CN112643379A - 一种高效的数控机床刀库支架及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高效的数控机床刀库支架及其安装方法，其装置包括底板，底板顶面安装有基板和固定块，基板的两端分别设置有连接板，连接板插入到固定块中；基板上安装有支架，支架的顶部安装有调整台，调整台包括固定板、横向移动板、纵向移动板、高度移动板和倾角调整板，横向移动板滑动安装在固定板的顶面，纵向移动板滑动安装在横向移动板的顶面，高度移动板滑动安装在纵向移动板的右端面，倾角调整板通过弹簧与高度移动板的顶面连接；装置通过调整台实现水平、高低和倾角的微调整，无需拆卸刀库，调整方便、效率高；通过位置偏差检测模块，能够快速判断所述刀库支架是否偏离安装位置，避免了机床与刀库发生碰撞的风险。

Description

一种高效的数控机床刀库支架及其安装方法

技术领域

本申请涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种高效的数控机床刀库支架及其安装方法。

背景技术

随着汽车、内燃机、航空航天、造船、军工家电、通用机械、泵阀业、减速器等行业的飞速发展，国内各相关行业对机床的生产效率和自动化程度的要求不断提高，数控机床是提高自动化加工的重要手段之一。刀库是在数控机床加工过程中用于储刀和换刀的一种装置，不同的刀具，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、镗孔、攻丝等，大幅缩短加工时程，降低生产成本。

刀库支架用于刀库的安装，由于数控机床在加工过程中对加工精度有着较高的要求，数控机床在换刀时，刀库的稳定性及位置精度尤为重要，目前现有的刀库支结构不够稳定，当刀库换刀时，刀库支架容易出现晃动，影响换刀工精度，当刀库支架位置发生变化时，无法及时通知机床停止换刀，存在发生碰撞的风险；当需要对刀库进行微调时，需要将刀库拆卸下来再次安装，操作麻烦，效率低下。

发明内容

本申请提出一种高效的数控机床刀库支架及其安装方法，旨在解决现有技术所存在的刀库换刀时，刀库支架容易出现晃动，影响换刀工精度，当刀库支架位置发生变化时，无法及时通知机床停止换刀，存在发生碰撞的风险；当需要对刀库进行微调时，需要将刀库拆卸下来再次安装，操作麻烦，效率低下的问题。

本发明的一种高效的数控机床刀库支架，包括底板，底板顶面安装有基板和固定块，基板的两端分别设置有连接板，连接板插入到固定块中；基板上安装有支架，支架的顶部安装有调整台，调整台包括固定板、横向移动板、纵向移动板、高度移动板和倾角调整板，横向移动板滑动安装在固定板的顶面，纵向移动板滑动安装在横向移动板的顶面，高度移动板滑动安装在纵向移动板的右端面，倾角调整板通过弹簧与高度移动板的顶面连接；固定板的左端固定安装有横向移动固定架，横向移动固定架的中心穿过有横向移动旋钮，横向移动旋钮的螺旋杆与横向移动板的左端开设的螺纹孔螺旋连接；横向移动板的前端固定安装有纵向移动固定架，纵向移动固定架的中心穿过有纵向移动旋钮，纵向移动旋钮的螺旋杆与纵向移动板的前端开设的螺纹孔螺旋连接；纵向移动板的右端面安装有高度移动固定架，高度移动固定架的中心穿过有高度移动旋钮，高度移动旋钮螺旋杆与高度移动板的右下端开设的螺纹孔螺旋连接；高度移动板底面上安装倾角调整旋钮，倾角调整旋钮的螺旋杆穿过高度移动板顶在倾角调整板的底面。

在以上方案中优选的是，支架的右端安装有平面镜，平面镜的右方、底板的顶面安装有光具座，光具座的左端安装有光阑，光具座的中间位置安装有光源固定架，光源固定架的下端安装有光源，光源固定架上端安装有分光棱镜，光具座的右端安装有光强探测器，平面镜、光阑、分光棱镜和光强探测器各自的中心位于同一直线上。

还可以优选的是，平面镜通过平面镜支架安装在支架上，所述平面镜支架可调整倾斜角度。

还可以优选的是，光阑通过光阑支架安装在光具座上，所述光阑支架为伸缩杆结构，高度可调整。

还可以优选的是，分光棱镜为半反半透棱镜。

还可以优选的是，光源为LD激光光源。

还可以优选的是，所述LD激光光源的波长为633nm。

上述数控机床刀库支架的安装方法，包括以下步骤，

第一步，将底板通过螺栓安装在数控机床内；

第二步，将基板放置在底板上，将固定块分别套压基板两端的连接板上，使连接板压紧固定块内部的推力弹簧，再利用螺栓将固定块固定在底板；

第三步，将支架固定安装在基板上；

第四步，将调整台固定安装在支架的顶面；

第五步，旋转横向移动旋钮，调节横向移动板的位置；

第六步，旋转纵向移动旋钮，调节纵向移动板的位置；

第七步，旋转高度移动旋钮，调节高度移动板的位置；

第八步，旋转倾角调整旋钮，调节倾角调整板的位置，完成所述刀库支架的安装。

在以上方案中可以优选的是，将平面镜安装在支架的右端；光具座固定安装在底板的顶面；将光阑安装在光具座的左端；将光源固定架安装在光具座的中间位置；将光源安装在光源固定架的下端；将分光棱镜安装在光源固定架上端；将光强探测器安装在光具座的右端。

还可以优选的是，调整平面镜、光阑、分光棱镜和光强探测器各自的中心位于同一直线上，使所述直线分别垂直于平面镜、光阑、分光棱镜和光强探测器。

本申请的数控机床刀库支架及其安装方法能够达到以下有益效果：

本申请的数控机床刀库支架及其安装方法，解决了现有技术中换刀时，刀库支架容易出现晃动，影响换刀工精度，当刀库支架位置发生变化时，无法及时通知机床停止换刀，存在发生碰撞的风险；当需要对刀库进行微调时，需要将刀库拆卸下来再次安装，操作麻烦，效率低下的问题；通过调整台实现水平、高低和倾角的微调整，无需拆卸刀库，调整方便、效率高；平面镜、光具座、光阑、光源固定架、光源、光棱镜和光强探测器组成位置偏差检测模块，能够快速判断所述刀库支架是否偏离安装位置，避免了机床与刀库发生碰撞的风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的数控机床刀库支架的主视图。

图2为本申请的数控机床刀库支架的俯视图。

图3为本申请的数控机床刀库支架的基板结构示意图。

图4为本申请的数控机床刀库支架的固定块结构示意图。

图5为本申请的数控机床刀库支架的倾角调整板结构示意图。

图6为本申请的数控机床刀库支架的位置偏差检测模激光原路返回示意图。

图7为本申请的数控机床刀库支架的位置偏差检测模激光偏离光路示意图。

图中，1为底板，101为底板锥形孔，2为基板，201为半球形凸台，3为固定块，301为推力弹簧，4为连接板，5为支架，6为固定板，7为横向移动板，8为纵向移动板，9为高度移动板，10为倾角调整板，11为横向移动固定架，12为横向移动旋钮，13为纵向移动固定架，14为纵向移动旋钮，15为高度移动固定架，16为高度移动旋钮，17为倾角调整旋钮，18为平面镜，19为光具座，20为光阑，21为光源固定架，22为光源，23为分光棱镜，24为光强探测器。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

一种高效的数控机床刀库支架，参见图1和图2，包括底板1，底板1顶面安装有基板2和固定块3，基板2的两端分别设置有连接板4，连接板4插入到固定块3中；基板2上安装有支架5，支架5的顶部安装有调整台，调整台包括固定板6、横向移动板7、纵向移动板8、高度移动板9和倾角调整板10，横向移动板7滑动安装在固定板6的顶面，纵向移动板8滑动安装在横向移动板7的顶面，高度移动板9滑动安装在纵向移动板8的右端面，倾角调整板10通过弹簧与高度移动板9的顶面连接；固定板6的左端固定安装有横向移动固定架11，横向移动固定架11的中心穿过有横向移动旋钮12，横向移动旋钮12的螺旋杆与横向移动板7的左端开设的螺纹孔螺旋连接；横向移动板7的前端固定安装有纵向移动固定架13，纵向移动固定架13的中心穿过有纵向移动旋钮14，纵向移动旋钮14的螺旋杆与纵向移动板8的前端开设的螺纹孔螺旋连接；纵向移动板8的右端面安装有高度移动固定架15，高度移动固定架15的中心穿过有高度移动旋钮16，高度移动旋钮16螺旋杆与高度移动板9的右下端开设的螺纹孔螺旋连接；高度移动板9底面上安装倾角调整旋钮17，倾角调整旋钮17的螺旋杆穿过高度移动板9顶在倾角调整板10的底面。

其中，底板1为长方形钢板，底板1的四个角分别开设有M12螺纹孔，用于将底板1固定在数控机床内，底板1开设有M6的螺纹孔，所述M6的螺纹孔均匀分布在底板1表面，用于安装其他部件；如图2和图3所示，基板2为长方形钢板，基板2的底面设置有半球形凸台201，底板1的顶面开设有底板锥形孔101，半球形凸台201位于底板锥形孔101中；使基板2的底面的半球形凸台201，位于底板1顶面的底板锥形孔101中；当基板2与底板1之间的位置发生微小窜动时，半球形凸台201能够自动退回到底板锥形孔101中，实行精确对准，并且更够起到缓冲作用，半球形凸台201和底板锥形孔101至少均为两个；如图3和图4所示，基板2的两端分别设置有连接板4，连接板4与固定块3下部方槽光滑配合，连接板4与固定块3内部端面之间设置有推力弹簧301，当所述刀库支架受到冲击，基板2与底板1的位置会产生相对运动，连接板4挤压推力弹簧301，推力弹簧301起到缓冲作用，同时将连接板4推回原来的位置，配合半球形凸台201和底板锥形孔101，实现所述刀库支架的自定位；支架5为框架式结构，四周立柱通过横梁或斜梁连接，增强稳定性；支架5通过焊接或螺栓与基板2连接；调整台通过螺栓安装在支架5的顶部，调整台为五维调整台，用于所述刀库支架位置的微小调整，不需要拆卸整个支架进行调整；横向移动旋钮12、纵向移动旋钮14、高度移动旋钮16和倾角调整旋钮17各自旋钮的外端部均开设有内六角孔，便于使用内六角扳手调整旋钮，同时各自的外表面设置有花纹，方便钳子操作；横向移动固定架11、纵向移动固定架13和高度移动固定架15均为“L”结构，其上均开设有锁紧螺纹孔，并安装有锁紧螺栓，当横向移动旋钮12、纵向移动旋钮14高度移动旋钮16调整完毕后，锁紧各自的所述锁紧螺栓，保证所述调整台的稳定性；倾角调整旋钮17为三个，呈三角形分布在高度移动板9底面上，并且向对应的在高度移动板9的侧面安装有锁紧螺栓，高度移动板9底面和纵向移动板8的顶面之间安装有支撑柱，所述支撑柱为伸缩套管结构，用于增加所述调整台的稳定性，所述支撑柱至少为两根，所述支撑柱带有锁定螺栓，当高度确定后，锁紧锁定螺栓；如图5所示，高度移动板9和倾角调整板10之间安装有弹簧，用于拉紧高度移动板9和倾角调整板10，倾角调整旋钮17的螺旋杆端部为圆弧形， 倾角调整旋钮17顶在倾角调整板10的位置为锥形槽，所述锥形槽的最大圆孔直径为倾角调整旋钮17的螺旋杆端部圆弧直径的1.5倍，确保倾角调整旋钮17支撑位置始终在同一位置，倾角调整板10作为刀库的安装板，用于刀库的安装。

上述实施例的数控机床刀库支架的安装方法，包括以下步骤，

第一步，将底板1通过螺栓安装在数控机床内；

第二步，将基板2放置在底板1上，将固定块3分别套压基板2两端的连接板4上，使连接板4压紧固定块3内部的推力弹簧301，再利用螺栓将固定块3固定在底板1；

第三步，将支架5固定安装在基板2上；

第四步，将调整台固定安装在支架5的顶面；

第五步，旋转横向移动旋钮12，调节横向移动板7的位置；

第六步，旋转纵向移动旋钮14，调节纵向移动板8的位置；

第七步，旋转高度移动旋钮16，调节高度移动板9的位置；

第八步，旋转倾角调整旋钮17，调节倾角调整板10的位置，完成所述刀库支架的安装。

实施例2

一种高效的数控机床刀库支架，如图1所示，与实施例1相似，所不同的是，支架5的右端安装有平面镜18，平面镜18的右方、底板1的顶面安装有光具座19，光具座19的左端安装有光阑20，光具座19的中间位置安装有光源固定架21，光源固定架21的下端安装有光源22，光源固定架21上端安装有分光棱镜23，光具座19的右端安装有光强探测器24，平面镜18、光阑20、分光棱镜23和光强探测器24各自的中心位于同一直线上。

其中，平面镜18、光具座、光阑、光源固定架、光源、光棱镜和光强探测器组成位置偏差检测模块，所述位置偏差检测模块安装方法为，将平面镜18安装在支架5的右端；光具座19固定安装在底板1的顶面；将光阑20安装在光具座19的左端；将光源固定架21安装在光具座19的中间位置；将光源22安装在光源固定架21的下端；将分光棱镜23安装在光源固定架21上端；将光强探测器24安装在光具座19的右端；调整平面镜18、光阑20、分光棱镜23和光强探测器24各自的中心位于同一直线上，使所述直线分别垂直于平面镜18、光阑20、分光棱镜23和光强探测器24；调整光源22的出光口对准分光棱镜23，使光源22发出的激光垂直入射分光棱镜23。

所述位置偏差检测模块的工作过程为，如图6和图7所示，当光源22发出的激光经过分光棱镜23的折射，光线经过光阑20的中心孔照射到平面镜18上，所述光线经平面镜18反射，反射的光线穿过光阑20的中心孔，继续穿过分光棱镜23，由光强探测器24接收，光强探测器24与数控机床的控制器之间通过信号电缆连接，通信方式为IO通信，当光强探测器24接收到光强时，IO信号为“1”；当支架5与底板1之间的位置发生变化时，经平面镜18反射的光线偏离原光路，所述反射光线被光阑20遮挡，光强探测器24接收不到光强，光强探测器24输出IO信号为“0”，所述数控机床停止换刀，避免发生碰撞的风险，减少设备故障。

还可以进一步的是，平面镜18通过平面镜支架安装在支架5上，所述平面镜支架可调整倾斜角度。

还可以进一步的是，平面镜18的镜面与支架5的右端面呈45°夹角，可以监控支架5与底板1在横向和纵向两个方向上的变动。

还可以进一步的是，光阑20通过光阑支架安装在光具座19上，所述光阑支架为伸缩杆结构，高度可调整。

还可以进一步的是，分光棱镜23为半反半透棱镜。

还可以进一步的是，光源22为LD激光光源。

还可以进一步的是，所述LD激光光源的波长为633nm。

还可以进一步的是，光强探测器24与数控机床通过信号电缆连接。

还可以进一步的是，固定板6顶面开设有横向滑道、横向移动板7的下端设置有横向滑轨，所述横向滑轨在所述横向滑道中滑动。

还可以进一步的是，固定板6与横向移动板7相对移动的位置之间设置刻度线，能够直观的观察横向移动板7移动的距离。

还可以进一步的是，横向移动板7顶面开设有纵向滑道、纵向移动板8的下端设置有纵向滑轨，所述纵向滑轨在所述纵向滑道中滑动。

还可以进一步的是，横向移动板7与纵向移动板8相对移动的位置之间设置刻度线，能够直观的观察纵向移动板8移动的距离。

还可以进一步的是，纵向移动板8为直角板，右侧边向下。

还可以进一步的是，纵向移动板8的右端面开设有高度方向滑道，高度移动板9的下部伸出板的左端面设置有高度方向滑轨，所述高度方向滑滑轨在所述高度方向滑道中滑动。

还可以进一步的是，纵向移动板8与高度移动板9相对移动的位置之间设置刻度线，能够直观的观察纵向移动板8移动的距离。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种高效的数控机床刀库支架，包括底板（1），其特征在于，底板（1）顶面安装有基板（2）和固定块（3），基板（2）的两端分别设置有连接板（4），连接板（4）插入到固定块（3）中；基板（2）上安装有支架（5），支架（5）的顶部安装有调整台，调整台包括固定板（6）、横向移动板（7）、纵向移动板（8）、高度移动板（9）和倾角调整板（10），横向移动板（7）滑动安装在固定板（6）的顶面，纵向移动板（8）滑动安装在横向移动板（7）的顶面，高度移动板（9）滑动安装在纵向移动板（8）的右端面，倾角调整板（10）通过弹簧与高度移动板（9）的顶面连接；固定板（6）的左端固定安装有横向移动固定架（11），横向移动固定架（11）的中心穿过有横向移动旋钮（12），横向移动旋钮（12）的螺旋杆与横向移动板（7）的左端开设的螺纹孔螺旋连接；横向移动板（7）的前端固定安装有纵向移动固定架（13），纵向移动固定架（13）的中心穿过有纵向移动旋钮（14），纵向移动旋钮（14）的螺旋杆与纵向移动板（8）的前端开设的螺纹孔螺旋连接；纵向移动板（8）的右端面安装有高度移动固定架（15），高度移动固定架（15）的中心穿过有高度移动旋钮（16），高度移动旋钮（16）螺旋杆与高度移动板（9）的右下端开设的螺纹孔螺旋连接；高度移动板（9）底面上安装倾角调整旋钮（17），倾角调整旋钮（17）的螺旋杆穿过高度移动板（9）顶在倾角调整板（10）的底面。

2.如权利要求1所述的一种高效的数控机床刀库支架，其特征在于，支架（5）的右端安装有平面镜（18），平面镜（18）的右方、底板（1）的顶面安装有光具座（19），光具座（19）的左端安装有光阑（20），光具座（19）的中间位置安装有光源固定架（21），光源固定架（21）的下端安装有光源（22），光源固定架（21）上端安装有分光棱镜（23），光具座（19）的右端安装有光强探测器（24），平面镜（18）、光阑（20）、分光棱镜（23）和光强探测器（24）各自的中心位于同一直线上。

3.如权利要求2所述的一种高效的数控机床刀库支架，其特征在于，平面镜（18）通过平面镜支架安装在支架（5）上，所述平面镜支架可调整倾斜角度。

4.如权利要求2所述的一种高效的数控机床刀库支架，其特征在于，光阑（20）通过光阑支架安装在光具座（19）上，所述光阑支架为伸缩杆结构，高度可调整。

5.如权利要求2所述的一种高效的数控机床刀库支架，其特征在于，分光棱镜（23）为半反半透棱镜。

6.如权利要求2所述的一种高效的数控机床刀库支架，其特征在于，光源（22）为LD激光光源。

7.如权利要求2所述的一种高效的数控机床刀库支架，其特征在于，所述LD激光光源的波长为633nm。

8.如权利要求1-7中任一项所述的一种高效的数控机床刀库支架的安装方法，其特征在于，包括以下步骤，

第一步，将底板（1）通过螺栓安装在数控机床内；

第二步，将基板（2）放置在底板（1）上，将固定块（3）分别套压基板（2）两端的连接板（4）上，使连接板（4）压紧固定块（3）内部的推力弹簧（301），再利用螺栓将固定块（3）固定在底板（1）；

第三步，将支架（5）固定安装在基板（2）上；

第四步，将调整台固定安装在支架（5）的顶面；

第五步，旋转横向移动旋钮（12），调节横向移动板（7）的位置；

第六步，旋转纵向移动旋钮（14），调节纵向移动板（8）的位置；

第七步，旋转高度移动旋钮（16），调节高度移动板（9）的位置；

第八步，旋转倾角调整旋钮（17），调节倾角调整板（10）的位置，完成所述刀库支架的安装。

9.如权利要求8所述的数控机床刀库支架的安装方法，其特征在于，将平面镜（18）安装在支架（5）的右端；光具座（19）固定安装在底板（1）的顶面；将光阑（20）安装在光具座（19）的左端；将光源固定架（21）安装在光具座（19）的中间位置；将光源（22）安装在光源固定架（21）的下端；将分光棱镜（23）安装在光源固定架（21）上端；将光强探测器（24）安装在光具座（19）的右端。

10.如权利要求9所述的一种高效的数控机床刀库支架的安装方法，其特征在于，调整平面镜（18）、光阑（20）、分光棱镜（23）和光强探测器（24）各自的中心位于同一直线上，使所述直线分别垂直于平面镜（18）、光阑（20）、分光棱镜（23）和光强探测器（24）。

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