CN109702536A - 一种数控机床动力头限位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数控机床动力头限位装置，包括限位气缸连杆、止退盘支架、联轴器、止退槽、钻铣夹头、止退盘、止退盘支架滑轨、限位气缸固定法兰、以及限位气缸，限位气缸安装在限位气缸固定法兰上，并通过限位气缸固定法兰坐落在工作平台的上端面，限位气缸连杆的一端连接限位气缸的输出端，另一端与止退盘支架相连接，止退盘转动安装在止退盘支架的安装槽内，且止退盘与止退槽相适配，止退槽的上下两端分别与联轴器以及钻铣夹头相连接，联轴器通过主轴电机输出轴连接主轴电机；本发明通过设置的止退槽和止退盘，不需要复杂的抓式结构和液压机构，仅靠简单的气缸及其附件，就可以实现限位目的，结构简单，故障率低，适用面广。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床制造技术领域，具体为一种数控机床动力头限位装置。
背景技术
数控机床作为社会经济发展的重要产物,对现代企业的生产与发展具有重要的促进意义。在当前数控机床的应用市场不断发展和扩展的时代背景下,对数控机床进行完善和改造也成为了当前企业工作中最为重要的问题之一。
目前通用的数控机床动力头一般采用液压抓提拉钻铣夹头顶部的球头，实现钻铣夹头的垂直方向限位。然而液压抓装置笨重，占据钻铣夹头顶部空间，使得钻铣夹头无法与主轴电机实现硬连接，致使数控机床动力头的结构复杂、装置笨重，在安装时对机床立柱和边梁要求苛刻，并且需要一些辅助装置，保证其正常工作，辅助装置的引入，使得数控机床动力头故障率增大，维修保养不方便，在一定程度上也增加了机床的生产制造费用，而复杂的结构，会直接造成数控机床动力头维护的复杂程度和整体成本的增加，这些费用对于小型数控机床来说，约占数控机床总成本的1/5到1/4，使得小型数控机床在价格上没有竞争优势，这无疑束缚了小型数控机床推广的脚步。
为此，本发明提出一种数控机床动力头限位装置，在钻铣夹头顶部开出一道止退槽，通过控制止退槽旁边气缸的水平方向动作，控制止退盘是否卡入止退槽内，实现钻铣夹头的竖直限位，从而确保机床数控机床动力头的安全、稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数控机床动力头限位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控机床动力头限位装置，包括限位气缸连杆、止退盘支架、联轴器、止退槽、钻铣夹头、止退盘、止退盘支架滑轨、限位气缸固定法兰、以及限位气缸，限位气缸安装在限位气缸固定法兰上，并通过限位气缸固定法兰坐落在工作平台的上端面，限位气缸连杆的一端连接限位气缸的输出端，另一端与止退盘支架相连接，止退盘转动安装在止退盘支架的安装槽内，且止退盘与止退槽相适配，止退槽的上下两端分别与联轴器以及钻铣夹头相连接，联轴器通过主轴电机输出轴连接主轴电机。
作为本发明一种优选的技术方案，止退盘支架滑轨固定安装在工作平台上，且止退盘支架滑轨的上端面设有适配于止退盘支架的滑槽，止退盘支架通过滑槽滑动安装在止退盘支架滑轨上。
作为本发明一种优选的技术方案，止退盘通过滚珠轴承安装在止退盘支架的安装槽内。
作为本发明一种优选的技术方案，钻铣夹头的柄部插入联轴器的空腔中，与柄部相对应的一端夹持刀具。
作为本发明一种优选的技术方案，限位气缸通过气线与气源相连，数控系统通过控制串联于气线上的电磁阀，控制气路的接通方向。
一种数控机床动力头限位装置的操作方法，包括以下几个步骤：
S1、数控机床动力头执行取刀动作，钻铣夹头的柄部插入联轴器的空腔内，当钻铣夹头插入到位后，数控系统发出限位指令，使气路电磁阀处于正向导通状态，控制限位气缸通过限位气缸连杆和止退盘支架沿着止退盘支架滑轨推动止退盘嵌入止退槽内，实现钻铣夹头垂直方向的限位；
S2、数控机床动力头取刀成功后，钻铣夹头会随着联轴器和主轴电机输出轴旋转，由于摩擦力的作用，止退盘也会随之旋转，但是由于止退盘和止退盘支架之间是通过滚珠轴承连接的，因此能够避免止退盘的旋转对数控机床动力头的动力输出产生影响；
S3、数控机床动力头执行放刀动作，将钻铣夹头放回刀库内，数控系统发出解除限位指令，使气路电磁阀处于反向导通状态，控制限位气缸通过限位气缸连杆和止退盘支架沿着止退盘支架滑轨将止退盘拉出止退槽，实现钻铣夹头的垂直方向限位的解除工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种数控机床动力头限位装置，有以下几个优势：
1、结构简单，故障率低：本装置不需要复杂的抓式结构和液压机构，仅靠简单的气缸及其附件，就可以实现快速换刀与限位功能，简单的结构形式，势必会降低动力头的故障率，使可靠性大大提高；
2、维护保养方便：因结构简单，且无易损件，基本无需维护，即使轴承磨损，也方便进行更换；
3、生产制造和服务成本低：简单的结构，将节省购买零件费用，减少工人安装动力头的复杂程度，降低动力头内部损坏时的维修费用，大大降低整个数控机床的成本；
4、适用面广，对机床的兼容性强：本装置不仅可用于小型数控机床，在大型数控机床中，同样适用，实现数控机床、刀库、动力头之间的快速完全无缝对接，增强了兼容性。
附图说明
图1为本发明止退盘处于伸出状态结构示意图；
图2为本发明止退盘处于收缩状态结构示意图。
图中：1、限位气缸连杆；2、止退盘支架；3、主轴电机；4、主轴电机输出轴；5、联轴器；6、止退槽；7、钻铣夹头；8、止退盘；9、止退盘支架滑轨；10、限位气缸固定法兰；11、限位气缸；12、工作平台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种数控机床动力头限位装置，包括限位气缸连杆1、止退盘支架2、联轴器5、止退槽6、钻铣夹头7、止退盘8、止退盘支架滑轨9、限位气缸固定法兰10、以及限位气缸11，限位气缸11安装在限位气缸固定法兰10上，并通过限位气缸固定法兰10坐落在工作平台12的上端面，限位气缸连杆1的一端连接限位气缸11的输出端，另一端与止退盘支架2相连接，用于推动止退盘支架2及其附件按照数控系统给出的指令做伸出或收缩运动；止退盘8转动安装在止退盘支架2的安装槽内，且止退盘8与止退槽6相适配，止退槽6的上下两端分别与联轴器5以及钻铣夹头7相连接，联轴器5通过主轴电机输出轴4连接主轴电机3，主轴电机3使用法兰结构固定于数控机床动力头内部，因主轴电机输出轴4通过联轴器5与钻铣夹头7连接，致使主轴电机3的输出动力，可通过主轴电机输出轴4和联轴器5传递到钻铣夹头7上，从而传递到刀具上进行工件的加工工作。
止退盘支架滑轨9固定安装在工作平台12上，且止退盘支架滑轨9的上端面设有适配于止退盘支架2的滑槽，止退盘支架2通过滑槽滑动安装在止退盘支架滑轨9上，具有约束止退盘支架2运行轨迹的作用，使之只能在水平方向上做定向运动。
止退盘8通过滚珠轴承安装在止退盘支架2的安装槽内，使得止退盘8能够在止退盘支架2上灵活转动，从而避免止退盘8的旋转对数控机床动力头的动力输出产生影响。
钻铣夹头7的柄部插入联轴器5的空腔中，与柄部相对应的一端夹持刀具，钻铣夹头7通过联轴器5端部设置的定位结构与联轴器5紧密配合，使得主轴电机3的输出动力，可通过主轴电机输出轴4和联轴器5传递到钻铣夹头7上，从而传递到刀具上进行工件的加工工作。
限位气缸11通过气线与气源相连，数控系统通过控制串联于气线上的电磁阀，控制气路的接通方向，实现限位气缸的乒乓控制。
工作原理：
当数控机床动力头执行取刀动作时，会将钻铣夹头7柄部插入联轴器5的空腔内，当钻铣夹头7插入到位后，数控系统发出限位指令，使气路电磁阀处于正向导通状态，控制限位气缸11通过限位气缸连杆1和止退盘支架2沿着止退盘支架滑轨9推动止退盘8嵌入止退槽6内，实现钻铣夹头7的垂直方向限位；
当数控机床动力头取刀成功后，钻铣夹头7会随着联轴器5和主轴电机输出轴4旋转，由于摩擦力作用，止退盘8也会随之旋转，但是由于止退盘8和止退盘支架2之间是通过滚珠轴承连接的，因此能够避免止退盘8的旋转对数控机床动力头的动力输出产生影响；
当数控机床动力头执行放刀动作时，会将钻铣夹头7放回刀库内，数控系统发出解除限位指令，使气路电磁阀处于反向导通状态，控制限位气缸11通过限位气缸连杆1和止退盘支架2沿着止退盘支架滑轨9将止退盘8拉出止退槽6，实现钻铣夹头7的垂直方向限位的解除；
这样，数控机床动力头能够快速完成钻铣夹头7及其夹持的刀具的限位工作。
值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种数控机床动力头限位装置，其特征在于，包括限位气缸连杆(1)、止退盘支架(2)、联轴器(5)、止退槽(6)、钻铣夹头(7)、止退盘(8)、止退盘支架滑轨(9)、限位气缸固定法兰(10)、以及限位气缸(11)，限位气缸(11)安装在限位气缸固定法兰(10)上，并通过限位气缸固定法兰(10)坐落在工作平台(12)的上端面，限位气缸连杆(1)的一端连接限位气缸(11)的输出端，另一端与止退盘支架(2)相连接，止退盘(8)转动安装在止退盘支架(2)的安装槽内，且止退盘(8)与止退槽(6)相适配，止退槽(6)的上下两端分别与联轴器(5)以及钻铣夹头(7)相连接，联轴器(5)通过主轴电机输出轴(4)连接主轴电机(3)。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床动力头限位装置，其特征在于，止退盘支架滑轨(9)固定安装在工作平台(12)上，且止退盘支架滑轨(9)的上端面设有适配于止退盘支架(2)的滑槽，止退盘支架(2)通过滑槽滑动安装在止退盘支架滑轨(9)上。
3.根据权利要求1所述的一种数控机床动力头限位装置，其特征在于，止退盘(8)通过滚珠轴承安装在止退盘支架(2)的安装槽内。
4.根据权利要求1所述的一种数控机床动力头限位装置，其特征在于，钻铣夹头(7)的柄部插入联轴器(5)的空腔中，与柄部相对应的一端夹持刀具。
5.根据权利要求1所述的一种数控机床动力头限位装置，其特征在于，限位气缸(11)通过气线与气源相连，数控系统通过控制串联于气线上的电磁阀，控制气路的接通方向。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种数控机床动力头限位装置的操作方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S1、数控机床动力头执行取刀动作，钻铣夹头(7)的柄部插入联轴器(5)的空腔内，当钻铣夹头(7)插入到位后，数控系统发出限位指令，使气路电磁阀处于正向导通状态，控制限位气缸(11)通过限位气缸连杆(1)和止退盘支架(2)沿着止退盘支架滑轨(9)推动止退盘(8)嵌入止退槽(6)内，实现钻铣夹头(7)的垂直方向限位；
S2、数控机床动力头取刀成功后，钻铣夹头(7)会随着联轴器(5)和主轴电机输出轴(4)旋转，由于摩擦力的作用，止退盘(8)也会随之旋转，但是由于止退盘(8)和止退盘支架(2)之间是通过滚珠轴承连接的，因此能够避免止退盘(8)的旋转对数控机床动力头的动力输出产生影响；
S3、数控机床动力头执行放刀动作，将钻铣夹头(7)放回刀库内，数控系统发出解除限位指令，使气路电磁阀处于反向导通状态，控制限位气缸(11)通过限位气缸连杆(1)和止退盘支架(2)沿着止退盘支架滑轨(9)将止退盘(8)拉出止退槽(6)，实现钻铣夹头(7)的垂直方向限位的解除工作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190503 |