CN114918501B - 自动换丝的丝库装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动换丝的丝库装置，包括：安装盘；丝库盘，丝库盘具有沿其轴向转动的活动行程，丝库盘的周侧设有多个丝柄位；送丝机构，包括安装架以及夹爪，送丝机构用于夹取并移动任意一丝柄位上的丝柄至机床主轴；丝库盘驱动机构，包括电机驱动件以及传动槽轮，电机驱动件驱动连接传动槽轮，传动槽轮传动连接丝库盘，用于驱动丝库盘转动；以及，送丝驱动机构，包括水平驱动件以及竖直驱动件，水平驱动件与竖直驱动件分别驱动连接送丝机构，用于驱动送丝机构沿水平向或沿竖直向运动。本发明提供的自动换丝的丝库装置旨在解决多孔加工涉及到的多类型电极丝自动更换的问题、以及人工上丝卸丝流程安全性以及效率较低的问题。

Description

自动换丝的丝库装置

技术领域

本发明涉及电火花小孔机床技术领域，尤其涉及一种自动换丝的丝库装置。

背景技术

电火花小孔机床在加工有多个孔或多种不同孔径的工件时，需要根据工艺要求对电极丝进行更换，用以完成工件的合格加工。通常机床主轴上只能安装一种孔径类型的电极丝，其余电极丝则存放在机床主轴附近的材料储存架中。当加工孔类型改变或当前电极丝消耗完毕时，则由人工将当前电极丝换下，放入储存架，然后安装新的电极丝。然而人工安装一方面存在安全风险，另一方面也降低了效率，因此提供一种自动换丝的装置或方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种自动换丝的丝库装置，用以解决传统技术中人工换丝效率低、安全性较低的问题。

本发明提供一种自动换丝的丝库装置，包括：

安装盘；

丝库盘，与所述安装盘相对设置，所述丝库盘具有沿其轴向转动的活动行程，所述丝库盘的周侧设有多个丝柄位，每个所述丝柄位上用于放置一个丝柄；

送丝机构，包括活动设于所述安装盘上的安装架以及设于所述安装架端部的夹爪，所述送丝机构用于夹取并移动任意一所述丝柄位上的丝柄至机床主轴；

丝库盘驱动机构，包括电机驱动件以及传动槽轮，所述电机驱动件驱动连接所述传动槽轮，所述传动槽轮传动连接所述丝库盘，用于驱动所述丝库盘转动；以及，

送丝驱动机构，包括水平驱动件以及竖直驱动件，所述水平驱动件与所述竖直驱动件分别驱动连接所述送丝机构，用于驱动所述送丝机构沿水平向或沿竖直向运动。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述电机驱动件包括驱动电机、减速机以及传动件，所述驱动电机驱动连接所述减速机，所述减速机驱动连接所述传动件；

所述传动件包括传动套、传动块、第一传动配合件以及第二传动配合件，所述传动套内设有传动槽，所述传动块设于所述传动槽内，所述减速机的输出轴伸入所述传动槽内且与所述传动块传动连接，所述第一传动配合件与所述第二传动配合件均设于所述传动套的端部，用于与所述传动槽轮配合传动连接。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述传动槽轮的周侧交替设置有锁止槽与径向槽，所述径向槽用以与所述第一传动配合件传动连接，所述锁止槽用以与所述第二传动配合件传动连接。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述传动槽内、位于所述传动块的两端还设有挡块，所述挡块用于对所述传动块的限位。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述电机驱动件还包括圈数传感器，所述传动套上设有第一感应键，所述圈数传感器用于在感应到所述第一感应键时确定所述传动套的转动圈数。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述传动槽轮上设有轴套，所述丝库盘与所述轴套连接，以使所述传动槽轮传动连接所述丝库盘；

所述轴套内穿设有安装轴，所述安装轴的一端设有电机安装板，所述减速机设于所述电机安装板上，所述安装轴的另一端设有所述安装盘。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述电机安装板上还设有丝柄位第一传感器以及丝柄位第二传感器，所述丝柄位第一传感器用于感应所述丝柄位是否有丝柄，以控制所述送丝机构的运动，所述丝柄位第二传感器用于感应所述丝柄位是否有丝柄，以控制机械臂的运动。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述丝库盘的周侧向内凹陷形成多个卡接槽，每个所述卡接槽用于形成一个所述丝柄位。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述安装盘的底端延伸有导向柱，所述送丝驱动机构包括滑动连接于所述导向柱的驱动座，所述驱动座内设有容纳腔；

所述竖直驱动件包括设于所述驱动座的竖直气缸，所述竖直气缸的驱动端与所述安装盘抵接，所述水平驱动件包括设于所述容纳腔内的水平气缸，所述水平气缸的驱动端与所述安装架连接。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述安装盘朝向所述驱动座的一侧设有挂钩，所述挂钩用于固定卡接所述夹爪。

根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述送丝驱动机构还包括竖直气缸传感器以及水平气缸传感器，所述竖直气缸传感器用于感应所述竖直气缸的运动位置，所述水平气缸传感器用于感应所述水平气缸的运动位置。

本发明提供的自动换丝的丝库装置，丝库盘上可以容纳多种不同规格的电极丝，可以满足同一产品不同直径孔的加工需求，提高工作效率；且可以通过送丝机构、丝库盘驱动机构以及送丝驱动机构配合机床主轴自动更换电极丝，实现生产加工自动化，减少了电极丝装夹时间、测量和机床主轴调整等辅助工序时间，同时减少了多次安装造成的定位误差，提高加工精度，能实现高精高效的加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的自动换丝的丝库装置一实施例的立体结构示意图；

图2是图1的正视图结构示意图；

图3是图1的后视图结构示意图；

图4是图1的剖视图结构示意图；

图5是图1中电机驱动件的立体结构示意图；

图6是图5的剖视图结构示意图；

图7是图1中传动槽轮的立体结构示意图。

附图标记：

1：自动换丝的丝库装置；2：安装盘；3：丝库盘；4：送丝机构；5：丝库盘驱动机构；6：送丝驱动机构；7：导向柱；8：挂钩；9：丝柄位；10：安装架；11：夹爪；12：电机驱动件；13：传动槽轮；14：水平驱动件；15：竖直驱动件；16：驱动座；17：驱动电机；18：减速机；19：传动件；20：第一感应键；21：圈数传感器；22：轴套；23：安装轴；24：电机安装板；25：传动套；26：传动块；27：第一传动配合件；28：第二传动配合件；29：挡块；30：丝柄位第一传感器；31：丝柄位第二传感器；32：传动槽；33：锁止槽；34：径向槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图7描述本发明的自动换丝的丝库装置1。

电火花小孔机床在加工有多个孔或多种不同孔径的工件时，需要根据工艺要求对电极丝进行更换，用以完成工件的合格加工。通常机床主轴上只能安装一种孔径类型的电极丝，其余电极丝则存放在机床主轴附近的材料储存架中。当加工孔类型改变或当前电极丝消耗完毕时，则由人工将当前电极丝换下，放入储存架，然后安装新的电极丝。然而人工安装一方面存在安全风险，另一方面也降低了效率，因此提供一种自动换丝的装置或方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。

鉴于此，本发明提供一种自动换丝的丝库装置11，包括：安装盘2；丝库盘3，与安装盘2相对设置，丝库盘3具有沿其轴向转动的活动行程，丝库盘3的周侧设有多个丝柄位9，每个丝柄位9上用于放置一个不同规格的丝柄，如此可满足同一产品不同直径孔的加工需求，提高工作效率，丝柄可理解为安装柄与电极丝的组合；送丝机构4，包括活动设于安装盘2上的安装架10以及设于安装架10端部的夹爪11，夹爪11可以夹取并移动任意一丝柄位9上的丝柄至机床主轴完成上丝流程，当然也可以夹取机床主轴上的丝柄至丝柄位9完成卸丝流程；丝库盘驱动机构5，包括电机驱动件12以及传动槽轮13，电机驱动件12驱动连接传动槽轮13，传动槽轮13传动连接丝库盘3，用于驱动丝库盘3转动；以及，送丝驱动机构6，包括水平驱动件14以及竖直驱动件15，水平驱动件14与所述竖直驱动件15分别驱动连接送丝机构4，用于驱动送丝机构4沿水平向或沿竖直向运动。

需要说明的是，丝库盘3在转动的过程中，会使不同的丝柄位9与送丝机构4相对应，以使送丝机构4夹取不同规格的丝柄，送丝机构4可夹取丝柄填入机床主轴内完成上丝，也可从机床主轴内夹取丝柄至丝库盘3完成卸丝，本发明对此并不加以限定。此外，由于丝库盘3与安装盘2是分开设置的，因此丝库盘3转动时安装盘2保持静止，如此安装于安装盘2的送丝机构4的位置也保持固定，依靠丝库盘3的转动与不同的丝柄位9相对应，使得送丝机构4的上丝或者卸丝效果更加稳定。

相较于传统技术中人工卸丝上丝的流程，本发明提供的自动换丝的丝库装置1，丝库盘3上可以容纳多种不同规格的电极丝，可以满足同一产品不同直径孔的加工需求，提高工作效率；且可以通过送丝机构4配合机床主轴自动更换电极丝，实现生产加工自动化，减少了电极丝装夹时间、测量和机床主轴调整等辅助工序时间，同时减少了多次安装造成的定位误差，提高加工精度，能实现高精高效的加工。

具体地，电机驱动件12包括驱动电机17、减速机18以及传动件19，驱动电机17的齿轮轴与减速机18的齿轮啮合连接，减速机18驱动连接传动件19；请参阅图4以及图6，传动件19包括传动套25、传动块26、第一传动配合件27以及第二传动配合件28，,传动套25内设有传动槽32，传动块26设于传动槽32内，减速机18的输出轴伸入传动槽32内且与传动块26传动连接，传动块26的周侧套设有轴承用于形成支撑，如此可通过减速机18驱动传动套25转动；由于丝库盘3上设有多个丝柄位9，在实际工作过程中需要对每个丝柄位9上的丝柄进行处理，丝库盘3实现间歇性回转。在本发明提供的技术方案中，传动套25的端部设有第一传动配合件27与第二传动配合件28，请参阅图7，传动槽轮13的周侧交替设置有锁止槽33与径向槽34，径向槽34用以与第一传动配合件27传动连接，锁止槽33用以与第二传动配合件28传动连接，完成传动槽轮13的间歇性回转。

进一步地，安装于传动槽32内的传动块26周边还存在一些间隙，为了保证传动块26传动效果的稳定性，传动槽32内、位于传动块26的两端还设有挡块29，挡块29用于传动块26轴向的卡挡约束。

如前所述，丝库盘3在本发明提供的技术方案中需要实现间歇性回转，假定传动套25转动一圈为丝库盘3移动一个丝柄位9，则在每次传动套25转动一圈后需要控制驱动电机17停止转动，以限定在当前丝柄位9。在本发明提供的技术方案中，电机驱动件12还包括圈数传感器21，传动套25上设有第一感应键20，当圈数传感器21感应到第一感应键20一次时即代表传动套25转动一圈，因而可以通过圈数传感器21感应传动套25的转动圈数，并由此控制电机驱动件12的开启或关闭。

进一步地，丝库盘3需要转动以切换不同的丝柄位9，在本发明提供的技术方案中，夹爪11设为一个，通过一个夹爪11来拾取丝柄位9上的丝柄，当然也可以每个丝柄位9均对应一个夹爪11，但是如此会提高设备造价，且装置结构也会更加复杂。在仅设置一个夹爪11的情况下，若夹爪11随着丝库盘3转动，夹爪11对应的丝柄位9会不确定，影响夹爪11对丝柄的选取，也会造成夹爪11运动的不稳定性。因而如前所述，在本发明提供的技术方案中，夹爪11并不随着丝库盘3运动，夹爪11安装于安装盘2上。具体地，传动槽轮13上设有轴套22，丝库盘3与轴套22连接，以使传动槽轮13传动连接丝库盘3；轴套22内穿设有安装轴23，安装轴23的一端设有电机安装板24，减速机18设于电机安装板24上，安装轴23的另一端设有安装盘2。需要说明的是，在传动槽轮13与轴套22运动的过程中，其上的安装轴23并不会随着运动，保证夹爪11的位置是确定的，仅依靠丝库盘3进行丝柄位9的切换。可以参阅图1，电机安装板24上，与安装轴23连接的还有法兰轴，法兰轴用于将整个装置安装于其他的安装基面。

更进一步地，电机安装板24上还设有丝柄位第一传感器30以及丝柄位第二传感器31，丝柄位第一传感器30用于感应对应的丝柄位9是否有丝柄，以控制送丝机构4的运动，例如进行上丝时需要感应到当前丝柄位9上有丝柄，送丝机构4才可以夹取丝柄进行上丝，在卸丝时需要感应到当前丝柄位9上无丝柄，送丝机构4才可以从机床主轴上夹取丝柄安放于丝柄位9中；丝柄位第二传感器31与机械臂相对应，当丝库盘3上丝柄全部清空或清空大半时需要使用机械臂进行填丝，当丝柄位第二传感器31感应到当前丝柄位9上无丝柄时才可以进行填丝。

具体地，在本发明提供的技术方案中，丝库盘3的周侧向内凹陷形成多个卡接槽，每个卡接槽用于形成一个丝柄位9。卡接槽对丝柄进行卡接，在上丝时夹爪11夹住丝柄向前推动即可使得丝柄脱离卡接槽，在卸丝时夹爪11夹取丝柄向卡接槽内推进即可使得丝柄卡接于卡接槽内。需要说明的是，在本发明提供的技术方案中，夹爪11由两个夹柄手指组成，两个夹柄手指由夹爪气缸驱动开合。夹爪11上还设有夹爪11传感器，夹爪11传感器用于感应夹爪11的开合。

进一步地，安装盘2的底端延伸有导向柱7，送丝驱动机构6包括滑动连接于导向柱7的驱动座16，驱动座16内设有容纳腔；竖直驱动件15包括设于驱动座16的竖直气缸，竖直气缸的驱动端与安装盘2抵接，水平驱动件14包括设于容纳腔内的水平气缸，水平气缸的驱动端与安装架10连接。可以理解的是，竖直气缸与水平气缸用于控制夹爪11沿竖直向和沿水平向运动，以将夹爪11送至机床主轴的目标位置。需要注意的是，为了防止夹爪11的重力对其的影响，在安装盘2朝向驱动座16的一侧设有挂钩8，挂钩8用于固定卡接夹爪11，在夹爪11未伸出时，挂钩8能卡住夹爪11，防止其掉落，当夹爪11伸出时，夹爪11也能较为轻松地从挂钩8上脱离。

具体地，由于需要将丝柄运送至目标位置，因而需要感应两个气缸的运动位置，在本发明提供的技术方案中，送丝驱动机构6还包括竖直气缸传感器以及水平气缸传感器，竖直气缸传感器用于感应竖直气缸的运动位置，水平气缸传感器用于感应水平气缸的运动位置。例如在水平气缸运动的过程中，其需要依次经过三个位置，对应着水平气缸三个不同的伸出距离，水平气缸传感器可以感应到水平气缸的伸出距离，当依次感应到这三个位置时，即代表水平气缸的运动准确；对应的竖直气缸也可有三个位置，竖直气缸传感器可以感应到竖直气缸的伸出距离。需要注意的是，在实际应用过程中，可能会存在水平方向与竖直方向的交替运动，因此可通过感应水平气缸的第一位置后，控制竖直气缸向第一位置运动并感应到竖直气缸的第一位置，再控制水平气缸向第二位置运动等，如此可以保证两个气缸运动轨迹的稳定，保证上丝或者卸丝效果。

本发明提供的自动换丝的丝库装置1，丝库盘3上可以容纳多种不同规格的电极丝，可以满足同一产品不同直径孔的加工需求，提高工作效率；且可以通过送丝机构4配合机床主轴自动更换电极丝，实现生产加工自动化，减少了电极丝装夹时间、测量和机床主轴调整等辅助工序时间，同时减少了多次安装造成的定位误差，提高加工精度，能实现高精高效的加工。且本发明提供的上丝及卸丝方法节约了机床主轴的换丝时间，有利于提高加工效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种自动换丝的丝库装置，其特征在于，包括：

安装盘；

丝库盘，与所述安装盘相对设置，所述丝库盘具有沿其轴向转动的活动行程，所述丝库盘的周侧设有多个丝柄位，每个所述丝柄位上用于放置一个丝柄；

送丝机构，包括活动设于所述安装盘上的安装架以及设于所述安装架端部的夹爪，所述送丝机构用于夹取并移动任意一所述丝柄位上的丝柄至机床主轴；

丝库盘驱动机构，包括电机驱动件以及传动槽轮，所述电机驱动件驱动连接所述传动槽轮，所述传动槽轮传动连接所述丝库盘，用于驱动所述丝库盘转动；以及，

送丝驱动机构，包括水平驱动件以及竖直驱动件，所述水平驱动件与所述竖直驱动件分别驱动连接所述送丝机构，用于驱动所述送丝机构沿水平向或沿竖直向运动；

其中，所述电机驱动件包括驱动电机、减速机以及传动件，所述驱动电机驱动连接所述减速机，所述减速机驱动连接所述传动件；

所述传动件包括传动套、传动块、第一传动配合件以及第二传动配合件，所述传动套内设有传动槽，所述传动块设于所述传动槽内，所述减速机的输出轴伸入所述传动槽内且与所述传动块传动连接，所述第一传动配合件与所述第二传动配合件均设于所述传动套的端部，用于与所述传动槽轮配合传动连接；

所述传动槽轮的周侧交替设置有锁止槽与径向槽，所述径向槽用以与所述第一传动配合件传动连接，所述锁止槽用以与所述第二传动配合件传动连接。

2.根据权利要求1所述的自动换丝的丝库装置，其特征在于，所述传动槽内、位于所述传动块的两端还设有挡块，所述挡块用于对所述传动块的限位。

3.根据权利要求1所述的自动换丝的丝库装置，其特征在于，所述电机驱动件还包括圈数传感器，所述传动套上设有第一感应键，所述圈数传感器用于在感应到所述第一感应键时确定所述传动套的转动圈数。

4.根据权利要求1所述的自动换丝的丝库装置，其特征在于，所述传动槽轮上设有轴套，所述丝库盘与所述轴套连接，以使所述传动槽轮传动连接所述丝库盘；

所述轴套内穿设有安装轴，所述安装轴的一端设有电机安装板，所述减速机设于所述电机安装板上，所述安装轴的另一端设有所述安装盘。

5.根据权利要求4所述的自动换丝的丝库装置，其特征在于，所述电机安装板上还设有丝柄位第一传感器以及丝柄位第二传感器，所述丝柄位第一传感器用于感应所述丝柄位是否有丝柄，以控制所述送丝机构的运动，所述丝柄位第二传感器用于感应所述丝柄位是否有丝柄，以控制机械臂的运动。

6.根据权利要求1所述的自动换丝的丝库装置，其特征在于，所述丝库盘的周侧向内凹陷形成多个卡接槽，每个所述卡接槽用于形成一个所述丝柄位。

7.根据权利要求1所述的自动换丝的丝库装置，其特征在于，所述安装盘的底端延伸有导向柱，所述送丝驱动机构包括滑动连接于所述导向柱的驱动座，所述驱动座内设有容纳腔；

所述竖直驱动件包括设于所述驱动座的竖直气缸，所述竖直气缸的驱动端与所述安装盘抵接，所述水平驱动件包括设于所述容纳腔内的水平气缸，所述水平气缸的驱动端与所述安装架连接。

8.根据权利要求7所述的自动换丝的丝库装置，其特征在于，所述安装盘朝向所述驱动座的一侧设有挂钩，所述挂钩用于固定卡接所述夹爪。

9.根据权利要求7所述的自动换丝的丝库装置，其特征在于，所述送丝驱动机构还包括竖直气缸传感器以及水平气缸传感器，所述竖直气缸传感器用于感应所述竖直气缸的运动位置，所述水平气缸传感器用于感应所述水平气缸的运动位置。