CN108788872A - 一种六轴机械手自动换刀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六轴机械手自动换刀装置，包括床身、拖板和立柱、回转拖板、机械手装置、矩阵式储刀架和半闭式防护系统，拖板在床身上作X轴水平横向移动，立柱在拖板上作Y向水平纵向移动，所述回转拖板设置在立柱上、并在立柱上作Z向上下移动；所述机械手装置包括机械手箱体、抓刀机械手和电机减速箱一，所述机械手箱体与回转拖板连接，抓刀机械手设置在机械手箱体上，抓刀机械手通过电机减速箱一绕回转拖板做A轴转动；抓刀机械手的两副刀爪沿轴向做开合运动。本发明刀爪结构能适应多种刀具锥柄规格，可实现主轴及多个附件铣头主轴的立卧自动换刀，应用于重型龙门类加工机床，适用于重型刀具、混合锥柄刀具的自动取换刀。
Description
技术领域
本发明涉及一种六轴机械手自动换刀装置，属于数控机床技术领域。
背景技术
传统的自动换刀装置中，大部分是适用于50号刀具锥柄，最大刀具重量40kg以下，对于最大夹持刀具重量40kg以上的重型自动换刀装置少有涉及；当前机械行业对提高设备自动化程度的需求上升，而重型机床中刀具重量大、打刀冲击力大、打刀量大，刀具锥柄混合，且大部分带有多个附件铣头等，制约了机床自动化程度，目前自动换刀装置结构形式多适用于单个主轴方向、单一锥柄刀具自动换刀，所以急待开发新型结构的自动换刀装置来解决以上问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种适应多种刀柄规格的六轴机械手自动换刀装置。
为解决这一技术问题，本发明提供了一种六轴机械手自动换刀装置，包括床身、拖板和立柱、回转拖板、机械手装置、矩阵式储刀架和半闭式防护系统，拖板在床身上作X轴水平横向移动，立柱在拖板上作Y向水平纵向移动，所述回转拖板设置在立柱上、并在立柱上作Z向上下移动；所述机械手装置包括机械手箱体、抓刀机械手和电机减速箱一，所述机械手箱体与回转拖板连接，抓刀机械手设置在机械手箱体上，抓刀机械手通过电机减速箱一绕回转拖板做A轴转动；抓刀机械手的两副刀爪沿轴向做开合运动。
所述抓刀机械手设有两套双旋丝杠，每套双旋丝杠设有两段左右旋向的螺纹滚道，两个刀爪联接在同一根双旋丝杠上，每段螺纹驱动一个刀爪，通过电机减速箱二及齿轮副驱动双旋丝杠的正反转，实现两刀爪的开合。
所述储刀仓为矩阵式结构，刀具分层布置，放置在储刀仓的定位锥孔内，可随着刀库刀具数量不同而扩展。
有益效果：本发明刀爪结构能适应多种刀具锥柄规格，最大抓刀取具重量达85千克，可实现主轴及多个附件铣头主轴的立卧自动换刀，应用于重型龙门类加工机床，适用于重型刀具、混合锥柄刀具的自动取换刀。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明机械手装置的结构示意图；
图3为本发明半闭式防护系统的结构示意图。
图中：1床身、2拖板、3立柱、4回转拖板、5机械手箱体、6抓刀机械手、7刀爪、8双旋丝杠、9电机减速箱一、10电机减速箱二、11储刀仓、12防护换刀区域、13铝合金防护网围栏、14钣金防护、15移动门。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
图1所示为本发明的结构示意图。
本发明提供了一种六轴机械手自动换刀装置，包括床身1、拖板2和立柱3、回转拖板4、机械手装置、储刀仓11和半闭式防护系统，所述拖板2在床身1上作X向水平横向移动，立柱3在拖板2上作Y向水平纵向移动。
所述立柱3底面也可以通过设置回转轴，实现抓刀机械手6水平面的任意角度定位执行换刀。
所述回转拖板4设置在立柱3上、并在立柱3上作Z向上下移动。
以上X向、Y向、Z向的移动均采用常规的齿轮-齿条、丝杠传动方式，实现抓刀机械手6的三个方向的移动。
图2为本发明机械手装置的结构示意图。
所述机械手装置包括机械手箱体5、抓刀机械手6和电机减速箱一9，所述机械手箱体5与回转拖板4连接，抓刀机械手6设置在机械手箱体5上，抓刀机械手6通过电机减速箱一9绕回转拖板4做A轴转动，实现抓刀机械手6在竖直面上任意角度定位执行换刀。
所述抓刀机械手6包括两副刀爪7，所述的两副刀爪7沿轴向做开合运动。
所述抓刀机械手6设置有两套双旋丝杠8，每套双旋丝杠8设置两段螺纹滚道，两段滚道分别为左右旋向，双旋丝杠8的每段螺纹驱动一个刀爪7，两个刀爪7联接在同一根双旋丝杠8上，通过电机减速箱二10及齿轮副驱动双旋丝杠8的正反转，实现两个刀爪7的张开、闭合。
所述储刀仓11为矩阵式结构，刀具分层布置，放置在储刀仓的定位锥孔内，可随着刀库刀具数量不同而扩展。
图3所示为本发明半闭式防护系统的结构示意图。
所述半闭式防护系统分为两个区域，内侧为自动换刀装置区域和换刀区域12，自动换刀装置区域采用铝合金防护网围栏13便于外侧人员观察，和钣金防护14，来防护自动换刀装置，换刀区域采用数控机床侧敞开钣金防护，并在于自动换刀装置防护联接面上设计有移动门15，刀具更换前，移动门15自动打开，换刀机械手装置，从门内侧伸出，进行换刀。
本发明的动作过程：
在接到数控机床换刀需求指令时，自动换刀装置各轴伺服电机带动立柱3、拖板2、回转拖板4到达储刀仓11对应刀位，由一侧抓刀机械手6抓取放置在储刀仓11上的刀具，再由各轴伺服电机驱动立柱3、拖板2、回转拖板4将机械手装置送至12换刀区域，接到数控机床换刀指令后，由另外一侧抓刀机械手6，执行数控机床已有刀具卸下动作，将数控机床上已有刀具取下，由电机减速箱一9驱动旋转机械手装置，抓有待换刀具的抓刀机械手6执行装刀动作，抓刀机械手6`将卸下刀具送回储刀仓11。
本发明应用于重型龙门加工中心的六轴机械手自动换刀装置，包括矩阵式储刀架、抓刀机械手及实现机械手换刀动作的各直线穿梭机构。最大刀具重量85千克，抓刀机械手带有两段左右旋向的螺纹的丝杠，通过每段螺纹驱动一个刀爪，可开合式刀爪适应JT50、JT60等多种规格刀具锥柄，具有极强的可扩展性，并可实现机床主轴、多种附件铣头等立卧自动换刀，特别适合应用于重型龙门类加工机床。
本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
Claims (3)
1.一种六轴机械手自动换刀装置，其特征在于：包括床身(1)、拖板(2)和立柱(3)、回转拖板(4)、机械手装置、矩阵式储刀架(11)和半闭式防护系统，拖板(2)在床身(1)上作X轴水平横向移动，立柱(3)在拖板(2)上作Y向水平纵向移动，所述回转拖板(4)设置在立柱(3)上、并在立柱(3)上作Z向上下移动；所述机械手装置包括机械手箱体(5)、抓刀机械手(6)和电机减速箱一(9)，所述机械手箱体(5)与回转拖板(4)连接，抓刀机械手(6)设置在机械手箱体(5)上，抓刀机械手(6)通过电机减速箱一(9)绕回转拖板(4)做A轴转动；抓刀机械手(6)的两副刀爪(7)沿轴向做开合运动。
2.根据权利要求1所述的六轴机械手自动换刀装置，其特征在于：所述抓刀机械手(6)设有两套双旋丝杠(8)，每套双旋丝杠(8)设有两段左右旋向的螺纹滚道，两个刀爪(7)联接在同一根双旋丝杠(8)上，每段螺纹驱动一个刀爪(7)，通过电机减速箱二(10)及齿轮副驱动双旋丝杠(8)的正反转，实现两刀爪(7)的开合。
3.根据权利要求1或2所述的六轴机械手自动换刀装置，其特征在于：所述储刀仓(11)为矩阵式结构，刀具分层布置，放置在储刀仓(11)的定位锥孔内，可随着刀库刀具数量不同而扩展。
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