀的刀柄（63）；所述刀库（6）最下端的那套刀爪组（62）处于水平位置。
2.根据权利要求1所述的带伺服刀库的雕铣机床，其特征在于，所述刀爪组（62）包括有带弧形缺口（622）的刀爪座（621）、分别铰接在刀爪座（621）两侧的刀爪支架（623）、安装在该刀爪支架（623）露出到该弧形缺口（622）的那一端上的滑轮（624）、安装在刀爪支架（623）另一端上使刀爪支架（623）上的滑轮（624）摆往该弧形缺口（622）的弹性件（625）；所述的这两个滑轮（624）在复位状态下最近点之间的距离比刀柄（63）的卡槽（631）直径小；在所述弧形缺口（622）中设有弧形凸起（626），其半径与刀柄（63）的卡槽（631）半径相等；所述弧形凸起（626）和滑轮（624）能卡入到该刀柄的卡槽（631）中；所述弧形凸起（626）的象限点到这对滑轮中心连线之间的距离比该卡槽（631）的半径大。
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