CN112476008A - 一种加工中心刀库用内藏式液压自动换刀系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加工中心刀库用内藏式液压自动换刀系统，括分油座，分油座左侧下方开有4个油路孔，分油座中间开有安装孔，安装孔内安装有出力轴，出力轴内通过密封圈安装有活塞杆，活塞杆左端通过螺栓固定有出力轴后堵头，出力轴后堵头外侧固定套有信号感应圈，分油座右侧安装有油缸组件，油缸组件套在出力轴外侧，油缸组件右侧螺纹固定有油缸端盖，出力轴侧面开有导向槽，出力轴外侧安装有刀臂，刀臂右侧固定有导筒，导筒活动安装在出力轴外侧，出力轴右端安装有出力轴前堵头，导筒右端固定有导筒端盖；本装置设置液压式自动换刀系统，结构简单紧凑，占用空间小易防护，易于加工获得，可适配市面上短鼻端主轴的机床，适用范围广。

Description

一种加工中心刀库用内藏式液压自动换刀系统

技术领域

本发明属于刀库用换刀机械手设备技术领域，具体涉及一种加工中心刀库用内藏式液压自动换刀系统。

背景技术

自动换刀系统是指实现零件工序之间连续加工的换刀要求的加工装置，自动换刀系统由刀库和换刀装置组成；其中，应用最为广泛的自动换刀系统主要有三种类型，分别是转塔式换刀系统、带盘式刀库的主轴直接换刀系统和带链式刀库的换刀机械手换刀系统，自动换刀系统通常由刀库和换刀机械手两部分组成。

根据实现原理的不同，换刀机械手自动换刀有回转刀架换刀、更换主轴头换刀、带刀库自动换刀等方式；回转刀架换刀工作原理类似分度工作台，通过刀架定角度回转实现新旧刀具的交换；更换主轴头换刀方式时首先将刀具放置于各个主轴头上，通过转塔的转动更换主轴头从而达到更换刀具的目的；这两种方式设计简单，换刀时间短，可靠性高，其缺点是储备刀具数量有限，尤其是更换主轴头换刀方式的主轴系统的刚度较差，所以仅仅适应于工序较少、精度要求不太高的机床；且现有的自动换刀机械手通常是将机械手装夹在主轴箱一侧，通过主轴箱带动作业进行换刀，常规的主轴箱配合机床使用，结构繁琐、体型庞大，占用空间大，加工生产成本高，不易防护。

发明内容

本发明为解决以上背景技术所提出的技术问题，为此提供了一种加工中心刀库用内藏式液压自动换刀系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种加工中心刀库用内藏式液压自动换刀系统，包括分油座，所述分油座左侧下方开有4个油路孔，4个所述油路孔内均安装有软管直接头，所述分油座中间开有安装孔，所述安装孔内安装有出力轴，所述出力轴内通过密封圈安装有活塞杆，所述活塞杆左端通过螺栓固定有出力轴后堵头，所述出力轴后堵头外侧活动套有信号感应圈，所述分油座左侧螺纹固定有信号保护盖，所述分油座右侧安装有油缸组件，所述油缸组件套在出力轴外侧，所述油缸组件右侧螺纹固定有油缸端盖，所述出力轴侧面开有导向槽，所述导向槽内活动安装有轴承，所述出力轴外侧通过导向槽和轴承活动安装有刀臂，所述刀臂通过油缸组件在出力轴外侧伸缩和旋转，所述刀臂右侧固定有导筒，所述导筒活动安装在出力轴外侧，所述出力轴右端安装有出力轴前堵头，所述出力轴前堵头套在活塞杆外侧，所述导筒右端固定有导筒端盖，所述活塞杆右端螺纹穿过导筒端盖连接有螺母和锁紧帽。

较佳的，所述油缸组件包括油缸隔环、动油环、动环油封、定油环和定环油封，所述油缸隔环螺纹固定在分油座和油缸端盖之间，所述油缸隔环左侧开有油槽，所述定油环通过油缸隔环侧面的弹性圆柱销固定安装在油槽内半侧，所述定环油封固定卡在定油环处，所述动油环活动安装在油槽内另半侧，所述动油环固定在出力轴侧面，所述动环油封卡在动油环上，所述动油环和定油环配合安装。

较佳的，4个所述油路孔包括旋转进油口、旋转回油口、伸缩进油口和伸缩回油孔，旋转进油口和旋转回油口分别通至动油环两侧形成刀臂旋转油路，伸缩进油口和伸缩回油口分别通至出力轴和活塞杆之间形成刀臂伸缩油路。

较佳的，所述信号感应圈内壁一侧设置有信号连接凸起，所述出力轴后堵头一侧设置有配合信号连接凸起的连接凹槽，所述信号连接凸起嵌入在连接凹槽内，所述出力轴右端贯穿至左端轴向开有第一信号孔，所述出力轴右端一侧和出力轴前堵头之间安装有第一信号杆组，所述第一信号杆组包括长信号杆、连接块、短信号杆和第一接近开关，所述长信号杆左侧穿过第一信号孔固定插在信号连接凸起内，所述长信号杆组右侧通过连接块固定连接在短信号杆右侧，所述短信号杆左侧穿过出力轴右侧伸出至导向槽右部，所述第一接近开关安插在信号保护盖侧面内和信号感应圈电性连接。

较佳的，所述分油座左后侧还安装有第二信号杆组，所述第二信号杆组包括信号保护块、信号导向套、压缩弹簧、活动信号杆和第二接近开关，所述信号保护块螺纹固定在分油座左侧，所述分油座左侧位于信号保护块处贯穿开有第二信号孔，所述活动信号杆左段通过信号导向套和压缩弹簧活动安装在第二信号孔内，所述活动信号杆右侧穿过油缸隔环和油缸端盖伸出至油缸端盖右表面，所述第二接近开关从信号保护块下端安插至第二信号孔处和活动信号杆电性连接。

较佳的，所述导筒端盖右侧安装有消声器。

较佳的，所述出力轴前堵头左侧位于长信号杆和短信号杆处均嵌入安装有复位弹簧，两个所述复位弹簧分别与长信号杆和短信号杆位置对应。

较佳的，所述分油座、油缸隔环和油缸端盖内圈均嵌入安装有若干个格莱圈。

较佳的，所述轴承是曲线滚轮轴承。

较佳的，所述活塞柱固定段外侧还套有密封圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本装置设置液压式的换刀机械手，将液压油路和刀臂连接成整体，结构简单紧凑，占用空间小，易于加工获得，可适配市面上短鼻端主轴的机床，适用范围广；

2、本装置设置第一信号杆组和第二信号杆组，实现刀臂伸出刀位检测和缩回刀位检测，保证了刀臂伸出和缩回到正确位置，换取刀具准确，极大的减少换刀出现误差，影响加工效率的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施的主视图；

图2为本发明实施例的爆炸图；

图3为本发明实施例的半剖视图；

本发明实施例最主要包含以下元件符号：

分油座-1、油路孔-101、软管直接头-102、安装孔-103、第二信号孔-104、出力轴-2、导向槽-201、第一信号孔-202、活塞杆-3、密封圈-301、出力轴后堵头-4、连接凹槽-401、信号感应圈-5、信号连接凸起-501、信号保护盖-6、油缸组件-7、油缸隔环-701、动油环-702、动环油封-703、定油环-704、定环油封-705、弹性圆柱销-706、油缸端盖-8、刀臂-9、轴承-901、导筒-10、第一信号杆组-11、长信号杆-1101、连接块-1102、短信号杆-1103、第一接近开关-1104、复位弹簧-1105、出力轴前堵头-12、第二信号杆组-13、信号保护块-1301、信号导向套-1302、压缩弹簧-1303、活动信号杆-1304、第二接近开关-1305、导筒端盖-14、消声器-1401、螺母-15、锁紧帽-16、格莱圈-17。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1至图3所示，一种加工中心刀库用内藏式液压自动换刀系统，包括分油座1，所述分油座1左侧下方开有4个油路孔101，4个所述油路孔101内均安装有软管直接头102，所述分油座1中间开有安装孔103，所述安装孔103内安装有出力轴2，所述出力轴2内通过密封圈301安装有活塞杆3，所述活塞杆3左端固定有出力轴后堵头4，所述出力轴后堵头4外侧活动套有信号感应圈5，所述分油座1左侧螺纹固定有信号保护盖6，所述分油座1右侧安装有油缸组件7，所述油缸组件7套在出力轴2外侧，所述油缸组件7右侧螺纹固定有油缸端盖8，所述出力轴2侧面开有导向槽201，所述导向槽201内活动安装有轴承901，所述出力轴2外侧通过导向槽201和轴承901活动安装有刀臂9，所述刀臂9通过油缸组件7在出力轴2外侧伸缩和旋转，所述刀臂9右侧固定有导筒10，所述导筒10活动安装在出力轴2外侧，所述出力轴2右端安装有出力轴前堵头12，所述出力轴前堵头12套在活塞杆3外侧，所述导筒10右端固定有导筒端盖14，所述活塞杆3右端螺纹穿过导筒端盖14连接有螺母15和锁紧帽16。

本装置设置液压式自动换刀系统，将液压油路和刀臂9连接成整体，结构简单紧凑，占用空间小，易于加工获得，可适配市面上短鼻端主轴的机床，适用范围广。

所述油缸组件7包括油缸隔环701、动油环702、动环油封703、定油环704和定环油封705，所述油缸隔环701螺纹固定在分油座1和油缸端盖8之间，所述油缸隔环701左侧开有油槽，所述定油环704通过油缸隔环701侧面的弹性圆柱销706固定安装在油槽内半侧，所述定环油封705固定卡在定油环704处，所述动油环702活动安装在油槽内另半侧，所述动油环702固定在出力轴2侧面，所述动环油封703卡在动油环702上，所述动油环702和定油环704配合安装。

4个所述油路孔101包括旋转进油口、旋转回油口、伸缩进油口和伸缩回油孔，旋转进油口和旋转回油口分别通至动油环702两侧形成刀臂9旋转油路，伸缩进油口和伸缩回油口分别通至出力轴2和活塞杆3之间形成刀臂9伸缩油路。

所述信号感应圈5内壁一侧设置有信号连接凸起501，所述出力轴后堵头4一侧设置有配合信号连接凸起501的连接凹槽401，所述信号连接凸起501嵌入在连接凹槽401内，所述出力轴2右端贯穿至左端轴向开有第一信号孔202，所述出力轴2右端一侧和出力轴前堵头12之间安装有第一信号杆组11，所述第一信号杆组11包括长信号杆1101、连接块1102、短信号杆1103和第一接近开关1104，所述长信号杆1101左侧穿过第一信号孔202固定插在信号连接凸起501内，所述长信号杆1101组右侧通过连接块1102固定连接在短信号杆1103右侧，所述短信号杆1103左侧穿过出力轴2右侧伸出至导向槽201右部，所述第一接近开关1104安插在信号保护盖6侧面内和信号感应圈5电性连接。

所述分油座1左后侧还安装有第二信号杆组13，所述第二信号杆组13包括信号保护块1301、信号导向套1302、压缩弹簧1303、活动信号杆1304和第二接近开关1305，所述信号保护块1301螺纹固定在分油座1左侧，所述分油座1左侧位于信号保护块1301处贯穿开有第二信号孔104，所述活动信号杆1304左段通过信号导向套1302和压缩弹簧1303活动安装在第二信号孔104内，所述活动信号杆1304右侧穿过油缸隔环701和油缸端盖8伸出至油缸端盖8右表面，所述第二接近开关1305从信号保护块1301下端安插至第二信号孔104处和活动信号杆1304电性连接。

本装置设置第一信号杆组11和第二信号杆组13，实现刀臂9伸出刀位检测和缩回刀位检测，保证了刀臂9伸出和缩回到正确位置，换取刀具准确，极大的减少换刀出现误差，影响加工效率的问题。

所述导筒端盖14右侧安装有消声器1401，消除刀臂9旋转和伸缩时产生的噪音。

所述出力轴前堵头12左侧位于长信号杆1101和短信号杆1103处均嵌入安装有复位弹簧1105，两个所述复位弹簧1105分别与长信号杆1101和短信号杆1103位置对应，用于刀臂9向右移动压缩长信号杆1101，使信号感应圈5前移感应第一接近开关1104。

所述分油座1、油缸隔环701和油缸端盖8内圈均嵌入安装有若干个格莱圈17；所述活塞柱固定段外侧还套有密封圈301；所述油缸端盖8、油缸隔环701和分油座1之间均安装有O形密封圈，保证刀臂9旋转的液压密封性，所述油缸端盖8、油缸隔环701和分油座1三者之间与出力轴之间均是通过格莱圈17来密封，格莱圈17和密封圈301有效保证了活塞柱和出力轴2的密封性，保证液压油正常运行，不产生泄漏。

所述轴承901是曲线滚轮轴承。

本装置工作原理：

刀臂9旋转作业时，旋转进油口通液压油，动油环702一侧的油孔通油驱动动油环702旋转，从而带动出力轴2旋转，出力轴2带动刀臂9完成旋转；回转时，旋转回油口通油，动油环702另一侧的油孔通油驱动动油环702回转，从而带动出力轴2回转，出力轴2带动刀臂9完成回转；

刀臂9伸缩作业时，伸缩进油口通液压油，活塞杆3活塞处通油带动伸缩杆伸出，伸缩杆带动出力轴2伸出，出力轴2带动刀臂9伸出，安装刀臂9的轴承触碰第一信号杆组11的短信号杆1103，长信号杆1101和短信号杆1103压缩复位弹簧1105，出力轴2带动信号感应圈5向右伸出，第一接近开关1104感应到信号感应圈5后得电，即检测刀臂9伸出到位，完成刀臂9伸出；缩回时，伸缩回油口通液压油，推动活塞杆3的伸缩杆缩回，带动出力轴2回缩，出力轴2左端信号感应圈5复位触碰第一信号杆组11的第一接近开关1104，则出力轴2复位，刀臂9左侧触碰第二信号杆组13的第二接近开关1305，则刀臂9复位，完成刀臂9缩回。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种加工中心刀库用内藏式液压自动换刀系统，其特征在于：包括分油座（1），所述分油座（1）左侧下方开有4个油路孔（101），4个所述油路孔（101）内均安装有软管直接头（102），所述分油座（1）中间开有安装孔（103），所述安装孔（103）内安装有出力轴（2），所述出力轴（2）内通过密封圈（301）安装有活塞杆（3），所述活塞杆（3）左端通过螺栓固定有出力轴后堵头（4），所述出力轴后堵头（4）外侧活动套有信号感应圈（5），所述分油座（1）左侧螺纹固定有信号保护盖（6），所述分油座（1）右侧安装有油缸组件（7），所述油缸组件（7）套在出力轴（2）外侧，所述油缸组件（7）右侧螺纹固定有油缸端盖（8），所述出力轴（2）侧面开有导向槽（201），所述导向槽（201）内活动安装有轴承（901），所述出力轴（2）外侧通过导向槽（201）和轴承（901）活动安装有刀臂（9），所述刀臂（9）通过油缸组件（7）在出力轴（2）外侧伸缩和旋转，所述刀臂（9）右侧固定有导筒（10），所述导筒（10）活动安装在出力轴（2）外侧，所述出力轴（2）右端安装有出力轴前堵头（12），所述出力轴前堵头（12）套在活塞杆（3）外侧，所述导筒（10）右端固定有导筒端盖（14），所述活塞杆（3）右端螺纹穿过导筒端盖（14）连接有螺母（15）和锁紧帽（16）。

2.根据权利要求1所述的液压自动换刀系统，其特征在于：所述油缸组件（7）包括油缸隔环（701）、动油环（702）、动环油封（703）、定油环（704）和定环油封（705），所述油缸隔环（701）螺纹固定在分油座（1）和油缸端盖（8）之间，所述油缸隔环（701）左侧开有油槽，所述定油环（704）通过油缸隔环（701）侧面的弹性圆柱销（706）固定安装在油槽内半侧，所述定环油封（705）固定卡在定油环（704）处，所述动油环（702）活动安装在油槽内另半侧，所述动油环（702）固定在出力轴（2）侧面，所述动环油封（703）卡在动油环（702）上，所述动油环（702）和定油环（704）配合安装。

3.根据权利要求2所述的液压自动换刀系统，其特征在于：4个所述油路孔（101）包括旋转进油口、旋转回油口、伸缩进油口和伸缩回油孔，旋转进油口和旋转回油口分别通至动油环（702）两侧形成刀臂（9）旋转油路，伸缩进油口和伸缩回油口分别通至出力轴（2）和活塞杆（3）之间形成刀臂（9）伸缩油路。

4.根据权利要求3所述的液压自动换刀系统，其特征在于：所述信号感应圈（5）内壁一侧设置有信号连接凸起（501），所述出力轴后堵头（4）一侧设置有配合信号连接凸起（501）的连接凹槽（401），所述信号连接凸起（501）嵌入在连接凹槽（401）内，所述出力轴（2）右端贯穿至左端轴向开有第一信号孔（202），所述出力轴（2）右端一侧和出力轴前堵头（12）之间安装有第一信号杆组（11），所述第一信号杆组（11）包括长信号杆（1101）、连接块（1102）、短信号杆（1103）和第一接近开关（1104），所述长信号杆（1101）左侧穿过第一信号孔（202）固定插在信号连接凸起（501）内，所述长信号杆（1101）组右侧通过连接块（1102）固定连接在短信号杆（1103）右侧，所述短信号杆（1103）左侧穿过出力轴（2）右侧伸出至导向槽（201）右部，所述第一接近开关（1104）安插在信号保护盖（6）侧面内和信号感应圈（5）电性连接。

5.根据权利要求4所述的液压自动换刀系统，其特征在于：所述分油座（1）左后侧还安装有第二信号杆组（13），所述第二信号杆组（13）包括信号保护块（1301）、信号导向套（1302）、压缩弹簧（1303）、活动信号杆（1304）和第二接近开关（1305），所述信号保护块（1301）螺纹固定在分油座（1）左侧，所述分油座（1）左侧位于信号保护块（1301）处贯穿开有第二信号孔（104），所述活动信号杆（1304）左段通过信号导向套（1302）和压缩弹簧（1303）活动安装在第二信号孔（104）内，所述活动信号杆（1304）右侧穿过油缸隔环（701）和油缸端盖（8）伸出至油缸端盖（8）右表面，所述第二接近开关（1305）从信号保护块（1301）下端安插至第二信号孔（104）处和活动信号杆（1304）电性连接。

6.根据权利要求5所述的液压自动换刀系统，其特征在于：所述导筒端盖（14）右侧安装有消声器（1401）。

7.根据权利要求6所述的液压自动换刀系统，其特征在于：所述出力轴前堵头（12）左侧位于长信号杆（1101）和短信号杆（1103）处均嵌入安装有复位弹簧（1105），两个所述复位弹簧（1105）分别与长信号杆（1101）和短信号杆（1103）位置对应。

8.根据权利要求7所述的液压自动换刀系统，其特征在于：所述分油座（1）、油缸隔环（701）和油缸端盖（8）内圈均嵌入安装有若干个格莱圈（17）。

9.根据权利要求8所述的液压自动换刀系统，其特征在于：所述活塞柱固定段外侧还套有密封圈（301）。

10.根据权利要求9所述的液压自动换刀系统，其特征在于：所述轴承（901）是曲线滚轮轴承。

Images