CN111136492A - 具有刀仓装置的数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有刀仓的数控机床，其刀仓装置包括刀仓基座板，循环传动单元，循环传动单元具有刀夹座及循环驱动组件，刀仓基座板上还设置了刀柄推送单元，刀柄推送单元具有推送滑块，推送滑块上设置用于夹持刀柄的夹爪组件，夹爪组件在所述刀柄停顿转换位置处夹取刀柄并向刀仓基座板外侧推出，配合主轴换刀程序和刀仓换刀程序。采用刀仓基座板作为承载体，围绕刀仓基座板搭建了刀柄推送单元与循环传动单元的选刀相配合，刀仓基座板上本身集成了推送单元使得刀仓的空间利用率达到了最大化，颠覆了以往将换刀机械手设置在床身或龙门架上以快速换刀的思维模式。能够保证每个时段都能够同时进行一些步骤运行，保证了效率。

Description

具有刀仓装置的数控机床

技术领域

本发明涉及需要更换加工主轴的数控机床技术领域，具体涉及一种具有刀仓的数控机床。

背景技术

多主轴精雕机的自动换刀可以实现精雕机加工的高效率及多工艺加工。多主轴的精雕机对应的自动换刀装置需要多组刀仓或刀盘来储备刀具，不同的刀具用来加工不同的工艺。

单组的刀仓或刀盘如果想增加更多刀具数,对应的整体刀具数则数倍增加，所以主轴数越多，备刀数则往往越少，能加工的工艺也就越简单，无法满足复杂工件的加工需求。

现有技术中存在的刀仓装置往往是在加工主轴附近安装，容易造成对加工主轴的加工干扰；也存在一些精雕机为了避开干扰，将刀仓装置设置在龙门架下面，然后通过一个机构转运刀柄，例如授权公告号CN 209207055 U的中国发明专利公开的“刀库组件及加工中心”即为上述结构，此种结构会受限于龙门架下方的有限安装空间，且结构会更加复杂，操控精度不够高。采用两级滑轨串联设置的方式在结构稳定性上也会大打折扣。

现有技术还存在一种刀仓装置，其采用转盘式或闭环链条式的刀库传动结构，但此种刀库也多数是设置在加工主轴旁，且由加工主轴直接在刀库中进行换刀，一方面影响到换刀效率，另一方面还会对主轴产生干扰，例如授权公告号CN 208322820 U的中国发明专利公开的“一种链条传动刀库”；尽管后续存在一些改进，在龙门架上或床身上增加了独立的换刀机械手，但换刀机械手本身需要占用机床原本并不充足的空间，另一方面换刀机械手从刀库中取出刀柄需要更精确的检测和控制，无疑增加了成本，且换刀机械手相对于刀库的再次定位需要消耗一定的系统计算时间，换刀的效率受到了影响。尤其是这种独立的换刀机械手如果安装在龙门架上会因龙门架上的加工主轴的加工动作而存在轻微抖动影响，对控制精度则更需要加强。

综上所述，现有技术人员对于刀库的设计往往局限于在刀仓上无限扩展刀柄排列容置数量，即刀仓上的所有空间应当尽量以增加刀柄数量为主，却往往忽视了刀仓还能挖掘出更多的功能空间，使得刀仓与机床床身的空间利用达到最优化。

发明内容

本发明提供一种具有刀仓的数控机床，以解决上述问题。

本发明提供的一种具有刀仓的数控机床，包括床身、移动加工台、加工主轴及将加工主轴安装于床身之上的龙门架，床身上设置供移动加工台纵向滑动的纵向滑轨，还包括刀仓传输机构，刀仓传输机构包括刀仓装置及与刀仓装置配合的传输装置，包括刀仓基座板，安装在刀仓基座板上的循环传动单元，循环传动单元具有多个用于安装刀夹且闭环排列的刀夹座，每个刀夹座上安装用于夹持刀柄的刀夹，循环传动单元还具有用于驱动闭环排列的刀夹座以闭环循环方式传动的循环驱动组件，刀仓基座板上还设置了刀柄推送单元，刀柄推送单元具有在刀仓基座板上由内向外延伸铺设的推送轨道，推送轨道上设置推送滑块，推送滑块由一推送驱动器驱动在推送轨道上往复运动，推送滑块上设置用于夹持刀柄的夹爪组件，闭环排列的刀夹座对应夹爪组件的位置处设为刀柄停顿转换位置，夹爪组件在所述刀柄停顿转换位置处夹取刀柄并向刀仓基座板外侧推出；推送滑块上设置提升单元，提升单元包括竖向轨道及提升驱动器，竖向轨道上设置提升滑块，提升滑块由提升驱动器驱动在竖向轨道上往复运动，夹爪组件通过设置在提升滑块上的方式安装在所述推送滑块上；所述传输装置包括由刀仓向加工台方向铺设的传输轨道，设置在传输轨道上的传输底座，驱动传输底座在传输轨道上往复运动的传输驱动组件，安装在传输底座上且与所述夹爪组件相对应的卡刀座，卡刀座在传输轨道的铺设方向设置两个用于夹持刀柄的卡刀槽；刀仓装置安装于龙门架后方并通过支撑座悬空于床身之上，刀仓传输机构的传输装置的传输滑轨与所述纵向滑轨共用为同一轨道；主轴换刀时：旋转驱动组件将载有待更换刀柄的刀夹座传输至所述刀柄停顿转换位置后停止，刀柄推送单元向前推出一段距离使夹爪组件位于该刀柄停顿转换位置处并夹紧刀柄，提升单元向上提起刀夹座内的刀柄后刀柄推送单元继续向前推送将刀柄推出刀仓基座板外等待传输装置承接，同一时段内，加工主轴下降将刀柄放入传输装置的卡刀座其中之一的空闲卡刀槽内，加工主轴升起，传输装置的传输底座在纵向滑轨上移动使另一个载有待更换刀柄的卡刀槽位于加工主轴下方，加工主轴再次下降将待更换刀柄装入加工主轴上后升起，传输底座承载带有更换后刀柄的卡刀座纵向移动至龙门架后侧的刀仓装置位置处；刀仓换刀时：循环驱动组件使刀夹座内空闲的刀夹转动至所述刀柄停顿转换位置等待承载更换后刀柄，传输装置使卡刀座中空闲卡刀槽位于刀仓装置的夹爪组件下方，提升单元承载夹爪组件下降将待更换刀柄放入卡刀座的空闲卡刀槽内，提升单元承载夹爪组件升起，传输装置纵向移动使卡刀座中载有更换后刀柄的卡刀槽位于夹爪组件下方，提升单元使夹爪组件下降夹紧卡刀座内的更换后刀柄，提升单元使夹爪组件提升使更换后刀柄提出卡刀座，刀柄推送单元将夹爪组件拉回所述刀柄停顿转换位置，提升单元使夹爪组件下降将更换后刀柄放回刀夹座的空闲刀夹内，同一时段内，传输装置的传输底座位于指定位置等待加工主轴需要换刀时再纵向移动至龙门架前的主轴下方位置处。

上述技术方案可以看出，由于本发明数控机床中采用刀仓基座板作为承载体，围绕刀仓基座板搭建了刀柄推送单元与循环传动单元的选刀相配合，相比于现有设计中独立设置换刀机械手的方式，将刀柄推送单元设置在刀仓基座板上，进一步提升了换刀的效率，刀柄推送单元快捷的将刀柄推出，无需其他机构从数量较大的刀丛中选刀，刀仓基座板上本身集成了推送单元使得刀仓的空间利用率达到了最大化，颠覆了以往将换刀机械手设置在床身或龙门架上以快速换刀的思维模式。当仓本身与龙门架分隔，刀柄推送单元集成在刀仓内，换刀效率与空间利用率的结合达到最佳，尤其是刀仓部分能够与加工部分共轨使用，节约了空间，提升了适配性，且换刀工序亦得到最大优化，主轴换刀程序和刀仓换刀程序可以配合进行，提升效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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它的附图。

图1是本发明实施例中提供的刀仓装置结构示意图；

图2是图1中刀仓装置的A部放大结构示意图；

图3是本发明实施例中刀仓装置的俯视结构示意图；

图4是本发明另外一种实施例中刀仓装置的俯视结构示意图；

图5是本发明提升单元采用另外一种安装方式的刀仓装置的立体结构示意图；

图6是图5中刀仓装置的从另一面观察的结构示意图；

图7是本发明实施例中刀仓传输装置安装在机床床身上的立体结构示意图；

图8是图7中B部放大结构示意图；

图9是本发明实施例中未显示刀仓装置的数控机床结构示意图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

首先为了有利于读者理解本实施例及其他实施例中的技术方案和原理，在此结合附图定义一个大致的空间方向，以图2所示装置的俯视图为例，横向是读者面对纸张的左右方向，竖向是读者面对纸张的俯视方向，纵向是面对纸张的上下方向，当然，如果装置的摆放方位发生变化，则定义方向跟随变化。以上方向定义仅仅为了帮助理解技术方案而参考，并不构成对保护范围的限制。

本发明实施例提供一种具有刀仓的数控机床，结合图2至图9所示，包括了床身101、移动加工台102、加工主轴103及将加工主轴103安装于床身之上的龙门架104，床身101上设置供移动加工台102纵向滑动的纵向滑轨；还包括了刀仓传输机构，刀仓传输机构包括刀仓装置及与刀仓装置配合传输装置，刀仓传输机构的刀仓装置安装于龙门架104后方并通过支撑座105悬空于床身101之上，刀仓传输机构的传输装置的传输滑轨71与所述纵向滑轨共用为同一轨道。如此，在空间设计上得到极大共享空间，成本获得极大降低。

本发明中的数控机床可以配合使用各种变换结构的刀仓装置或传输装置，即刀仓传输机构的结构会有不同改进，下面的实施例中床身、龙门架、移动加工台可以使用相同的结构，对于刀仓装置或整个刀仓传输机构会由不同实施例替换实施。

本实施例中刀仓装置包括刀仓基座板1，刀仓基座板选用一块薄金属板，可以节省空间占用。安装在刀仓基座板1上的循环传动单元，循环传动单元具有多个用于安装刀夹且闭环排列的刀夹座2，所谓闭环排列是指至少2个以上的刀夹座在移动时是按照一个闭环运行的，每个刀夹座都会循环的到达其中一个指定的位置上，如图1中是排列成长条状的环，这种长条状的环形排列有利于在同一个刀仓基座板上并排的设置多组刀夹座，满足空间利用率，因此在图1中示出的是多主轴机床中适用的刀仓装置。每个刀夹座2上安装用于夹持刀柄9的刀夹21，循环传动单元还具有用于驱动闭环排列的刀夹座以闭环循环方式传动的循环驱动组件。

循环驱动组件是驱动器配合相关器件实现对刀夹座组循环驱动的组件。例如在图1结合图2中示出的链带传动机构形成的组件中，循环驱动组件包括驱动电机41、由驱动电机41驱动的主动轮42、与主动轮42配合的从动轮43、设置在主动轮42与从动轮43上的链带44，刀夹座2安装在链带44侧形成闭环排列。当然在驱动电机41和主动轮42之间还可以增设减速机等增加力矩或提升效率的传输器件，链带则包括链条和传输带这种可以循环传输的器件，采用链条时，主动轮和从动轮设置为齿轮结构，采用传输带时，主动轮和从动轮设置为滚轮或滚筒即可。如上所述，这种链带结构形成长条状的刀夹座组形式，能够保证一个刀仓基座板上排列设置多组长条状布置的刀夹座组，增加了刀仓的整体容量，空间利用率达到最大化。

由于本实施例中采用主动轮和从动轮构成的长条状驱动结构，在空间利用率方面得到极大优化，但是主动轮和从动轮之间的链带会存在涨紧不足的情况，大多人员会增设涨紧轮，但是这种结构成本高，会占用较大空间。本实施例中在刀仓基座板上对应主动轮和从动轮中间位置处延伸设置一支撑体，支撑体上设有一侧敞开用于避让刀夹座的托架，从而帮助链带保持平稳运转，此处的主动轮和从动轮中间位置并非是仅限定为主动轮和从动轮的正中间位置，还包括靠近正中间的中部位置。在托架的链带进出口上设置弧面或斜面，以便于链带的滑动，防止阻挡住链带的进出。

在图3中则展示了另一种循环闭环排列的刀夹座组的驱动组件，该结构的循环驱动组件包括驱动电机41(可以采用图2中结构相同的电机)、由驱动电机41驱动的转盘45，刀夹座2安装在转盘的周缘形成闭环排列。显然这种转盘结构的循环驱动组件架构简单，其他器件会相对少，但是由于转盘自身的空间占用大，因此同样的刀仓基座板上所安装的转盘数量有限，整体的刀仓容量不如上述的链带式的循环驱动组件。转盘采用金属盘，在金属盘的周缘直接安装上刀夹座即可。

刀仓基座板1上还设置了刀柄推送单元，刀柄推送单元具有在刀仓基座板1上由内向外延伸铺设的推送轨道31，推送轨道31上设置推送滑块32，推送滑块32由一推送驱动器33驱动在推送轨道31上往复运动，推送滑块32上设置用于夹持刀柄9的夹爪组件，闭环排列的刀夹座2对应夹爪组件的位置处设为刀柄停顿转换位置，夹爪组件在所述刀柄停顿转换位置处夹取刀柄9并向刀仓基座板1外侧推出。本实施例中选择在纵向上推出夹爪组件，是为了配合当装置适用于数控机床时，与数控机床的移动工作台保持运动方向一致，从而增加换刀效率及简化机构。

对于夹爪组件而言，是驱动器驱动相关器件实现夹紧和松开动作的组件。本实施例中夹爪组件包括夹爪基座51、安装在夹爪基座51上且相对设置的两块夹块52、驱动两夹块52夹紧或松开的夹爪驱动器53。本实施例中夹爪驱动器采用驱动气缸，夹爪基座下设置了滑轨，两夹块设置在滑轨上并由驱动气缸驱动夹紧或松开，动作响应及时高效，结构简单。

可以理解的是，在其他实施例中用于取放刀柄的夹爪组件也可以采用其他形式，例如包括刀筒式、夹刀式和托刀式等。

对应的刀夹座上的刀夹具有敞口能够保障刀柄在纵向上进出，在竖向上被悬挂住即可，当刀夹座携带刀柄转动到所述刀柄停顿转换位置处时，循环驱动组件停止驱动，刀柄推送单元的推送驱动器推动推送滑块使夹爪组件刚好也位于刀柄停顿转换位置处，然后夹爪组件驱动夹块夹紧刀柄，刀柄推送单元继续在纵向上将刀夹组件向外推出，直至下一个工序接收到刀柄。此过程中夹爪组件和刀夹座是在同一水平上进行移动即可。

为了适应生产需要，多主轴加工的数控机床(包括双主轴、三主轴及以上)被广泛应用，本实施例中的刀仓装置为了适应多主轴加工的需要，在考虑优化成本和最大限度的减小空间占用的同时，作出结构改进，刀仓基座板上排列设置两组以上循环传动单元，具体为4组，刀柄推送单元也对应地排列设置两组以上，具体为4组，每组刀柄推送单元的夹爪组件将对应的循环传动单元在所述刀柄停顿转换位置处刀夹座上的刀柄推出。当然不排除每一组循环传动单元对应一组刀柄推送单元和夹爪组件，但为了进一步优化结构，刀仓基座板1上设置一个推送驱动器和一组推送轨道，推送滑块32上沿刀仓基座板平面与推送方向垂直延伸形成推送联板，即推送滑块在横向上延伸形成推送联板，推送联板上排列安装两组以上夹爪组件形成两组以上的刀柄推送单元。此处一组推送轨道包括单个一根推送轨道和至少两根以上推送轨道构成的一组。对于多组刀柄推送单元共用一个推送驱动器的方式，甚至共用一组推送轨道的方式，能够极大的简化结构，节约成本，减少空间占用。

实施例2:

在上述实施例1中，夹爪组件和刀基座在同一水平上移动，能够使结构得到极大的简化，但是刀夹必须使用敞口悬挂方式，其容易在纵向上滑脱，造成更大的损失，如果刀夹座采用过盈配合的方式让刀柄嵌入固定，又容易导致刀柄周缘表面受到摩擦损伤。鉴于此，需要进一步优化装置结构。

需要强调的是，现有技术中刀柄的结构一般较为简单，或直接圆柱结构，或采用锥体结构，主要是为了便于取放，本实施例中的刀柄采用了相对复杂的结构，具有圆柱底座91，圆柱底座91的上部是倒锥头部92，在圆柱底座91与倒锥头部92衔接的位置处直径大于圆柱底座的圆环凸台93，在倒锥头部92的顶端设置直径小于倒锥头部顶端的连接柱94，在连接柱94的顶端设置直径大于连接柱的顶盖95。其中顶盖95设为弧面顶结构或近弧面顶结构，有利于避开空间，防止擦碰，连接柱处相对于整体形成了凹环结构，有利于进一步在顶部夹持固定，从而与圆柱底座构成两端固定。为了进一步的使刀柄便于固定，在连接柱与倒锥头部的顶端之间设置一个直径介于倒锥头部顶端与连接柱之间的台阶层96，台阶层在任意周缘的相对侧开出平行的夹持面，这一相对的夹持面可以保证用扳手对刀柄进行手调。为了进一步便于固定，所述圆环凸台93设置为两个，在两个圆环凸台之间形成圆环槽97，便于夹持的同时还能够在竖向上调整刀柄位置时做参考。

这种刀柄更加适合于提拉取放，取放刀柄时增加提拉动作。在上述实施例1的基础上，在推送滑块32上设置提升单元，提升单元包括竖向轨道61及提升驱动器62，竖向轨道上设置提升滑块63，提升滑块63由提升驱动器62驱动在竖向轨道61上往复运动，夹爪组件通过设置在提升滑块63上的方式安装在所述推送滑块32上。提升单元集成在刀柄推送单元内，从而以较为简单的结构和成本实现了夹爪组件的提升。

为了进一步的节约空间，增加刀仓基座板的容量，刀仓基座板上对应竖向轨道的位置处设置向内凹进的容纳槽64，提升滑块63容置于所述容纳槽64内不突出于刀仓基座板1的外边缘。可以理解的是，一旦刀柄推送单元有推出动作，则提升单元与夹爪组件会被推出刀仓基座板的外边缘，以便于下一工序及时准确获取到刀柄。所述容纳槽的设置还能够进一步的保护提升单元和刀柄推送单元，防止其他物质外力入侵损害。

为了平衡受力及进一步优化刀仓基座板上空间利用率，本实施例中循环传送单元安装在刀仓基座板1的下侧面而刀柄推送单元则安装刀仓基座板1的上侧面。如此刀仓基座板的两个面均基本被均匀使用，两面受力趋于平衡，更有利于安装固定。尤其是两个功能单元在不同的侧面，更有利于操作人员在后期的维修养护。多个功能单元集中在同一面则相互间的干扰会增加。

在另外的实施例中还有一种优化方式同样是为了保证提升单元不突出，如图5和图6所示，展示了该刀仓装置的刀仓基座板上下两面的结构，其中容纳槽64开设在刀仓基座板内且沿推送轨道的纵向延伸，其夹爪组件6是与循环传送单元在刀仓基座板的同一侧，但是其刀柄推送单元、提升单元及夹爪组件6可以设置在长条状的刀夹座闭环内，空间利用得当。置于循环传送单元是位于刀仓基座板上面还是下面实际上并不影响其工作原理，刀夹座的方向相应调整即可。

对于本实施例展示的刀仓装置，及图5和图6中展示当仓装置，闭环排列的刀夹座呈纵向上设置的长条状，在闭环长条状的两侧整齐对应设置刀夹座，在闭环的一端对应刀柄停顿转换位置处设置一刀夹座，在闭环的另一端则空出不设置刀夹座，使程序设计上优化计算效率，还能够保证纵向上的空间占用少，尽量不影响刀仓容量的情况下减少刀仓基座板的纵向长度，节约成本，循环驱动组件在刀仓基座板上也对应的成纵向设置，这种设计方式使得驱动组件和刀夹排列能够完全匹配，提升空间的利用率，提升刀仓容量。

为了提升换刀精确度、提升换刀效率，循环传动单元还包括用于检测所述刀柄停顿转换位置处是否有刀柄的停顿检测传感器，停顿检测传感器可以采用霍尔传感器、近接感应器或光电传感器等，停顿检测传感器可以通过支架安装在刀仓基座板上或者安装在其他可固定位置处。停顿检测传感器的增加有利于提升程序可靠性，相对于现有技术中将检测传感器设置在换刀机械手上更加有优势。

为了适应生产需要，多主轴加工的数控机床被广泛应用，本实施例中的刀仓装置为了适应多主轴加工的需要，在考虑优化成本和最大限度的减小空间占用的同时，作出结构改进，对应刀柄推送单元的改进，本实施例在上述实施例1的推送联板上设置一个提升驱动器及提升滑块，提升滑块是向两侧延伸形成的提升联板64，提升联板上设置两组以上竖向轨道，两个以上的夹爪组件设置在竖向轨道上。具体在本实施例中四组夹爪组件，对应四个提升单元，提升联板有2块，每个提升联板上设置两个提升滑块，保持装置的结构均衡布置。当然在其他实施例中也可以采用一个提升联板，直接在一个提升联板上设置4个提升滑块，但均衡性稍逊。

本实施例中设计了相应的夹爪组件以更好适应上述刀柄结构，本实施例中的夹爪组件在上述结构基础上，在两夹块52相对内侧均设置向内侧延伸的卡板54，卡板54上设置与刀柄尾部(即刀柄连接柱位置)轮廓匹配的卡入部55，两夹块52相对内侧的下部均设置了与刀柄外侧(即刀柄的倒锥头部位置处)轮廓匹配的夹持槽56。此种结构的夹爪组件能够在刀柄的上下两点进行匹配式固定，保证夹持的稳固性。在竖向上无滑位，在横向上不松动。此种夹爪组件更有利于对刀柄的提拉取放。

同时，对于上述的刀柄结构，本实施例中还对刀夹座进行了优化，本实施例中的刀夹座为一安装板22，安装板22的底端可拆卸地安装有刀夹21，刀夹为一与所述安装板垂直设置且向外侧延伸的板叉，板叉的前端设置用于刀柄进入的敞口，板叉的敞口内侧形成下层为U形口23、上层为C形口24的分层结构，上层C形口内径宽大于下层U形口从而形成台阶面。下层的U形口能够保证刀柄的圆柱底座进入无障碍，上层的C形口能够使刀柄的圆环凸台被容纳，分层结构形成的台阶面支撑刀柄配合C形口环绕刀柄的圆环凸台，使刀柄并充分稳固精准的固定住。

本实施例中的刀仓装置增设了提升单元，能够保证刀柄被提拉取放，解决了刀柄平推取放可能存在的滑脱问题，且提升单元的集成化设计不会大幅增加空间占用，结构简单，成本低效率高。

进行加工或换刀时，本实施例优化了程序，采用两阶段结合的方式，主轴换刀时：旋转驱动组件将载有待更换刀柄的刀夹座传输至所述刀柄停顿转换位置后停止，由于此时刀柄推送单元设置为缩紧状体使夹爪组件不影响刀夹座的循环旋转，因此，刀柄推送单元需要向前推出一段距离使夹爪组件位于该刀柄停顿转换位置处并夹紧刀柄，提升单元向上提起刀夹座内的刀柄后刀柄推送单元继续向前推送将刀柄推出刀仓基座板外等待传输装置承接，提升单元将夹爪组件提升到高位，传输底座上的卡刀座或刀仓装置内的刀夹座都不会碰触到刀柄，对于任何样式的卡刀槽或刀夹都能够应付自如，不会有磕碰现象。同一时段内，也就是说上述的动作在进行时，加工主轴这一侧的动作也未闲着，加工主轴下降将刀柄放入传输装置的卡刀座其中之一的空闲卡刀槽内，加工主轴升起，传输装置的传输底座在纵向滑轨上移动使另一个载有待更换刀柄的卡刀槽位于加工主轴下方，加工主轴再次下降将待更换刀柄装入加工主轴上后升起，传输底座承载带有更换后刀柄的卡刀座纵向移动至龙门架后侧的刀仓装置位置处。这便是一个主轴换刀的程序。

主轴换刀程序完成后，传输底座转移到龙门架后面，进入到刀仓换刀程序。刀仓换刀时：循环驱动组件使刀夹座内空闲的刀夹转动至所述刀柄停顿转换位置等待承载更换后刀柄，这一个步骤可以和后续的步骤同时段进行，以保证效率，传输装置使卡刀座中空闲卡刀槽位于刀仓装置的夹爪组件下方，提升单元承载夹爪组件下降将待更换刀柄放入卡刀座的空闲卡刀槽内，提升单元承载夹爪组件升起，传输装置纵向移动使卡刀座中载有更换后刀柄的卡刀槽位于夹爪组件下方，提升单元使夹爪组件下降夹紧卡刀座内的更换后刀柄，提升单元使夹爪组件提升使更换后刀柄提出卡刀座，刀柄推送单元将夹爪组件拉回所述刀柄停顿转换位置，提升单元使夹爪组件下降将更换后刀柄放回刀夹座的空闲刀夹内，同一时段内，传输装置的传输底座位于指定位置等待加工主轴需要换刀时再纵向移动至龙门架前的主轴下方位置处。

本实施例中的换刀程序设计合理，配合了主轴换刀程序和刀仓换刀程序，能够保证每个时段都能够同时进行一些步骤运行，保证了效率，尤其是刀仓换刀时，刀柄可纵向向前推出刀仓与传输底座相迎，缩短了行程，提升了换刀效率，控制更为简单。

实施例3:

本实施例提供一种刀仓传输机构，包括上述实施例1中的刀仓装置，还包括与刀仓装置配合的传输装置，所述传输装置包括由刀仓向加工台方向铺设的传输轨道71，设置在传输轨道71上的传输底座72，驱动传输底座72在传输轨道71上往复运动的传输驱动组件，安装在传输底座72上且与所述夹爪组件6相对应的卡刀座，卡刀座在传输轨道的铺设方向设置两个用于夹持刀柄的卡刀槽；卡刀座上的两个卡刀槽之间设置刀柄可通过的通槽，刀柄推送单元的夹爪组件直接将刀柄停顿转换位置处的刀柄沿传输轨道铺设方向推入到卡刀座其中之一的卡刀槽内。由于实施例1中的刀柄推送单元与循环传送单元是在同一水平上传递刀柄，因此，卡刀座上的两个卡刀槽之间具有通槽连通，刀柄可以在纵向上选择其中一个卡刀槽放置，仍然是悬挂承托的支撑方式即可。图中对于下面实施例4中的卡刀座结构进行了展示，而对于本实施例中的卡刀座具体结构未予展示，传输装置的其他相同部分的结构仍可以参考附图。

为了进一步保证对刀柄承载的稳固性，在其他实施例中可以采用卡刀座底部通过旋转驱动组件安装在传输底座上，其中一个卡刀槽承载了刀柄，可以将另一个空载的卡刀槽旋转到需要的位置处进行换刀操作。当然还有对卡刀座进行改进的，将卡刀座底部通过升降驱动组件安装在传输底座上，当卡刀座会影响刀柄行进路线时，将卡刀座先下降让出避空，等到刀柄通过后，卡刀座升起复位，卡刀座的两个卡刀槽可以向相背的两侧敞口。

为配合刀仓装置的多组夹爪组件，本实施例中传输底座上也对应设置多组的卡刀座。

实施例4:

本实施例提供另外一种刀仓传输机构，包括上述实施例2中的刀仓装置，还包括与刀仓装置配合的传输装置，所述传输装置包括由刀仓向加工台方向铺设的传输轨道71，设置在传输轨道71上的传输底座72，驱动传输底座在传输轨道上往复运动的传输驱动组件，驱动组件可以采用电机配合丝杠螺杆的驱动方式，也可以采用气缸配合滑块滑轨的方式。传输装置还包括安装在传输底座71上且与所述夹爪组件相对应的卡刀座73，卡刀座73在传输轨道的铺设方向设置两个用于夹持刀柄的卡刀槽74。上述实施例2中的刀仓装置是配置了提升单元的，即刀仓装置的推送滑块上设置提升单元，提升单元包括竖向轨道及提升驱动器，竖向轨道上设置提升滑块，提升滑块由提升驱动器驱动在竖向轨道上往复运动，夹爪组件通过设置在提升滑块上的方式安装在所述推送滑块上；刀柄推送单元的夹爪组件直接将刀柄停顿转换位置处的刀柄通过提升单元在竖向上放到卡刀座其中之一的卡刀槽内。配合提升单元后，传输装置无需像实施例1中那样做过多的改变，卡刀座的结构可以设计的更适合固定刀柄。

在本实施例中每个卡刀座73包括竖立在传输底座72上的两块独立支板75，每块支板75上部垂直向内侧延伸设置卡刀板76，两块卡刀板前端面均沿传输轨道铺设方向排列设置两个刀柄定位槽77，每个刀柄定位槽的竖向下部设置向内侧延伸的托刀台阶面78，两相对设置的卡刀板上的刀柄定位槽77和托刀台阶面78形成卡刀槽74。这种结构的卡刀槽更加适合上述实施例中具有圆柱底座和倒锥头部的刀柄，刀柄的圆环凸台能够与卡刀槽完美匹配，保证刀柄一旦进入到卡刀座就会被稳稳的固定，不再出现滑脱或晃动的问题。由于传输装置本身是可以纵向移动的，因此传输底座承载着卡刀座在传输轨道上移动至刀仓装置处的指定位置后，刀仓装置的刀柄推送单元可以通过提升单元选择具体使用卡刀座上哪一个卡刀槽。为了进一步提升快速对卡刀座上装刀状态的监控，本实施例中还在卡刀座上设置了负载检测传感器79，在支板75的侧壁上设置内凹弧槽751，一方面能够容置负载检测传感器，另一方面能够降低成本，无需额外的固定装置。支板顶端设置螺纹孔与卡刀板上对应设置安装孔，通过螺栓将卡刀板可拆卸地将卡刀板安装到支板上，有利于随时调整更换卡刀板，以适应不同的刀柄结构。另外，卡刀板上的安装孔是沿卡刀板夹持方向上延伸的调整长孔，这样的设计能够保证在不更换卡刀板的情况下，通过调整卡刀板的夹持方向上的位置即可适应不同尺寸的刀柄，提高适配性。

本实施例中刀仓装置设置了两组以上的夹爪组件6沿横向排列，传输底座包括沿横向延伸的底座滑块721、设置在底座滑块721两侧的两块底座支撑板722、安装在两块底座支撑板722上部的传输托板723，传输托板723的横向长度大于底座滑块721，保证平衡的同时能够极大的节约材料成本及空间占用，两组以上的卡刀座73与夹爪组件6相对应地横向排列安装在所述传输托板723上。传输底座以最简的结构实现了最稳固的承载。

本实施例中传输底座上也设置了两组以上的卡刀座以配合刀仓装置上的两组以上夹爪组件，为多主轴加工提供条件。

总体而言，本实施例中的刀仓传输机构以刀仓装置配合传输装置实现，换刀效率能够大幅提升，稳定性能够得到保证，尤其是刀仓装置的提升单元配合传输装置的卡刀座结构，使刀柄稳稳的被固定，传输中不会出现滑脱或晃动的问题。

以上对本发明实施例所提供的一种具有刀仓的数控机床进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想和方法，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (15)

1.具有刀仓的数控机床，包括床身、移动加工台、加工主轴及将加工主轴安装于床身之上的龙门架，床身上设置供移动加工台纵向滑动的纵向滑轨，其特征在于，还包括刀仓传输机构，刀仓传输机构包括刀仓装置及与刀仓装置配合的传输装置，包括刀仓基座板，安装在刀仓基座板上的循环传动单元，循环传动单元具有多个用于安装刀夹且闭环排列的刀夹座，每个刀夹座上安装用于夹持刀柄的刀夹，循环传动单元还具有用于驱动闭环排列的刀夹座以闭环循环方式传动的循环驱动组件，刀仓基座板上还设置了刀柄推送单元，刀柄推送单元具有在刀仓基座板上由内向外延伸铺设的推送轨道，推送轨道上设置推送滑块，推送滑块由一推送驱动器驱动在推送轨道上往复运动，推送滑块上设置用于夹持刀柄的夹爪组件，闭环排列的刀夹座对应夹爪组件的位置处设为刀柄停顿转换位置，夹爪组件在所述刀柄停顿转换位置处夹取刀柄并向刀仓基座板外侧推出；推送滑块上设置提升单元，提升单元包括竖向轨道及提升驱动器，竖向轨道上设置提升滑块，提升滑块由提升驱动器驱动在竖向轨道上往复运动，夹爪组件通过设置在提升滑块上的方式安装在所述推送滑块上；所述传输装置包括由刀仓向加工台方向铺设的传输轨道，设置在传输轨道上的传输底座，驱动传输底座在传输轨道上往复运动的传输驱动组件，安装在传输底座上且与所述夹爪组件相对应的卡刀座，卡刀座在传输轨道的铺设方向设置两个用于夹持刀柄的卡刀槽；刀仓装置安装于龙门架后方并通过支撑座悬空于床身之上，刀仓传输机构的传输装置的传输滑轨与所述纵向滑轨共用为同一轨道；主轴换刀时：旋转驱动组件将载有待更换刀柄的刀夹座传输至所述刀柄停顿转换位置后停止，刀柄推送单元向前推出一段距离使夹爪组件位于该刀柄停顿转换位置处并夹紧刀柄，提升单元向上提起刀夹座内的刀柄后刀柄推送单元继续向前推送将刀柄推出刀仓基座板外等待传输装置承接，同一时段内，加工主轴下降将刀柄放入传输装置的卡刀座其中之一的空闲卡刀槽内，加工主轴升起，传输装置的传输底座在纵向滑轨上移动使另一个载有待更换刀柄的卡刀槽位于加工主轴下方，加工主轴再次下降将待更换刀柄装入加工主轴上后升起，传输底座承载带有更换后刀柄的卡刀座纵向移动至龙门架后侧的刀仓装置位置处；刀仓换刀时：循环驱动组件使刀夹座内空闲的刀夹转动至所述刀柄停顿转换位置等待承载更换后刀柄，传输装置使卡刀座中空闲卡刀槽位于刀仓装置的夹爪组件下方，提升单元承载夹爪组件下降将待更换刀柄放入卡刀座的空闲卡刀槽内，提升单元承载夹爪组件升起，传输装置纵向移动使卡刀座中载有更换后刀柄的卡刀槽位于夹爪组件下方，提升单元使夹爪组件下降夹紧卡刀座内的更换后刀柄，提升单元使夹爪组件提升使更换后刀柄提出卡刀座，刀柄推送单元将夹爪组件拉回所述刀柄停顿转换位置，提升单元使夹爪组件下降将更换后刀柄放回刀夹座的空闲刀夹内，同一时段内，传输装置的传输底座位于指定位置等待加工主轴需要换刀时再纵向移动至龙门架前的主轴下方位置处。

2.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，刀仓基座板上对应竖向轨道的位置处设置向内凹进的容纳槽，提升滑块容置于所述容纳槽内不突出于刀仓基座板的外边缘。

3.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，循环传送单元安装在刀仓基座板的下侧面而刀柄推送单元则安装刀仓基座板的上侧面。

4.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，循环驱动组件包括驱动电机、由驱动电机驱动的主动轮、与主动轮配合的从动轮、设置在主动轮与从动轮上的链带，刀夹座安装在链带侧形成闭环排列。

5.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，循环驱动组件包括驱动电机、由驱动电机驱动的转盘，刀夹座安装在转盘的周缘形成闭环排列。

6.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，夹爪组件包括夹爪基座、安装在夹爪基座上且相对设置的两块夹块、驱动两夹块夹紧或松开的夹爪驱动器。

7.如权利要求6所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，两夹块相对内侧均设置向内侧延伸的卡板，卡板上设置与刀柄尾部轮廓匹配的卡入部，两夹块相对内侧的下部均设置了与刀柄外侧轮廓匹配的夹持槽。

8.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，刀夹座为一安装板，安装板的底端可拆卸地安装有刀夹，刀夹为一与所述安装板垂直设置且向外侧延伸的板叉，板叉的前端设置用于刀柄进入的敞口，板叉的敞口内侧形成下层为U形口、上层为C形口的分层结构，上层C形口内径宽大于下层U形口从而形成台阶面。

9.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，闭环排列的刀夹座呈纵向上设置的长条状，在闭环长条状的两侧整齐对应设置刀夹座，在闭环的一端对应刀柄停顿转换位置处设置一刀夹座，在闭环的另一端则空出不设置刀夹座，循环驱动组件在刀仓基座板上也对应的成纵向设置。

10.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，循环传动单元还包括用于检测所述刀柄停顿转换位置处是否有刀柄的停顿检测传感器。

11.如权利要求1至10所述的任意一项具有刀仓的数控机床，其特征在于，刀仓基座板上排列设置两组以上循环传动单元，刀柄推送单元也对应地排列设置两组以上，每组刀柄推送单元的夹爪组件将对应的循环传动单元在所述刀柄停顿转换位置处刀夹座上的刀柄推出。

12.如权利要求11所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，刀仓基座板上设置一个推送驱动器和一组推送轨道，推送滑块上沿刀仓基座板平面与推送方向垂直延伸形成推送联板，推送联板上排列安装两组以上夹爪组件形成两组以上的刀柄推送单元。

13.如权利要求12所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，推送联板上设置一个提升驱动器及提升滑块，提升滑块是向两侧延伸形成的提升联板，提升联板上设置两组以上竖向轨道，两个以上的夹爪组件设置在竖向轨道上。

14.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，每个卡刀座包括竖立在传输底座上的两块独立支板，每块支板上部垂直向内侧延伸设置卡刀板，两块卡刀板前端面均沿传输轨道铺设方向排列设置两个刀柄定位槽，每个刀柄定位槽的竖向下部设置向内侧延伸的托刀台阶面，两相对设置的卡刀板上的刀柄定位槽和托刀台阶面形成卡刀槽。

15.如权利要求1所述的具有刀仓的数控机床，其特征在于，刀仓装置设置了两组以上的夹爪组件沿横向排列，传输底座包括沿横向延伸的底座滑块、设置在底座滑块两侧的两块底座支撑板、安装在两块底座支撑板上部的传输托板，传输托板的横向长度大于底座滑块，两组以上的卡刀座与夹爪组件相对应地横向排列安装在所述传输托板上。

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