CN108161534A - 自动换刀机构的换刀轴传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了自动换刀机构的换刀轴传动装置，其由其利用两马达装置分别驱动两轴向联结的两传动轴，以便进行旋转及上下往复位移，其成本低、且传动精度高。其包括一壳体，所述壳体内置有传动安装腔；第一传动轴，所述第一传动轴具体为丝杆结构；第二传动轴，所述第二传动轴的上端通过第二连接部连接所述第一传动轴的底部，所述第二传动轴位于所述第一传动轴的工作轴线的延长线布置，所述第二连接部具体为沿着第二传动轴的上部轴向布置的轴向套筒，所述第一传动轴的底部通过连接轴承连接所述第二连接部的上部，所述第二传动轴的上部固接于所述第二连接部的内腔内；第一马达装置，其传动连接于所述第一传动轴的第一连接部；以及第二马达装置。
Description
技术领域
本发明涉及加工中心的刀库的技术领域，具体为自动换刀机构的换刀轴传动装置。
背景技术
现有的工具机的换刀轴结构，主要是利用一驱动单元带动一换刀轴执行旋转及上下往复运动，以便进行换刀作业。其中，驱动单元通常包括一凸轮、一摇臂及一换刀轴，凸轮具有一朝向摇臂的环状凹槽及一设于周缘的滚动槽，摇臂具有一滚动件设于环状凹槽，而换刀轴具有一能与凸轮的滚动槽啮合的滚动轴承，且换刀轴供摇臂一端连接；当凸轮旋转时，滚动件能沿环状凹槽移动，藉此带动摇臂往复摆动，摇臂促使换刀轴呈上下往复作动，而当凸轮转动时，透过滚动槽与滚动轴承的接触关系，以连动换刀轴转动，藉以运用于工具机之换刀臂的移动与旋转动作，并执行换刀作业。然而，现有的采用凸轮作为换刀轴的旋转与上下往复动作的操控，碍于凸轮结构制造成本高，且滚动件与环状凹槽在常时间运作下容易磨损，而产生配合精度不佳，导致运转不够精准，影响加工作业，且整体结构亦为复杂，安装与维修显得麻烦，故有改善的空间。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了自动换刀机构的换刀轴传动装置，其由其利用两马达装置分别驱动两轴向联结的两传动轴，以便进行旋转及上下往复位移，其成本低、且传动精度高。
自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：
其包括一壳体，所述壳体内置有传动安装腔；
第一传动轴，所述第一传动轴具体为丝杆结构；
第二传动轴，所述第二传动轴的上端通过第二连接部连接所述第一传动轴的底部，所述第二传动轴位于所述第一传动轴的工作轴线的延长线布置，所述第二连接部具体为沿着第二传动轴的上部轴向布置的轴向套筒，所述第一传动轴的底部通过连接轴承连接所述第二连接部的上部，所述第二传动轴的上部固接于所述第二连接部的内腔内；
第一马达装置，其传动连接于所述第一传动轴的第一连接部，用以带动该第一传动轴旋转，以使该第二传动轴沿着该工作轴线往复位移；以及
第二马达装置，其传动连接于所述第二连接部的外环面，用以带动所述第二传动轴沿着该工作轴线的径向同步旋转；
所述第一马达装置、第二马达装置分别固装于所述传动安装腔的对应位置布置，所述第二传动轴的下端下凸于所述壳体的下部、并安装有对应的换刀臂。
其进一步特征在于：所述第一马达装置、第二马达装置各为伺服马达，确保控制的精确；
所述壳体的上部设置有一传动轴轴向定位孔，所述第一传动轴的上端上凸于所述传动轴轴向定位孔后套装有限位螺母，所述限位螺母的等效直径大于所述传动轴轴向定位孔的孔径，所述第一传动轴的上凸高度不小于换刀臂的垂直向升降高度，进而保证换刀的顺利进行；
所述第一马达装置的下部为第一输出端，所述第一输出端通过第一传动结构连接所述第一连接部的输入端，所述第一连接部的输出端为丝杆螺母，所述丝杆螺母螺纹连接所述第一传动轴的外环面丝杆螺纹，所述第一连接部的输出端和输入端同轴转动；
所述第一连接部的输出端为齿轮时、所述第一传动结构为链条结构；
所述第一连接部的输出端为同步轮时、所述第一传动结构为同步带结构；
所述第二轴向套筒的外环面设置有花键槽，所述第二连接部的外环面具体为沿着轴向布置的轴向花键套筒，所述第二马达装置的下部为第二输出端，所述第二输出端通过第二传动结构连接所述轴向花键套筒的外环面，所述第二连接部的轴向长度确保第二连接部轴向移动时其外环面始终和所述第二传动结构啮合连接；
所述第二传动结构为链条或同步带；
所述第一传动轴的底部套装有连接轴承，所述连接轴承的内圈的内环面紧贴所述第一传动轴布置，所述连接轴承的外圈直径大于所述第一传动轴，所述连接轴承的外圈的上部紧贴所述第二连接部的上部止口结构，所述连接轴承的外圈的外环面紧贴所述第二连接部的上部的内壁布置，所述连接轴承的内圈、外圈的下部分别设置有对应的内圈止挡环、外圈止挡环，所述内圈止挡环定位套装于所述第一传动轴的对应位置，所述外圈止挡环定位固装于所述第二连接部的对应内壁位置；
所述第二传动轴的上部位于所述第二连接部的对应安装腔内、并通过径向螺钉紧固布置，所述径向螺钉的外端面不外凸于所述第二连接部对应位置的花键外周面，确保第二连接部带动第二传动轴的顺利精确转动。
采用本发明的结构后，通过第一马达装置运作带动第一传动轴旋转，使第二传动轴沿着工作轴线L向下位移，即第二传动轴相对壳体带动换刀臂进行拔刀动作；之后第二马达装置接着运作以带动第二传动轴沿着工作轴线L的径向同步旋转，以使第二传动轴带动换刀臂进行旋转换刀动作；当换刀臂完成旋转换刀后，再由第一马达装置运作，使第二传动轴沿着工作轴线L向上位移，促使换刀臂进行插刀动作，以完成换刀作业流程；其由其利用两马达装置分别驱动两轴向联结的两传动轴，以便进行旋转及上下往复位移，其成本低、且传动精度高。
附图说明
图1为本发明的主视图结构示意图；
图2为图1的A处局部放大结构示意图；
图中序号所对应的名称如下：
壳体1、传动安装腔11、传动轴轴向定位孔12、第一传动轴2、第一连接部21、输入端211、输出端212、限位螺母22、第二传动轴3、第二连接部31、花键槽311、上部止口结构312、工作轴线L、连接轴承4、第一马达装置5、第一输出端51、第一传动结构52、第二马达装置6、第二输出端61、第二传动结构62、换刀臂7、内圈止挡环8、外圈止挡环9、径向螺钉10。
具体实施方式
自动换刀机构的换刀轴传动装置，见图1、图2：其包括一壳体1，壳体1内置有传动安装腔11；
第一传动轴2，第一传动轴2具体为丝杆结构；
第二传动轴3，第二传动轴3的上端通过第二连接部31连接第一传动轴2的底部，第二传动轴3位于第一传动轴2的工作轴线L的延长线布置，第二连接部31具体为沿着第二传动轴3的上部轴向布置的轴向套筒，第一传动轴2的底部通过连接轴承4连接第二连接部31的上部，第二传动轴3的上部固接于第二连接部31的内腔内；
第一马达装置5，其传动连接于第一传动轴2的第一连接部21，用以带动该第一传动轴2旋转，以使该第二传动轴3沿着该工作轴线往复位移；以及
第二马达装置6，其传动连接于第二连接部31的外环面，用以带动第二传动轴3沿着该工作轴线L的径向同步旋转；
第一马达装置5、第二马达装置6分别固装于传动安装腔11的对应位置布置，第二传动轴3的下端下凸于壳体的下部、并安装有对应的换刀臂7。
具体实施例中，第一马达装置5、第二马达装置6各为伺服马达，确保控制的精确；
壳体1的上部设置有一传动轴轴向定位孔12，第一传动轴2的上端上凸于传动轴轴向定位孔12后套装有限位螺母22，限位螺母22的等效直径大于传动轴轴向定位孔12的孔径，第一传动轴2的上凸高度确保换刀臂7的垂直向升降高度，进而保证换刀的顺利进行；
第一马达装置5的下部为第一输出端51，第一输出端51通过第一传动结构52连接第一连接部21的输入端211，第一连接部21的输出端212为丝杆螺母，丝杆螺母螺纹连接第一传动轴2的外环面丝杆螺纹，第一连接部21的输出端212和输入端211同轴转动；
第一连接部21的输出端为齿轮时、第一传动结构52为链条结构；
第一连接部21的输出端为同步轮时、第一传动结构52为同步带结构；
第二轴向套筒的外环面设置有花键槽311，第二连接部31的外环面具体为沿着轴向布置的轴向花键套筒，第二马达装置6的下部为第二输出端61，第二输出端61通过第二传动结构62连接轴向花键套筒的外环面，第二连接部31的轴向长度确保第二连接部31轴向移动时其外环面始终和第二传动结构62啮合连接；
第二传动结构62为链条或同步带；
第一传动轴2的底部套装有连接轴承4，连接轴承4的内圈的内环面紧贴第一传动轴2布置，连接轴承4的外圈直径大于第一传动轴2，连接轴承4的外圈的上部紧贴第二连接部31的上部止口结构312，连接轴承4的外圈的外环面紧贴第二连接部31的上部的内壁布置，连接轴承4的内圈、外圈的下部分别设置有对应的内圈止挡环8、外圈止挡环9，内圈止挡环8定位套装于第一传动轴2的对应位置，外圈止挡环9定位固装于第二连接部31的对应内壁位置；
第二传动轴3的上部位于第二连接部31的对应安装腔内、并通过径向螺钉10紧固布置，径向螺钉10的外端面不外凸于第二连接部31对应位置的花键外周面，确保第二连接部31带动第二传动轴3的顺利精确转动。
其工作原理如下：通过第一马达装置5运作带动第一传动轴2旋转，使第二传动轴3沿着工作轴线L向下位移，即第二传动轴3相对壳体带动换刀臂7进行拔刀动作；之后第二马达装置6接着运作以带动第二传动轴3沿着工作轴线L的径向同步旋转，以使第二传动轴3带动换刀臂7进行旋转换刀动作；当换刀臂7完成旋转换刀后，再由第一马达装置5运作，使第二传动轴3沿着工作轴线L向上位移，促使换刀臂7进行插刀动作，以完成换刀作业流程；其由其利用两马达装置分别驱动两轴向联结的两传动轴，以便进行旋转及上下往复位移，其成本低、且传动精度高。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：
其包括一壳体，所述壳体内置有传动安装腔；
第一传动轴，所述第一传动轴具体为丝杆结构；
第二传动轴，所述第二传动轴的上端通过第二连接部连接所述第一传动轴的底部，所述第二传动轴位于所述第一传动轴的工作轴线的延长线布置，所述第二连接部具体为沿着第二传动轴的上部轴向布置的轴向套筒，所述第一传动轴的底部通过连接轴承连接所述第二连接部的上部，所述第二传动轴的上部固接于所述第二连接部的内腔内；
第一马达装置，其传动连接于所述第一传动轴的第一连接部，用以带动该第一传动轴旋转，以使该第二传动轴沿着该工作轴线往复位移；以及
第二马达装置，其传动连接于所述第二连接部的外环面，用以带动所述第二传动轴沿着该工作轴线的径向同步旋转；
所述第一马达装置、第二马达装置分别固装于所述传动安装腔的对应位置布置，所述第二传动轴的下端下凸于所述壳体的下部、并安装有对应的换刀臂。
2.如权利要求1所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述第一马达装置、第二马达装置各为伺服马达。
3.如权利要求1所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述壳体的上部设置有一传动轴轴向定位孔，所述第一传动轴的上端上凸于所述传动轴轴向定位孔后套装有限位螺母，所述限位螺母的等效直径大于所述传动轴轴向定位孔的孔径，所述第一传动轴的上凸高度不小于换刀臂的垂直向升降高度。
4.如权利要求1所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述第一马达装置的下部为第一输出端，所述第一输出端通过第一传动结构连接所述第一连接部的输入端，所述第一连接部的输出端为丝杆螺母，所述丝杆螺母螺纹连接所述第一传动轴的外环面丝杆螺纹，所述第一连接部的输出端和输入端同轴转动。
5.如权利要求4所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述第一连接部的输出端为齿轮时、所述第一传动结构为链条结构。
6.如权利要求4所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述第一连接部的输出端为同步轮时、所述第一传动结构为同步带结构。
7.如权利要求1所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述第二轴向套筒的外环面设置有花键槽，所述第二连接部的外环面具体为沿着轴向布置的轴向花键套筒，所述第二马达装置的下部为第二输出端，所述第二输出端通过第二传动结构连接所述轴向花键套筒的外环面，所述第二连接部的轴向长度确保第二连接部轴向移动时其外环面始终和所述第二传动结构啮合连接。
8.如权利要求7所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述第二传动结构为链条或同步带。
9.如权利要求7所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述第一传动轴的底部套装有连接轴承，所述连接轴承的内圈的内环面紧贴所述第一传动轴布置，所述连接轴承的外圈直径大于所述第一传动轴，所述连接轴承的外圈的上部紧贴所述第二连接部的上部止口结构，所述连接轴承的外圈的外环面紧贴所述第二连接部的上部的内壁布置，所述连接轴承的内圈、外圈的下部分别设置有对应的内圈止挡环、外圈止挡环，所述内圈止挡环定位套装于所述第一传动轴的对应位置，所述外圈止挡环定位固装于所述第二连接部的对应内壁位置。
10.如权利要求9所述的自动换刀机构的换刀轴传动装置，其特征在于：所述第二传动轴的上部位于所述第二连接部的对应安装腔内、并通过径向螺钉紧固布置，所述径向螺钉的外端面不外凸于所述第二连接部对应位置的花键外周面。
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