CN110587350A - 一种自动换刀装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种自动换刀装置，包括：支架、刀盘组件、机械手、夹爪组件和刀臂，刀盘组件、机械手和刀臂设置在支架上，夹爪组件与机械手连接，其中，刀盘组件上设置有多个刀具；其中，机械手可相对于刀盘组件和刀臂变换位置，以通过夹爪组件抓取相应规格的刀具，并将抓取到的刀具放置到刀臂上，以实现自动换刀。本申请的自动换刀装置结构简单，在换刀过程中，无需人工介入，简化了换刀难度，极大提高了效率。
Description
技术领域
本申请涉及显示屏技术领域，具体为一种自动换刀装置。
背景技术
近年来刀库的发展已超越其为工具机配件的角色，在其特有的技术领域中发展出符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产品。刀库的容量、布局，针对不同的工具机，其形式也有所不同，根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为以下几种：斗笠式刀库自动换刀装置、圆盘式刀库自动换刀装置、链条式刀库自动换刀装置。
现有的自动换刀装置结构复杂，且需要人工介入，换刀操作较复杂，难度较大，且在主轴箱侧换取刀具时，对于主轴箱侧的主轴会施加外力，对主轴造成影响，进而影响产品质量。
鉴于此，克服该现有技术所存在的不足是本技术领域亟待解决的问题。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种自动换刀装置，该自动换刀装置结构简单，在换刀过程中，无需人工介入，简化了换刀难度，极大提高了效率，且主轴箱侧在换取刀具时，不会对主轴箱侧的主轴施加外力，可以延长主轴箱的使用寿命，还可以保证主轴的精度，进而提高产品的良率。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种自动换刀装置，包括：支架、刀盘组件、机械手、夹爪组件和刀臂，所述刀盘组件、所述机械手和所述刀臂设置在所述支架上，所述夹爪组件与所述机械手连接，其中，所述刀盘组件上设置有多个刀具；
其中，所述机械手可相对于所述刀盘组件和所述刀臂变换位置，以通过夹爪组件抓取相应规格的刀具，并将抓取到的刀具放置到所述刀臂上，以实现自动换刀。
优选地，所述机械手包括底座、第一旋转轴、旋转臂和提升轴，所述底座设置在所述支架上，所述第一旋转轴分别与所述底座和所述旋转臂连接，所述提升轴分别与所述旋转臂和所述夹爪组件连接；
所述第一旋转轴用于带动所述旋转臂在水平面上旋转；
所述提升轴用于带动所述夹爪组件在竖直方向上移动。
优选地，所述机械手还包括第二旋转轴和摆臂，所述第二旋转轴分别与所述旋转臂和所述摆臂连接，所述提升轴分别与所述摆臂和所述夹爪组件连接；
所述第二旋转轴用于带动所述摆臂在水平面上旋转。
优选地，所述自动换刀装置还包括：传送组件，所述传送组件设置在所述支架上，所述传送组件与所述刀臂连接；
所述传送组件用于推出或收回所述刀臂，以便于主轴箱侧获取所述刀臂上的刀具。
优选地，所述传送组件包括传送电机和推杆，所述传送电机与所述推杆连接，所述推杆与所述刀臂连接；
所述传送电机用于驱动所述推杆推出或收回，以切换所述刀臂的位置。
优选地，所述夹爪组件包括连接板、轴座、固定座、第一夹爪和第二夹爪；
所述轴座设置在所述连接板上，所述固定座设置在所述连接板上，所述第一夹爪和所述第二夹爪设置在所述固定座上，所述轴座与所述机械手连接；
所述第一夹爪和所述第二夹爪可相互靠近或相互背离运动，以抓取或放下刀具，其中，所述第一夹爪与所述第二夹爪贴合时，形成刀具夹口，从而抓取刀具。
优选地，所述夹爪组件还包括第一基座和第二基座，所述第一夹爪和所述第一基座连接，所述第二夹爪和所述第二基座连接；
其中，所述第一基座和所述第二基座可相互背离或相互靠近运动，以带动所述第一夹爪和所述第二夹爪相互靠近或相互背离运动，以抓取或放下刀具。
优选地，所述夹爪组件还包括驱动电机，所述驱动电机设置在所述固定座上，所述驱动电机上设置有多个销轴，所述第一基座和所述第二基座均设置有条形孔，所述销轴对应与所述第一基座上的条形孔和所述第二基座上的条形孔连接；
所述驱动电机带动与所述第一基座连接的销轴和与所述第二基座连接的销轴相互靠近或相互背离运动，以带动所述第一基座和所述第二基座相互背离或相互靠近运动。
优选地，所述刀盘组件包括刀架盘和刀架座，所述刀架座设置所述支架上，所述刀架盘相对于所述刀架座形成可拆卸连接。
优选地，所述刀盘组件还包括固定组件，所述固定组件设置在所述支架的侧面，所述固定组件上设置有固定轴，所述刀架盘设置有固定孔；
在所述刀架盘设置在所述刀架座上后，所述固定轴插设在所述固定孔内，以使所述刀架盘和所述刀架座相对固定。
本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供一种自动换刀装置，包括：支架、刀盘组件、机械手、夹爪组件和刀臂，刀盘组件、机械手和刀臂设置在支架上，夹爪组件与机械手连接，其中，刀盘组件上设置有多个刀具；其中，机械手可相对于刀盘组件和刀臂变换位置，以通过夹爪组件抓取相应规格的刀具，并将抓取到的刀具放置到刀臂上，以实现自动换刀。本申请的自动换刀装置结构简单，在换刀过程中，无需人工介入，简化了换刀难度，极大提高了效率。
进一步地，主轴箱侧在换取刀具时，不会对主轴箱侧的主轴施加外力，可以延长主轴箱的使用寿命，还可以保证主轴的精度，进而提高产品的良率，维持加工出来的工件的一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种自动换刀装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的另一种自动换刀装置的结构示意图(刀臂处于推出状态)；
图3是本申请实施例提供的一种自动换刀装置与主轴箱配合使用时的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种自动换刀装置的结构示意图(未包含机械手)；
图5是本申请实施例提供的一种夹爪组件在一视角下的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种夹爪组件在另一视角下的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的一种夹爪组件的爆炸结构示意图；
图8是本申请实施例提供的第一基座和第二基座的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，均属于本申请保护的范围。
目前，刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置，通过自动换刀装置可以换取不同规格的刀具，改变了传统以人为主的生产方式，可以完成各种不同的加工需求，例如，铣削、钻孔、镗孔和攻牙等，大幅缩短加工时程，降低生产成本。
参阅图1，本实施例提供一种自动换刀装置，该自动换刀装置包括：支架1、刀盘组件2、机械手3、夹爪组件4和刀臂5，所述刀盘组件2、所述机械手3和所述刀臂5设置在所述支架1上，所述夹爪组件4与所述机械手3连接，其中，所述刀盘组件2上设置有多个刀具20。
其中，所述机械手3可相对于所述刀盘组件2和所述刀臂5变换位置，以通过夹爪组件4抓取相应规格的刀具20，并将抓取到的刀具20放置到所述刀臂5上，以实现自动换刀。
其中，所述刀盘组件2设置的刀具20的数目以及规格依据实际情况进行设计，在次不做具体限定，其中，如图所示，刀具20可以呈阵列分布。
其中，所述刀臂5上设置有两个固定槽51，每个固定槽51内设置有刀具座52，在抓取到相应刀具20后，将刀具20放置到刀具座52上。在实际使用中，可以依次抓取两个刀具20，以供主轴箱7(如图3所示)侧使用。
在实际使用中，本实施例的自动换刀装置采用直接换取刀具20的装夹方式，是通过机械手3的高度灵活抓取来实现的。该自动换刀装置结构简单，在换刀过程中，无需人工介入，简化了换刀难度，极大提高了效率。
进一步地，主轴箱7侧在换取刀具20时，不会对主轴箱7侧的主轴70施加外力，可以延长主轴箱7的使用寿命，还可以保证主轴70的精度，进而提高产品的良率，维持加工出来的工件的一致性。
为了实现全方位抓取刀具20，所述机械手3包括底座31、第一旋转轴32、旋转臂33和提升轴34，所述底座31设置在所述支架1上，所述第一旋转轴32分别与所述底座31和所述旋转臂33连接，所述提升轴34分别与所述旋转臂33和所述夹爪组件4连接；所述第一旋转轴32用于带动所述旋转臂33在水平面上旋转；所述提升轴34用于带动所述夹爪组件4在竖直方向上移动。
此外，所述机械手3还包括第二旋转轴35和摆臂36，所述第二旋转轴35分别与所述旋转臂33和所述摆臂36连接，所述提升轴34分别与所述摆臂36和所述夹爪组件4连接；所述第二旋转轴35用于带动所述摆臂36在水平面上旋转。
在实际使用中，根据所需要的刀具的规格确定刀具的具体位置，控制旋转轴的旋转方向和角度，然后通过提升轴34控制夹爪组件4上下运动，从而抓取相应的刀具。其中，具体的控制方式可以依据与该自动换刀装置相配合的控制系统而定，可以采用电机驱动机械手3的相应轴作动，从而实现自动抓取动作。
在本实施例中，该自动换刀装置会与主轴箱7配合使用，在抓取到相应的刀具20后，将刀具20放置刀臂5上，然后需要将刀臂5移动到主轴箱7所在的位置，便于主轴箱7侧的主轴70换取刀具20。
具体地，所述自动换刀装置还包括：传送组件6，所述传送组件6设置在所述支架1上，所述传送组件6与所述刀臂5连接；所述传送组件6用于推出或收回所述刀臂5，以便于主轴箱7侧获取所述刀臂5上的刀具20。
其中，所述传送组件6包括传送电机62(如图4所示)和推杆61，所述传送电机62与所述推杆61连接，所述推杆61与所述刀臂5连接；所述传送电机62用于驱动所述推杆61推出或收回，以切换所述刀臂5的位置。
如图3所示，展示了刀臂5处于推出状态的示意图，在刀臂5处于推出状态后，主轴箱7侧的主轴70从刀臂5上换取刀具20，在此过程中，不会对主轴70施加外力，可以减小对主轴70的影响，换刀时不会因为外力的施加导致主轴70的精度变化，延长主轴70的寿命，实现更长时间的连续高速加工。符合工具机高精度、高效能、高可靠度及多工复合等概念之产品。
另一方面，高精密主轴70的持续使用比较关键的，通过前述方式换取刀具20不会对主轴70的精度造成影响，可以提高产品的良率，维持加工出来的工件的一致性，提升客户的收益。
继续参阅图5～图8，所述夹爪组件4包括连接板41、轴座42、固定座43、第一夹爪44和第二夹爪45；所述轴座42设置在所述连接板41上，所述固定座43设置在所述连接板41上，所述第一夹爪44和所述第二夹爪45设置在所述固定座43上，所述轴座42与所述机械手3连接。
其中，所述第一夹爪44和所述第二夹爪45可相互靠近或相互背离运动，以抓取或放下刀具20，其中，所述第一夹爪44与所述第二夹爪45贴合时，形成刀具夹口40(如图6所示)，从而抓取刀具20。
如图7和图8所示，所述夹爪组件4还包括第一基座46和第二基座47，所述第一夹爪44和所述第一基座46连接，所述第二夹爪45和所述第二基座47连接，例如，通过螺钉或螺栓连接；其中，所述第一基座46和所述第二基座47的结构相同，组装时二者相互对贴设置。在实际使用中，所述第一基座46和所述第二基座47可相互背离或相互靠近运动，以带动所述第一夹爪44和所述第二夹爪45相互靠近或相互背离运动，以抓取或放下刀具20。
进一步地，所述夹爪组件4还包括驱动电机(图中未示出)，所述驱动电机设置在所述固定座43上，所述驱动电机上设置有多个销轴49，所述第一基座46和所述第二基座47均设置有条形孔48，所述销轴49对应与所述第一基座46上的条形孔48和所述第二基座47上的条形孔48连接。
在实际使用中，所述驱动电机带动与所述第一基座46连接的销轴49和与所述第二基座47连接的销轴49相互靠近或相互背离运动，以带动所述第一基座46和所述第二基座47相互背离或相互靠近运动。
在本实施例中，如图4所示，所述刀盘组件2包括刀架盘21和刀架座22，所述刀架座22设置所述支架1上，所述刀架盘21相对于所述刀架座22形成可拆卸连接，以便于换取刀盘组件2。其中，刀架盘21上放置有多个刀具20。
进一步地，所述刀盘组件2还包括固定组件23，所述固定组件23设置在所述支架1的侧面，所述固定组件23上设置有固定轴24，所述刀架盘21设置有固定孔25。
其中，在所述刀架盘21设置在所述刀架座22上后，所述固定轴24插设在所述固定孔25内，以使所述刀架盘21和所述刀架座22相对固定。
区别于现有技术，本申请提供一种自动换刀装置，包括：支架、刀盘组件、机械手、夹爪组件和刀臂，刀盘组件、机械手和刀臂设置在支架上，夹爪组件与机械手连接，其中，刀盘组件上设置有多个刀具20；其中，机械手可相对于刀盘组件和刀臂变换位置，以通过夹爪组件抓取相应规格的刀具20，并将抓取到的刀具20放置到刀臂上，以实现自动换刀。本申请的自动换刀装置结构简单，在换刀过程中，无需人工介入，简化了换刀难度，极大提高了效率。
进一步地，主轴箱7侧在换取刀具20时，不会对主轴箱7侧的主轴70施加外力，可以延长主轴箱7的使用寿命，还可以保证主轴70的精度，进而提高产品的良率，维持加工出来的工件的一致性。以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种自动换刀装置，其特征在于，包括：支架、刀盘组件、机械手、夹爪组件和刀臂，所述刀盘组件、所述机械手和所述刀臂设置在所述支架上，所述夹爪组件与所述机械手连接，其中，所述刀盘组件上设置有多个刀具；
其中，所述机械手可相对于所述刀盘组件和所述刀臂变换位置，以通过夹爪组件抓取相应规格的刀具，并将抓取到的刀具放置到所述刀臂上，以实现自动换刀。
2.根据权利要求1所述的自动换刀装置，其特征在于，所述机械手包括底座、第一旋转轴、旋转臂和提升轴，所述底座设置在所述支架上，所述第一旋转轴分别与所述底座和所述旋转臂连接，所述提升轴分别与所述旋转臂和所述夹爪组件连接；
所述第一旋转轴用于带动所述旋转臂在水平面上旋转；
所述提升轴用于带动所述夹爪组件在竖直方向上移动。
3.根据权利要求2所述的自动换刀装置，其特征在于，所述机械手还包括第二旋转轴和摆臂，所述第二旋转轴分别与所述旋转臂和所述摆臂连接，所述提升轴分别与所述摆臂和所述夹爪组件连接；
所述第二旋转轴用于带动所述摆臂在水平面上旋转。
4.根据权利要求1～3任一项所述的自动换刀装置，其特征在于，所述自动换刀装置还包括：传送组件，所述传送组件设置在所述支架上，所述传送组件与所述刀臂连接；
所述传送组件用于推出或收回所述刀臂，以便于主轴箱侧获取所述刀臂上的刀具。
5.根据权利要求4所述的自动换刀装置，其特征在于，所述传送组件包括传送电机和推杆，所述传送电机与所述推杆连接，所述推杆与所述刀臂连接；
所述传送电机用于驱动所述推杆推出或收回，以切换所述刀臂的位置。
6.根据权利要求1～3任一项所述的自动换刀装置，其特征在于，所述夹爪组件包括连接板、轴座、固定座、第一夹爪和第二夹爪；
所述轴座设置在所述连接板上，所述固定座设置在所述连接板上，所述第一夹爪和所述第二夹爪设置在所述固定座上，所述轴座与所述机械手连接；
所述第一夹爪和所述第二夹爪可相互靠近或相互背离运动，以抓取或放下刀具，其中，所述第一夹爪与所述第二夹爪贴合时，形成刀具夹口，从而抓取刀具。
7.根据权利要求6所述的自动换刀装置，其特征在于，所述夹爪组件还包括第一基座和第二基座，所述第一夹爪和所述第一基座连接，所述第二夹爪和所述第二基座连接；
其中，所述第一基座和所述第二基座可相互背离或相互靠近运动，以带动所述第一夹爪和所述第二夹爪相互靠近或相互背离运动，以抓取或放下刀具。
8.根据权利要求7所述的自动换刀装置，其特征在于，所述夹爪组件还包括驱动电机，所述驱动电机设置在所述固定座上，所述驱动电机上设置有多个销轴，所述第一基座和所述第二基座均设置有条形孔，所述销轴对应与所述第一基座上的条形孔和所述第二基座上的条形孔连接；
所述驱动电机带动与所述第一基座连接的销轴和与所述第二基座连接的销轴相互靠近或相互背离运动，以带动所述第一基座和所述第二基座相互背离或相互靠近运动。
9.根据权利要求1～3所述的自动换刀装置，其特征在于，所述刀盘组件包括刀架盘和刀架座，所述刀架座设置所述支架上，所述刀架盘相对于所述刀架座形成可拆卸连接。
10.根据权利要求9所述的自动换刀装置，其特征在于，所述刀盘组件还包括固定组件，所述固定组件设置在所述支架的侧面，所述固定组件上设置有固定轴，所述刀架盘设置有固定孔；
在所述刀架盘设置在所述刀架座上后，所述固定轴插设在所述固定孔内，以使所述刀架盘和所述刀架座相对固定。
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