CN107030511A - 智能高精密快速换刀伺服刀库 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能高精密快速换刀伺服刀库，该刀库包括刀盘以及均布在刀盘周边的刀爪机构，该刀库还包括一圆盘精密齿轮减速装置以及驱动圆盘精密齿轮减速装置的伺服电机；其中，圆盘精密齿轮减速装置具有外转筒、内支撑筒、外端板、摆动框、活动环、曲轴，两个摆动框及其与曲轴配合使外转筒按一个方向转动，两个曲轴的外端部穿出与外端板并分别设有输入齿轮，在外端板外部、两个输入齿轮之间安装有与两个输入齿轮啮合的减速齿轮；伺服电机的输出端连接有与所述减速齿轮啮合的输出齿轮。本发明采用伺服电机作为动力驱动以及减速装置作为减速传动，定位精准，换刀速度可以提高4‑5倍，有利于整个钻孔攻牙加工效率的提高和加工精度的提高。
Description
技术领域：
本发明涉及CNC加工设备技术领域，特指一种智能高精密快速换刀伺服刀库。
背景技术：
目前，市面上CNC加工中心的刀库一般采用普通电机驱动滚筒式凸轮来带动滚珠式分度机构来进行分度而实现换刀。在钻孔攻牙加工中心，也采用这类刀库，而这类刀库主要存在以下缺点：其一，普通电机及滚筒式凸轮和滚珠式分度机构，主要依靠传感器来进行定位，定位精度低且故障率较高，而且经常有铁屑、油污等粘附在传感器上，造成设备出现误报警，影响加工效率；其二，滚筒式凸轮传动扭矩小、速度慢，传动比也小，滚筒式凸轮是易耗品，磨损快，使用寿命较短，容易引起电机烧坏，维护成本较大；其三，常规刀库最快换刀速度在2秒以内，目前这个换刀速度已经不能满足当前高效加工要求；
发明内容：
本发明的目的在于克服现有产品的不足之处，高精密快速换刀伺服刀库。
本发明实现其目的采用的技术方案是：一种智能高精密快速换刀伺服刀库，该刀库包括刀盘以及均布在刀盘周边的刀爪机构，该刀库还包括一圆盘精密齿轮减速装置以及驱动圆盘精密齿轮减速装置的伺服电机；
其中，圆盘精密齿轮减速装置具有外转筒、内支撑筒以及与内支撑筒外端面连接的外端板，外转筒内壁与内支撑筒外壁之间设有滚轴，内支撑筒的内端突出于外转筒的内端部并连接有固定支架；内支撑筒的外端部凹于外转筒的外端，外端板位于外转筒的外端面处，且在外转筒内部、内支撑筒的外端部之间空间中设有减速传动机构，减速传动机构具有两个叠置的并分别与外转筒内壁的传动齿相配合的摆动框，摆动框的外壁设有与外转筒内壁的传动齿相配合的传动齿，两摆动框之间以及与内支撑筒端面、外转筒端面之间分别设有活动环；在内支撑筒的外端部与外端板之间设有两个同时与两个摆动框的内环接触配合的曲轴，两个摆动框及其与曲轴配合的角度差使其传动齿与外转筒内壁的传动齿交错啮合从而使外转筒按一个方向转动，两个曲轴的外端部穿出与外端板并分别设有输入齿轮，在外端板外部、两个输入齿轮之间安装有与两个输入齿轮啮合的减速齿轮；
在外端板的外部还连接有一罩住所述减速齿轮以及两个输入齿轮的外端盖，在外端盖的外部还设有一电机支架，电机支架上安装有伺服电机，该伺服电机的输出端穿入外端盖内部并且连接有与所述减速齿轮啮合的输出齿轮；
所述刀盘中心开设有中心孔且通过一设置在中心孔外侧的刀盘固定环及螺丝与外转筒的外端部锁紧连接。
在刀盘和刀爪机构的外部还设有刀盘外罩，刀盘外罩分为组装连接的左外罩和右外罩；刀盘外罩的边缘设有供刀具露出的凹部；在刀盘的内侧方、固定支架的两侧设有内罩支架，两内罩支架上分别安装左内罩和右内罩并组合成刀盘内罩，且刀盘内罩的边缘具有遮蔽所述刀盘外罩边缘的翻边部。
外端盖的外部还设有一机罩支架，机罩支架使伺服电机位于其内部，且在机罩支架外部设有电机罩，电机罩呈圆台形延伸至刀盘外罩的边缘。
本发明采用伺服电机作为动力驱动以及圆盘精密齿轮减速装置作为减速传动，伺服电机自带编码定位，易于控制且响应灵敏，控制精度高、驱动速度快，而圆盘精密齿轮减速装置通过曲轴、摆动框的传动，传动扭矩大，可以避免传动惯性，定位精准，从而使刀库上的刀爪和刀具运行位置准确，不会发生漏刀、错刀等现象，与传统的刀库相比，换刀速度可以提高4-5倍，有利于整个钻孔攻牙加工效率的提高和加工精度的提高。此外，本发明增加各种屏蔽铁屑、灰尘的端盖、罩壳，有效地防止内部零件受损，提升造型整洁性和美观性，延长整机使用寿命。
附图说明：
图1、图2是本发明刀库的整体立体示意图；
图3、图4是刀库的内部结构示意图；
图5是本发明中圆盘精密齿轮减速装置的结构示意图；
图6是另一个角度的局部结构示意图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
如图1-图6所示，本发明所述的是一种智能高精密快速换刀伺服刀库，该刀库包括刀盘1以及均布在刀盘1周边的刀爪机构2，该刀库还包括一圆盘精密圆盘精密齿轮减速装置3以及驱动圆盘精密圆盘精密齿轮减速装置3的伺服电机4；
其中，圆盘精密齿轮减速装置3具有外转筒31、内支撑筒32以及与内支撑筒32外端面连接的外端板33，外转筒31内壁与内支撑筒32外壁之间设有滚轴34，内支撑筒32的内端突出于外转筒31的内端部并连接有固定支架5；内支撑筒32的外端部凹于外转筒31的外端，外端板33位于外转筒31的外端面处，且在外转筒31内部、内支撑筒32的外端部之间空间中设有减速传动机构，减速传动机构具有两个叠置的并分别与外转筒31内壁的传动齿相配合的摆动框35，摆动框35的外壁设有与外转筒31内壁的传动齿相配合的传动齿，两摆动框35之间以及与内支撑筒32端面、外转筒31端面之间分别设有活动环36，通过活动环36减少摆动框35的磨损，摆动框35上的传动齿数目比外转筒31内壁的传动齿数目少一个；在内支撑筒32的外端部与外端板33之间设有两个同时与两个摆动框35的内环接触配合的曲轴37，两个摆动框35及其与曲轴37配合的角度差使其传动齿与外转筒31内壁的传动齿交错啮合从而使外转筒31按一个方向转动，两个曲轴37的外端部穿出与外端板33并分别设有输入齿轮38，在外端板33外部、两个输入齿轮38之间安装有与两个输入齿轮38啮合的减速齿轮39；
在外端板33的外部还连接有一罩住所述减速齿轮39以及两个输入齿轮38的外端盖331，在外端盖331的外部还设有一电机支架41，电机支架41上安装有伺服电机4，该伺服电机4的输出端穿入外端盖331内部并且连接有与所述减速齿轮39啮合的输出齿轮42；外端盖331既起到安装电机支架41和减速齿轮39的作用，同时也起到防尘保护的效果，避免圆盘精密齿轮减速装置内部进灰尘；
所述刀盘1中心开设有中心孔且通过一设置在中心孔外侧的刀盘固定环11及螺丝与外转筒31的外端部锁紧连接。
通过上述结构，当伺服电机4工作时，其输出齿轮42与减速齿轮39啮合传动，带动减速齿轮39转动，减速齿轮39转动再带动圆盘精密齿轮减速装置上的两个输入齿轮38转动，进而带动两个曲轴37旋转，两个曲轴37旋转带动两个摆动框35以一定的角度差分别摆动，再利用摆动框35外壁的传动齿与外转筒31内壁的传动齿的配合，带动外转筒31减速转动，从而实现整个外转筒31和刀盘1的减速转动；
在刀盘1和刀爪机构2的外部还设有刀盘外罩6，刀盘外罩6分为组装连接的左外罩和右外罩；刀盘外罩6的边缘设有供刀具露出的凹部61；在刀盘1的内侧方、固定支架5的两侧设有内罩支架51，两内罩支架51上分别安装左内罩和右内罩并组合成刀盘内罩52，且刀盘内罩52的边缘具有遮蔽所述刀盘外罩6边缘的翻边部521。通过设置刀盘外罩6、刀盘内罩62及其翻边部521，能有效防止CNC加工过程中的金属屑落入刀库，对刀库内部起到保护的作用，减少故障发生，延长使用寿命。
外端盖331的外部还设有一机罩支架332，机罩支架332使伺服电机4位于其内部，且在机罩支架332外部设有电机罩7，电机罩7呈圆台形延伸至刀盘外罩6的边缘，通过电机罩7进一步加强防尘保护效果，也使整个刀库外观更为整洁美观。
本发明采用伺服电机作为动力驱动以及圆盘精密齿轮减速装置作为减速传动，伺服电机自带编码定位，易于控制且响应灵敏，控制精度高、驱动速度快，而圆盘精密齿轮减速装置通过曲轴、摆动框的传动，传动扭矩大，可以避免传动惯性，定位精准，从而使刀库上的刀爪和刀具运行位置准确，不会发生漏刀、错刀等现象，与传统的刀库相比，换刀速度可以提高4-5倍，有利于整个钻孔攻牙加工效率的提高和加工精度的提高。此外，本发明增加各种屏蔽铁屑、灰尘的端盖、罩壳，有效地防止内部零件受损，提升造型整洁性和美观性，延长整机使用寿命。
Claims (3)
1.一种智能高精密快速换刀伺服刀库，该刀库包括刀盘以及均布在刀盘周边的刀爪机构，其特征在于：
该刀库还包括一圆盘精密齿轮减速装置以及驱动圆盘精密齿轮减速装置的伺服电机；其中，圆盘精密齿轮减速装置具有外转筒、内支撑筒以及与内支撑筒外端面连接的外端板，外转筒内壁与内支撑筒外壁之间设有滚轴，内支撑筒的内端突出于外转筒的内端部并连接有固定支架；内支撑筒的外端部凹于外转筒的外端，外端板位于外转筒的外端面处，且在外转筒内部、内支撑筒的外端部之间空间中设有减速传动机构，减速传动机构具有两个叠置的并分别与外转筒内壁的传动齿相配合的摆动框，摆动框的外壁设有与外转筒内壁的传动齿相配合的传动齿，两摆动框之间以及与内支撑筒端面、外转筒端面之间分别设有活动环；在内支撑筒的外端部与外端板之间设有两个同时与两个摆动框的内环接触配合的曲轴，两个摆动框及其与曲轴配合的角度差使其传动齿与外转筒内壁的传动齿交错啮合从而使外转筒按一个方向转动，两个曲轴的外端部穿出与外端板并分别设有输入齿轮，在外端板外部、两个输入齿轮之间安装有与两个输入齿轮啮合的减速齿轮；
在外端板的外部还连接有一罩住所述减速齿轮以及两个输入齿轮的外端盖，在外端盖的外部还设有一电机支架，电机支架上安装有伺服电机，该伺服电机的输出端穿入外端盖内部并且连接有与所述减速齿轮啮合的输出齿轮；
所述刀盘中心开设有中心孔且通过一设置在中心孔外侧的刀盘固定环及螺丝与外转筒的外端部锁紧连接。
2.根据权利要求1所述的智能高精密快速换刀伺服刀库，其特征在于：在刀盘和刀爪机构的外部还设有刀盘外罩，刀盘外罩分为组装连接的左外罩和右外罩；刀盘外罩的边缘设有供刀具露出的凹部；在刀盘的内侧方、固定支架的两侧设有内罩支架，两内罩支架上分别安装左内罩和右内罩并组合成刀盘内罩，且刀盘内罩的边缘具有遮蔽所述刀盘外罩边缘的翻边部。
3.根据权利要求1所述的智能高精密快速换刀伺服刀库，其特征在于：外端盖的外部还设有一机罩支架，机罩支架使伺服电机位于其内部，且在机罩支架外部设有电机罩，电机罩呈圆台形延伸至刀盘外罩的边缘。
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