CN112975512B - 一种cnc数控加工中心自动换刀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种CNC数控加工中心自动换刀装置，包括加工主体，所述加工主体上安装有承载板，所述承载板上端面左侧位置对称连接固定两个安装架，位于前侧的所述安装架的一侧端面与第一电机连接固定，且第一电机的输出端穿过安装架与转轴连接固定，所述转轴环形外端连接固定三个支撑板，所述支撑板背离转轴的一端与连接架连接固定，所述连接架上端面左右两侧位置分别开设截面呈矩形的安装槽，所述连接架通过安装槽与安装板连接固定，所述安装板一侧端面与装刀滑板滑动连接，与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：实现了对已使用刀具和未使用刀具的分离，同时，实现了对已使用刀具的整体更换，减少了更换刀具使用的时间。
Description
技术领域
本发明是一种CNC数控加工中心自动换刀装置，属于数控加工领域。
背景技术
计算机数字控制机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，它是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件，一般的在使用数控机床加工时需要时常更换刀具。
现有的数控加工中心换刀装置大多是操作人员手工换刀，在换刀的过程中浪费了大量的时间，导致加工效率降低的现象出现，因此急需一种新的结构来解决该问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种CNC数控加工中心自动换刀装置，以解决上述背景技术中提出的手动换刀浪费时间的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种CNC数控加工中心自动换刀装置，包括加工主体，所述加工主体上安装有承载板，所述承载板上端面左侧位置对称连接固定两个安装架，位于前侧的所述安装架的一侧端面与第一电机连接固定，且第一电机的输出端穿过安装架与转轴连接固定，两个所述安装架之间转动连接转轴，所述转轴环形外端连接固定三个支撑板，且相邻两个支撑板沿转轴中轴线呈120°夹角分布，所述支撑板背离转轴的一端与连接架连接固定，所述连接架上端面左右两侧位置分别开设截面呈矩形的安装槽，所述连接架通过安装槽与安装板连接固定，所述安装板一侧端面与装刀滑板滑动连接，所装刀滑板一侧端面与齿条连接固定，且齿条与开设在安装板一侧端面中间位置的第一滑槽滑动连接，所述装刀滑板背离齿条的一侧端面滑动连接多个移动刀架，且移动刀架通过调节结构与固定刀架连接，所述固定刀架与装刀滑板连接固定，所述齿条与齿轮相啮合，且齿轮与第二电机的输出轴连接固定，所述第二电机与安装板的一侧端面连接固定，所述装刀滑板背离第二电机的一侧端面与限位结构连接固定，且装刀滑板通过限位结构与齿条相卡接。
进一步地，所述调节结构包括两个连接板，两个所述连接板分别与固定刀架以及移动刀架连接固定，且两个所述连接板通过双向螺杆相连接，所述装刀滑板一侧端面开设第二滑槽，所述装刀滑板通过第二滑槽与移动刀架滑动连接。
进一步地，所述限位结构包括限位转板，所述限位转板与开设在装刀滑板一侧端面的凹槽转动连接，所述限位转板中间位置开设通孔，所述限位转板经由限位卡块穿过通孔与转动板连接固定，所述限位卡块背离转动板的一端与开设在齿条上端面的限位卡槽相卡接，所述转动板靠近装刀滑板的一侧端面对称连接固定两个伸缩杆，所述转动板通过伸缩杆与限位转板相连接，所述伸缩杆外端套装复位弹簧，且复位弹簧两端分别与转动板以及限位转板连接固定。
进一步地，所述安装板背离转轴的一侧端面对称开设两个卡接槽，所述卡接槽与卡接块相卡接，所述卡接块背离卡接槽的一端与装刀滑板连接固定。
进一步地，所述卡接块为截面呈L形的板状结构，所述卡接槽截面呈L形，所述卡接块与卡接槽滑动连接。
进一步地，所述转轴环形外端对称连接两个连接卡块，所述连接卡块与开设在连接套筒内部的连接卡槽相卡接，所述转轴通过连接卡块与连接套筒连接固定。
进一步地，所述安装架为截面呈L形的板状结构，且安装架上端面开设两个螺纹孔，所述安装架与承载板螺纹连接。
进一步地，所述双向螺杆环形外端中间位置套装截面呈圆环形的橡胶软套，所述橡胶软套与双向螺杆连接固定。
本发明的有益效果：本发明的一种CNC数控加工中心自动换刀装置，通过在相邻两个连接架之间连接支撑板，利用支撑板一侧端面滑动连接的装刀滑板，利用装刀滑板一端连接固定的固定刀架与道具连接固定，在固定道具的作用下实现了对刀具的位置限定，转动转轴，使未安装刀具的装刀滑板与机械手接触，该设计实现了对已使用刀具和未使用刀具的分离，避免了在换刀过程中出现的换上已使用刀具的现象出现。
通过在装刀滑板一侧端面连接固定两个卡接块，利用卡接块与开设在支撑板一侧端面的卡接槽滑动连接，通过移动装刀滑板，实现了对已使用刀具的整体更换，减少了更换刀具时使用的时间。
通过在未使用的支撑板一侧端面连接固定固定刀架，在加工中心工作时，将刀具装卡在固定刀具上，该设计实现了对刀具的预加装，避免了在更换刀具时需要暂停机器的工作，导致加工效率降低的现象出现。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种CNC数控加工中心自动换刀装置的结构示意图；
图2为本发明一种CNC数控加工中心自动换刀装置中装刀滑板的安装示意图；
图3为本发明一种CNC数控加工中心自动换刀装置中第二电机的安装示意图；
图4为本发明一种CNC数控加工中心自动换刀装置中限位结构的安装示意图；
图5为本发明一种CNC数控加工中心自动换刀装置中限位卡槽的开设示意图；
图6为图2中A处的放大图；
图7为图3中B处的放大图；
图8为图4中C处的放大图；
图中：1-加工主体、2-承载板、3-安装架、4-第一电机、5-连接架、6-转轴、7-支撑板、8-安装板、9-装刀滑板、10-移动刀架、11-齿条、12-齿轮、13-第二电机、14-卡接块、15-卡接槽、16-第一滑槽、17-调节结构、18-限位结构、19-固定刀架、171-连接板、172-双向螺杆、173-第二滑槽、181-限位转板、182-限位卡块、183-转动板、184-伸缩杆、185-复位弹簧、186-限位卡槽。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种CNC数控加工中心自动换刀装置，包括加工主体1，加工主体1上安装有承载板2，承载板2上端面左侧位置对称连接固定两个安装架3，位于前侧的安装架3的一侧端面与第一电机4连接固定，且第一电机4的输出端穿过安装架3与转轴6连接固定，两个安装架3之间转动连接转轴6，转轴6环形外端连接固定三个支撑板7，且相邻两个支撑板7沿转轴6中轴线呈120°夹角分布，支撑板7背离转轴6的一端与连接架5连接固定，连接架5上端面左右两侧位置分别开设截面呈矩形的安装槽，连接架5通过安装槽与安装板8连接固定，安装板8一侧端面与装刀滑板9滑动连接，所装刀滑板9一侧端面与齿条11连接固定，且齿条11与开设在安装板8一侧端面中间位置的第一滑槽16滑动连接，装刀滑板9背离齿条11的一侧端面滑动连接多个移动刀架10，且移动刀架10通过调节结构17与固定刀架19连接，固定刀架19与装刀滑板9连接固定，齿条11与齿轮12相啮合，且齿轮12与第二电机13的输出轴连接固定，第二电机13与安装板8的一侧端面连接固定，装刀滑板9背离第二电机13的一侧端面与限位结构18连接固定，且装刀滑板9通过限位结构18与齿条11相卡接。
作为本发明的一个实施例：调节结构17包括两个连接板171，两个连接板171分别与固定刀架19以及移动刀架10连接固定，且两个连接板171通过双向螺杆172相连接，装刀滑板9一侧端面开设第二滑槽173，装刀滑板9通过第二滑槽173与移动刀架10滑动连接，通过在双向螺杆172两端转动连接连接板171，通过旋转双向螺杆172，实现了对两个连接板171之间距离的调节，进而实现了对不同尺寸的刀具卡接。
作为本发明的一个实施例：限位结构18包括限位转板181，限位转板181与开设在装刀滑板9一侧端面的凹槽转动连接，限位转板181中间位置开设通孔，限位转板181经由限位卡块182穿过通孔与转动板183连接固定，限位卡块182背离转动板183的一端与开设在齿条11上端面的限位卡槽186相卡接，转动板183靠近装刀滑板9的一侧端面对称连接固定两个伸缩杆184，转动板183通过伸缩杆184与限位转板181相连接，伸缩杆184外端套装复位弹簧185，且复位弹簧185两端分别与转动板183以及限位转板181连接固定，通过在装刀滑板9一侧端面转动连接限位转板181，利用限位转板181与限位卡块182连接固定，由于限位卡块182与开设在齿条11上端面的限位卡槽186相卡接，通过旋转转动板183，在转动板183的作用下，带动限位卡块182转动，进而实现了对装刀滑板9的位置限定，简化了装刀滑板9的拆装流程。
作为本发明的一个实施例：安装板8背离转轴6的一侧端面对称开设两个卡接槽15，卡接槽15与卡接块14相卡接，卡接块14背离卡接槽15的一端与装刀滑板9连接固定，利用卡接槽15与卡接块14滑动连接，由于卡接块14的一端与装刀滑板9连接固定，该设计实现了对装刀滑板9的位置限定，避免了装刀滑板9与支撑板8分离。
作为本发明的一个实施例：卡接块14为截面呈L形的板状结构，卡接槽15截面呈L形，卡接块14与卡接槽15滑动连接，通过将卡接块14与卡接槽15滑动连接，利用卡接块14一侧端面与装刀滑板9连接固定，该设计实现了对装刀滑板9的位置限定。
作为本发明的一个实施例：转轴6环形外端对称连接两个连接卡块，连接卡块与开设在连接套筒内部的连接卡槽相卡接，转轴6通过连接卡块与连接套筒连接固定，通过在转轴6环形外端对称连接两个卡接块，在卡接块的作用下，避免了转轴6与连接套筒发生相对转动的现象出现。
作为本发明的一个实施例：安装架3为截面呈L形的板状结构，且安装架3上端面开设两个螺纹孔，安装架3与承载板2螺纹连接，利用螺栓连接安装架3与承载板2，简化了安装架3的拆装流程。
作为本发明的一个实施例：双向螺杆172环形外端中间位置套装截面呈圆环形的橡胶软套，橡胶软套与双向螺杆172连接固定，通过在双向螺杆172环形外端套装橡胶软套，利用橡胶软套与操作人员手掌接触，避免了操作人员在转动双向螺杆172，操作人员手受伤的现象出现。
具体实施方式：在需要换刀时，通过观察刀具的尺寸，旋转双向螺杆172，在双向螺杆172的作用下，带动连接固定在移动刀架10一侧端面连接板171移动，将刀具卡接在移动刀架10以及固定刀架19上，利用卡接块14与卡接槽15滑动连接，由于卡接块14的一侧端面与装刀滑板9的一侧端面连接固定，在卡接块14的作用下，实现了装刀滑板9的安装，由于第一滑槽16与齿条11滑动连接，利用齿条11与第二电机13一侧端面连接固定的齿轮12相啮合，启动机械手，利用机械手将需要更换的刀具卡接在未安装刀具的装刀滑板9上，利用装刀滑板9上连接固定的移动刀架10与固定刀架19对刀具夹持，启动第一电机4，利用第一电机4带动转轴6旋转120°，使安装有刀具的装刀滑板9转动到机械手所在位置，利用机械手夹持刀具，在机械手的作用下，实现对刀具的更换，在机械手取出刀具后，启动第二电机13，利用第二电机13带动齿轮12转动，由于齿轮12与齿条11相啮合，在齿轮12转动的过程中，使装刀滑板9移动一个刀具的位置，完成上述步骤后启动第一电机4，在第一电机4的作用下，使安装已使用刀具的装刀滑板9靠近机械手，同时，将刀具安装在未曾使用装刀滑板9上，实现了对刀具的预安装，在储存已使用刀具的装刀滑板9上的固定刀架19装满刀具时，旋转转动板183，当转动板183转动到合适位置时，向上提拉转动板183，使转动板183下端面连接固定的限位卡块182与限位卡槽186分离，移动装刀滑板9，使装刀滑板9与安装板8分离，实现对已使用刀具的整体更换。
涉及到加工主体所使用的电路和电子元器件和模块以及电机均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种CNC数控加工中心自动换刀装置，包括加工主体(1)，其特征在于：所述加工主体(1)上安装有承载板(2)，所述承载板(2)上端面左侧位置对称连接固定两个安装架(3)，位于前侧的所述安装架(3)的一侧端面与第一电机(4)连接固定，且第一电机(4)的输出端穿过安装架(3)与转轴(6)连接固定，两个所述安装架(3)之间转动连接转轴(6)，所述转轴(6)环形外端连接固定三个支撑板(7)，且相邻两个支撑板(7)沿转轴(6)中轴线呈120°夹角分布，所述支撑板(7)背离转轴(6)的一端与连接架(5)连接固定，所述连接架(5)上端面左右两侧位置分别开设截面呈矩形的安装槽，所述连接架(5)通过安装槽与安装板(8)连接固定，所述安装板(8)一侧端面与装刀滑板(9)滑动连接，所装刀滑板(9)一侧端面与齿条(11)连接固定，且齿条(11)与开设在安装板(8)一侧端面中间位置的第一滑槽(16)滑动连接，所述装刀滑板(9)背离齿条(11)的一侧端面滑动连接多个移动刀架(10)，且移动刀架(10)通过调节结构(17)与固定刀架(19)连接，所述固定刀架(19)与装刀滑板(9)连接固定，所述齿条(11)与齿轮(12)相啮合，且齿轮(12)与第二电机(13)的输出轴连接固定，所述第二电机(13)与安装板(8)的一侧端面连接固定，所述装刀滑板(9)背离第二电机(13)的一侧端面与限位结构(18)连接固定，且装刀滑板(9)通过限位结构(18)与齿条(11)相卡接；
所述调节结构(17)包括两个连接板(171)，两个所述连接板(171)分别与固定刀架(19)以及移动刀架(10)连接固定，且两个所述连接板(171)通过双向螺杆(172)相连接，所述装刀滑板(9)一侧端面开设第二滑槽(173)，所述装刀滑板(9)通过第二滑槽(173)与移动刀架(10)滑动连接；
所述限位结构(18)包括限位转板(181)，所述限位转板(181)与开设在装刀滑板(9)一侧端面的凹槽转动连接，所述限位转板(181)中间位置开设通孔，所述限位转板(181)经由限位卡块(182)穿过通孔与转动板(183)连接固定，所述限位卡块(182)背离转动板(183)的一端与开设在齿条(11)上端面的限位卡槽(186)相卡接，所述转动板(183)靠近装刀滑板(9)的一侧端面对称连接固定两个伸缩杆(184)，所述转动板(183)通过伸缩杆(184)与限位转板(181)相连接，所述伸缩杆(184)外端套装复位弹簧(185)，且复位弹簧(185)两端分别与转动板(183)以及限位转板(181)连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种CNC数控加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述安装板(8)背离转轴(6)的一侧端面对称开设两个卡接槽(15)，所述卡接槽(15)与卡接块(14)相卡接，所述卡接块(14)背离卡接槽(15)的一端与装刀滑板(9)连接固定。
3.根据权利要求2所述的一种CNC数控加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述卡接块(14)为截面呈L形的板状结构，所述卡接槽(15)截面呈L形，所述卡接块(14)与卡接槽(15)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种CNC数控加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述转轴(6)环形外端对称连接两个连接卡块，所述连接卡块与开设在连接套筒内部的连接卡槽相卡接，所述转轴(6)通过连接卡块与连接套筒连接固定。
5.根据权利要求1所述的一种CNC数控加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述安装架(3)为截面呈L形的板状结构，且安装架(3)上端面开设两个螺纹孔，所述安装架(3)与承载板(2)螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种CNC数控加工中心自动换刀装置，其特征在于：所述双向螺杆(172)环形外端中间位置套装截面呈圆环形的橡胶软套，所述橡胶软套与双向螺杆(172)连接固定。
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