CN107598637A - 一种半月式刀库结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半月式刀库结构，包括：刀库本体；驱动装置，包括驱动电机和谐波减速机，驱动电机的电机输出轴穿过刀库本体后连接谐波减速机；刀盘，设置于谐波减速机的顶部且与谐波减速机连接；刀盘的顶面边缘均匀开设有若干个刀盘安装台，每个刀盘安装台的台面设置有刀具安装槽；夹具，夹具的U型底部卡入刀具安装槽中，夹具的两端伸出刀具安装槽并能够用于夹持刀具。该半月式刀库结构通过驱动电机带动谐波减速机动作，由谐波减速机直接带动刀盘转动，中间不再经过其他额外的传动结构，极大简化了驱动系统的结构，能够避免刀盘转动时出现上下颠簸的情况，提高刀盘运行的水平精度及传动稳定性，改善定位精准度，保证加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及刀库设备技术领域，尤其涉及一种半月式刀库结构。
背景技术
随着机床数控技术的发展，越来越多的数控机床配备自动换刀系统。使用自动换刀系统能够在同一台设备上对同一个产品进行车、铣、钻、磨等工艺，极大提高加工效率。
在自动化发展初期，各刀具的转换都是由人工调换与调试，不仅浪费时间、还增加了人工成本。随着自动化技术越来越成熟，具有自动换刀功能的刀库系统深得制造加工企业的青睐，刀库系统的应用也越来越普遍。刀库系统中需要将每把刀具的位置坐标输入控制系统，在刀库进行自动换刀时，刀盘旋转一定的角度将所需的刀具旋转到刀盘的输出口，进行自动换刀。
刀盘作为配合机加工设备的结构，通过齿轮传动机构与减速机的输出端连接，减速机通过联轴器与电机连接。在换刀时，电机驱动减速机并带动齿轮传动机构动作，进而带动刀盘转动。这种传动方式由于传动过程复杂，稳定性差，在转动过程中出现上下颠簸的情况，定位不准确，偏差较大，影响工件的加工精度。
因此，亟需一种新型的刀库系统用来解决上述颠簸造成稳定性差、定位不准确、偏差较大、精度低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种半月式刀库结构，能够避免刀盘转动时出现上下颠簸的情况，有效提高传动稳定性，改善定位精准度，保证加工精度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种半月式刀库结构，包括：
刀库本体，用于连接机床；
驱动装置，包括设置于所述刀库本体的底部的驱动电机和设置于所述刀库本体的顶部的谐波减速机，所述驱动电机的电机输出轴穿过所述刀库本体后连接所述谐波减速机；
刀盘，设置于所述谐波减速机的顶部且与所述谐波减速机的减速机输出轴连接；所述刀盘的顶面边缘均匀开设有若干个刀盘安装台，每个所述刀盘安装台的台面设置有U型的刀具安装槽；
夹具，所述夹具为呈U型的弹簧钢结构，所述夹具的U型底部卡入所述刀具安装槽中，所述夹具的两端伸出所述刀具安装槽并能够用于夹持刀具。
其中，半月式刀库结构还包括：
驱动电机防护罩，连接于所述刀库本体的底部，并围绕在所述驱动电机的周围，以将所述驱动电机包裹其中。
其中，所述驱动电机防护罩的其中一侧面和顶面设置有开口，所述驱动电机防护罩的顶部与所述刀库本体的底面配合形成密封，所述驱动电机防护罩的侧面的开口处设置有维护用的防护门板，所述防护门板的一侧与该开口的一侧铰接，所述防护门板的另一侧与该开口的另一侧通过相互吸合的磁铁吸合或通过螺钉连接。
其中，所述刀盘为具有直线切边的半月形结构，所述半月形结构的圆弧的两端对应的圆心角为180°～275°。
其中，所述刀盘的直线切边处固定连接有刀盘防护板，所述刀盘防护板的顶端高出所述刀盘设置。
其中，所述刀库本体的顶部固定有盖设于所述刀盘上方的刀库防护罩，所述刀库防护罩的对应于所述直线切边的一侧设置有开口，所述刀盘防护板位于所述开口处并与所述刀库防护罩共同围成一封闭空间，以将所述刀盘、所述夹具及所述刀具罩于其中，在换刀时，所述刀盘能够带动所述刀盘防护板旋转进入所述刀库防护罩的内部以打开所述开口。
其中，所述刀盘安装台的顶面对应于所述刀具安装槽的U型的弯角的位置开设有连接孔，所述连接孔连接有连接螺钉，所述连接螺钉与所述刀盘安装台之间设置有连接垫片，所述连接垫片能够压于所述刀具安装槽的上方，以将所述夹具固定于所述刀具安装槽中。
其中，所述刀具的夹持部外周设置有第一环和第二环，所述第一环和所述第二环之间形成环形卡槽，所述夹具的两端能够卡入所述环形卡槽中形成配合。
其中，所述夹具的两端分别设置有向外侧凸出的夹持部，所述夹持部能够与所述环形卡槽配合。
其中，所述夹具为弹性钢条或弹性钢板。
本发明的有益效果为：
1、该半月式刀库结构通过驱动电机带动谐波减速机动作，由谐波减速机直接带动刀盘转动，中间不再经过其他额外的传动结构，极大简化了驱动系统的结构，能够避免刀盘转动时出现上下颠簸的情况，提高刀盘运行的水平精度及传动稳定性，改善定位精准度，保证加工精度。
2、该半月式刀库结构通过刀库本体来支撑驱动电机和谐波减速机，使得结构简化并稳定，并在驱动电机周围设置驱动电机防护罩，能够很好地降噪。
3、该半月式刀库结构通过在刀库本体上设置刀库防护罩，并在刀盘的直线切边处设置刀盘防护板，利用刀库防护罩和刀盘防护板形成一个独立空间，将刀盘罩于其中，从而在不进行换刀操作时，刀盘以及刀盘相关结构处于这个独立空间中，起到保护作用，从外周来看形成一个整体，使外形结构简化，整体性好。
4、该半月式刀库结构的刀盘采用具有直线切边的半月式结构，能够适用于空间较小的小型机床，这种机床由于换刀空间有限，刀盘常常会伸入到工作台处，而当工作台有加工工件时，很容易导致刀具和加工工件发生碰撞，因此，刀盘的直线切边处形成圆缺，在换刀后圆缺处可以很好地避让工作台及加工工件，进而避免干涉。
5、该半月式刀库结构采用U型的弹簧钢结构的夹具，利用弹簧钢结构的自身弹性，能够很好地夹持刀具，其操作便利，装取极其方便。
附图说明
图1是本发明的半月式刀具结构的整体俯视结构示意图；
图2是本发明的半月式刀具结构在移除刀库防护罩后的正面结构示意图；
图3是图2中的半月式刀具结构的立体结构示意图；
图4是本发明的其中一个夹具和刀盘的分解结构示意图；
图5是图4中I处的局部放大示意图；
图6是本发明的夹具的结构示意图；
图7是本发明的刀具的结构示意图。
图中：1-刀库防护罩；2-驱动电机；21-驱动电机防护罩；3-刀库本体；4-谐波减速机；5-刀盘；6-夹具；7-刀盘防护板；8-刀具；51-刀盘安装台；52-刀具安装槽；53-连接孔；54-连接螺钉；55-连接垫片；61-夹持部；81-第一环；82-第二环；83-环形卡槽。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至7所示，本发明的半月式刀库结构，包括用于连接机床的刀库本体3，连接于刀库本体3的驱动装置，设置于驱动装置顶部的刀盘5，连接于刀盘5的夹具6及夹持于夹具6的刀具。
其中，驱动装置包括设置于所述刀库本体3的底部的驱动电机2和设置于所述刀库本体3的顶部的谐波减速机4，所述驱动电机2的电机输出轴穿过所述刀库本体3后连接所述谐波减速机4。
在刀库本体3的底部设置有驱动电机防护罩21，驱动电机防护罩21围绕在驱动电机2的周围，以将驱动电机2包裹其中，从而实现对驱动电机2的降噪。
优选的，驱动电机防护罩21的其中一侧面和顶面设置有开口，驱动电机防护罩21的顶部与刀库本体3的底面配合形成密封，驱动电机防护罩21的侧面的开口处设置有维护用的防护门板，防护门板的一侧与该开口的一侧铰接，防护门板的另一侧与该开口的另一侧通过相互吸合的磁铁吸合或通过螺钉连接。
刀盘5设置于谐波减速机4的顶部且与谐波减速机4的减速机输出轴连接，通过驱动电机2带动谐波减速机4动作，由谐波减速机4直接带动刀盘5转动，中间不再经过其他额外的传动结构，极大简化了驱动系统的结构，能够避免刀盘转动时出现上下颠簸的情况，有效提高传动稳定性，改善定位精准度，保证加工精度。
刀盘5的顶面边缘均匀开设有若干个刀盘安装台51，每个刀盘安装台51的台面设置有U型的刀具安装槽52；夹具6为呈U型的弹簧钢结构，夹具6的U型底部卡入刀具安装槽52中，夹具6的两端伸出刀具安装槽52并能够用于夹持刀具。
为了使得夹具在刀具安装槽52中安装稳定，刀盘安装台51的顶面对应于刀具安装槽52的U型的弯角的位置开设有连接孔53，连接孔53连接有连接螺钉54，连接螺钉54与刀盘安装台51之间设置有连接垫片55，连接垫片55能够压于刀具安装槽52的上方，以将夹具6固定于刀具安装槽52中。其中，连接孔53为圆形铰孔，连接螺钉为内六角平头螺钉，通过连接螺钉与连接孔的配合压紧连接垫片进而挤压连接垫片，使得配合更紧密，最终压紧夹具。
在本实施例中，刀盘5为具有直线切边的半月形结构。进一步优选的，半月形结构的圆弧的两端对应的圆心角为180°～275°，例如该圆心角为180°、185°、190°、195°、200°、205°、210°、215°、220°、225°、230°、235°、240°、245°、250°、255°、260°、265°、270°、275°，优选为225°。
进一步地，刀盘5的直线切边处连接有刀盘防护板7，刀盘防护板7的顶端高出刀盘5设置，利用刀盘防护板7能够较好地避免切削液飞溅。
更进一步地，刀库本体3的顶部固定有盖设于刀盘5上方的刀库防护罩1，刀库防护罩1的对应于直线切边的一侧设置有开口，刀盘防护板7位于开口处并与刀库防护罩1共同围成一封闭空间，以将刀盘5、夹具6及刀具8罩于其中，在换刀时，刀盘5能够带动刀盘防护板7旋转进入刀库防护罩1的内部以打开开口。
为了使夹具和刀具很好地配合，刀具8的夹持部外周设置有第一环81和第二环82，第一环81和第二环82之间形成环形卡槽83，夹具6的两端能够卡入环形卡槽83中形成配合。优选的，夹具6的两端分别设置有向外侧凸出的夹持部61，夹持部61能够与环形卡槽83配合。夹持部61为圆弧型，该夹持部的圆弧半径能够刚好与环形卡槽的圆弧半径相当，从而使得两者配合紧密，保证刀具被夹持稳定。
本发明的夹具6为弹性钢条或弹性钢板，其两端部能够在受外力作用下向外张开，并在外力消失后自动靠拢，这种方式的夹持不再需要其他结构的配合，夹持操作简单。
该半月式刀库结构还包括用于感应夹具6是否安装有刀具的感应器，感应器连接控制器。该控制器连接驱动电机。由此，当刀库还刀时，驱动电机驱动谐波减速机动作，进而带动刀盘转动至所需还刀的位置，这时，控制器会控制感应器感应当前还刀位置对应的夹具是否安装有刀具，若该夹具安装有刀具，那么驱动电机驱动刀盘继续旋转，直至感应器感应到未安装刀具的夹具时，才能进行还刀动作，这就能够很好地避免刀具冲突碰撞，使得刀具能够很好地安放。
本发明采用更为简单的传动方式来驱动刀盘转动，整个过程控制方便，避免过多的传动结构造成的振动，提高精度；而且还对还刀过程进行实时监控，避免同一夹具处重复还刀导致刀具碰撞，从而更加智能化。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半月式刀库结构，其特征在于，包括：
刀库本体(3)，用于连接机床；
驱动装置，包括设置于所述刀库本体(3)的底部的驱动电机(2)和设置于所述刀库本体(3)的顶部的谐波减速机(4)，所述驱动电机(2)的电机输出轴穿过所述刀库本体(3)后连接所述谐波减速机(4)；
刀盘(5)，设置于所述谐波减速机(4)的顶部且与所述谐波减速机(4)的减速机输出轴连接；所述刀盘(5)的顶面边缘均匀开设有若干个刀盘安装台(51)，每个所述刀盘安装台(51)的台面设置有U型的刀具安装槽(52)；
夹具(6)，所述夹具(6)为呈U型的弹簧钢结构，所述夹具(6)的U型底部卡入所述刀具安装槽(52)中，所述夹具(6)的两端伸出所述刀具安装槽(52)并能够用于夹持刀具。
2.根据权利要求1所述的半月式刀库结构，其特征在于，还包括：
驱动电机防护罩(21)，连接于所述刀库本体(3)的底部，并围绕在所述驱动电机(2)的周围，以将所述驱动电机(2)包裹其中。
3.根据权利要求2所述的半月式刀库结构，其特征在于，所述驱动电机防护罩(21)的其中一侧面和顶面设置有开口，所述驱动电机防护罩(21)的顶部与所述刀库本体(3)的底面配合形成密封，所述驱动电机防护罩(21)的侧面的开口处设置有维护用的防护门板，所述防护门板的一侧与该开口的一侧铰接，所述防护门板的另一侧与该开口的另一侧通过相互吸合的磁铁吸合或通过螺钉连接。
4.根据权利要求1所述的半月式刀库结构，其特征在于，所述刀盘(5)为具有直线切边的半月形结构，所述半月形结构的圆弧的两端对应的圆心角为180°～275°。
5.根据权利要求4所述的半月式刀库结构，其特征在于，所述刀盘(5)的直线切边处固定连接有刀盘防护板(7)，所述刀盘防护板(7)的顶端高出所述刀盘(5)设置。
6.根据权利要求5所述的半月式刀库结构，其特征在于，所述刀库本体(3)的顶部固定有盖设于所述刀盘(5)上方的刀库防护罩(1)，所述刀库防护罩(1)的对应于所述直线切边的一侧设置有开口，所述刀盘防护板(7)位于所述开口处并与所述刀库防护罩(1)共同围成一封闭空间，以将所述刀盘(5)、所述夹具(6)及所述刀具(8)罩于其中，在换刀时，所述刀盘(5)能够带动所述刀盘防护板(7)旋转进入所述刀库防护罩(1)的内部以打开所述开口。
7.根据权利要求1所述的半月式刀库结构，其特征在于，所述刀盘安装台(51)的顶面对应于所述刀具安装槽(52)的U型的弯角的位置开设有连接孔(53)，所述连接孔(53)连接有连接螺钉(54)，所述连接螺钉(54)与所述刀盘安装台(51)之间设置有连接垫片(55)，所述连接垫片(55)能够压于所述刀具安装槽(52)的上方，以将所述夹具(6)固定于所述刀具安装槽(52)中。
8.根据权利要求1所述的半月式刀库结构，其特征在于，所述刀具(8)的夹持部外周设置有第一环(81)和第二环(82)，所述第一环(81)和所述第二环(82)之间形成环形卡槽(83)，所述夹具(6)的两端能够卡入所述环形卡槽(83)中形成配合。
9.根据权利要求8所述的半月式刀库结构，其特征在于，所述夹具(6)的两端分别设置有向外侧凸出的夹持部(61)，所述夹持部(61)能够与所述环形卡槽(83)配合。
10.根据权利要求1～9任一项所述的半月式刀库结构，其特征在于，所述夹具(6)为弹性钢条或弹性钢板。
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