CN111958304A - 一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，具体涉及数控机床刀库领域，包括防护罩本体，所述防护罩本体滑动设置于刀库上方，所述防护罩本体一侧固定设有长杆，所述防护罩本体前侧设有机床工作台，所述机床工作台上方设有加工设备，所述加工设备一侧固定设有纵向驱动机构，所述长杆前端与纵向驱动机构固定连接，所述纵向驱动机构带动加工设备和长杆同时前后移动。本发明通过利用纵向驱动机构同时驱动防护罩本体和加工设备移动，将防护罩本体打开以便于更换刀具，无需另外设置防护罩本体的打开驱动结构，结构简单，节约能耗，并且可以适用于任何形状的刀具架使用，适用范围广。

Description

一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩

技术领域

本发明涉及数控机床刀库领域，具体涉及一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩。

背景技术

自动换刀数控机床多采用刀库式自动换刀系统进行刀具更换。目前，刀库式自动换刀系统大多由刀库和刀具交换机构组成。刀库包括刀架和容纳在刀架中的若干刀具。数控机床包括安装刀具并带动刀具旋转的主轴、临近主轴的操作台和控制主轴及其他元件动作的操作系统。换刀时，由刀具交换机构从刀库和主轴上分别取出刀具并进行交换，然后将从刀库取出的刀具装入主轴，同时将从主轴取出的刀具放至刀库。

采用上述刀库式自动换刀系统更换刀具时，因刀库安装位置较远离数控机床的加工区域，故必须设置刀具更换机构才能够更换刀具。因此，换刀工序复杂、效率较低。

为了提高数控机床更换刀具的效率，申请号为201210156397.4的发明专利公开了一种刀库和使用该刀库的数控机床。该刀库包括：刀架；若干刀具，分别设置于刀架上；第一防护罩，与刀架相对固定；第二防护罩，与第一防护罩转动连接；传动机构，用于控制第二防护罩相对第一防护罩转动，以使刀库在打开状态和关闭状态之间切换，其中在打开状态下，第一防护罩和第二防护罩设置成允许从刀架取放刀具，在关闭状态下，第一防护罩和第二防护罩设置成将刀具收容于第一防护罩和第二防护罩所形成的容置空间内。通过上述方式，该发明省略刀具交换机构，将刀库直接安装在操作台的侧边，通过控制操作系统将主轴直接对准刀库进行换刀，但是为了避免刀库靠近操作台设置导致的数控机床加工过程中产生的切削液和碎屑会飞溅至刀架中容纳的刀具上，该发明通过设置防护罩保护刀库，刀库在关闭状态时能有效防护刀具不受加工过程中的切削液/碎屑等因素的影响。

但是该专利的防护罩还存在以下不足：该专利防护罩采用翻盖式设计，不适用于转盘式刀库使用，适用范围较窄。

发明内容

为此，本发明提供一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，通过利用纵向驱动机构同时驱动防护罩本体和加工设备，将防护罩本体打开以便于更换刀具，无需另外设置防护罩本体的打开驱动结构，结构简单，节约能耗，并且可以适用于任何形状的刀具架使用，适用范围广，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，包括防护罩本体，所述防护罩本体滑动设置于刀库上方，所述防护罩本体一侧固定设有长杆，所述防护罩本体前侧设有机床工作台，所述机床工作台上方设有加工设备，所述加工设备一侧固定设有纵向驱动机构，所述长杆前端与纵向驱动机构固定连接，所述纵向驱动机构带动加工设备和长杆同时前后移动；

防护罩本体包括锥形盖体和环形罩体，所述环形罩体固定设置于锥形盖体底部，所述锥形盖体内腔固定设有吹气机构，所述锥形盖体一侧的夹层内固定设有输气管，所述输气管贯穿锥形盖体内侧壁并通过连接管与吹气机构的出风口连接，所述输气管底端贯穿锥形盖体底端面延伸至环形罩体的一侧夹层内，所述输气管底部对应的环形罩体夹层内设有环形容腔，所述环形容腔底端贯穿环形罩体底端面形成开口，所述环形容腔内固定设有环形布气罩，所述环形布气罩顶端与输气管固定连通，所述环形布气罩底部固定设有密封套管，且密封套管与环形布气罩相连通；

刀库包括刀具架和放置于刀具架上多个工位的刀具，所述刀具架上表面边缘开设有密封槽，所述密封套管充气后经开口顶出至密封槽内与密封槽活动卡接。

进一步的，所述纵向驱动机构包括丝杆、导杆、丝杆滑座和驱动电机，所述驱动电机的输出轴与丝杆固定连接，所述导杆设置于丝杆两侧，所述丝杆滑座螺纹连接于丝杆外部，所述加工设备和长杆分别固定设置于丝杆滑座两侧。

进一步的，所述刀具架截面设置为圆形，所述环形罩体设置于刀具架正上方且环形罩体直径等于刀具架直径。

进一步的，所述锥形盖体内腔顶部固定设有伺服电机，所述伺服电机底部固定设有支撑板，所述支撑板外壁与锥形盖体内壁固定连接，所述伺服电机顶部固定设有转轴，所述转轴贯穿锥形盖体上表面延伸至锥形盖体上方，所述转轴通过滚珠轴承与锥形盖体固定连接，所述转轴顶端固定设有挡板，所述挡板和锥形盖体之间对应的转轴外壁上固定设有刷板。

进一步的，所述刷板设置为L型，所述刷板内壁的毛刷与锥形盖体和环形罩体外壁相贴合。

进一步的，所述吹气机构通过支架与顶部的支撑板固定连接，所述吹气机构为电动抽气充气气泵。

进一步的，所述密封套管由橡胶材料制成，所述密封套管未充气状态下收缩至环形容腔内。

进一步的，所述刀具架截面设置为除圆形之外的任意形状，所述防护罩本体底部边缘与刀具架顶部边缘相贴合，所述密封套管和密封槽分别沿防护罩本体底部边缘和刀具架顶部边缘分布，刷板由直线导轨驱动在防护罩本体上方做直线往复运动。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明防护罩本体通过长杆与纵向驱动机构连接，加工设备也与纵向驱动机构连接，因此在纵向驱动机构的带动下能够实现防护罩本体和加工设备的移动，将防护罩本体打开以便于更换刀具，无需另外设置防护罩本体的打开驱动结构，结构简单，节约能耗，并且可以适用于任何形状的刀具架使用，适用范围广；

2、通过设置电动抽气充气气泵，使其向输气管输气，输气管将气体输送至环形布气罩内，最后到达密封套管内将密封套管吹至鼓起，密封套管鼓起后延伸至开口外部并嵌入对应的密封槽内，从而实现刀具架和防护罩本体之间的密封，完全避免切削液和碎屑进入刀具架内污染刀具；

3、本发明设置伺服电机，带动刷板转动，将锥形盖体和环形罩体外壁的切削液和碎屑清理，避免防护罩本体打开时切削液和碎屑滑落至刀具架上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的防护罩本体打开时的俯视图；

图2为本发明实施例1提供的防护罩本体关闭时的俯视图；

图3为本发明实施例1提供的防护罩本体仰视图；

图4为本发明实施例1提供的刀库俯视图；

图5为本发明实施例1提供的防护罩本体主视图；

图6为本发明实施例1提供的防护罩本体剖视图；

图7为本发明实施例1提供的图6中A部分结构示意图；

图8为本发明实施例2提供的防护罩本体结构示意图；

图中：1防护罩本体、101锥形盖体、102环形罩体、2刀库、3长杆、4机床工作台、5加工设备、6纵向驱动机构、61丝杆、62导杆、63丝杆滑座、64驱动电机、7吹气机构、8输气管、9环形容腔、10环形布气罩、11密封套管、12密封槽、13伺服电机、14支撑板、15转轴、16挡板、17刷板、18直线导轨。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

实施例1

参照说明书附图1-7，该实施例的一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，包括防护罩本体1，所述防护罩本体1滑动设置于刀库2上方，所述防护罩本体1一侧固定设有长杆3，所述防护罩本体1前侧设有机床工作台4，所述机床工作台4上方设有加工设备5，所述加工设备5一侧固定设有纵向驱动机构6，所述长杆3前端与纵向驱动机构6固定连接，所述纵向驱动机构6带动加工设备5和长杆3同时前后移动；

防护罩本体1包括锥形盖体101和环形罩体102，所述环形罩体102固定设置于锥形盖体101底部，所述锥形盖体101内腔固定设有吹气机构7，所述锥形盖体101一侧的夹层内固定设有输气管8，所述输气管8贯穿锥形盖体101内侧壁并通过连接管与吹气机构7的出风口连接，所述输气管8底端贯穿锥形盖体101底端面延伸至环形罩体102的一侧夹层内，所述输气管8底部对应的环形罩体102夹层内设有环形容腔9，所述环形容腔9底端贯穿环形罩体102底端面形成开口，所述环形容腔9内固定设有环形布气罩10，所述环形布气罩10顶端与输气管8固定连通，所述环形布气罩10底部固定设有密封套管11，且密封套管11与环形布气罩10相连通；

刀库2包括刀具架和放置于刀具架上多个工位的刀具，所述刀具架上表面边缘开设有密封槽12，所述密封套管11充气后经开口顶出至密封槽12内与密封槽12活动卡接。

进一步的，所述纵向驱动机构6包括丝杆61、导杆62、丝杆滑座63和驱动电机64，所述驱动电机64的输出轴与丝杆61固定连接，所述导杆62设置于丝杆61两侧，所述丝杆滑座63螺纹连接于丝杆61外部，所述加工设备5和长杆3分别固定设置于丝杆滑座63两侧。

进一步的，所述刀具架截面设置为圆形，所述环形罩体102设置于刀具架正上方且环形罩体102直径等于刀具架直径。

进一步的，所述吹气机构7通过支架与顶部的支撑板14固定连接，所述吹气机构7为电动抽气充气气泵。

进一步的，所述密封套管11由橡胶材料制成，所述密封套管11未充气状态下收缩至环形容腔9内。

实施场景具体为：本发明的数控机床在使用时，由加工设备5带动刀具进行工作，当需要对刀具进行更换时，启动纵向驱动机构6，驱动电机64带动丝杆61正向转动，丝杆61能够带动外部的丝杆滑座63做直线运动，继而丝杆滑座63能够带动加工设备5移动至刀具架上方进行更换刀具，同时，丝杆滑座63通过长杆3带动防护罩本体1向刀具架后侧移动，防护罩本体1与刀具架分离，当加工设备5移动至刀具架上方时，防护罩本体1已经被打开；

更换好刀具后，驱动电机64带动丝杆61反向转动，继而丝杆61滑槽能够带动加工设备5以及防护罩本体1向前侧移动，加工设备5恢复至原位置，而防护罩本体1移动至刀具架上方，再次将刀具架盖住，防止机床加工时产生的切削液和碎屑会飞溅至刀架中容纳的刀具上；

另外在防护罩本体1移动至刀具架上方后，启动电动抽气充气气泵，使其向输气管8输气，输气管8将气体输送至环形布气罩10内，最后到达密封套管11内将密封套管11吹至鼓起，密封套管11鼓起后延伸至开口外部并嵌入对应的密封槽12内，从而实现刀具架和防护罩本体1之间的密封，完全避免切削液和碎屑进入刀具架内污染刀具。

参照说明书附图3和图5-6，所述锥形盖体101内腔顶部固定设有伺服电机13，所述伺服电机13底部固定设有支撑板14，所述支撑板14外壁与锥形盖体101内壁固定连接，所述伺服电机13顶部固定设有转轴15，所述转轴15贯穿锥形盖体101上表面延伸至锥形盖体101上方，所述转轴15通过滚珠轴承与锥形盖体101固定连接，所述转轴15顶端固定设有挡板16，所述挡板16和锥形盖体101之间对应的转轴15外壁上固定设有刷板17。

进一步的，所述刷板17设置为L型，所述刷板17内壁的毛刷与锥形盖体101和环形罩体102外壁相贴合。

实施场景具体为：本发明在加工设备5工作时，由于锥形盖体101的设置，当切削液和碎屑飞溅至锥形盖体101外壁时，能够顺着倾斜的表面下落，为了更好的清理防护罩本体1外壁的切削液和碎屑，本发明设置伺服电机13、刷板17等结构对其进行清理，具体的：伺服电机13启动，带动转轴15转动，转轴15带动外壁固定的刷板17沿着锥形盖体101公转，将锥形盖体101和环形罩体102外壁的切削液和碎屑清理，避免防护罩本体1打开时切削液和碎屑滑落至刀具架上。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中所述的刀具架截面设置为除圆形之外的任意形状，所述防护罩本体1底部边缘与刀具架顶部边缘相贴合，所述密封套管11和密封槽12分别沿防护罩本体1底部边缘和刀具架顶部边缘分布，刷板17由直线导轨18驱动在防护罩本体1上方做直线往复运动。

实施场景具体为：本发明防护罩本体1通过长杆3与纵向驱动机构6连接，加工设备5也与纵向驱动机构6连接，因此在纵向驱动机构6的带动下能够实现防护罩本体1和加工设备5的移动，将防护罩本体1打开以便于更换刀具，该种设计无论刀具架设置为什么形状都适用；

当刀具架截面设置为除圆形之外的任意形状时，防护罩本体1跟随其变换形状，同时密封套管11和密封槽12分别沿防护罩本体1底部边缘和刀具架顶部边缘分布，以实现密封，因此，无论刀具架和防护罩本体1设置任何形状，该密封结构都适用，只需要跟随变换形状即可；

对于刷板17，当防护罩本体1顶端面设置为平面或是弧面等其他形状时，可以通过改变刷板17的形状以及移动路径即可实现防护罩本体1外表面的清理；例如当防护罩本体1为方体结构，上表面为弧面时，此时的刷板17就设置为L型结构，并且在防护罩本体1后侧固定设置直线导轨18，直线导轨18上的滑座与刷板17固定，带动刷板17做直线往复运动，能够将防护罩本体1外壁上的切削液和碎屑清理，具体见图8。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，包括防护罩本体(1)，其特征在于：所述防护罩本体(1)滑动设置于刀库(2)上方，所述防护罩本体(1)一侧固定设有长杆(3)，所述防护罩本体(1)前侧设有机床工作台(4)，所述机床工作台(4)上方设有加工设备(5)，所述加工设备(5)一侧固定设有纵向驱动机构(6)，所述长杆(3)前端与纵向驱动机构(6)固定连接，所述纵向驱动机构(6)带动加工设备(5)和长杆(3)同时前后移动；

防护罩本体(1)包括锥形盖体(101)和环形罩体(102)，所述环形罩体(102)固定设置于锥形盖体(101)底部，所述锥形盖体(101)内腔固定设有吹气机构(7)，所述锥形盖体(101)一侧的夹层内固定设有输气管(8)，所述输气管(8)贯穿锥形盖体(101)内侧壁并通过连接管与吹气机构(7)的出风口连接，所述输气管(8)底端贯穿锥形盖体(101)底端面延伸至环形罩体(102)的一侧夹层内，所述输气管(8)底部对应的环形罩体(102)夹层内设有环形容腔(9)，所述环形容腔(9)底端贯穿环形罩体(102)底端面形成开口，所述环形容腔(9)内固定设有环形布气罩(10)，所述环形布气罩(10)顶端与输气管(8)固定连通，所述环形布气罩(10)底部固定设有密封套管(11)，且密封套管(11)与环形布气罩(10)相连通；

刀库(2)包括刀具架和放置于刀具架上多个工位的刀具，所述刀具架上表面边缘开设有密封槽(12)，所述密封套管(11)充气后经开口顶出至密封槽(12)内与密封槽(12)活动卡接。

2.根据权利要求1所述的一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，其特征在于：所述纵向驱动机构(6)包括丝杆(61)、导杆(62)、丝杆滑座(63)和驱动电机(64)，所述驱动电机(64)的输出轴与丝杆(61)固定连接，所述导杆(62)设置于丝杆(61)两侧，所述丝杆滑座(63)螺纹连接于丝杆(61)外部，所述加工设备(5)和长杆(3)分别固定设置于丝杆滑座(63)两侧。

3.根据权利要求1所述的一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，其特征在于：所述刀具架截面设置为圆形，所述环形罩体(102)设置于刀具架正上方且环形罩体(102)直径等于刀具架直径。

4.根据权利要求1所述的一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，其特征在于：所述锥形盖体(101)内腔顶部固定设有伺服电机(13)，所述伺服电机(13)底部固定设有支撑板(14)，所述支撑板(14)外壁与锥形盖体(101)内壁固定连接，所述伺服电机(13)顶部固定设有转轴(15)，所述转轴(15)贯穿锥形盖体(101)上表面延伸至锥形盖体(101)上方，所述转轴(15)通过滚珠轴承与锥形盖体(101)固定连接，所述转轴(15)顶端固定设有挡板(16)，所述挡板(16)和锥形盖体(101)之间对应的转轴(15)外壁上固定设有刷板(17)。

5.根据权利要求4所述的一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，其特征在于：所述刷板(17)设置为L型，所述刷板(17)内壁的毛刷与锥形盖体(101)和环形罩体(102)外壁相贴合。

6.根据权利要求4所述的一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，其特征在于：所述吹气机构(7)通过支架与顶部的支撑板(14)固定连接，所述吹气机构(7)为电动抽气充气气泵。

7.根据权利要求1所述的一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，其特征在于：所述密封套管(11)由橡胶材料制成，所述密封套管(11)未充气状态下收缩至环形容腔(9)内。

8.根据权利要求1所述的一种多工位防尘式数控机床刀库用防护罩，其特征在于：所述刀具架截面设置为除圆形之外的任意形状，所述防护罩本体(1)底部边缘与刀具架顶部边缘相贴合，所述密封套管(11)和密封槽(12)分别沿防护罩本体(1)底部边缘和刀具架顶部边缘分布，刷板(17)由直线导轨(18)驱动在防护罩本体(1)上方做直线往复运动。

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