CN112846885A - 换刀装置及电路板加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换刀装置及电路板加工设备。换刀装置包括：机械手机构，包括第一驱动件和活动设于第一驱动件内、用于抓取刀具的夹持机构，第一驱动件上端设有取刀安装架；升降机构，包括第二驱动件和活动设于第二驱动件内的输出杆，输出杆的上端通过第一防回转结构与第二驱动件相对不可转动地配合，输出杆的下端设有第二防回转结构，取刀安装架与第二防回转结构相对不可转动地连接；支撑架，包括用于与电路板加工设备连接的第一支撑体和用于支撑升降机构的第二支撑体；转接板，沿第一方向可调节地设于第二支撑体上，升降机构连接于转接板，输出杆的下端穿过转接板以与取刀安装架连接，输出杆在第二驱动件内升降运动时带动机械手机构升降。

Description

换刀装置及电路板加工设备

技术领域

本发明涉及电路板加工设备技术领域，尤其涉及一种换刀装置及电路板加工设备。

背景技术

在电路板的生产过程中，为了电路层之间的连接以及后期电子元器件的安装等，需要使用钻孔机在生产板上钻孔，以及按照设计需求对电路板铣边成形。钻孔过程是利用钻孔机上与主轴连接的钻咀，通过主轴的高速旋转，钻咀落钻在生产板上钻出所需孔径的孔。铣边过程是利用铣边机上与主轴连接的铣刀，通过主轴的高速旋转，铣刀在生产板边缘铣削所需的外型。

钻孔机和铣边机的机械手是加工电路板的辅助装置，其由气缸和夹爪等部件构成，夹爪为钻咀和铣刀的抓取部件，气缸为夹爪位置调整机构。现有钻孔机和铣边机的机械手多采用单一气缸传动方式，其结构相对简单，但存在设计装配稳定性低和安装时调整不灵活的缺陷。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种换刀装置，该换刀装置能提高机械手机构的装配稳定性和安装时的调整灵活度。

本发明的另一个目的在于提出一种电路板加工设备，该电路板加工设备包括上述的换刀装置。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种换刀装置，包括：

机械手机构，包括第一驱动件和可活动地设于所述第一驱动件内的夹持机构，所述夹持机构用于抓取刀具，所述第一驱动件的上端设置有取刀安装架；

升降机构，包括第二驱动件和可活动地设于所述第二驱动件内的输出杆，所述输出杆的上端设置有第一防回转结构，所述输出杆通过所述第一防回转结构与所述第二驱动件相对不可转动地配合，所述输出杆的下端设置有第二防回转结构，所述取刀安装架与所述第二防回转结构相对不可转动地连接；

支撑架，包括第一支撑体和第二支撑体，所述第一支撑体用于与电路板加工设备连接，所述第二支撑体用于支撑所述升降机构；

转接板，沿第一方向可调节地设置于所述第二支撑体上，所述升降机构连接于所述转接板，所述输出杆的下端穿过所述转接板以与所述取刀安装架连接，所述输出杆在所述第二驱动件内升降运动时带动所述机械手机构升降。

在一些实施例中，所述第二驱动件的内壁和所述输出杆的上端两者中的一者上设有第一凸起，另一者上设有与所述第一凸起配合的第一凹陷部，所述第一防回转结构为设置于所述输出杆上端的第一凹陷部或第一凸起。

在一些实施例中，所述取刀安装架上设有卡套，所述输出杆的下端穿设所述卡套并通过紧固件连接所述取刀安装架；所述卡套的内壁和所述输出杆的下端两者中的一者上设有第二凸起，另一者上设有与所述第二凸起配合的第二凹陷部，所述第二防回转结构为设置于所述输出杆下端的第二凸起或第二凹陷部。

在一些实施例中，所述第一支撑体上设有沿第二方向延伸的第一安装孔，所述转接板上设有沿所述第一方向延伸的第二安装孔，所述第一方向与所述第二方向相垂直；所述第一安装孔和所述第二安装孔均为腰型孔，所述腰型孔内设置有紧固件。

在一些实施例中，所述第二支撑体上设置有沿所述第一方向延伸的第一卡槽, 所述转接板卡持于所述第一卡槽中，所述第一卡槽用于在第二方向对所述转接板进行限位，所述第二方向与所述第一方向相垂直；所述转接板和所述第二支撑体上均设置有用于供所述输出杆穿过的通孔。

在一些实施例中，所述第一驱动件包括取刀缸体、取刀活塞和套筒，所述取刀活塞位于所述取刀缸体内，所述套筒连接所述取刀活塞并从所述取刀缸体的下端伸出，所述取刀活塞能带动所述套筒沿所述套筒的轴向运动；

所述夹持机构包括芯轴和与所述芯轴连接、用于夹持刀具的夹头，所述芯轴和所述夹头穿设于所述套筒中，所述芯轴与所述套筒同轴设置，所述芯轴固定于所述取刀缸体内。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种电路板加工设备，包括机床、执行装置和换刀系统，所述执行装置包括安装板和可沿第三方向移动地设置在所述安装板上的执行机构，所述换刀系统包括用于放置刀具的刀库装置和上述的换刀装置，所述安装板上设置有沿第二方向延伸的第二卡槽，所述第一支撑体沿第二方向可调节地卡持于所述第二卡槽中，所述第二卡槽用于在所述第三方向对所述第一支撑体进行限位。

在一些实施例中，所述刀库装置包括用于放置新刀具的新刀刀座、用于放置旧刀具的旧刀刀座和用于存放刀具的刀具架，所述新刀刀座和所述旧刀刀座均包括底座和用于夹持刀具的刀座本体，所述刀座本体可绕沿所述第三方向延伸的轴线转动地安装在所述底座中。

在一些实施例中，所述底座上设有安装孔，所述刀座本体设置于所述安装孔中，所述刀座本体的侧壁和所述安装孔的侧壁之间通过设置轴承以转动连接。

在一些实施例中，所述新刀刀座和所述旧刀刀座还包括安装于所述底座上的压板，所述刀座本体的一端穿过所述压板，所述刀座本体与所述压板之间设有间隙。

在一些实施例中，所述新刀刀座或所述旧刀刀座的一侧设置有用于吹掉所述刀具上的杂物的吹气装置，所述吹气装置包括座体、设置于所述座体上的作业通道和气道，所述作业通道沿所述第三方向延伸以用于容纳所述刀具，所述作业通道的底壁和/或侧壁设有连通口，所述气道的出气口通过所述连通口连通所述作业通道。

在一些实施例中，所述新刀刀座和所述旧刀刀座的间距等于所述执行机构与所述机械手机构的间距。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明的换刀装置，通过在升降机构的输出杆的上端和下端分别设置第一防回转结构和第二防回转结构，在机械手机构的第一驱动件上端设置取刀安装架，使输出杆通过第一防回转结构与第二驱动件相对不可转动地配合，取刀安装架与第二防回转结构相对不可转动地连接，从而第一防回转结构和第二防回转结构可以保证机械手机构在抓取刀具时不会相对于第二驱动件转动，装配稳定性高；通过将转接板沿第一方向可调节地设置于支撑架的第二支撑体上，升降机构连接于转接板且输出杆的下端穿过转接板以与取刀安装架连接，由此可以实现机械手机构在第一方向上的调节，从而提高安装时的调整灵活度。

本发明的电路板加工设备包括上述的换刀装置，提高了装配稳定性和安装时的调整灵活度。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的换刀装置的结构示意图；

图2为图1所示换刀装置的另一视角的结构示意图；

图3为图2所示换刀装置的剖视图；

图4为图1所示换刀装置省略支撑架和转接板后的结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的输出杆的结构示意图；

图6为本发明实施方式提供的取刀安装架的结构示意图；

图7为本发明实施方式提供的支撑架的结构示意图；

图8为图7所示支撑架的另一视角的结构示意图；

图9为本发明实施方式提供的转接板的结构示意图；

图10为本发明实施方式提供的套筒、导套、芯轴和夹头的结构示意图；

图11为本发明实施方式提供的电路板加工设备的结构示意图；

图12为图11所示电路板加工设备中A处的局部放大图；

图13为本发明实施方式提供的换刀装置和执行装置的结构示意图；

图14为图13所示换刀装置和执行装置省略执行机构后的局部结构示意图；

图15为本发明实施方式提供的刀库装置的局部结构示意图；

图16为本发明实施方式提供的刀座的结构示意图；

图17为本发明实施方式提供的刀座的剖视图；

图18为本发明实施方式提供的吹气装置的剖视图。

附图标号说明：

10、执行装置；11、安装板；12、执行机构；13、驱动机构；20、换刀装置；21、支撑架；22、转接板；23、第二驱动件；24、取刀安装架；25、卡套；26、第一驱动件；27、芯轴；28、夹头；29、密封盖；30、刀库装置；31、新刀刀座；32、旧刀刀座；33、刀具架；35、轴承；36、刀检装置；37、吹气装置；38、第一控制按钮；39、第二控制按钮；40、机床；50、工作台；60、横梁；70、刀具；111、第二卡槽；121、主轴；122、主轴安装件；211、第一支撑体；212、第二支撑体；213、第一安装孔；214、第一卡槽；215、第三安装孔；221、第二安装孔；222、通孔；232、输出杆；233、节流阀；234、磁性开关；251、第二凸起；261、取刀缸体；262、取刀活塞；263、套筒；264、导套；341、底座；342、刀座本体；343、压板；371、座体；372、作业通道；373、气道；2321、第一凹陷部；2322、第二凹陷部；2631、喇叭口；3731、进气口；3732、出气口。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

本实施方式提供了一种换刀装置20，如图1-图9所示，换刀装置20包括机械手机构、升降机构、支撑架21和转接板22，机械手机构包括第一驱动件26和可活动地设于第一驱动件26内的夹持机构，夹持机构用于抓取刀具70，第一驱动件26的上端设置有取刀安装架24；升降机构包括第二驱动件23和可活动地设于第二驱动件23内的输出杆232，输出杆232的上端设置有第一防回转结构，输出杆232通过第一防回转结构与第二驱动件23相对不可转动地配合，输出杆232的下端设置有第二防回转结构，取刀安装架24与第二防回转结构相对不可转动地连接；支撑架21包括第一支撑体211和第二支撑体212，第一支撑体211用于与电路板加工设备连接，第二支撑体212用于支撑升降机构；转接板22沿第一方向X可调节地设置于第二支撑体212上，升降机构连接于转接板22，输出杆232的下端穿过转接板22以与取刀安装架24连接，输出杆232在第二驱动件23内升降运动时带动机械手机构升降。

上述换刀装置20，通过在升降机构的输出杆232的上端和下端分别设置第一防回转结构和第二防回转结构，在机械手机构的第一驱动件26上端设置取刀安装架24，使输出杆232通过第一防回转结构与第二驱动件23相对不可转动地配合，取刀安装架24与第二防回转结构相对不可转动地连接，从而第一防回转结构和第二防回转结构可以保证机械手机构在抓取刀具70时不会相对于第二驱动件23转动，装配稳定性高；通过将转接板22沿第一方向X可调节地设置于支撑架21的第二支撑体212上，升降机构连接于转接板22且输出杆232的下端穿过转接板22以与取刀安装架24连接，由此可以实现机械手机构在第一方向X上的调节，从而提高安装时的调整灵活度。

在一些实施例中，第二驱动件23的内壁和输出杆232的上端两者中的一者上设有第一凸起，另一者上设有与第一凸起配合的第一凹陷部2321，第一防回转结构为设置于输出杆232上端的第一凹陷部2321或第一凸起。示例性地，可以在第二驱动件23的内壁设有第一凸起（未图示），输出杆232的上端设有与第一凸起配合的第一凹陷部2321（如图1、图2、图4和图5所示），第一凹陷部2321具体可为设置于输出杆232上端的一对平行的平面，使得输出杆232的上端形成为扁轴结构。当然，在其它实施例中，也可以是在输出杆232的上端设有第一凸起，第二驱动件23的内壁设有与第一凸起配合的第一凹陷部2321。由于第一凸起与第一凹陷部2321凹凸配合，从而输出杆232无法相对于第二驱动件23转动，进而可以防止机械手机构相对于第二驱动件23转动，提高了机械手机构与第二驱动件23的装配稳定性。

在一些实施例中，取刀安装架24上设有卡套25，输出杆232的下端穿设卡套25并通过紧固件连接取刀安装架24；卡套25的内壁和输出杆232的下端两者中的一者上设有第二凸起251，另一者上设有与第二凸起251配合的第二凹陷部2322，第二防回转结构为设置于输出杆232下端的第二凸起251或第二凹陷部2322。示例性地，结合图4-图6所示，在卡套25的内壁设有第二凸起251，输出杆232的下端设有与第二凸起251配合的第二凹陷部2322，第二凹陷部2322具体可为设置于输出杆232下端的一对平行的平面，使得输出杆232的下端形成为扁轴结构。当然，在其它实施例中，也可以是在输出杆232的下端设有第二凸起251，卡套25的内壁设有与第二凸起251配合的第二凹陷部2322。由于第二凸起251与第二凹陷部2322凹凸配合，使得取刀安装架24无法相对于输出杆232转动，进而可以防止机械手机构相对于第二驱动件23转动，提高了机械手机构与第二驱动件23的装配稳定性。

可以理解的，由于取刀安装架24是通过紧固件（例如螺丝）与输出杆232连接的，时间久了紧固件可能会松动，导致取刀安装架24和机械手机构相对于输出杆232和第二驱动件23转动，而本换刀装置20通过第一凸起与第一凹陷部2321的配合以及第二凸起251与第二凹陷部2322的配合可以形成双重防转，使得机械手机构无法相对于第二驱动件23转动，可显著提高机械手机构与第二驱动件23的装配稳定性。具体的，取刀安装架24与输出杆232为精密配合，保证了机械手机构相对于第二驱动件23的相对位置。

可选的，第一驱动件26可以为气缸、电缸或液压缸，第二驱动件23可以为气缸、电缸或液压缸，具体可根据实际情况进行选择。在本实施例中，第一驱动件26为气缸，第二驱动件23为双出杆气缸，双出杆气缸的结构稳定性好，性价比高，双出杆气缸与转接板22之间采用孔轴精密配合安装，保证了双出杆气缸和转接板22安装的同轴度。如图4-图5所示，双出杆气缸内的输出杆232的上端和下端均设置为扁轴结构，保证了机械手机构在抓取刀具70时不会转动；在双出杆气缸上安装有节流阀233以及磁性开关234，节流阀233用于调节抓刀时的速度，磁性开关234用于监控输出杆232是否到达位置。当然，在其它实施例中，也可以采用其它结构的气缸代替双出杆气缸，只要气缸内的输出杆232的上端和下端设计为防转动的扁轴结构即可。

如图1-图2所示，在一些实施例中，第一支撑体211上设有沿第二方向Y延伸的第一安装孔213，转接板22上设有沿第一方向X延伸的第二安装孔221，第一方向X与第二方向Y相互垂直；第一安装孔213和第二安装孔221均为腰型孔，腰型孔内设置有紧固件。其中，第一安装孔213可以实现机械手机构在第二方向Y上的调节，第二安装孔221可以实现机械手机构在第一方向X上的调节，从而提高了机械手机构安装时的调整灵活度。

可选的，支撑架21上的第一安装孔213可以设置为一个、两个、三个或更多个，优选为两个以上，连接稳定性更好。如图1、图7、图8和图14所示的实施例中，支撑架21为悬臂结构，支撑架21上设有三组第一安装孔213，三组第一安装孔213沿第三方向Z排布，第三方向Z分别垂直于第一方向X和第二方向Y，每组第一安装孔213包括沿第二方向Y排布的两个第一安装孔213；当需要调整机械手机构在第二方向Y上的位置时，将支撑架21沿第二方向Y移动，移动至合适位置后，使用紧固件锁紧即可。

可选的，转接板22上的第二安装孔221可以设置为一个、两个、三个或更多个，优选为两个以上，连接稳定性更好。示例性的，结合图2、图7-图9和图14所示，转接板22上设有两个第二安装孔221，支撑架21上设有与第二安装孔221一一对应的第三安装孔215；当需要调整机械手机构在第一方向X上的位置时，将转接板22沿第一方向X移动，移动至合适位置后，使用紧固件依次穿设第二安装孔221和对应的第三安装孔215锁紧即可。

结合图1和图7所示，在一些实施例中，支撑架21的第二支撑体212上设置有沿第一方向X延伸的第一卡槽214, 转接板22卡持于第一卡槽214中，第一卡槽214用于在第二方向Y对转接板22进行限位，第二方向Y与第一方向X相垂直；结合图7-图9所示，转接板22和第二支撑体212上均设置有用于供输出杆232穿过的通孔222。通过将转接板22卡持于第二支撑体212上的第一卡槽214中，从而保证了转接板22与支撑架21在第一方向X上的安装精度。

结合图3、图4和图10所示，第一驱动件26包括取刀缸体261、取刀活塞262和套筒263，取刀活塞262位于取刀缸体261内，套筒263连接取刀活塞262并从取刀缸体261的下端伸出，取刀活塞262能带动套筒263沿套筒263的轴向运动；夹持机构包括芯轴27和与芯轴27连接、用于夹持刀具70的夹头28，芯轴27和夹头28穿设于套筒263中，芯轴27与套筒263同轴设置，芯轴27固定于取刀缸体261内。具体的，夹头28沿周向设有多个缺口，从而使得夹头28本身具有弹性，套筒263沿自身轴向运动时，可以使夹头28夹紧刀具70或者松开刀具70：如图3所示，向取刀缸体261内通气以使取刀活塞262带动套筒263向下运动，当套筒263顶住夹头28时，夹头28收紧，夹紧刀具70；当取刀活塞262带动套筒263向上运动时，夹头28弹开，松开刀具70，通过套筒263的上下运动来控制夹头28的收紧和弹开，无需夹头28进行上下运动，可有效保证第二驱动件23到夹头28的同轴度，避免夹头28运动导致的同轴度偏差问题。

进一步的，如图3所示，套筒263伸出取刀缸体261的一端设置有喇叭口2631，喇叭口2631的内径沿远离密封盖29的方向逐渐增大，喇叭口2631的内壁面形成能与夹头28抵接的抵接结构。当套筒263沿自身轴向运动时，可以调节夹头28在喇叭口2631的位置，以改变夹头28与抵接结构的接触力度，从而改变夹头28的开合角度，夹头28开合角度的变化会改变夹头28对刀具70的夹紧力，因此可以实现控制夹头28对刀具70的夹紧力，以适应不同尺寸的刀具70。

现有技术中，由于加工误差以及装配误差，机械手机构在抓取刀具70时，无法保证电路板加工设备的所有工位的机械手机构抓取位置相同，这样就会产生压刀现象，情况严重时会损坏机床40。为了解决这个问题，如图3所示，本实施方式提供的换刀装置20将取刀缸体261的上端通过密封盖29密封，密封盖29用于顶住取刀活塞262的运动，密封盖29与输出杆232连接，芯轴27的一端连接密封盖29，夹头28连接芯轴27的另一端并从套筒263伸出；取刀缸体261内部的下端还设置有用于对套筒263进行导向的导套264，套筒263在导套264内进行轴向运动。可以理解的，通过设置芯轴27和夹头28穿设于套筒263中，夹头28连接芯轴27的一端，芯轴27的另一端连接密封盖29，从而只要保证芯轴27与密封盖29的精度，就可以保证从第二驱动件23到夹头28的同轴度，提高了刀具抓取的准确性，减少甚至避免了压刀现象的出现。

本实施方式还提供了一种电路板加工设备，该电路板加工设备可以为但不限于为钻孔机或铣边机。

如图11-图14所示，电路板加工设备包括机床40、执行装置10和换刀系统，执行装置10包括安装板11和可沿第三方向Z移动地设置在安装板11上的执行机构12，执行机构12用于驱动刀具70执行预设加工动作；换刀系统包括用于放置刀具70的刀库装置30和上述的换刀装置20，安装板11上设置有沿第二方向Y延伸的第二卡槽111，第一支撑体211沿第二方向Y可调节地卡持于第二卡槽111中，第二卡槽111用于在第三方向Z对第一支撑体211进行限位。可以理解的，通过将支撑架21的第一支撑体211可沿第二方向Y调节地卡持于第二卡槽111中，实现了在长时间工作后，机械手机构与安装板11在第三方向Z上的相对位置也不会有更改，结构更稳定，从而保证了机械手机构在第三方向Z的安装精度，同时第二卡槽111还保证了机械手机构在抓取刀具70时夹头28与刀座之间的同轴度。

具体的，在安装板11上设有与支撑架21上的第一安装孔213一一对应的第四安装孔，支撑架21的第一支撑体211通过和第一安装孔213和第四安装孔沿第二方向Y可调节地安装于第二卡槽111内，当需要调整机械手机构在第二方向Y上的位置时，将支撑架21沿第二方向Y移动，移动至合适位置后，使用紧固件依次穿设第一安装孔213和对应的第四安装孔锁紧即可。可以理解的，当电路板加工设备结合了第一卡槽214、第二卡槽111、第一安装孔213和第二安装孔221等多种结构时，通过上述多种结构的相互配合，使得机械手机构在第三方向Z上的安装精度高，安装时只需在第一方向X和第二方向Y上进行调整，可调整项目少，降低了调整难度，提升了装配效率。

如图13-图14所示，执行装置10还包括安装在安装板11上的驱动机构13，执行机构12包括主轴121和主轴安装件122，主轴安装件122滑动安装在安装板11上，驱动机构13能驱动主轴安装件122沿第三方向Z移动；主轴121安装在主轴安装件122上，主轴121的输出端安装有用于夹持刀具70的夹头，主轴121能驱动夹头执行预设加工动作，例如对电路板进行钻孔或铣边时，主轴121驱动夹头带动夹头上的刀具70旋转，通过旋转的刀具70在电路板上钻孔或铣边。

结合图12、图15-图17所示，刀库装置30包括用于放置新刀具的新刀刀座31、用于放置旧刀具的旧刀刀座32和用于存放刀具70的刀具架33，新刀刀座31和旧刀刀座32均包括底座341和用于夹持刀具70的刀座本体342，刀座本体342可绕沿第三方向Z延伸的轴线转动地安装在底座341中。可以理解的，通过将刀座本体342可绕沿第三方向Z延伸的轴线转动地安装在底座341中，使得主轴121上的刀具70在没有完全停止转动的时候就可以将刀具70放在刀座上，未完全停止转动的刀具70带动刀座一同转动，节省了换刀时间，提升了换刀效率。

在一些实施例中，底座341上设有安装孔，刀座本体342设置于安装孔中，刀座本体342的侧壁和安装孔的侧壁之间通过设置轴承35以转动连接。示例性地，如图17所示，刀座本体342的侧壁沿周向设置有卡槽，安装孔的侧壁沿周向设置有轴承35，轴承35套设在卡槽外周。或者，也可以是安装孔的侧壁沿周向设置有轴承35，轴承35直接套设于刀座本体342上。轴承35的设置使得刀座本体342的转动更顺畅，同时也保证了在长期使用的过程中，刀具70在刀座本体342上的相对位置不会发生改变，减少压刀现象的出现。

如图16-图17所示，在一些实施例中，新刀刀座31和旧刀刀座32还包括安装于底座341上的压板343，刀座本体342的一端穿过压板343，刀座本体342与压板343之间设有间隙，该间隙使得主轴121上的刀具70在没有完全停止转动的时候就可以将刀具70放在刀座上，未完全停止转动的刀具70带动刀座一同转动，节省了换刀时间，提升了换刀效率。具体的，刀座本体342的上端设有沿周向设置的弹片，弹片用于卡住刀具70的胶粒，当采用主轴121或者机械手机构抓取刀具70时，会产生第三方向Z的摩擦力，带动刀座上下运动，而压板343可以防止刀座本体342被带出底座341。

现有技术的电路板加工设备中有采用单刀座结构的，在进行新旧刀具的更换时，需要主轴121先把旧刀具放置在刀座上，然后移动机械手以使机械手抓住旧刀具，并将旧刀具放回刀库，然后机械手抓取新刀具放在刀座上，最后主轴121抓取新刀具，这种单刀座结构的换刀效率低下。虽然现有技术的电路板加工设备中也有采用两刀座结构的，但采用目前的两刀座结构时，当主轴121处于抓新刀具的位置时，机械手机构没有处于抓旧刀具位置，这样就会影响换刀效率。为了解决上述问题，本实施方式提供的电路板加工设备中，新刀刀座31和旧刀刀座32的间距等于执行机构12与机械手机构的间距，从而可以实现机械手机构和主轴121同时取放刀具70，即主轴121从新刀刀座31上抓取新刀具的同时，机械手机构从旧刀刀座32上抓取旧刀具，提升了换刀效率。

具体的，电路板加工设备的换刀过程如下：当需要用新刀具且新刀刀座31上无刀具时，机械手机构移动到刀具架33上方，从刀具架33上抓取新刀具并将新刀具放置到新刀刀座31上；接着主轴121移动到旧刀刀座32的位置，将旧刀具放置到旧刀刀座32上；然后主轴121移动到新刀刀座31的位置，此时机械手机构位于旧刀刀座32的位置，主轴121从新刀刀座31上抓取新刀具的同时，机械手机构从旧刀刀座32上抓取旧刀具；最后，机械手机构将旧刀具放到刀具架33上。

如图12和图15所示，在一些实施例中，新刀刀座31与旧刀刀座32之间设置有用于检测刀具70的刀检装置36，刀检装置36通过激光检测刀具70的直径以识别刀具70的型号，以防止错抓，刀具70在使用前和使用后均需放入刀检装置36进行检测。

如图12和图15所示，在一些实施例中，新刀刀座31或旧刀刀座32的一侧设置有用于吹掉刀具70上的杂物（例如粉尘和碎屑）的吹气装置37，吹气装置37通过电磁阀控制放气来吹掉刀具70上的杂物，以提高刀具识别的准确性。具体的，如图18所示，吹气装置37包括座体371、设置于座体371上的作业通道372和气道373，气道373具有进气口3731和出气口3732，作业通道372沿第三方向Z延伸以用于容纳刀具70，作业通道372的底壁和/或侧壁设有连通口，气道373的出气口3732通过连通口连通作业通道372，使得气流可以经过气道373进入作业通道372。使用时，主轴121夹持刀具70运动至作业通道372的上方，然后主轴121下降使得刀具70部分或全部伸入作业通道372内，出气口3732的气流可吹扫刀具70上的杂物。

如图12和图15所示，刀库装置30还包括第一控制按钮38和第二控制按钮39，通过第一控制按钮38和第二控制按钮39可以根据不同需求控制诸如顶料、气夹、蘑菇头和真空吸附等功能。

如图11-图12所示，电路板加工设备还包括工作台50和横梁60，工作台50和横梁60均设置在机床40上，工作台50下方装有Y向直线运动组件，Y向直线运动组件用于控制工作台50在第二方向Y上的运动；执行装置10设置在横梁60上，横梁60上装有X向直线运动组件，X向直线运动组件用于控制执行装置10在第一方向X上的运动。工作台50上放置用于加工的电路板，对电路板的加工依靠X向直线运动组件、Y向直线运动组件以及执行装置10的运动来实现；刀库装置30、刀检装置36以及吹气装置37均安装在工作台50上，当更换刀具70时，同样需要依靠X向直线运动组件和Y向直线运动组件来实现。可选地，电路板加工设备可以包括至少一个换刀系统，具体可根据实际需求进行设置，例如图11所示的实施例中，电路板加工设备包括多个执行装置10和多个换刀系统，多个执行装置10和多个换刀系统分别沿第一方向X依次排列，且多个执行装置10与多个换刀系统一一对应。

需要说明的是，当一个部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种换刀装置，其特征在于，包括：

机械手机构，包括第一驱动件(26)和可活动地设于所述第一驱动件(26)内的夹持机构，所述夹持机构用于抓取刀具(70)，所述第一驱动件(26)的上端设置有取刀安装架(24)；

升降机构，包括第二驱动件(23)和可活动地设于所述第二驱动件(23)内的输出杆(232)，所述输出杆(232)的上端设置有第一防回转结构，所述输出杆(232)通过所述第一防回转结构与所述第二驱动件(23)相对不可转动地配合，所述输出杆(232)的下端设置有第二防回转结构，所述取刀安装架(24)与所述第二防回转结构相对不可转动地连接；

支撑架(21)，包括第一支撑体(211)和第二支撑体(212)，所述第一支撑体(211)用于与电路板加工设备连接，所述第二支撑体(212)用于支撑所述升降机构；

转接板(22)，沿第一方向可调节地设置于所述第二支撑体(212)上，所述升降机构连接于所述转接板(22)，所述输出杆(232)的下端穿过所述转接板(22)以与所述取刀安装架(24)连接，所述输出杆(232)在所述第二驱动件(23)内升降运动时带动所述机械手机构升降。

2.根据权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，所述第二驱动件(23)的内壁和所述输出杆(232)的上端两者中的一者上设有第一凸起，另一者上设有与所述第一凸起配合的第一凹陷部(2321)，所述第一防回转结构为设置于所述输出杆(232)上端的第一凹陷部(2321)或第一凸起。

3.根据权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，所述取刀安装架(24)上设有卡套(25)，所述输出杆(232)的下端穿设所述卡套(25)并通过紧固件连接所述取刀安装架(24)；所述卡套(25)的内壁和所述输出杆(232)的下端两者中的一者上设有第二凸起(251)，另一者上设有与所述第二凸起(251)配合的第二凹陷部(2322)，所述第二防回转结构为设置于所述输出杆(232)下端的第二凸起(251)或第二凹陷部(2322)。

4.根据权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，所述第一支撑体(211)上设有沿第二方向延伸的第一安装孔(213)，所述转接板(22)上设有沿所述第一方向延伸的第二安装孔(221)，所述第一方向与所述第二方向相垂直；所述第一安装孔(213)和所述第二安装孔(221)均为腰型孔，所述腰型孔内设置有紧固件。

5.根据权利要求1所述的换刀装置，其特征在于，所述第二支撑体(212)上设置有沿所述第一方向延伸的第一卡槽(214), 所述转接板(22)卡持于所述第一卡槽(214)中，所述第一卡槽(214)用于在第二方向对所述转接板(22)进行限位，所述第二方向与所述第一方向相垂直；所述转接板(22)和所述第二支撑体(212)上均设置有用于供所述输出杆(232)穿过的通孔(222)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的换刀装置，其特征在于，所述第一驱动件(26)包括取刀缸体(261)、取刀活塞(262)和套筒(263)，所述取刀活塞(262)位于所述取刀缸体(261)内，所述套筒(263)连接所述取刀活塞(262)并从所述取刀缸体(261)的下端伸出，所述取刀活塞(262)能带动所述套筒(263)沿所述套筒(263)的轴向运动；

所述夹持机构包括芯轴(27)和与所述芯轴(27)连接、用于夹持刀具(70)的夹头(28)，所述芯轴(27)和所述夹头(28)穿设于所述套筒(263)中，所述芯轴(27)与所述套筒(263)同轴设置，所述芯轴(27)固定于所述取刀缸体(261)内。

7.一种电路板加工设备，包括机床(40)和执行装置(10)，所述执行装置(10)包括安装板(11)和可沿第三方向移动地设置在所述安装板(11)上的执行机构(12)，其特征在于，所述电路板加工设备还包括换刀系统，所述换刀系统包括用于放置刀具(70)的刀库装置(30)和权利要求1至6任一项所述的换刀装置，所述安装板(11)上设置有沿第二方向延伸的第二卡槽(111)，所述第一支撑体(211)沿第二方向可调节地卡持于所述第二卡槽(111)中，所述第二卡槽(111)用于在所述第三方向对所述第一支撑体(211)进行限位。

8.根据权利要求7所述的电路板加工设备，其特征在于，所述刀库装置(30)包括用于放置新刀具的新刀刀座(31)、用于放置旧刀具的旧刀刀座(32)和用于存放刀具(70)的刀具架(33)，所述新刀刀座(31)和所述旧刀刀座(32)均包括底座(341)和用于夹持刀具(70)的刀座本体(342)，所述刀座本体(342)可绕沿所述第三方向延伸的轴线转动地安装在所述底座(341)中。

9.根据权利要求8所述的电路板加工设备，其特征在于，所述底座(341)上设有安装孔，所述刀座本体(342)设置于所述安装孔中，所述刀座本体(342)的侧壁和所述安装孔的侧壁之间通过设置轴承(35)以转动连接。

10.根据权利要求8或9所述的电路板加工设备，其特征在于，所述新刀刀座(31)和所述旧刀刀座(32)还包括安装于所述底座(341)上的压板(343)，所述刀座本体(342)的一端穿过所述压板(343)，所述刀座本体(342)与所述压板(343)之间设有间隙。

11.根据权利要求8所述的电路板加工设备，其特征在于，所述新刀刀座(31)或所述旧刀刀座(32)的一侧设置有用于吹掉所述刀具(70)上的杂物的吹气装置(37)，所述吹气装置(37)包括座体(371)、设置于所述座体(371)上的作业通道(372)和气道(373)，所述作业通道(372)沿所述第三方向延伸以用于容纳所述刀具(70)，所述作业通道(372)的底壁和/或侧壁设有连通口，所述气道(373)的出气口(3732)通过所述连通口连通所述作业通道(372)。

12.根据权利要求8或9所述的电路板加工设备，其特征在于，所述新刀刀座(31)和所述旧刀刀座(32)的间距等于所述执行机构(12)与所述机械手机构的间距。

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