CN113021016A - 一种数控机床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数控机床,涉及数控技术领域。该数控机床,包括床身,所述床身外壁设置有外壳,所述床身上表面滑动连接有立柱,所述立柱上表面固定连接有横梁,所述横梁外壁滑动连接有机头,所述机头前壁滑动连接有主轴,所述床身上表面固定连接有刀库,本发明,设置的左右平移组件可减少了换刀准备时间,设置的底板及第二气缸,可让刀架通过打开的库门伸出刀库完成换刀动作,通过直线滑轨与滑动块滑动连接,第一气缸进行提升或降下库门,整体运行动作顺畅无阻碍,通过推动装置,可对库门开启进行测试,避免卡死状态直接提门造成损坏,通过红外确认装置以及接近传感器、压力传感器,可避免发生撞机等事故。

Description

一种数控机床
技术领域
本发明涉及数控技术领域,具体为一种数控机床。
背景技术
数控机床是数字控制机床的简称,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,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。
刀库是数控机床正常运转的关键功能部件之一,它的功能是提供储刀位置、快速的自动选刀、换刀,实现数控机床一次装夹即可完成多道工序甚至全部工序的加工,传统的很多数控机床,有的安装了刀库门,而有的没有,刀库门为刀库防护上最主要的部分,需要在主轴换刀时自动开启,换刀后自动关闭,关闭后可以起到防尘、防水及防屑的作用,目前常见的刀库门大多使用角度导轨,当刀库移动的时候经常出现卡顿、不顺畅、密封性不好的情况。
另外,现有的部分数控机床,将刀库安装在主轴上,随着主轴一起运动,大大增加了主轴驱动装置的负担,即浪费能源也会造成刀库中的刀具重量不一致造成倾斜振动的现象,影响加工精度,而传统的内藏式刀库,固定在机床后侧,需要换刀时,主轴移动到刀库附近,通过机械手进行换刀,存刀装置不做移动,换刀的动作较为复杂,应用在移动形成较大的数控机床时,主轴的移动距离太远,影响加工效率。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种数控机床,解决了传统的数控机床刀库安装在主轴上增加了主轴驱动装置的负担、浪费能源、影响加工精度的问题,以及传统的内藏式刀库,主轴的移动距离太远,影响加工效率的问题,以及现有刀库门开启关闭时容易卡顿、且密封性不良、不带开启测试的问题。
技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种数控机床,包括床身,所述床身外壁设置有外壳,所述床身上表面滑动连接有立柱,所述立柱上表面固定连接有横梁,所述横梁外壁滑动连接有机头,所述机头前壁滑动连接有主轴,所述床身上表面固定连接有刀库,所述刀库设置在床身上表面且靠近后壁,所述刀库前壁固定连接有挡板,所述挡板设置在刀库前壁且靠近上表面,所述挡板前壁固定连接有警报灯,所述挡板下端设置有斜边,所述斜边前壁固定连接有接近传感器,所述刀库前壁开设有换刀窗口,所述换刀窗口设置在刀库前壁且位于挡板下方,所述刀库与挡板之间滑动连接有库门,所述库门覆盖换刀窗口,所述库门内侧壁固定连接有压块,所述都刀库前壁固定连接有直线滑轨、压力传感器,所述直线滑轨设置在刀库前壁且位于换刀窗口外侧,所述压力传感器设置在刀库前壁且位于直线滑轨下表面,所述直线滑轨与库门之间滑动连接有推动装置,所述压力传感器上表面的传感开关与推动装置搭接,所述压力传感器前壁的传感器开关与压块搭接,所述库门上表面与挡板内侧上壁之间设置有升降装置,所述换刀窗口内侧壁设置有红外线确认装置,所述刀库内侧壁固定连接有滑杆,所述滑杆上表面滑动连接有拖板,所述拖板与刀库内侧壁之间设置有左右平移装置,所述拖板上表面固定连接有盖板,所述拖板上表面滚动连接有底板,所述底板侧壁转动连接有滑轮,所述滑轮滚动连接在盖板与拖板之间,所述底板上表面固定连接有转刀箱,所述转刀箱内侧转动连接有转轴,所述转轴外壁贯穿转刀箱上壁,所述转轴远离转刀箱的一端固定连接有刀架,所述刀架内侧卡接有刀柄,所述转轴伸入转刀箱的一端外壁固定连接有分度盘,所述转刀箱内侧壁固定连接有电机支架,所述电机支架远离转刀箱内侧壁的一侧固定连接有第二电机,所述第二电机伸出轴外壁固定连接有驱动盘,所述驱动盘与分度盘啮合。
优选的,所述拖板下表面固定连接有支柱,所述支柱远离拖板的一端固定连接有滑套,所述滑套与滑杆滑动连接,所述拖板通过滑套与滑杆滑动连接。
优选的,所述拖板上表面固定连接有气缸固定座,所述气缸固定座内侧固定连接有第二气缸,所述第二气缸伸出轴端部与底板后壁固定连接。
优选的,所述转刀箱上表面固定连接有轴承座,所述轴承座与转刀箱上壁之间转动连接有第一轴承,所述转刀箱内侧下壁固定连接有挡圈,所述挡圈内侧转动连接有第二轴承,所述转轴与第一轴承、第二轴承转动连接。
优选的,所述推动装置包括滑动块、电动液压推杆、拉簧,所述滑动块滑动连接在直线滑轨前壁,所述电动液压推杆固定连接在滑动块与库门内侧壁之间,所述拉簧设置在滑动块与库门内侧壁之间。
优选的,所述升降装置包括合页、第一气缸、连接座,所述合页转动连接在挡板内侧上壁,所述第一气缸固定连接在合页远离挡板的一端,所述第一气缸通过合页与挡板转动连接,所述连接座固定连接在库门上表面,所述连接座与第一气缸伸出轴端部转动连接。
优选的,所述红外确认装置包括红外发射块、红外接收块,所述红外发射块固定连接在换刀窗口内侧左壁,所述红外接收块固定连接在换刀窗口内侧壁且与红外发射块相对的一侧。
优选的,所述左右平移装置包括齿条、悬架、第一电机、齿轮,所述齿条固定连接在刀库内侧壁,所述悬架固定连接在拖板下表面,所述第一电机固定连接在悬架内侧,所述齿轮固定连接在第一电机伸出轴外壁,所述齿轮与齿条啮合。
工作原理:该数控机床,在进行换刀时,主轴在左右位置任意停止,机床控制单元控制主轴移动到刀库换刀窗口附近,同步的,刀库内的左右平移装置将拖板及拖板上的零件移动到与主轴对齐的位置并停下,接近传感器探测到主轴靠近,反馈信号到机床控制单元,机床控制单元控制电动液压推杆做伸出动作,电动液压推杆推动库门离开换刀窗口,库门上的压块脱离对压力传感器前壁感应开关的接触,压力传感器将库门已推出的信息进行反馈,进一步的,机床控制单元控制第一气缸做缩回动作,第一气缸带动库门向上滑动隐藏到挡板内侧,同时,滑动块脱离对压力传感器上表面感应开关的接触,压力传感器将库门已顺利打开的信息反馈给机床控制单元,如外部发生故障如铁屑堆积、主轴走位错误等情况导致电动液压推杆无法将库门推出,机床控制单元未收到压力传感器的推门信息,则点亮警报灯,停止换刀工作,当压力传感器未能感应到滑动块离开时,即第一气缸未能将库门提起,机床控制单元未收到压力传感器反馈的提门信息,也会点亮警报灯,停止换刀工作,当压力传感器反馈信号正常时,换刀工作继续,第二气缸带动底板以及底板上的部件向刀库外部伸出,与主轴做相对移动动作,底板行程结束后,主轴来到刀架上方,刀架通过第二电机带动驱动盘驱动分度盘,将刀架上空的位置旋转到主轴下方,主轴通过自带的卸刀装置将需要替换下的刀具安放在刀架空位中,第二电机带动驱动盘驱动分度盘再次带动刀架转动,转动到需要替换上的刀具位于主轴下方,主轴下降,通过刀柄上的安装部位进行夹持,进一步,主轴上升,向工件移动,第二气缸带动底板做缩回动作,完全缩回后,红外发射块向红外接收块发出红外线,确认刀架已经收回到刀库内部,反馈信息到机床控制单元,通过第一气缸降下库门,并通过电动液压伸缩杆缩回带动库门将换刀窗口封闭,换刀工作完成,如红外接收块未能收到红外信息,说明底板未能正常回收,机床控制单元点亮报警灯,停止关门动作,待人工排除故障。
(二)有益效果
本发明提供了一种数控机床。具备以下有益效果:
1、设置的左右平移组件能够让拖板左右方向平移,保持同主轴纵向对齐,使主轴在换刀时仅需向存刀库移动即可,减少了换刀准备时间。
2、设置的底板及第二气缸,可让刀架通过打开的库门伸出刀库,配合主轴完成换刀动作,取消了传统的机械手,简化了结构,运行更加稳定。
3、通过直线滑轨与滑动块滑动连接,第一气缸进行提升或降下库门,整体运行动作顺畅无阻碍,通过推动装置,可对库门开启进行测试,避免卡死状态直接提门造成损坏。
4、通过红外确认装置以及接近传感器、压力传感器,可避免发生撞机等事故。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图;
图2为本发明刀库局部结构示意图;
图3为本发明刀库局部结构侧视图;
图4为本发明刀库库门打开状态局部结构示意图;
图5为本发明刀库侧面结构局部剖视图;
图6为本发明刀库俯视结构局部剖面图;
图7为本发明转刀箱局部结构剖视图;
图8为本发明底板及第二气缸连接结构俯视图。
其中,1、床身;2、外壳;3、立柱;4、横梁;5、机头;6、主轴;7、刀库;8、库门;9、挡板;10、警报灯;11、斜边;12、接近传感器;13、换刀窗口;14、直线滑轨;15、压力传感器;16、红外发射块;17、红外接收块;18、拖板;19、盖板;20、滑轮;21、底板;22、转刀箱;23、压块;24、电动液压推杆;25、拉簧;26、滑动块;27、连接座;28、第一气缸;29、合页;30、支柱;31、滑套;32、滑杆;33、齿条;34、悬架;35、第一电机;36、齿轮;37、轴承座;38、第一轴承;39、挡圈;40、第二轴承;41、转轴;42、分度盘;43、驱动盘;44、电机支架;45、第二电机;46、刀架;47、刀柄;48、气缸固定座;49、第二气缸。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
实施例:
如图1-8所示,本发明实施例提供一种数控机床,包括床身1,床身1外壁设置有外壳2,床身1上表面滑动连接有立柱3,立柱3上表面固定连接有横梁4,横梁4外壁滑动连接有机头5,机头5前壁滑动连接有主轴6,床身1上表面固定连接有刀库7,刀库7设置在床身1上表面且靠近后壁,刀库7前壁固定连接有挡板9,挡板9设置在刀库7前壁且靠近上表面,挡板9前壁固定连接有警报灯10,挡板9下端设置有斜边11,斜边11前壁固定连接有接近传感器12,刀库7前壁开设有换刀窗口13,换刀窗口13设置在刀库7前壁且位于挡板9下方,刀库7与挡板9之间滑动连接有库门8,库门8覆盖换刀窗口13,库门8内侧壁固定连接有压块23,都刀库7前壁固定连接有直线滑轨14、压力传感器15,直线滑轨14设置在刀库7前壁且位于换刀窗口13外侧,压力传感器15设置在刀库7前壁且位于直线滑轨14下表面,直线滑轨14与库门8之间滑动连接有推动装置,压力传感器15上表面的传感开关与推动装置搭接,压力传感器15前壁的传感器开关与压块23搭接,库门8上表面与挡板9内侧上壁之间设置有升降装置,换刀窗口13内侧壁设置有红外线确认装置,刀库7内侧壁固定连接有滑杆32,滑杆32上表面滑动连接有拖板18,拖板18与刀库7内侧壁之间设置有左右平移装置,拖板18上表面固定连接有盖板19,拖板18上表面滚动连接有底板21,底板21侧壁转动连接有滑轮20,滑轮20滚动连接在盖板19与拖板18之间,底板21上表面固定连接有转刀箱22,转刀箱22内侧转动连接有转轴41,转轴41外壁贯穿转刀箱22上壁,转轴41远离转刀箱22的一端固定连接有刀架46,刀架46内侧卡接有刀柄47,转轴41伸入转刀箱22的一端外壁固定连接有分度盘42,转刀箱22内侧壁固定连接有电机支架44,电机支架44远离转刀箱22内侧壁的一侧固定连接有第二电机45,第二电机45伸出轴外壁固定连接有驱动盘43,驱动盘43与分度盘42啮合。
拖板18下表面固定连接有支柱30,支柱30远离拖板18的一端固定连接有滑套31,滑套31与滑杆32滑动连接,拖板18通过滑套31与滑杆32滑动连接,通过滑套32余滑杆31全包围式连接,稳定性更好。
拖板18上表面固定连接有气缸固定座48,气缸固定座48内侧固定连接有第二气缸49,第二气缸49伸出轴端部与底板21后壁固定连接,底板21上设置有让位口,第二气缸49通过让位口避让开。
转刀箱22上表面固定连接有轴承座37,轴承座37与转刀箱22上壁之间转动连接有第一轴承38,转刀箱22内侧下壁固定连接有挡圈39,挡圈39内侧转动连接有第二轴承40,转轴41与第一轴承38、第二轴承40转动连接,通过第一轴承38、第二轴承40,转轴41转动更稳定,换刀精度高。
推动装置包括滑动块26、电动液压推杆24、拉簧25,滑动块26滑动连接在直线滑轨14前壁,电动液压推杆24固定连接在滑动块26与库门8内侧壁之间,拉簧25设置在滑动块26与库门8内侧壁之间,通过推动装置可预先将库门8推动测试是否卡死,避免出现损坏情况。
升降装置包括合页29、第一气缸28、连接座27,合页29转动连接在挡板9内侧上壁,第一气缸28固定连接在合页29远离挡板9的一端,第一气缸28通过合页29与挡板9转动连接,连接座27固定连接在库门8上表面,连接座27与第一气缸28伸出轴端部转动连接,通过合页29,第一气缸28与挡板9可转动。
红外确认装置包括红外发射块16、红外接收块17,红外发射块16固定连接在换刀窗口13内侧左壁,红外接收块17固定连接在换刀窗口13内侧壁且与红外发射块16相对的一侧,红外确认装置为了在换刀结束后关闭库门8之间前,确认底板21是否收回。
左右平移装置包括齿条33、悬架34、第一电机35、齿轮36,齿条33固定连接在刀库7内侧壁,悬架34固定连接在拖板18下表面,第一电机35固定连接在悬架34内侧,齿轮36固定连接在第一电机35伸出轴外壁,齿轮36与齿条33啮合,通过齿条33和第一电机35、齿轮36,拖板18可以带动刀架46左右移动保持与主轴6对齐。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个引用结构”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种数控机床,包括床身(1),其特征在于:所述床身(1)外壁设置有外壳(2),所述床身(1)上表面滑动连接有立柱(3),所述立柱(3)上表面固定连接有横梁(4),所述横梁(4)外壁滑动连接有机头(5),所述机头(5)前壁滑动连接有主轴(6),所述床身(1)上表面固定连接有刀库(7),所述刀库(7)设置在床身(1)上表面且靠近后壁,所述刀库(7)前壁固定连接有挡板(9),所述挡板(9)设置在刀库(7)前壁且靠近上表面,所述挡板(9)前壁固定连接有警报灯(10),所述挡板(9)下端设置有斜边(11),所述斜边(11)前壁固定连接有接近传感器(12),所述刀库(7)前壁开设有换刀窗口(13),所述换刀窗口(13)设置在刀库(7)前壁且位于挡板(9)下方,所述刀库(7)与挡板(9)之间滑动连接有库门(8),所述库门(8)覆盖换刀窗口(13),所述库门(8)内侧壁固定连接有压块(23),所述都刀库(7)前壁固定连接有直线滑轨(14)、压力传感器(15),所述直线滑轨(14)设置在刀库(7)前壁且位于换刀窗口(13)外侧,所述压力传感器(15)设置在刀库(7)前壁且位于直线滑轨(14)下表面,所述直线滑轨(14)与库门(8)之间滑动连接有推动装置,所述压力传感器(15)上表面的传感开关与推动装置搭接,所述压力传感器(15)前壁的传感器开关与压块(23)搭接,所述库门(8)上表面与挡板(9)内侧上壁之间设置有升降装置,所述换刀窗口(13)内侧壁设置有红外线确认装置,所述刀库(7)内侧壁固定连接有滑杆(32),所述滑杆(32)上表面滑动连接有拖板(18),所述拖板(18)与刀库(7)内侧壁之间设置有左右平移装置,所述拖板(18)上表面固定连接有盖板(19),所述拖板(18)上表面滚动连接有底板(21),所述底板(21)侧壁转动连接有滑轮(20),所述滑轮(20)滚动连接在盖板(19)与拖板(18)之间,所述底板(21)上表面固定连接有转刀箱(22),所述转刀箱(22)内侧转动连接有转轴(41),所述转轴(41)外壁贯穿转刀箱(22)上壁,所述转轴(41)远离转刀箱(22)的一端固定连接有刀架(46),所述刀架(46)内侧卡接有刀柄(47),所述转轴(41)伸入转刀箱(22)的一端外壁固定连接有分度盘(42),所述转刀箱(22)内侧壁固定连接有电机支架(44),所述电机支架(44)远离转刀箱(22)内侧壁的一侧固定连接有第二电机(45),所述第二电机(45)伸出轴外壁固定连接有驱动盘(43),所述驱动盘(43)与分度盘(42)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床,其特征在于:所述拖板(18)下表面固定连接有支柱(30),所述支柱(30)远离拖板(18)的一端固定连接有滑套(31),所述滑套(31)与滑杆(32)滑动连接,所述拖板(18)通过滑套(31)与滑杆(32)滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种数控机床,其特征在于:所述拖板(18)上表面固定连接有气缸固定座(48),所述气缸固定座(48)内侧固定连接有第二气缸(49),所述第二气缸(49)伸出轴端部与底板(21)后壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种数控机床,其特征在于:所述转刀箱(22)上表面固定连接有轴承座(37),所述轴承座(37)与转刀箱(22)上壁之间转动连接有第一轴承(38),所述转刀箱(22)内侧下壁固定连接有挡圈(39),所述挡圈(39)内侧转动连接有第二轴承(40),所述转轴(41)与第一轴承(38)、第二轴承(40)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种数控机床,其特征在于:所述推动装置包括滑动块(26)、电动液压推杆(24)、拉簧(25),所述滑动块(26)滑动连接在直线滑轨(14)前壁,所述电动液压推杆(24)固定连接在滑动块(26)与库门(8)内侧壁之间,所述拉簧(25)设置在滑动块(26)与库门(8)内侧壁之间。
6.根据权利要求1所述的一种数控机床,其特征在于:所述升降装置包括合页(29)、第一气缸(28)、连接座(27),所述合页(29)转动连接在挡板(9)内侧上壁,所述第一气缸(28)固定连接在合页(29)远离挡板(9)的一端,所述第一气缸(28)通过合页(29)与挡板(9)转动连接,所述连接座(27)固定连接在库门(8)上表面,所述连接座(27)与第一气缸(28)伸出轴端部转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种数控机床,其特征在于:所述红外确认装置包括红外发射块(16)、红外接收块(17),所述红外发射块(16)固定连接在换刀窗口(13)内侧左壁,所述红外接收块(17)固定连接在换刀窗口(13)内侧壁且与红外发射块(16)相对的一侧。
8.根据权利要求1所述的一种数控机床,其特征在于:所述左右平移装置包括齿条(33)、悬架(34)、第一电机(35)、齿轮(36),所述齿条(33)固定连接在刀库(7)内侧壁,所述悬架(34)固定连接在拖板(18)下表面,所述第一电机(35)固定连接在悬架(34)内侧,所述齿轮(36)固定连接在第一电机(35)伸出轴外壁,所述齿轮(36)与齿条(33)啮合。
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