CN112077633B - 一种铲齿机换刀装置及其换刀方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铲齿机换刀装置及其换刀方法，该装置包括：固定支架，包括一固定板，该固定板上侧表面固定有至少一个压刀侧板；刀体组件，其至少一个与该压刀侧板一一对应的侧壁上装配有刀具，并且所述刀具可被所述压刀侧板遮挡；刀体轴，包括贯穿该固定板并延伸至所述固定板上方的贯穿部，该刀体组件套设在所述贯穿部上；其中，所述贯穿部上设置有锁定部，所述刀体组件包括多个水平布置并且处于不同水平方位的锁止槽，所述锁定部和多个所述锁止槽形成可调节锁止方位的锁止结构，进而通过转动所述刀体轴使所述刀具暴露出所述压刀侧板，本发明提供的换刀装置结构简单，易于实现与应用，减少人工操作，降低出错概率，提高了加工设备的稼动率。

Description

一种铲齿机换刀装置及其换刀方法

技术领域

本发明涉及铲削技术领域，更具体的，涉及一种铲齿机换刀装置及其换刀方法。

背景技术

随着铲削产业的发展，铲齿设备的需求越来越大，厂内加工规模的日益扩大，降低劳动力成本、提升自动化程度的需求被提上日程。自动化车间、无人车间的理念逐步渗透到实践中。

目前，在铲齿设备和换刀设备等设备中，通常是通过增加设备上刀库容量，来减少换刀次数，进而减少人工操作，但是当换刀时，依旧需要人工换刀，无法实现自动化换刀，而且增加刀库容量，也会导致整个设备过于庞大。而且设备加工过程中，如果无备用新刀，则需要人工替换补齐，耗时耗力。此外，现有换刀设备的刀具排放在其工作台上，要更换刀具或者排列刀具时设备必须停机，之后将工作台移动至最前端，操作人员才能进行刀具的更换，降低了设备稼动率。

发明内容

为了解决上述问题中的至少一个，本发明第一方面实施方式提供一种铲齿机换刀装置，该换刀装置包括：固定支架，包括一固定板，所述固定板上侧表面固定有至少一个压刀侧板；刀体组件，其至少一个与所述压刀侧板一一对应的侧壁上装配有刀具，并且所述刀具可被所述压刀侧板遮挡；刀体轴，包括贯穿所述固定板并延伸至所述固定板上方的贯穿部，所述刀体组件套设在所述贯穿部上；其中，所述贯穿部上设置有锁定部，所述刀体组件包括多个水平布置并且处于不同水平方位的锁止槽，所述锁定部和多个所述锁止槽形成可调节锁止方位的锁止结构，进而通过转动所述刀体轴使所述刀具暴露出所述压刀侧板。

在优选的实施方式中，所述刀体轴还包括沿所述贯穿部的一端延伸的延伸部，该换刀装置还包括：

驱动器，所述驱动器驱动所述刀体轴沿对应方向转动，进而可使刀体组件在对应姿态下更换刀具和/或更换刀体组件。

在优选的实施方式中，所述锁定部为十字花键，固定连接在所述贯穿部的另一端，用于与所述锁止槽配合拉住所述刀体组件，并将所述刀体组件固定在所述固定板上。

在优选的实施方式中，所述贯穿部的内径大于所述延伸部的内径，所述延伸部的至少部分套设在所述贯穿部内。

在优选的实施方式中，所述驱动器包括:

顶紧气缸，用于配合所述锁定部形成锁死机构，以使刀体和底板形成一个整体；

伺服电机，用于带动所述刀体组件向指定方向旋转对应角度。

在优选的实施方式中，该换刀装置还包括：顶刀条，所述刀具至少部分置于所述顶刀条内。

在优选的实施方式中，所述顶刀条的一侧与所述刀具的尾部固定连接。

在优选的实施方式中，该换刀装置还包括：

控制器，所述控制器根据控制指令驱动所述刀体轴沿对应方向转动，其中，

所述控制指令是根据调节方向和角度生成，所述调节角度是根据待更换设备的类型信息以及数据库中所述类型信息与设定方向和角度的对应关系生成。

在优选的实施方式中，该换刀装置还包括：角度传感器，用于测量所述刀体组件绕所述刀体轴的旋转角度。

本发明第二方面实施方式提供一种铲齿机换刀方法，利用如本发明第一方面任一实施方式提供的换刀装置进行换刀。

本发明的有益效果

本发明提供了一种铲齿机换刀装置及方法，该换刀装置包括：固定支架，包括一固定板，该固定板上侧表面固定有至少一个压刀侧板；刀体组件，其至少一个与该压刀侧板一一对应的侧壁上装配有刀具，并且所述刀具可被所述压刀侧板遮挡；刀体轴，包括贯穿所述固定板并延伸至所述固定板上方的贯穿部，所述刀体组件套设在所述贯穿部上；其中，所述贯穿部上设置有锁定部，所述刀体组件包括多个水平布置并且处于不同水平方位的锁止槽，所述锁定部和多个所述锁止槽形成可调节锁止方位的锁止结构，进而通过转动所述刀体轴使所述刀具暴露出所述压刀侧板，本发明提供的换刀装置结构简单，易于实现与应用，减少人工操作，降低出错概率，提高了加工设备的稼动率，具有生产效率高、通用性强等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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本发明的一些实施方式，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为本发明实施方式中一种换刀装置整体结构示意图；

图2为本发明实施方式中一种换刀装置主视图；

图3为本发明实施方式中一种换刀装置局部结构示意图；

图4示出本发明实施方式中一种刀体组件的结构示意图之一；

图5示出本发明实施方式中一种刀体组件的结构示意图之二。

附图标记：1、刀体组件；2、刀具；3、顶刀条；4、刀体轴；5、限位块；6、滑块；7、顶轴块；8、伞齿轮；9、压刀侧板；10、固定板；11、支撑垫块；12、支撑轮；13、支撑锁紧条；14、换刀转轴；15、伺服电机；16、顶紧气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同特征的不同实施方式或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施方式，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施方式。

另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前，在铲齿设备和换刀设备等设备中，通常是通过增加设备上刀库容量，来减少换刀次数，进而减少人工操作，但是当换刀时，依旧需要人工换刀，无法实现自动化换刀，而且增加刀库容量，也会导致整个设备过于庞大。而且设备加工过程中，如果无备用新刀，则需要人工替换补齐，耗时耗力。此外，现有换刀设备的刀具排放在其工作台上，要更换刀具或者排列刀具时设备必须停机，之后将工作台移动至最前端，操作人员才能进行刀具的更换，降低了设备稼动率。

基于此，请结合图1，本发明第一方面实施方式提供一种铲齿机换刀装置，该换刀装置包括：固定支架，包括一固定板10，所述固定板上侧表面固定有至少一个压刀侧板9；刀体组件1，其至少一个与所述压刀侧板9一一对应的侧壁上装配有刀具2，并且所述刀具2可被所述压刀侧板9遮挡；刀体轴4，包括贯穿所述固定板10并延伸至所述固定板10上方的贯穿部，所述刀体组件1套设在所述贯穿部上；其中，所述贯穿部上设置有锁定部，所述刀体组件1包括多个水平布置并且处于不同水平方位的锁止槽，所述锁定部和多个所述锁止槽形成可调节锁止方位的锁止结构，进而通过转动所述刀体轴4使所述刀具2暴露出所述压刀侧板9。

本发明提供的换刀装置结构简单，易于实现与应用，减少人工操作，降低出错概率，提高了加工设备的稼动率，具有生产效率高、通用性强等特点。

可以理解，至少一个压刀侧板包括一个或多个，本发明不做限制。如图1所示，当压力侧板为两个时，刀体轴4顶升可松开刀体组件1并顺时针旋转带动刀体组件1旋转180°，实现换上另一组刀具2，刀体组件1轴逆时针旋转45°时，刀体组件1不随动，此时提拉刀体组件1上面的手柄可将整个刀体组件1提出来，进行磨刀或换刀。

请结合图1至图4，在优选的实施方式中，所述锁定部为十字花键，固定连接在所述贯穿部的另一端，用于与所述锁止槽配合拉住所述刀体组件，并将所述刀体组件固定在所述固定板上。

更进一步的，所述锁止槽为梯形锁止槽，设置在刀体组件1下表面，当刀体组件1被拉紧时起到固定作用。

在优选的实施方式中，该换刀装置还包括：顶刀条3，所述刀具2至少部分置于所述顶刀条3内。

在进一步实施方式中，顶刀条3的一侧与所述刀具2的尾部固定连接。

可以理解，顶刀条3的一侧设有一个沉头螺纹孔，安装上螺丝后可以顶住刀具2的尾部。

在一个具体的实施方式中，如图1至图5，顶刀条3上有四个沉头孔，其中一个悬空在刀体组件外，其沉头底孔有螺纹，这个螺纹安装上螺丝后，通过调整螺丝的深浅以使螺丝尖头顶到刀具2尾部，从而控制刀具2的刀口在刀体组件1上探出位置的多少。

请继续结合图1至图4，在优选的实施方式中，所述刀体轴4还包括沿所述贯穿部的一端延伸的延伸部，该换刀装置还包括：驱动器，所述驱动器驱动所述刀体轴4沿对应方向转动，进而可使刀体组件1在对应姿态下更换刀具2和/或更换刀体组件1。

可以理解，如图1所示，该换刀装置是由一个长方体刀体组件1上安装八个刀具2和八个顶刀条3和两个压刀侧板9等组成，刀体轴4顶升可松开刀体组件1并顺时针旋转带动刀体组件1旋转180°，实现换上另一组刀具2，刀体组件1轴逆时针旋转45°时，刀体组件1不随动，此时提拉刀体组件1上面的手柄可将整个刀体组件1提出来，进行磨刀或换刀。

当然此处仅仅示出该实施方式的刀体组件为长方体且对应压刀侧板为两个时，转动方向和对应转动角度构成的其中一种形式，本领域技术人员可以理解，在不影响本发明的主体构思的前提下，本领域技术人员有能力在不付出创造性劳动的基础上，可以进行其他转动方向和对应转动角度的选取。

在优选的实施方式中，所述贯穿部的内径大于所述延伸部的内径，所述延伸部的至少部分套设在所述贯穿部内。

可以理解，贯穿部的内径大于延伸部的内径，使延伸部的至少部分套设在贯穿部内，便于贴合转动，即延伸部的转动将带动贯穿部随之转动。

在优选的实施方式中，所述驱动器包括：顶紧气缸16，用于配合所述锁定部形成锁死机构，以使刀体和底板形成一个整体；伺服电机15，用于带动所述刀体组件向指定方向旋转对应角度。

可以理解，伺服电机是控制刀体轴4运转的发动机，可控制刀体轴4运转速度，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制刀体轴4，进而带动所述刀体组件向指定方向旋转对应角度，当信号电压为零时无自转现象，且转速随着转矩的增加而匀速下降。

具体的，转动刀体组件1和拉紧刀体组件1由固定板10远离刀体组件1的一侧的顶紧气缸16和伺服电机15等机构共同完成，需要拉紧时顶紧气缸16顶出，支撑锁紧条13和安装在滑块6上的顶轴块7向下，顶住刀体轴4下端的圆柱台，使支撑锁紧条13与顶轴块7几乎平行，形成一个锁死机构，刀体轴4上端的十字花键牢牢地压住刀体组件1，使刀体组件1和固定板10形成一个整体。

更换刀具2时，顶紧气缸16退回带动刀体轴4上升，在伺服电机15的带动下顺时针旋转180°，然后顶紧气缸16顶出，重新将刀体组件1和固定板10锁死在一起。

在优选的实施方式中，该换刀装置还包括：控制器(图中未示出)，所述控制器根据控制指令驱动所述刀体轴沿对应方向转动，其中，所述控制指令是根据调节方向和角度生成，所述调节角度是根据待更换设备的类型信息以及数据库中所述类型信息与设定方向和角度的对应关系生成。

可以理解，该控制器可以内置于该换刀装置内部，如置于刀体组件1内；或者可以设于整个换刀装置的外部，并于该换刀装置耦接，用于自动控制刀体轴沿对应方向转动，实现自动化换刀，提高生产效率，较少换刀时间，提高生产效率，且提高了加工设备的稼动率。

需要说明的是，稼动率是指设备在所能提供的时间内为了创造价值而占用的时间所占的比重。在本发明实施方式中尤其是指换刀装置实际的换刀数量与理想的换刀数量的比值。

在优选的实施方式中，该换刀装置还包括：角度传感器(图中未示出)，用于测量所述刀体组件绕所述刀体轴的旋转角度。

同样的，该角度传感器可以内置于该换刀装置内部，如置于刀体组件1内；或者可以设于整个换刀装置的外部，并于该换刀装置耦接，用于精准测量该刀体轴4旋转的角度。

从上述实施方式可以知晓，本发明提供的换刀装置结构简单，易于实现与应用，减少人工操作，降低出错概率，提高了加工设备的稼动率，具有生产效率高、通用性强、自动化程度高等特点。

本发明第二方面实施方式提供一种铲齿机换刀方法，利用如本发明第一方面任一实施方式提供的换刀装置进行换刀。

具体的，请结合图1至图4，该换刀装置是由一个长方体刀体组件1上安装八个刀具2和八个顶刀条3和两个压刀侧板9等组成，顶刀条3的一侧设有一个沉头螺纹孔，安装上螺丝后可以顶住刀具2的尾部，刀体轴4顶升可松开刀体组件1并顺时针旋转带动刀体组件1旋转180°，实现换上另一组刀具2，刀体组件1轴逆时针旋转45°时，刀体组件1不随动，此时提拉刀体组件1上面的手柄可将整个刀体组件1提出来，进行磨刀或换刀。

转动刀体组件1和拉紧刀体组件1由固定板10远离刀体组件1的一侧的顶紧气缸16和伺服电机15等机构共同完成，需要拉紧时顶紧气缸16顶出，支撑锁紧条13和安装在滑块6上的顶轴块7向下，顶住刀体轴4下端的圆柱台，使支撑锁紧条13与顶轴块7几乎平行，形成一个锁死机构，刀体轴4上端的十字花键牢牢地压住刀体组件1，在刀体组件1下表面设置锁止槽，当刀体组件1被拉紧时起到固定作用，进而使刀体组件1和固定板10形成一个整体。

更换刀具2时，顶紧气缸16退回带动刀体轴4上升，在伺服电机15的带动下顺时针旋转180°，然后顶紧气缸16顶出，重新将刀体组件1和固定板10锁死在一起。

当然此处仅仅示出该实施方式的刀体组件1为长方体且对应压刀侧板为两个时，转动方向和对应转动角度构成的其中一种换刀形式，本领域技术人员可以理解，在不影响本发明的主体构思的前提下，本领域技术人员有能力在不付出创造性劳动的基础上，可以进行其他转动方向和对应转动角度的选取。

从上述实施方式可以知晓，本发明提供的换刀方法思路清晰，易于实现与应用，减少人工操作，降低出错概率，提高了加工设备的稼动率，具有生产效率高、通用性强、自动化程度高等特点。

本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。尤其，对于方法实施方式而言，由于其基本相似于装置实施方式，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施方式的部分说明即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施方式的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施方式的实施方式而已，并不用于限制本说明书实施方式。对于本领域技术人员来说，本说明书实施方式可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施方式的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施方式的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种铲齿机换刀装置，其特征在于，包括：

固定支架，包括一固定板，所述固定板上侧表面固定有至少一个压刀侧板；

刀体组件，其至少一个与所述压刀侧板一一对应的侧壁上装配有刀具，并且所述刀具可被所述压刀侧板遮挡；

刀体轴，包括贯穿所述固定板并延伸至所述固定板上方的贯穿部，所述刀体组件套设在所述贯穿部上；其中，

所述贯穿部上设置有锁定部，所述刀体组件包括多个水平布置并且处于不同水平方位的锁止槽，所述锁定部和多个所述锁止槽形成可调节锁止方位的锁止结构，进而通过转动所述刀体轴使所述刀具暴露出所述压刀侧板；

所述刀体轴还包括沿所述贯穿部的一端延伸的延伸部，该换刀装置还包括：

驱动器，所述驱动器驱动所述刀体轴沿对应方向转动，进而可使刀体组件在对应姿态下更换刀具和/或更换刀体组件；

所述驱动器包括:

顶紧气缸，用于配合所述锁定部形成锁死机构，以使刀体和底板形成一个整体；

伺服电机，用于带动所述刀体组件向指定方向旋转对应角度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁定部为十字花键，固定连接在所述贯穿部的另一端，用于与所述锁止槽配合拉住所述刀体组件，并将所述刀体组件固定在所述固定板上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述贯穿部的内径大于所述延伸部的内径，所述延伸部的至少部分套设在所述贯穿部内。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：顶刀条，所述刀具至少部分置于所述顶刀条内。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述顶刀条的一侧与所述刀具的尾部固定连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：控制器，所述控制器根据控制指令驱动所述刀体轴沿对应方向转动，其中，所述控制指令是根据调节方向和角度生成，所述调节方向和角度是根据待更换设备的类型信息以及数据库中所述类型信息与设定方向和角度的对应关系生成。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：角度传感器，用于测量所述刀体组件绕所述刀体轴的旋转角度。

8.一种铲齿机换刀方法，其特征在于，利用如权利要求1至7任一项所述换刀装置进行换刀。

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