CN114559283B - 一种伞型刀库及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伞型刀库及其实施方法，属于伞型刀库技术领域，解决了伞型刀库储量低，高度过高，电机体积大的问题。伞型刀库包括刀柄、刀盘、刀爪、转轴、从动齿轮、主动齿轮、刀库支撑架、伺服电机和轴承，所述伺服电机的输出端延伸出刀库支撑架并连接有主动齿轮，伺服电机驱动主动齿轮转动，所述主动齿轮与从动齿轮相互啮合，所述从动齿轮的中部安装有转轴，所述转轴的下端旋转连接有刀库支撑架，所述转轴的顶端安装有刀盘。将转轴和伺服电机在高度方向上错开，结构紧凑，高度降低，适合紧凑型精密机床使用，且减小电机体积，扩大容量。

Description

一种伞型刀库及其实施方法

技术领域

本发明涉及伞型刀库技术领域，特别涉及一种伞型刀库及其实施方法。

背景技术

刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置。其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库，改变了传统以人为主的生产方式。借由电脑程序的控制，可以完成各种不同的加工需求，如铣削、钻孔、镗孔、攻牙等，大幅缩短加工时程，降低生产成本，这是刀库系统的最大特点。刀库主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换：换刀机构则是执行刀具交换的动作。刀库必须与换刀机构同时存在，若无刀库则加工所需刀具无法事先储备；若无换刀机构，则加工所需刀具无法自刀库依序更换，而失去降低非切削时间的目的。此二者在功能及运用上相辅相成缺一不可。

刀库的容量、布局，针对不同的工具机，其形式也有所不同，根据刀库的容量、外型和取刀方式可概分为以下几种:斗笠式刀库、圆盘式刀库和链条式刀库；其中圆盘式刀库又称伞型刀库、盘式刀库，以便和“斗笠式刀库”、“链条式刀库”相区分，该刀库通常应用在小型立式综合加工机上。圆盘式的刀库容量较低，顶多二、三十把刀，需搭配自动换刀机构ATC(Auto Tools Change)进行刀具交换。

专利号为CN201721893256.5的专利公开了圆盘刀库和刀具更换系统，圆盘刀库，包括支撑座；电机，倒置于所述支撑座中，且电机的机轴伸出所述支撑座上方；转盘，其中心固定于所述电机的机轴上；夹具，分布于所述转盘的周边；刀具，设于其中至少一夹具上；第一感应器，对应的设于所述夹具位置，用以感应该夹具是否具有刀具。但是，上述专利中刀库是伺服电机在转轴正下方且伺服电机与转轴直连，这样的刀库在高度方向尺寸很大，因此，现有的伞型刀库存在刀具存储容量较低，结构尺寸中高度过高，且运行电机的体积较大，不便于精密机床使用的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种伞型刀库及其实施方法，利用主动齿轮和从动齿轮进行传动，将转轴和伺服电机在高度方向上错开，结构紧凑，伞型刀库高度较低，适合紧凑型精密机床使用，且主动齿轮和从动齿轮之间配合可通过齿数差形成减速，实现减速齿轮的功能，进而减小电机的大小，降低成本；利用转轴转动带动第一齿轮转动，第一齿轮转动带动上齿轮转动，由于上齿轮与立柱固定连接，则立柱以及下齿轮同步转动，下齿轮转动带动第二齿轮转动进而带动支杆以及支杆连接的刀架转动，其中第一齿轮和上齿轮之间、下齿轮和第二齿轮之间均存在齿数差，从而令刀架和刀盘以不同的转速旋转，调节刀柄位置，形成双层刀库，扩大安装刀具的数量，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种伞型刀库，包括刀柄、刀盘、刀爪、转轴、从动齿轮、主动齿轮、刀库支撑架、伺服电机和轴承，所述刀库支撑架的中间安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端延伸出刀库支撑架并连接有主动齿轮，伺服电机驱动主动齿轮转动，所述主动齿轮与从动齿轮相互啮合，主动齿轮带动从动齿轮转动，所述从动齿轮的中部安装有转轴，所述转轴的下端旋转连接有刀库支撑架，所述转轴的顶端安装有刀盘，所述刀盘的外边缘处设置有多个呈环形分布的刀爪，所述刀爪上固定有刀柄。

进一步地，所述刀库支撑架包括支撑架主体、侧耳、主腔体和副腔体，所述支撑架主体的中间设置有贯通腔体，该贯通腔体为主腔体，主腔体中安装有伺服电机，所述支撑架主体的外侧设置有贯通腔体，该贯通腔体为副腔体，副腔体的内侧侧壁上安装有轴承，并通过轴承旋转连接有转轴，支撑架主体的两侧设置有向外延伸的侧耳，侧耳的下部为固定面，用来固定在设备上。

进一步地，所述转轴的下端延伸至刀库支撑架的下方，且该延伸部分的外壁上开设有外螺纹。

进一步地，所述刀库支撑架的侧壁上开设有线缆孔，伺服电机电性连接有线缆，该线缆贯穿线缆孔。

进一步地，所述转轴的下端延伸至刀库支撑架的下方，且该延伸部分的外壁上固定连接有第一齿轮，所述刀库支撑架的一侧向前延伸形成支板，所述支板通过轴承旋转连接有支杆和立柱，所述立柱的上端固定连接有上齿轮，上齿轮与第一齿轮相互啮合，立柱的下端固定连接有下齿轮，下齿轮啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮固定连接于支杆的下端，转轴和刀盘的中部均开设有两端通透的孔道，支杆的上端贯穿孔道并固定连接有刀架。

进一步地，所述刀架位于刀盘的上方，且刀架与刀盘的结构一致。

进一步地，所述支杆和刀架之间连接有升降组件，升降组件位于转轴中部的孔道中，且升降组件带动刀架沿支杆中轴线的延长线移动。

进一步地，所述升降组件为电动伸缩杆、液压气缸、气动气缸中的任意一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种伞型刀库的实施方法，包括以下步骤：

S101：伺服电机驱动主动齿轮转动，主动齿轮转动后带动从动齿轮以及转轴转动；

S102：转轴转动后带动刀盘转动，刀盘旋转变换存有刀柄的刀爪所在位置；

S103：刀盘旋转至适宜位置后，对刀爪中连接有刀具的刀柄进行存取。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提出的一种伞型刀库及其实施方法，利用主动齿轮和从动齿轮进行传动，将转轴和伺服电机在高度方向上错开，转轴和伺服电机并排放置，且藏在刀盘正下方，充分利用了空间，降低整体高度，结构紧凑，伞型刀库高度较低，适合紧凑型精密机床使用，且主动齿轮和从动齿轮之间配合可通过齿数差形成减速，实现减速齿轮的功能，进而减小电机的大小，降低成本。

2、本发明提出的一种伞型刀库及其实施方法，利用转轴转动带动第一齿轮转动，第一齿轮转动带动上齿轮转动，由于上齿轮与立柱固定连接，则立柱以及下齿轮同步转动，下齿轮转动带动第二齿轮转动进而带动支杆以及支杆连接的刀架转动，其中第一齿轮和上齿轮之间、下齿轮和第二齿轮之间均存在齿数差，从而令刀架和刀盘以不同的转速旋转，调节刀柄位置，形成双层刀库，扩大安装刀具的数量。

附图说明

图1为本发明实施例一中伞型刀库的整体结构图；

图2为本发明实施例一中伞型刀库的主视图；

图3为本发明实施例一中伞型刀库的侧视图；

图4为本发明实施例一中伞型刀库的俯视图；

图5为本发明图4中A-A向剖视图；

图6为本发明实施例一中伞型刀库的刀库支撑架结构图；

图7为本发明实施例一中伞型刀库的刀库支撑架俯视图；

图8为本发明实施例二中伞型刀库的整体结构图；

图9为本发明实施例二中伞型刀库的转轴连接图；

图10为本发明实施例三中伞型刀库的升降组件连接图；

图11为本发明实施例一中伞型刀库的实施流程图。

图中：1、刀柄；2、刀盘；3、刀爪；4、转轴；5、从动齿轮；6、主动齿轮；7、刀库支撑架；71、支撑架主体；72、侧耳；73、主腔体；74、副腔体；8、伺服电机；9、轴承；10、支板；11、支杆；12、立柱；13、上齿轮；14、下齿轮；15、第二齿轮；16、刀架；17、升降组件；18、第一齿轮。

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。

实施例一

参阅图1至图5，一种伞型刀库，包括刀柄1、刀盘2、刀爪3、转轴4、从动齿轮5、主动齿轮6、刀库支撑架7、伺服电机8和轴承9，刀库支撑架7的中间安装有伺服电机8，伺服电机8的输出端延伸出刀库支撑架7并连接有主动齿轮6，伺服电机8驱动主动齿轮6转动，主动齿轮6与从动齿轮5相互啮合，主动齿轮6带动从动齿轮5转动，从动齿轮5的中部安装有转轴4，转轴4的下端延伸至刀库支撑架7的下方，且该延伸部分的外壁上开设有外螺纹，本实施例中的转轴4下方可通过螺纹将转轴4固定在精密机床上，实现加工过程中刀盘2的固定，转轴4的下端旋转连接有刀库支撑架7，转轴4的顶端安装有刀盘2，刀盘2的外边缘处设置有多个呈环形分布的刀爪3，刀爪3上固定有刀柄1。

实施时，利用主动齿轮6和从动齿轮5进行传动，将转轴4和伺服电机8在高度方向上错开，转轴4和伺服电机8并排放置，且藏在刀盘2正下方，充分利用了空间，降低整体高度，结构紧凑，伞型刀库高度较低，适合紧凑型精密机床使用，且主动齿轮6和从动齿轮5之间配合可通过齿数差形成减速，实现减速齿轮的功能，进而减小电机的大小，降低成本。

参阅图6至图7，刀库支撑架7包括支撑架主体71、侧耳72、主腔体73和副腔体74，支撑架主体71的中间设置有贯通腔体，该贯通腔体为主腔体73，主腔体73中安装有伺服电机8，支撑架主体71的外侧设置有贯通腔体，该贯通腔体为副腔体74，副腔体74的内侧侧壁上安装有轴承9，并通过轴承9旋转连接有转轴4，支撑架主体71的两侧设置有向外延伸的侧耳72，侧耳72的下部为固定面，用来固定在设备上，刀库支撑架7的侧壁上开设有线缆孔，伺服电机8电性连接有线缆，该线缆贯穿线缆孔，伺服电机8通过该线缆供电，进而实现正常的驱动运行。

参阅图11，为了更好的展现伞型刀库的实施流程，本实施例现提出一种伞型刀库的实施方法，包括以下步骤：

S101：伺服电机8驱动主动齿轮6转动，主动齿轮6转动后带动从动齿轮5以及转轴4转动；

S102：转轴4转动后带动刀盘2转动，刀盘2旋转变换存有刀柄1的刀爪3所在位置；

S103：刀盘2旋转至适宜位置后，对刀爪3中连接有刀具的刀柄1进行存取。

实施例二

本实施例和实施例一的区别仅在于本实施例中转轴4的下方还设置有第一齿轮18以及带动刀架16旋转的传动结构；

参阅图8至图9，转轴4的下端延伸至刀库支撑架7的下方，且该延伸部分的外壁上固定连接有第一齿轮18，刀库支撑架7的一侧向前延伸形成支板10，支板10通过轴承9旋转连接有支杆11和立柱12，立柱12的上端固定连接有上齿轮13，上齿轮13与第一齿轮18相互啮合，立柱12的下端固定连接有下齿轮14，下齿轮14啮合连接有第二齿轮15，第二齿轮15固定连接于支杆11的下端，转轴4和刀盘2的中部均开设有两端通透的孔道，支杆11的上端贯穿孔道并固定连接有刀架16，刀架16位于刀盘2的上方，且刀架16与刀盘2的结构一致；

实施时，利用转轴4转动带动第一齿轮18转动，第一齿轮18转动带动上齿轮13转动，由于上齿轮13与立柱12固定连接，则立柱12以及下齿轮14同步转动，下齿轮14转动带动第二齿轮15转动进而带动支杆11以及支杆11连接的刀架16转动，其中第一齿轮18和上齿轮13之间、下齿轮14和第二齿轮15之间均存在齿数差，从而令刀架16和刀盘2以不同的转速旋转，调节刀柄1位置，形成双层刀库，扩大安装刀具的数量。

实施例三

本实施例和实施例一的区别仅在于本实施例中支杆11和刀架16之间增设有升降组件17；

参阅图10，支杆11和刀架16之间连接有升降组件17，升降组件17位于转轴4中部的孔道中，且升降组件17带动刀架16沿支杆11中轴线的延长线移动，升降组件17为电动伸缩杆、液压气缸、气动气缸中的任意一种，本实施例中升降组件17为电动伸缩杆。

实施时，利用电动伸缩杆推动刀盘2上方的刀架16上升，进而增大刀盘2和刀架16之间的距离，在操作时能够增大刀具可操作空间，不操作时，利用电动伸缩杆带动刀盘2上方的刀架16下降，进而缩小刀盘2和刀架16之间的距离，减少伞型刀库占用的空间，便于收纳，伞型结构紧凑且能够根据操作需要进行变换，适用范围广泛，使用便捷程度高。

综上所述：本发明提出的一种伞型刀库及其实施方法，利用主动齿轮6和从动齿轮5进行传动，将转轴4和伺服电机8在高度方向上错开，转轴4和伺服电机8并排放置，且藏在刀盘2正下方，充分利用了空间，降低整体高度，结构紧凑，伞型刀库高度较低，适合紧凑型精密机床使用，且主动齿轮6和从动齿轮5之间配合可通过齿数差形成减速，实现减速齿轮的功能，进而减小电机的大小，降低成本；利用转轴4转动带动第一齿轮18转动，第一齿轮18转动带动上齿轮13转动，由于上齿轮13与立柱12固定连接，则立柱12以及下齿轮14同步转动，下齿轮14转动带动第二齿轮15转动进而带动支杆11以及支杆11连接的刀架16转动，其中第一齿轮18和上齿轮13之间、下齿轮14和第二齿轮15之间均存在齿数差，从而令刀架16和刀盘2以不同的转速旋转，调节刀柄1位置，形成双层刀库，扩大安装刀具的数量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种伞型刀库，其特征在于，包括刀柄(1)、刀盘(2)、刀爪(3)、转轴(4)、从动齿轮(5)、主动齿轮(6)、刀库支撑架(7)、伺服电机(8)和轴承(9)，所述刀库支撑架(7)的中间安装有伺服电机(8)，所述伺服电机(8)的输出端延伸出刀库支撑架(7)并连接有主动齿轮(6)，伺服电机(8)驱动主动齿轮(6)转动，所述主动齿轮(6)与从动齿轮(5)相互啮合，主动齿轮(6)带动从动齿轮(5)转动，所述从动齿轮(5)的中部安装有转轴(4)，所述转轴(4)的下端旋转连接有刀库支撑架(7)，所述转轴(4)的顶端安装有刀盘(2)，所述刀盘(2)的外边缘处设置有多个呈环形分布的刀爪(3)，所述刀爪(3)上固定有刀柄(1)，所述转轴(4)的下端延伸至刀库支撑架(7)的下方，且该延伸部分的外壁上固定连接有第一齿轮(18)，所述刀库支撑架(7)的一侧向前延伸形成支板(10)，所述支板(10)通过轴承旋转连接有支杆(11)和立柱(12)，所述立柱(12)的上端固定连接有上齿轮(13)，上齿轮(13)与第一齿轮(18)相互啮合，立柱(12)的下端固定连接有下齿轮(14)，下齿轮(14)啮合连接有第二齿轮(15)，所述第二齿轮(15)固定连接于支杆(11)的下端，转轴(4)和刀盘(2)的中部均开设有两端通透的孔道，支杆(11)的上端贯穿孔道并固定连接有刀架(16)，所述刀架(16)位于刀盘(2)的上方，且刀架(16)与刀盘(2)的结构一致，所述支杆(11)和刀架(16)之间连接有升降组件(17)，升降组件(17)位于转轴(4)中部的孔道中，且升降组件(17)带动刀架(16)沿支杆(11)中轴线的延长线移动。

2.如权利要求1所述的一种伞型刀库，其特征在于，所述刀库支撑架(7)包括支撑架主体(71)、侧耳(72)、主腔体(73)和副腔体(74)，所述支撑架主体(71)的中间设置有贯通腔体，该贯通腔体为主腔体(73)，主腔体(73)中安装有伺服电机(8)，所述支撑架主体(71)的外侧设置有贯通腔体，该贯通腔体为副腔体(74)，副腔体(74)的内侧侧壁上安装有轴承(9)，并通过轴承(9)旋转连接有转轴(4)，支撑架主体(71)的两侧设置有向外延伸的侧耳(72)，侧耳(72)的下部为固定面，用来固定在设备上。

3.如权利要求1所述的一种伞型刀库，其特征在于，所述转轴(4)的下端延伸至刀库支撑架(7)的下方，且该延伸部分的外壁上开设有外螺纹。

4.如权利要求1所述的一种伞型刀库，其特征在于，所述刀库支撑架(7)的侧壁上开设有线缆孔，伺服电机(8)电性连接有线缆，该线缆贯穿线缆孔。

5.如权利要求1所述的一种伞型刀库，其特征在于，所述升降组件(17)为电动伸缩杆、液压气缸、气动气缸中的任意一种。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的伞型刀库的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：伺服电机(8)驱动主动齿轮(6)转动，主动齿轮(6)转动后带动从动齿轮(5)以及转轴(4)转动；

S102：转轴(4)转动后带动刀盘(2)转动，刀盘(2)旋转变换存有刀柄(1)的刀爪(3)所在位置；

S103：刀盘(2)旋转至适宜位置后，对刀爪(3)中连接有刀具的刀柄(1)进行存取。

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