CN112247606A - 卧式加工中心刀库 - Google Patents

Abstract

本发明公开了卧式加工中心刀库，包括有若干刀具夹爪的刀库组件，刀具夹爪夹持刀具，还包括将外部刀具推送到刀库组件位置，或将刀库组件中刀具推送到外部的刀具推送机构；以及对刀库组件中刀具进行清洁的清洁机构。在对刀库中夹爪所夹持刀具进行清洁时，驱使机构驱使翻转轴转动，将清洁结构翻转到刀具位置，对刀具进行清洁，清洁完成后，清洁结构通过驱使机构驱使复位，不影响刀库的换刀动作，在每一次换刀之前均执行清洁动作；对刀库中刀具进行取送时，通过刀具推送机构将刀具推入加工中心中，自动换刀，换下的刀具通过推送机构带出加工中心，以避免在刀库位置，人工换刀带来的风险。

Description

卧式加工中心刀库

技术领域

本发明涉及加工中心技术领域，具体涉及一种卧式加工中心刀库。

背景技术

加工中心刀库中有刀具需要更换时，人工进入刀库位置，将刀库中需要更换的刀具进行更换，此种操作方式，具有一定的安全隐患，从而需要开发一种能够将刀具推送到刀库中的自动推送机构，以减少换刀风险。

另外，刀库含有很多刀具，根据加工需求能够自动实现换刀；在长时间使用后，刀库中的刀具容易受到切屑等杂物附着，需要进行清理，以保证刀具表面的清洁，以便于刀具装夹的稳定性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种无需人工从刀库中取送刀具，且能够对刀库中刀具进行清洁的卧式加工中心刀库。

实现本发明的技术方案如下

卧式加工中心刀库，包括有若干刀具夹爪的刀库组件，刀具夹爪夹持刀具，还包括将外部刀具推送到刀库组件位置，或将刀库组件中刀具推送到外部的刀具推送机构；

以及对刀库组件中刀具进行清洁的清洁机构。

本申请中，所述刀库组件包括基架，若干刀具夹爪安装在基架一侧下方，若干刀具夹爪并排排列，清洁机构设置于基架另一侧，清洁机构包括与刀具夹爪数量相对应的若干清洁结构，一个清洁结构对一个刀具夹爪所夹持的刀具进行清洁。

本申请中，所述基架上转动设置有翻转轴，清洁结构间隔装配于翻转轴上，以及驱使翻转轴转动，以带动清洁结构形成翻转的驱使机构，清洁结构翻转后刀具夹爪所夹持的刀具进行清洁，或翻转复位。

本申请中，所述清洁结构采用吹气方式对刀具进行清洁；

清洁结构包括第一环形体、第二环形体；第二环形体装于第一环形体内，第二环形体内供被清洁刀具伸入，在第一环形体内周壁与第二环形体外周壁之间形成环形腔室，第一环形体上开设有与环形腔室连通的进气口，进气口中安装有进气接头，在第二环形体上开设有与环形腔室形成连通的吹气孔。

本申请中，所述刀具推送机构包括无杆气缸、线性导轨、滑板、过渡板、连接块；

所述滑板滑动装配在线性导轨上，在线性导轨导向行程内往复运动；

所述过渡板固定设置在滑板的一侧，与滑板一并运动；

所述连接块与过渡板之间采用浮动结构进行连接；

所述无杆气缸的负载块与连接块固定连接；无杆气缸的驱动方向与线性导轨的导向方向平行；

所述滑板上至少装配有一个换刀夹爪。

本申请中，所述浮动结构包括置入槽、顶紧件，置入槽开设于过渡板上，在置入槽的两侧分别形成挡位部，连接块的下部伸入置入槽中；顶紧件的顶紧端穿过挡位部伸入置入槽中，且顶在连接块的一侧，所述顶紧件的顶紧端为圆形端。

本申请中，所述换刀夹爪包括固定安装于滑板上的基座、转动设置于基座中的第一夹持部件、第二夹持部件；

第一夹持部件的下部，第二夹持部件的下部分别转动设置于基座上，第一夹持部件的下部内侧、第二夹持部件下部的内侧之间形成夹持空间；第一夹持部件的中部、第二夹持部件的中部之间设置有推动二者向外撑开的弹性件；

在基座一侧设置有驱使第一夹持部件上部、第二夹持部件上部向内动作，以使第一夹持部件下部、第二夹持部件下部向外呈张开动作的驱动机构；

驱动机构包括驱动座、驱动杆、从动块，驱动座固定设置于基座的一侧；驱动杆的一端为弯折段，作为驱动端，另一端向外延伸，作为操作端；驱动杆的弯折处转动设置在驱动座中；从动块固定设置在第一夹持部件的上部外侧，驱动杆的驱动端与从动块之间配合，驱使第一夹持部件上部向内动作；

在第一夹持部件上部、第二夹持部件上部之间设置有联动结构。

本申请中，所述从动块的外侧为锥形面，驱动杆的驱动端为与锥形面接触形成配合的弧形面。

本申请中，所述联动结构包括第一联动件、第二联动件，第一联动件固定设置于第一夹持部件上方，第二联动件固定设置于第二夹持部件上方，第一联动件处于第二联动件的上方，在第一夹持部件向内动作时，第一联动件压着第二联动件动作，以使第二夹持部件向内动作。

采用了上述技术方案，在对刀库中夹爪所夹持刀具进行清洁时，驱使机构驱使翻转轴转动，将清洁结构翻转到刀具位置，对刀具进行清洁，清洁完成后，清洁结构通过驱使机构驱使复位，不影响刀库的换刀动作，在每一次换刀之前均执行清洁动作；本发明能够对刀库中的刀具进行清洁，避免切屑及杂物附着在刀具上，保证后期刀具装夹过程中，刀具表面清洁，不影响刀具的装夹稳定性。

在对刀库中刀具进行取送时，将刀具放置到换刀夹爪中，无杆气缸启动，通过连接块、过渡板的传动，带动滑板在线性导轨的导向行程内运动，即推入到加工中心的刀库位置，通过加工中心内的自动换刀机构执行换刀动作，换刀夹爪将刀库中取出的刀具夹持并复位。由于装配的精度，或者长时间使用后，线性导轨及无杆气缸均会产生一定的磨损，无杆气缸的驱动方向与线性导轨的导向方向，会产生变化，因而无杆气缸驱动滑板滑动过程中，会卡顿或不够顺畅现象，本申请中通过将连接块与过渡板采用浮动结构方式连接，以解决此问题。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1的后视立体结构示意图；

图3为本发明中刀库组件的正面立体结构示意图；

图4为图3的后视立体结构示意图；

图5为本发明中清洁结构的结构示意图；

图6为本发明中第一环形体的结构示意图；

图7为本发明中第二环形体的结构示意图；

图8为本发明中刀具推送机构的正面示意图；

图9为图8的后视示意图；

图10为本发明中过渡板与连接块处的结构示意图；

图11为图3的剖视结构示意图；

图12为本发明换刀夹爪的立体结构示意图；

图13为图12的后视立体结构示意图；

图14为本发明中换刀夹爪的内部结构示意图；

图15为本发明中基座的立体结构示意图；

图16为本发明中基座的侧面结构示意图；

图17为图16的A-A向剖视图；

图18为图12隐藏基座及驱动座后的结构示意图；

图19为本发明中换刀夹爪的使用状态示意图；

附图中，1为刀具夹爪，2为刀库组件，3为刀具，4为刀具推送机构，5为清洁机构，6为基架，7为清洁结构，8为安装板，9为翻转轴，10为支座，11为第一环形体，12为第二环形体，13为进气口，14为进气接头，15为吹气孔，16为连接部，17为安装套，18为内孔，19为间隔套，20为环形台，21为环形槽，22为安装环，23为驱动缸，24为驱动摆臂，25为传感器，26为传感件，27为无杆气缸，28为线性导轨，29为滑板，30为过渡板，31为连接块，32为负载块，33为换刀夹爪，34为缓冲块，35为缓冲头，36为置入槽，37为顶紧件，38为挡位部，39为圆形端，40为滑块，41为间隙，42为基座，43为第一夹持部件，44为第二夹持部件，45为安装空间，46为刀具，47为连接孔，48为连接销轴，49为夹持空间，50为弹性件，51为座体，52为安装孔，53为伸入槽，54为驱动座，55为驱动杆，56为从动块，57为安装槽口，58为驱动端，59为操作端，60为转动销，61为前板，62为锥形面，6201为弧形面，63为第一联动件，64为第二联动件，65为第一限位件，66为第二限位件，67为挡位缺口，68为定位块，69为平面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

参见图1-7，卧式加工中心刀库，包括有若干刀具夹爪1的刀库组件2，刀具夹爪夹持刀具3，还包括将外部刀具推送到刀库组件位置，或将刀库组件中刀具推送到外部的刀具推送机构4；以及对刀库组件中刀具进行清洁的清洁机构5。

刀库组件包括基架6，若干刀具夹爪1安装在基架一侧下方，若干刀具夹爪1并排排列，清洁机构5设置于基架另一侧，清洁机构5包括与刀具夹爪数量相对应的若干清洁结构7。基架一侧下方固定连接有若干安装板8，安装板之间等距排列，在每一个安装板上安装一个刀具夹爪1，刀具夹爪朝向布置，刀具3水平方式处于刀具夹爪中，由刀具夹爪夹持，相邻刀具夹爪上刀具之间保留间隙。

在基架上处于刀具夹爪上方转动设置有翻转轴9，翻转轴9通过四个支座10安装于基架上，翻转轴9与支座10之间装配有轴承，翻转轴9的其中一端向外延伸，以备与驱使机构进行连接。翻转轴9上装配清洁结构7，清洁结构7处于刀具夹爪1的上方，清洁结构设置有多个排列于翻转轴9上，一个清洁结构对应一个刀具夹爪所夹持的刀具，即一个清洁结构对一个刀具进行清洁工作。

清洁结构采用吹气方式对刀具进行清洁。具体实施中，清洁结构包括第一环形体11、第二环形体12；第二环形体12装于第一环形体内，在第一环形体内周壁与第二环形体外周壁之间形成环形腔室，第一环形体上开设有与环形腔室连通的进气口13，进气口中安装有进气接头14，进气接头14采用软管与气源连通，在第二环形体12上开设有与环形腔室形成连通的吹气孔15。气体从进气口进入环形腔室中，通过吹气孔吹出，对刀具进行清洁。

第一环形体11上固定有连接部16，连接部16的一端有安装套17，翻转轴9穿于安装套17的内孔18中，安装套17与翻转轴9之间采用键槽方式进行装配，相邻清洁结构之间通过装配在翻转轴上的间隔套19进行等间隔布置。

第二环形体12的内部空间大于刀具直径，在翻转到清洁状态时，刀具的刀柄处于第二环形体12的内部空间中，以近距离吹气清洁，保证清洁彻底。为了更好的进行清洁，吹气孔15沿着径向和轴向形成环状布置，能够对刀具刀柄形成径向、轴向吹风，对刀柄清洁。环形腔室的形成如下，在第二环形体12外周上下边缘有环形台20，环形台之间有环形槽21，第二环形体12装于第一环形体11中后，环形台20外周面与第一环形体11的内壁之间贴合形成密封，从而使环形槽实现密封状态，即形成上述的环形腔室。第二环形体12还有外径大于第一环形体内径的安装环22，以使第二环形体12稳定安装于第一环形体11中。

以及驱使翻转轴9转动，以带动清洁结构形成翻转的驱使机构，翻转轴9通过支座10安装于基架6上；驱使机构包括驱动缸23、驱动摆臂24，驱动缸23安装于基架6上，驱动摆臂24的一端固定连接于翻转轴9的一端，驱动缸的伸缩端与驱动摆臂的另一端活动连接。在基架上安装有驱动缸伸出、缩回位置进行检测的传感器25，驱动摆臂24上安装有与传感器对应的传感件26，以检测驱动摆臂的翻转状态。

在清洁时，刀具夹爪所夹持的刀具，驱使机构驱使翻转轴转动，将清洁结构翻转到刀具位置，对刀具进行清洁，清洁完成后，清洁结构通过驱使机构驱使复位，不影响刀库的换刀动作，在每一次换刀之前均执行清洁动作；通过对刀库中的刀具进行清洁，避免切屑及杂物附着在刀具上，保证后期刀具装夹过程中，刀具表面清洁，不影响刀具的装夹稳定性。

参见图8-19，刀具推送机构4装配于前板61上，用于将更换的刀具推送到加工中心刀库位置或将刀库中更换下来的刀具推送到加工中心外部，具体包括安装在前板401上的无杆气缸27、线性导轨28，以及滑板29、过渡板30、连接块31；滑板29滑动装配在线性导轨28上，在线性导轨28导向行程内往复运动；过渡板30固定设置在滑板29的一侧，与滑板29一并运动；连接块31与过渡板30之间采用浮动结构进行连接。

无杆气缸的负载块32与连接块31固定连接；无杆气缸的驱动方向与线性导轨的导向方向平行；滑板上至少装配有一个换刀夹爪33。在滑板的两端分别设置缓冲块34，在线性导轨的两端分别设置有缓冲头35，两个缓冲块与两个缓冲头一一对应形成配合。

浮动结构包括置入槽36、顶紧件37，置入槽开设于过渡板上，在置入槽的两侧分别形成挡位部38，连接块31的下部伸入置入槽36中；顶紧件37的顶紧端穿过挡位部伸入置入槽中，且顶在连接块31的一侧，顶紧件37的顶紧端为圆形端39，圆形端不宜顶住连接块太紧，而是后期连接块无法自由调整。顶紧件37为顶紧螺钉，与挡位部38采用螺纹方式连接。

具体实施中，无杆气缸、线性导轨水平方向放置，无杆气缸处于线性导轨的下方，滑板竖向布置，滑板的背面通过滑块40与线性导轨形成滑动装配；滑板29的前面用于安装过渡板30，下方用于安装换刀夹爪33；无杆气缸的负载块38处于滑板的上方，连接块31处于负载块的下方，从负载块的上方旋入螺钉将连接块固定连接负载块，连接块的下部伸入置入槽中，连接块不与置入槽的内壁接触，即保留有间隙41，使连接块呈悬空状伸入置入槽中；通过顶紧件的前端顶在连接块侧面，使连接块与过渡板之间实现浮动式连接；在线性导轨、无杆气缸导向有差别时，连接块在置入槽中能够有上下调整的动作。

将刀具放置到换刀夹爪中，无杆气缸启动，通过连接块、过渡板的传动，带动滑板在线性导轨的导向行程内运动，即推入到加工中心的刀库位置，通过加工中心内的自动换刀机构执行换刀动作。由于装配的精度，或者长时间使用后，线性导轨及无杆气缸均会产生一定的磨损，无杆气缸的驱动方向与线性导轨的导向方向，会产生变化，因而无杆气缸驱动滑板滑动过程中，会卡顿或不够顺畅现象，本申请中通过将连接块与过渡板采用浮动结构方式连接，以解决此问题。

本申请中的换刀夹爪33，包括安装于滑板下方的基座42、转动设置于基座中的第一夹持部件43、第二夹持部件44；基座内部具有安装空间45，安装空间45贯通基座的两侧和下方，基座为一体结构，基座的下方为圆弧形，以便于夹持部件的夹持刀具46。基座上端具有两个连接孔47，以便于将基座42及夹爪整体安装连接到滑板29上。

第一夹持部件43的下部，第二夹持部件44的下部分别通过连接销轴48转动设置于基座42的下方两侧，第一夹持部件的下部内侧、第二夹持部件下部的内侧之间形成圆弧形的夹持空间49，以供刀具的置入。第一夹持部件43、第二夹持部件44装配于安装空间中，除夹持部件下方的夹持段，其他部位不露出基座，以对内部部件形成保护。

第一夹持部件43的中部、第二夹持部件44的中部之间设置有推动二者向外撑开的弹性件50；弹性件选用弹簧，为了使弹性件稳固的装配在基座内，基座内的安装空间中固定设置有装配弹簧的座体51，座体51内设置有横向的安装孔52，弹簧的中部处于安装孔52中，形成限位，弹簧的两端向外进行延伸，在第一夹持部件中部内侧、第二夹持部件中部内侧分别开有伸入槽53，以分别供弹簧的两端伸入，这样弹簧受压于第一夹持部件中部内侧、第二夹持部件中部内侧之间，在弹簧的弹力作用下，将两个夹持部件向外撑开，以使两个夹持部件对夹持空间内的刀具形成夹持状态。

在基座42一侧设置有驱使第一夹持部件43上部、第二夹持部件44上部向内动作，以使第一夹持部件下部、第二夹持部件下部向外呈张开动作的驱动机构，具体地，驱动机构包括驱动座54、驱动杆55、从动块56，驱动座54通过螺钉固定设置于基座的一侧；驱动座下方有安装槽口57，安装槽口57与基座42内的安装空间形成贯通，驱动杆55的一端为弯折段，作为驱动端58，另一端向外延伸，作为操作端59；驱动端伸入安装槽口57内，驱动杆55的弯折处通过转动销60转动设置在驱动座中；从动块56固定设置在第一夹持部件43的上部外侧，从动块与第一夹持部件43采用一体成型制作，驱动杆的驱动端与从动块之间配合，驱使第一夹持部件上部向内动作；为了使从动块与驱动杆驱动端的顺畅配合，从动块的外侧为锥形面62，驱动杆55的驱动端为与锥形面接触形成配合的弧形面6201。将操作端向下按压，驱动杆以转动销60处进行转动，驱动端向上翘起，弧形面与锥形面接触，以实现驱使第一夹持部件向内动作。驱动杆的操作端为驱动端长度三倍以上，以使更加省力的进行操作。

为了使两个夹持部件之间实现同步动作，在第一夹持部件43上部、第二夹持部件44上部之间设置有联动结构。联动结构包括第一联动件63、第二联动件64，第一联动件63固定设置于第一夹持部件上方，第二联动件64固定设置于第二夹持部件上方，第一联动件处于第二联动件的上方，在第一夹持部件向内动作时，第一联动件压着第二联动件动作，以使第二夹持部件向内动作。具体实施中，第一联动件为一体成型于第一夹持部件上方，第二联动件采用螺纹连接方式，安装在第二夹持部件上方的内侧面上，两个联动件采用杆状或块状结构，两个联动件之间始终处于接触状态，以使第一夹持部件动作时，通过两个联动件的传动，实现第二夹持部件动作的同步性。第一联动件63与第二联动件64的接触端为弧形端，以提升传动的灵敏度。

换刀时，从外部按压驱动杆的操作端，使驱动杆的驱动端向上翘起，驱动端与从动块配合，使第一夹持部件上部向内动作，通过联动结构的传动，使第二夹持部件实现同步动作，以使夹持空间呈打开状态，将刀具放入夹持空间中，然后，撤销对驱动杆操作端的下压力，在弹性件的弹性作用下，将第一夹持部件上方、第二夹持部件上方向外撑开，以使夹持空间变小，以夹紧刀具；本结构合理，操作方便，且通过联动结构的设置能够保证夹持部件的同步性，保证夹持稳定性。

为了约束两个夹持部件向外撑开动作行程，在基座42中设置有对第一夹持部件上部向外动作形成限位的第一限位件65，以及对第二夹持件上部向外动作形成限位的第二限位件66。两个限位件采用连接在基座上伸入安装空间中的限位螺钉。在两个夹持部件最上方的外侧角落处形成与限位件配合的挡位缺口67。

座体51的下表面为弧形面，与两个夹持部件下部内侧的弧形面构成刀具的夹持，为了保证对刀具的夹紧程度及避免刀具的旋转，在基座上处于夹持空间的上方螺钉安装有定位块68，该定位块的定位端伸入夹持空间中，定位块的定位端顶于置入夹持空间中的刀具上。定位块的定位端底面为平面69，该平面处于座体弧形面的下方，顶在刀具外周以防止夹持过程中，刀具的转动。

Claims (9)

1.卧式加工中心刀库，包括有若干刀具夹爪的刀库组件，刀具夹爪夹持刀具，其特征在于，还包括将外部刀具推送到刀库组件位置，或将刀库组件中刀具推送到外部的刀具推送机构；

以及对刀库组件中刀具进行清洁的清洁机构。

2.如权利要求1所述的卧式加工中心刀库，其特征在于，所述刀库组件包括基架，若干刀具夹爪安装在基架一侧下方，若干刀具夹爪并排排列，清洁机构设置于基架另一侧，清洁机构包括与刀具夹爪数量相对应的若干清洁结构，一个清洁结构对一个刀具夹爪所夹持的刀具进行清洁。

3.如权利要求2所述的卧式加工中心刀库，其特征在于，所述基架上转动设置有翻转轴，清洁结构间隔装配于翻转轴上，以及驱使翻转轴转动，以带动清洁结构形成翻转的驱使机构，清洁结构翻转后刀具夹爪所夹持的刀具进行清洁，或翻转复位。

4.如权利要求2所述的卧式加工中心刀库，其特征在于，所述清洁结构采用吹气方式对刀具进行清洁；

清洁结构包括第一环形体、第二环形体；第二环形体装于第一环形体内，第二环形体内供被清洁刀具伸入，在第一环形体内周壁与第二环形体外周壁之间形成环形腔室，第一环形体上开设有与环形腔室连通的进气口，进气口中安装有进气接头，在第二环形体上开设有与环形腔室形成连通的吹气孔。

5.如权利要求1所述的卧式加工中心刀库，其特征在于，所述刀具推送机构包括无杆气缸、线性导轨、滑板、过渡板、连接块；

所述滑板滑动装配在线性导轨上，在线性导轨导向行程内往复运动；

所述过渡板固定设置在滑板的一侧，与滑板一并运动；

所述连接块与过渡板之间采用浮动结构进行连接；

所述无杆气缸的负载块与连接块固定连接；无杆气缸的驱动方向与线性导轨的导向方向平行；

所述滑板上至少装配有一个换刀夹爪。

6.如权利要求5所述的卧式加工中心刀库，其特征在于，所述浮动结构包括置入槽、顶紧件，置入槽开设于过渡板上，在置入槽的两侧分别形成挡位部，连接块的下部伸入置入槽中；顶紧件的顶紧端穿过挡位部伸入置入槽中，且顶在连接块的一侧，所述顶紧件的顶紧端为圆形端。

7.如权利要求5所述的卧式加工中心刀库，其特征在于，所述换刀夹爪包括固定安装于滑板上的基座、转动设置于基座中的第一夹持部件、第二夹持部件；

第一夹持部件的下部，第二夹持部件的下部分别转动设置于基座上，第一夹持部件的下部内侧、第二夹持部件下部的内侧之间形成夹持空间；第一夹持部件的中部、第二夹持部件的中部之间设置有推动二者向外撑开的弹性件；

在基座一侧设置有驱使第一夹持部件上部、第二夹持部件上部向内动作，以使第一夹持部件下部、第二夹持部件下部向外呈张开动作的驱动机构；

驱动机构包括驱动座、驱动杆、从动块，驱动座固定设置于基座的一侧；驱动杆的一端为弯折段，作为驱动端，另一端向外延伸，作为操作端；驱动杆的弯折处转动设置在驱动座中；从动块固定设置在第一夹持部件的上部外侧，驱动杆的驱动端与从动块之间配合，驱使第一夹持部件上部向内动作；

在第一夹持部件上部、第二夹持部件上部之间设置有联动结构。

8.如权利要求7所述的卧式加工中心刀库，其特征在于，所述从动块的外侧为锥形面，驱动杆的驱动端为与锥形面接触形成配合的弧形面。

9.如权利要求7所述的卧式加工中心刀库，其特征在于，所述联动结构包括第一联动件、第二联动件，第一联动件固定设置于第一夹持部件上方，第二联动件固定设置于第二夹持部件上方，第一联动件处于第二联动件的上方，在第一夹持部件向内动作时，第一联动件压着第二联动件动作，以使第二夹持部件向内动作。

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