CN108284343A - 加工中心刀具故障自动防护机构 - Google Patents

Abstract

本发明申请属于加工设备技术领域，具体公开了一种加工中心刀具故障自动防护机构，包括用于固定在刀具架上的弹性固定带，弹性固定带上设有多个防撞单元；所述防撞单元包括底块，所述底块内设有空腔和通道，空腔内沿垂直于刀具的轴向滑动设有按压块，空腔内设有支撑按压块的弹性件；所述底块内设有沿刀具轴向设置的腔道，所述腔道内沿刀具轴向滑动设置有推板，腔道远离刀具的一端与空腔通过通道连通，空腔、腔道、通道中充满液压油。与现有技术相比，本装置可从刀具的四周和下端对刀具有效进行防护，避免加工中心发生故障损坏刀具，造成严重损失。

Description

加工中心刀具故障自动防护机构

技术领域

本发明属于加工设备技术领域，具体公开了一种加工中心刀具故障自动防护机构。

背景技术

数控加工中心(简称加工中心)因其综合加工能力强，具有良好的加工精度和生产效率，特别是它能够完成许多普通设备不能完成的加工，已成为世界上应用最广泛的数控机床，常应用于形状较复杂、精度要求高的零部件生产。利用加工中心加工零部件，通常是根据零部件所需加工的结构编辑对应的程序，刀具会在程序的指令下，自动完成零部件的加工过程。

在加工中心上，刀具是加工中心的核心部件，也是加工中心最易损伤的部件，刀具通常通过刀具架安装在加工中心上。在使用加工中心加工零部件的过程中，若出现程序或者运行故障，刀具很容易撞击到加工中心的壳体上而损坏。一些加工中心在运行程序前，需要进行对刀，即确定刀具的原始位置，通常是根据零部件的位置而且确定，对刀过程将会手动操控刀具靠近零部件，此过程中稍有不慎，就会使刀具撞到零部件或夹持零部件的工装上，而造成刀具的损坏。由于加工中心主要用于加工金属部件，所使用的刀具通常由较为坚硬的材料制成，其材料成本和造价都比较高，刀具损坏将会造成严重的损失。

发明内容

本发明的目的在提供一种加工中心刀具故障自动防护机构，以解决加工中心发生故障刀具易损坏的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：加工中心刀具故障自动防护机构，包括用于固定在刀具架上的弹性固定带，弹性固定带上设有多个防撞单元；所述防撞单元包括底块，所述底块内设有空腔和通道，空腔内沿垂直于刀具的轴向滑动设有按压块，空腔内设有支撑按压块的弹性件；所述底块内设有沿刀具轴向设置的腔道，所述腔道内沿刀具轴向滑动设置有推板，腔道远离刀具的一端与空腔通过所述通道连通，空腔、腔道、通道中充满液压油；

所述底块下端铰接有第一支板和可伸缩的第二支板，第一支板靠近推板，第二支板的下端铰接有支撑块，第一支板的下端与支撑块的下端铰接；推板上铰接有第一支杆，第一支杆远离推板的一端与第一支板铰接，推板的中部铰接有第二支杆，第二支杆远离推板的一端铰接于第二支板上，第二支杆长于第一支杆；

所述弹性固定带的下端设有磁块，磁块下端设有保护支撑环，弹性固定带上设有与保护支撑环连接的多根弹性绳；保护支撑环上设有通电时与磁块排斥、断电时与磁块吸合的电磁铁，底块的下端设有伸缩杆，伸缩杆下端设有控制电磁铁通电的开关。

本基础方案的工作原理在于：在加工中心使用前，可通过弹性固定带将本机构安装在刀具架上，使本机构位于刀具上方。在加工中心使用过程中，按压块在弹性件的支撑作用下伸出空腔，腔道内的液压油被转移到空腔内，从而使推板一端上移伸入腔道；推板上铰接有第一支杆和第二支杆，推板上移拉动第一支杆和第二支杆的一端上移，由于第一支杆远离推板的一端与第一支板铰接，第一支杆将会沿第一支板铰接处转动；由于第二支杆远离推板的一端与第二支板铰接，第二支杆将会沿第二支板铰接处转动，第一支杆转动过程中将会拉动第一支板与推板贴合，第二支杆转动过程中将会拉动第二支板收缩并与推板贴合，使第一支杆、第一支板、第二支杆、第二支板、支撑块均与推板贴合呈收折状态。

在加工中心使用过程中，若程序或运行发生故障，刀具将会撞击加工中心的内壁前，按压块将会首先撞击到加工中心的内壁，按压块受力会向空腔中滑动，空腔中的液压油受到挤压，会通过通道进入腔道，推动腔道内的推板向刀具方向移动。推板下移过程中，将会带动第一支杆和第二支杆一端下移，由于第一支杆和第二支杆均与推板铰接，第一支杆远离推板的一端与第一支板铰接，第二支杆远离推板的一端与第二支板铰接，第一支板和第二支板与底块的下端铰接；第一支杆和第二支杆将会转动，从而将第一支板和第二支板沿与底块铰接处支撑起来，第一支板、第二支板的下端和支撑块将会远离推板对加工中心的内壁进行支撑，从而在刀具与加工中心内壁之间支撑作用，防止刀具撞到加工中心的内壁上。由于第二支杆长于第一支杆，第二支板可伸缩，第二支板在第二支杆的转动作用下将会伸长并与第一支板转动的角度不同，从而将支撑块尽可能的支撑至于推板平行的位置，避免刀具撞向加工中心的内壁。

在加工中心加工零部件，对刀具手工操控进行对刀时，拉动底块下端的伸缩杆，使伸缩杆的下端低于刀具的下端，然后开始对刀操作。刀具下移过快或操作失误，下端将要撞击到零部件或者零部件夹持工装时，伸缩杆的下端将会先接触到零部件或者零部件夹持工装，使伸缩杆下端的开关控制电磁铁通电，电磁铁通电后的磁力作用使保护支撑环下移对刀具产生反作用力，从而对刀具进行支撑。在刀具上移后伸缩杆随之上移，电磁铁随之断电，磁块随之吸附保护支撑环沿弹性绳上移，使支撑块回到原始位置。

本基础方案的有益效果在于：

1、本机构通过弹性固定带将多个防撞单元安装在刀具架的四周，从而使加工中心在使用过程中，若刀具运行发生故障时，在刀具撞上加工中心内壁前，通过第一支杆、第二支杆、第一支板、第二支板、支撑块撑开在刀具和加工中心内壁之间产生支撑作用，快速有效防止刀具与加工中心内壁撞击而损坏。

2、本机构通过伸缩杆有效控制加工中心对刀过程中，刀具与零部件或零部件夹持工装发生碰撞，进一步防止刀具撞击而损坏。

3、本机构在加工中心正常运行过程中，将会沿刀具的方向收折起来，避免对本机构在加工中心使用过程产生影响。

与现有技术相比，本装置可从刀具的四周和下端对刀具有效进行防护，避免加工中心发生故障损坏刀具，造成严重损失。

进一步，所述底块上设有斜孔，所述底块上设有斜孔，保护支撑环上竖直设有与斜孔滑动连接的滑杆，所述底块上位于斜孔下方设有用于与滑杆端部相抵的凹槽。在保护支撑环下移过程中，滑杆将会沿斜孔下移，由于滑杆竖直设置在保护支撑环上，滑杆沿斜孔下移脱离斜孔后，其上端将会卡入凹槽内，此时滑杆将会支撑在保护支撑环和底块之间，对刀具下移产生阻力，其阻力作用进一步防止了刀具下移被损坏。

进一步，所述推板上位于第一支杆和第二支杆远离刀具的一端均设有限制块。当第一支杆和第二支杆沿推板转动至垂直于推板时，将会被限制块限制转动，此时第一支杆和第二支杆将第一支板和第二支板的下端支撑至最大远离推板的位置，此位置可产生最大的阻力作用阻挡刀具撞击加工中心的内部。

进一步，所述支撑块远离刀具的一侧设有弹性支撑垫，所述弹性件为支撑弹簧。弹性支撑垫可使支撑块与加工中心内壁接触时，不损坏加工中心的内壁；弹簧结构简单，方便安装于空腔中。

进一步，所述防撞单元为四个，四个防撞单元沿刀具的周向间隔均匀设置。通常加工中心具有四面内壁，采用四个防撞单元，能较好满足对刀具四周进行防护。

附图说明

图1是本发明加工中心刀具故障自动防护机构收折时的结构示意图；

图2是本发明加工中心刀具故障自动防护机构打开时的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：弹性固定带10、磁块11、弹性绳12、底块20、空腔21、腔道22、通道23、弹性件24、按压块25、推板30、限制块31、第一支杆32、第二支杆33、第一支板40、第二支板41、支撑块42、弹性支撑垫43、保护支撑环50、电磁铁51、滑杆52、伸缩杆60、开关61、斜孔63、凹槽64、刀具70、刀具架71。

如图1、图2所示，加工中心刀具故障自动防护机构，包括用于固定在刀具架71上的弹性固定带10，弹性固定带10上设置了多个防撞单元，本实施例中防撞单元为四个，四个防撞单元沿刀具70的周向间隔均匀设置。防撞单元包括底块20，底块20内设置了空腔21和通道23，空腔21内沿垂直于刀具70的轴向滑动设置了按压块25，空腔21内设置了支撑按压块25的弹性件24，本实施例中弹性件24选用弹簧；底块20内设有沿刀具70轴向设置的腔道22，腔道22内沿刀具70轴向滑动设置有推板30，腔道22的上端与空腔21通过通道23连通，空腔21、腔道22、通道23中充满液压油。

底块20下端铰接有第一支板40和第二支板41，第一支板40靠近推板30，第二支板41可伸缩，第一支板40长于第二支板41，第二支板41的下端铰接有支撑块42，支撑块42远离刀具70的一侧设置了弹性支撑垫43，第一支板40的下端与支撑块42的下端铰接；推板30上铰接有第一支杆32，第一支杆32远离推板30的一端与第一支板40铰接，推板30的中部铰接有第二支杆33，第二支杆33远离推板30的一端铰接于第二支板41上，第二支杆33长于第一支杆32；推板30上位于第一支杆32和第二支杆33的上端均设置了限制块31，当第一支杆32和第二支杆33沿推板30转动至垂直于推板30时，将会被限制块31限制转动。

弹性固定带10的下端设置了磁块11，磁块11下端设置了保护支撑环50，弹性固定带10上设置了与保护支撑环50连接的多根弹性绳12；保护支撑环50上设置了通电时与磁块11排斥、断电时与磁块11吸合的电磁铁51，底块20的下端设置了伸缩杆60，伸缩杆60下端设置了控制电磁铁51通电的开关61。底块20上设置了斜孔63，保护支撑环50上竖直设置了与斜孔63滑动连接的滑杆52，滑杆52由具有一定弹性的金属制成，本实施例中滑杆选用直径不超过1cm的钢管制成，底块20上位于斜孔63下方设置了用于与滑杆52端部相抵的凹槽64。

在加工中心使用前，可将通过弹性固定带10将本机构安装在刀具架上，使本机构位于刀具的上端，四个防撞单元将会分布在刀具70上端的四周。在加工中心使用过程中，如图1所示，按压块25在弹性件24的支撑作用下伸出空腔21，腔道22内的液压油被转移到空腔21内，从而使推板30一端上移伸入腔道22；推板30上铰接有第一支杆32和第二支杆33，推板30上移拉动第一支杆32和第二支杆33的一端上移，由于第一支杆32远离推板30的一端与第一支板40铰接，第一支杆32将会沿第一支板40铰接处转动；由于第二支杆33远离推板30的一端与第二支板41铰接，第二支杆33将会沿第二支板41铰接处转动，第一支杆32转动过程中将会拉动第一支板40与推板30贴合，第二支杆33转动过程中将会拉动第二支板41收缩并与推板30贴合，使第一支杆32、第一支板40、第二支杆33、第二支板41、支撑块42均与推板30贴合呈收折状态。

在加工中心使用过程中，若程序或运行发生故障，刀具70将会撞击加工中心的内壁前，按压块25将会首先接触加工中心的内壁，如图2所示，按压块25受力会向空腔21中滑动，空腔21中的液压油受到挤压，会通过通道23进入腔道22，推动腔道22内的推板30下移。推板30下移过程中，将会带动第一支杆32和第二支杆33一端下移，由于第一支杆32和第二支杆33均与推板30铰接，第一支杆32远离推板30的一端与第一支板40铰接，第二支杆33远离推板30的一端与第二支板41铰接，第一支板40和第二支板41均与底块20的下端铰接；第一支杆32和第二支杆33将会转动，从而将第一支板40和第二支板41沿与底块20铰接处支撑起来，第一支板40、第二支板41的下端和支撑块42将会远离推板30对加工中心的内壁进行支撑，由于第二支杆33长于第一支杆32，第二支板41可伸缩，第二支板41在第二支杆33的转动作用下将会伸长并与第一支板40转动的角度不同，从而将支撑块42尽可能的支撑至于推板30平行的位置，避免刀具70撞向加工中心的内壁，弹性支撑垫43可使支撑块42与加工中心内壁接触时，不损坏加工中心的内壁。

在加工中心加工零部件，对刀具70手工操控进行对刀时，拉动推板30下端的伸缩杆60，使伸缩杆60的下端低于刀具70的下端，然后开始对刀操作，刀具70下移过快或操作失误下端将要撞击到零部件或者零部件夹持工装时，伸缩杆60的下端将会先接触到零部件或者零部件夹持工装，使伸缩杆60下端的开关61控制电磁铁51通电，电磁铁51通电后的磁力作用使保护支撑环50下移对刀具70产生反作用力，从而对刀具70进行支撑。在保护支撑环50下移过程中，滑杆52将会沿斜孔63下移，由于滑杆52竖直设置在保护支撑环50上且具有一定弹性，滑杆52沿斜孔63下移脱离斜孔63后，其上端将会卡入凹槽64内，此时滑杆52将会支撑在保护支撑环50和底块20之间，对刀具70下移产生阻力，其阻力作用进一步防止了刀具70下移被损坏。在刀具70上移后伸缩杆60随之上移，电磁铁51随之断电，磁块11随之吸附上保护支撑环50沿弹性绳12上移，使支撑块42回到原始位置。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.加工中心刀具故障自动防护机构，其特征在于，包括用于固定在刀具架上的弹性固定带，弹性固定带上设有多个防撞单元；所述防撞单元包括底块，所述底块内设有空腔和通道，空腔内沿垂直于刀具的轴向滑动设有按压块，空腔内设有支撑按压块的弹性件；所述底块内设有沿刀具轴向设置的腔道，所述腔道内沿刀具轴向滑动设置有推板，腔道远离刀具的一端与空腔通过所述通道连通，空腔、腔道、通道中充满液压油；

所述底块下端铰接有第一支板和可伸缩的第二支板，第一支板靠近推板，第二支板的下端铰接有支撑块，第一支板的下端与支撑块的下端铰接；推板上铰接有第一支杆，第一支杆远离推板的一端与第一支板铰接，推板的中部铰接有第二支杆，第二支杆远离推板的一端铰接于第二支板上，第二支杆长于第一支杆；

所述弹性固定带的下端设有磁块，磁块下端设有保护支撑环，弹性固定带上设有与保护支撑环连接的多根弹性绳；保护支撑环上设有通电时与磁块排斥、断电时与磁块吸合的电磁铁，底块的下端设有伸缩杆，伸缩杆下端设有控制电磁铁通电的开关。

2.如权利要求1所述的加工中心刀具故障自动防护机构，其特征在于，所述底块上设有斜孔，保护支撑环上竖直设有与斜孔滑动连接的滑杆，所述底块上位于斜孔下方设有用于与滑杆端部相抵的凹槽。

3.如权利要求1所述的加工中心刀具故障自动防护机构，其特征在于，所述推板上位于第一支杆和第二支杆远离刀具的一端均设有限制块。

4.如权利要求1所述的加工中心刀具故障自动防护机构，其特征在于，所述支撑块远离刀具的一侧设有弹性支撑垫，所述弹性件为支撑弹簧。

5.如权利要求1所述的加工中心刀具故障自动防护机构，其特征在于，所述防撞单元为四个，四个防撞单元沿刀具的周向间隔均匀设置。