CN112045468B - 一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置 - Google Patents

一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，具体涉及刀库换刀装置领域，包括一号直线导轨、主轴设备、圆盘式刀库和刀库驱动电机，所述一号直线导轨驱动主轴设备靠近和远离圆盘式刀库，所述刀库驱动电机驱动圆盘式刀库转动；圆盘式刀库包括圆盘、转轴、下压板和驱动下压板上下往复运动的二号直线导轨。本发明通过在每个刀具卡槽外侧都设置清洁组件，一号伺服电机带动主动链轮转动，主动链轮带动链条转动，链条能够同时驱动多个从动链轮，继而从动链轮带动顶部的齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而能够带动C型环板转动，即清洁垫转动将刀具底部外壁的切削液和碎屑进行清理，有利于刀具保养，不影响下一次的使用。

Description

一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置
技术领域
本发明涉及刀库换刀装置领域，具体涉及一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置。
背景技术
龙门加工中心是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，整体结构是门式框架，由双立柱和顶梁构成，中间还有横梁。尤其适用于加工大型工件和形状复杂的工件。
现有技术中数控龙门加工中心大都是配置圆盘式刀库使用，利用圆盘转动以及主轴本身的横向、纵向驱动结构实现左右、上下移动换刀。
但是，该种圆盘式刀库配合数控龙门加工中心进行换刀时，换下的刀具上以及刀具上方的安装板上都会残留切削液和碎屑，在于圆盘上的每个夹具接触时会污染夹具、圆盘甚至是相邻的刀具，不利于刀具、圆盘以及整个刀库的保养使用，也影响使用感受，长时间切削液和碎屑的存在还可能影响刀库旋转上料精度等。
发明内容
为此，本发明提供一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，通过在每个刀具卡槽外侧都设置清洁组件，通过一号伺服电机带动主动链轮转动，主动链轮带动链条转动，链条能够同时驱动多个从动链轮，继而从动链轮带动顶部的齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而能够带动C型环板转动，即清洁垫转动将刀具底部外壁的切削液和碎屑进行清理，有利于刀具保养，不影响下一次的使用，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：一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，包括一号直线导轨、主轴设备、圆盘式刀库和刀库驱动电机，所述一号直线导轨驱动主轴设备靠近和远离圆盘式刀库，所述刀库驱动电机驱动圆盘式刀库转动；
圆盘式刀库包括圆盘、转轴、下压板和驱动下压板上下往复运动的二号直线导轨，所述圆盘中部通过转轴与刀库驱动电机连接，所述下压板设置于圆盘底部且与转轴活动套接；
所述圆盘边缘呈环形阵列分布有刀具卡槽，所述刀具卡槽顶端和底端贯穿圆盘上下表面，所述刀具卡槽以外的圆盘边缘固定设有清洁刷，所述圆盘外侧壁一圈开设有环形开槽，所述刀具卡槽与环形开槽相连通，每个刀具卡槽外侧边缘均活动套设有清洁组件，清洁组件放置于环形开槽内且底端贯穿环形开槽延伸至圆盘底部；
每个清洁组件均包括C型环板、清洁垫和齿条，所述清洁垫和齿条均设置为C型且分别固定设置于C型环板的内侧壁和外侧壁，所述清洁垫内侧壁延伸至刀具卡槽内；
每个清洁组件两侧均设有齿轮，所述齿轮顶端通过轴承与环形开槽顶端面固定连接，每个清洁组件两侧的齿轮均与齿条啮合，多个清洁组件两侧的齿轮围成圆形，每个齿轮底端均贯穿圆盘且延伸至圆盘底部，所述齿轮底端固定设有从动链轮，多个从动链轮外部套设有一个链条，且链条内侧设有一个主动链轮，所述主动链轮由一号伺服电机驱动，所述一号伺服电机嵌设于圆盘下表面，所述一号伺服电机输出轴底端与主动链轮固定连接。
进一步的，所述下压板顶部边缘呈环形阵列分布有刀具嵌槽，所述刀具嵌槽与刀具卡槽一一对应，所述刀具嵌槽内壁固定设有清洁底垫，所述清洁底垫与刀具底端相配合。
进一步的，所述转轴底端以及圆盘和下压板之间对应的转轴外壁均固定设有挡板，位于上方的一个挡板与圆盘之间留有间距，所述从动链轮和链条均设置于位于上方的一个挡板与圆盘之间。
进一步的，所述C型环板和清洁垫内侧壁与刀具外壁形状相同，所述清洁垫内侧壁与刀具外壁相贴合。
进一步的，所述圆盘外侧设有防护罩，所述防护罩顶端内侧固定设有连杆，所述连杆端部固定设有转杆，所述转杆底端连接二号伺服电机，所述转杆和二号伺服电机与转轴同轴设置，所述二号伺服电机底部固定设有支撑板，所述刀库驱动电机顶端与支撑板底部表面固定连接。
进一步的，所述支撑板顶部两侧固定设有竖杆，两个竖杆顶端固定设有一个顶板，所述转杆顶端贯穿顶板且与顶板通过滚珠轴承连接，所述转杆顶端一侧与连杆固定连接。
进一步的，所述防护罩包括侧围板、上盖板和下底板，所述侧围板、上盖板和下底板截面均设置为半圆形，所述上盖板和下底板分别固定设置于侧围板的顶部和底部。
进一步的，所述二号直线导轨设置于圆盘和防护罩之间，所述二号直线导轨顶端与顶板固定连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过在每个刀具卡槽外侧都设置清洁组件，通过一号伺服电机带动主动链轮转动，主动链轮带动链条转动，链条能够同时驱动多个从动链轮，继而从动链轮带动顶部的齿轮转动，齿轮与齿条啮合，从而能够带动C型环板转动，即清洁垫转动将刀具底部外壁的切削液和碎屑进行清理，而且清洁组件设置为C型，不会影响刀具的上下料，能够在转动过程中将刀具清洁干净，有利于刀具保养，不影响下一次的使用；
2、在对刀具进行清洁时，驱动下压板上移与刀具底端抵压，能够保证刀具被清洁组件顺畅的清洁，另外通过刀具嵌槽的设置，能够将刀具的底端保护，并通过清洁底垫对刀具底端进行清理，防止刀具底端受损以及保证刀具底端清洁；
3、通过在圆盘边缘固定设有清洁刷，在主轴设备移动至圆盘上方时，通过清洁刷能够将位于圆盘上方的主轴设备下表面进行清理，能够保证圆盘及其上卡接的刀具的清洁，不影响使用感受，也避免因为圆盘污染影响整个刀库的使用。
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为本发明提供的整体主视图；
图2为本发明提供的整体剖视图；
图3为本发明提供的刀具卡槽处的圆盘局部纵向剖视图；
图4为本发明提供的圆盘俯视图；
图5为本发明提供的圆盘横向剖视图；
图6为本发明提供的从动链轮、主动链轮和链条传动结构示意图；
图7为本发明提供的齿轮处的圆盘局部纵向剖视图；
图中：1一号直线导轨、2主轴设备、3圆盘式刀库、31圆盘、32转轴、33下压板、34二号直线导轨、35刀具卡槽、36清洁刷、37环形开槽、38清洁组件、381C型环板、382清洁垫、383齿条、384齿轮、385从动链轮、386链条、387主动链轮、388一号伺服电机、4刀库驱动电机、5刀具嵌槽、6清洁底垫、7挡板、8防护罩、81侧围板、82上盖板、83下底板、9连杆、10转杆、11二号伺服电机、12支撑板、13顶板。
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。
参照说明书附图1-7，该实施例的一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，包括一号直线导轨1、主轴设备2、圆盘式刀库3和刀库驱动电机4，所述一号直线导轨1驱动主轴设备2靠近和远离圆盘式刀库3，所述刀库驱动电机4驱动圆盘式刀库3转动；
圆盘式刀库3包括圆盘31、转轴32、下压板33和驱动下压板33上下往复运动的二号直线导轨34，所述圆盘31中部通过转轴32与刀库驱动电机4连接，所述下压板33设置于圆盘31底部且与转轴32活动套接；
所述圆盘31边缘呈环形阵列分布有刀具卡槽35，所述刀具卡槽35顶端和底端贯穿圆盘31上下表面，所述刀具卡槽35以外的圆盘31边缘固定设有清洁刷36，所述圆盘31外侧壁一圈开设有环形开槽37，所述刀具卡槽35与环形开槽37相连通，每个刀具卡槽35外侧边缘均活动套设有清洁组件38，清洁组件38放置于环形开槽37内且底端贯穿环形开槽37延伸至圆盘31底部；
每个清洁组件38均包括C型环板381、清洁垫382和齿条383，所述清洁垫382和齿条383均设置为C型且分别固定设置于C型环板381的内侧壁和外侧壁，所述清洁垫382内侧壁延伸至刀具卡槽35内；
每个清洁组件38两侧均设有齿轮384，所述齿轮384顶端通过轴承与环形开槽37顶端面固定连接，每个清洁组件38两侧的齿轮384均与齿条383啮合，多个清洁组件38两侧的齿轮384围成圆形，每个齿轮384底端均贯穿圆盘31且延伸至圆盘31底部，所述齿轮384底端固定设有从动链轮385，多个从动链轮385外部套设有一个链条386，且链条386内侧设有一个主动链轮387，所述主动链轮387由一号伺服电机388驱动，所述一号伺服电机388嵌设于圆盘31下表面，所述一号伺服电机388输出轴底端与主动链轮387固定连接。
进一步的，所述C型环板381和清洁垫382内侧壁与刀具外壁形状相同，所述清洁垫382内侧壁与刀具外壁相贴合。
实施场景具体为：本发明在使用时，由一号直线导轨1驱动主轴设备2移动至圆盘式刀库3处，并且利用主轴设备2自身的升降结构带动主轴下移进行换刀，换刀时，刀库驱动电机4驱动圆盘式刀库3转动，即可实现换下刀具的放置以及新的刀具移动至换刀位置进行换刀；
在换刀时，主轴将刀具松开并通过下移、向刀具卡槽35横移、在上移，利用刀具与刀具卡槽35的卡接将刀具取下放置，接着圆盘31转动，将新的刀具转动至主轴底部的刀具卡槽35内，升降机构和一号直线导轨1配合将主轴对准刀具将刀具夹取固定，接着一号直线导轨1带动主轴设备2移动至加工工位，实现一次换刀工作；
在主轴移动至刀具卡槽35部位进行换刀时，其底部的刀具安装板上可能在刀具加工时附着上切削液和碎屑，因此会影响圆盘31以及圆盘31上刀具的清洁，因此通过在圆盘31边缘固定设有清洁刷36，在主轴设备2移动至圆盘31上方时，通过清洁刷36能够将位于圆盘31上方的主轴设备2下表面进行清理；另外换下的刀具底部外壁也会附着切削液和碎屑，因此换下的刀具卡接至刀具卡槽35内后，启动二号直线导轨34，使其上的滑座带动下压板33上移将刀具底部抵压住，然后启动一号伺服电机388，一号伺服电机388带动主动链轮387转动，主动链轮387带动链条386转动，链条386能够同时驱动多个从动链轮385，继而从动链轮385带动顶部的齿轮384转动，齿轮384与齿条383啮合，从而能够带动C型环板381转动，即清洁垫382转动将刀具底部外壁的切削液和碎屑进行清理；
通过在每个刀具卡槽35外侧都设置清洁组件38，清洁组件38设置为C型，不仅不会影响刀具的上下料，而且能够在转动过程中将刀具清洁干净，还能够在两个齿轮384转动时不间断的驱动齿条383，使清洁组件38旋转清理。
参照说明书附图1，所述下压板33顶部边缘呈环形阵列分布有刀具嵌槽5，所述刀具嵌槽5与刀具卡槽35一一对应，所述刀具嵌槽5内壁固定设有清洁底垫6，所述清洁底垫6与刀具底端相配合。
实施场景具体为：本发明在下压板33将刀具底端抵压时，通过刀具嵌槽5的设置，能够将刀具的底端保护，并通过清洁底垫6对刀具底端进行清理，防止刀具底端受损以及保证刀具底端清洁。
参照说明书附图1-2，所述转轴32底端以及圆盘31和下压板33之间对应的转轴32外壁均固定设有挡板7，位于上方的一个挡板7与圆盘31之间留有间距，所述从动链轮385和链条386均设置于位于上方的一个挡板7与圆盘31之间。
实施场景具体为：本发明通过挡板7的设置，能够限位下压板33在两个挡板7之间，避免下压板33上移影响主动链轮387、从动链轮385和链条386的运行。
参照说明书附图1-2，所述圆盘31外侧设有防护罩8，所述防护罩8顶端内侧固定设有连杆9，所述连杆9端部固定设有转杆10，所述转杆10底端连接二号伺服电机11，所述转杆10和二号伺服电机11与转轴32同轴设置，所述二号伺服电机11底部固定设有支撑板12，所述刀库驱动电机4顶端与支撑板12底部表面固定连接。
进一步的，所述支撑板12顶部两侧固定设有竖杆，两个竖杆顶端固定设有一个顶板13，所述转杆10顶端贯穿顶板13且与顶板13通过滚珠轴承连接，所述转杆10顶端一侧与连杆9固定连接。
进一步的，所述防护罩8包括侧围板81、上盖板82和下底板83，所述侧围板81、上盖板82和下底板83截面均设置为半圆形，所述上盖板82和下底板83分别固定设置于侧围板81的顶部和底部。
实施场景具体为：本发明通过在圆盘31外侧设置防护罩8，在主轴设备2加工时，能够通过二号伺服电机11驱动防护罩8转动至靠近机床的一侧，侧围板81防护刀库侧面，上盖板82和下底板83分别防护刀库顶部和底部，防止主轴设备2加工产生的切削液和碎屑飞溅至圆盘31上，污染刀具，另外通过支撑板12的设置能够支撑防护罩8，加强其防护强度。
参照说明书附图2，所述二号直线导轨34设置于圆盘31和防护罩8之间，所述二号直线导轨34顶端与顶板13固定连接。
实施场景具体为：本发明通过将二号直线导轨34设置在防护罩8内，能够同时保护二号直线导轨34，使整体刀库外观美观，也避免二号直线导轨34影响防护罩8的转动。
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)

1.一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，包括一号直线导轨(1)、主轴设备(2)、圆盘式刀库(3)和刀库驱动电机(4)，所述一号直线导轨(1)驱动主轴设备(2)靠近和远离圆盘式刀库(3)，所述刀库驱动电机(4)驱动圆盘式刀库(3)转动，其特征在于：
圆盘式刀库(3)包括圆盘(31)、转轴(32)、下压板(33)和驱动下压板(33)上下往复运动的二号直线导轨(34)，所述圆盘(31)中部通过转轴(32)与刀库驱动电机(4)连接，所述下压板(33)设置于圆盘(31)底部且与转轴(32)活动套接；
所述圆盘(31)边缘呈环形阵列分布有刀具卡槽(35)，所述刀具卡槽(35)顶端和底端贯穿圆盘(31)上下表面，所述刀具卡槽(35)以外的圆盘(31)边缘固定设有清洁刷(36)，所述圆盘(31)外侧壁一圈开设有环形开槽(37)，所述刀具卡槽(35)与环形开槽(37)相连通，每个刀具卡槽(35)外侧边缘均活动套设有清洁组件(38)，清洁组件(38)放置于环形开槽(37)内且底端贯穿环形开槽(37)延伸至圆盘(31)底部；
每个清洁组件(38)均包括C型环板(381)、清洁垫(382)和齿条(383)，所述清洁垫(382)和齿条(383)均设置为C型且分别固定设置于C型环板(381)的内侧壁和外侧壁，所述清洁垫(382)内侧壁延伸至刀具卡槽(35)内；
每个清洁组件(38)两侧均设有齿轮(384)，所述齿轮(384)顶端通过轴承与环形开槽(37)顶端面固定连接，每个清洁组件(38)两侧的齿轮(384)均与齿条(383)啮合，多个清洁组件(38)两侧的齿轮(384)围成圆形，每个齿轮(384)底端均贯穿圆盘(31)且延伸至圆盘(31)底部，所述齿轮(384)底端固定设有从动链轮(385)，多个从动链轮(385)外部套设有一个链条(386)，且链条(386)内侧设有一个主动链轮(387)，所述主动链轮(387)由一号伺服电机(388)驱动，所述一号伺服电机(388)嵌设于圆盘(31)下表面，所述一号伺服电机(388)输出轴底端与主动链轮(387)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，其特征在于：所述下压板(33)顶部边缘呈环形阵列分布有刀具嵌槽(5)，所述刀具嵌槽(5)与刀具卡槽(35)一一对应，所述刀具嵌槽(5)内壁固定设有清洁底垫(6)，所述清洁底垫(6)与刀具底端相配合。
3.根据权利要求1所述的一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，其特征在于：所述转轴(32)底端以及圆盘(31)和下压板(33)之间对应的转轴(32)外壁均固定设有挡板(7)，位于上方的一个挡板(7)与圆盘(31)之间留有间距，所述从动链轮(385)和链条(386)均设置于位于上方的一个挡板(7)与圆盘(31)之间。
4.根据权利要求1所述的一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，其特征在于：所述C型环板(381)和清洁垫(382)内侧壁与刀具外壁形状相同，所述清洁垫(382)内侧壁与刀具外壁相贴合。
5.根据权利要求1所述的一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，其特征在于：所述圆盘(31)外侧设有防护罩(8)，所述防护罩(8)顶端内侧固定设有连杆(9)，所述连杆(9)端部固定设有转杆(10)，所述转杆(10)底端连接二号伺服电机(11)，所述转杆(10)和二号伺服电机(11)与转轴(32)同轴设置，所述二号伺服电机(11)底部固定设有支撑板(12)，所述刀库驱动电机(4)顶端与支撑板(12)底部表面固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，其特征在于：所述支撑板(12)顶部两侧固定设有竖杆，两个竖杆顶端固定设有一个顶板(13)，所述转杆(10)顶端贯穿顶板(13)且与顶板(13)通过滚珠轴承连接，所述转杆(10)顶端一侧与连杆(9)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，其特征在于：所述防护罩(8)包括侧围板(81)、上盖板(82)和下底板(83)，所述侧围板(81)、上盖板(82)和下底板(83)截面均设置为半圆形，所述上盖板(82)和下底板(83)分别固定设置于侧围板(81)的顶部和底部。
8.根据权利要求7所述的一种龙门式加工中心刀库便捷式换刀装置，其特征在于：所述二号直线导轨(34)设置于圆盘(31)和防护罩(8)之间，所述二号直线导轨(34)顶端与顶板(13)固定连接。
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