CN115446638A - 换刀装置以及数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换刀装置，包括驱动机构、升降机构以及换刀臂，升降机构与驱动机构传动连接，驱动机构用于驱动升降机构绕轴旋转，换刀臂固定于升降机构的活动件上，所述活动件的升降方向与升降机构的转轴轴线平行。本发明还提供一种数控机床。本发明技术方案提供的换刀装置，能够提高换刀装置的灵活性。

Description

换刀装置以及数控机床

技术领域

本发明涉及加工设备技术领域，尤其涉及一种数控机床。

背景技术

现有的数控机床的换刀装置一般是使用atc凸轮箱结构进行换刀动作，凸轮箱结构特点为一次移动实现抬升和旋转两个动作，但是抬升的高度和旋转的角度是固定的，不能按实所需位置更改换刀动作旋转的角度和抬升的高度。

发明内容

本发明提供一种换刀装置，提高换刀装置的灵活性。

本发明一方面提供一种换刀装置，包括驱动机构、升降机构以及换刀臂，

升降机构与驱动机构传动连接，驱动机构用于驱动升降机构绕轴旋转，换刀臂固定于升降机构的活动件上，所述活动件的升降方向与升降机构的转轴轴线平行。

在一些可行实施例中，活动件的升降误差范围为0-0.015mm。

在一些可行实施例中，升降机构的行程可以调节。

在一些可行实施例中，升降机构包括丝杆螺母副，丝杆螺母副的螺母结构连接活动件。

在一些可行实施例中，换刀装置还包括安装架，驱动机构具有驱动件和与驱动件传动连接的驱动部，驱动件固定于安装架上，升降机构可转动地安装于安装架；

升降机构还包括本体、与本体固定连接的从动部，从动部与驱动部传动连接。

在一些可行实施例中，升降机构还包括本体、与本体固定连接的从动部，从动部与驱动件传动连接，

所述本体包括导向缸体、驱动电机、传动组件，

驱动电机固定连接于导向缸体，

驱动电机与传动组件传动连接，

活动件滑动套接于导向缸体内；

传动组件与活动件传动连接，传动组件施加于活动件的力的方向为导向缸体的长度方向。

在一些可行实施例中，导向缸体上设有导向槽，活动件上设有与导向槽配合的导向块。在一些可行实施例中，安装架具有升降机构安装板、驱动机构安装板以及立板，升降机构安装板和驱动机构安装板相互平行且均固定于立板，

升降机构安装板和驱动机构安装板之间形成供驱动部和从动部安装的安装空间。

在一些可行实施例中，升降机构比驱动机构更远离立板。

本发明另一方面提供一种数控机床，包括上述换刀装置。

上述换刀装置，通过驱动机构和升降机构代替现有的凸轮箱机构，升降机构作为换刀臂升降的动力源，驱动机构作为换刀臂转动的动力源，从而能够单独更改换刀臂抬升的高度，或者单独改变换刀臂旋转的角度，继而提高换刀装置的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的换刀结构的立体图。

图2为本发明一实施例提供的换刀结构的爆炸图。

图3为本发明一实施例提供的换刀结构的本体的爆炸图。

图4为本发明一实施例提供的换刀结构的安装架的立体图。

元件符号说明

99、换刀装置；10、安装架；11、升降机构安装板；12、驱动机构安装板；13、立板；14、左侧板；15、右侧板；16、升降机构安装孔；17、驱动机构安装孔；18、避让口；20、驱动机构；21、驱动件；22、驱动部；30、升降机构；31、本体；311、导向缸体；312、驱动电机；313、传动组件；314、导向槽；315、丝杆；316、螺母；32、活动件；321、导向块；33、从动部；40、换刀臂。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使得对本发明的内容有更清楚及更准确的理解，现将结合附图详细说明。说明书附图示出本发明的实施例的示例，其中，相同的标号表示相同的元件。可以理解的是，说明书附图示出的比例并非本发明实际实施的比例，其仅为示意说明为目的，并非依照原尺寸作图。

现有的数控机床的换刀装置99一般是使用atc凸轮箱结构进行换刀动作，凸轮箱结构特点为一次移动实现抬升和旋转两个动作，但是抬升的高度和旋转的角度是固定的，不能更改换刀动作旋转的角度和抬升的高度。

基于上述问题，本发明提供一种数控机床，数控机床可以加工与新能源汽车相关的产品，也可以用于加工非新能源汽车类的产品。数控机床包括换刀装置99。

请参看图1-4，换刀装置99，包括安装架10、驱动机构20、升降机构30以及换刀臂40，升降机构30与驱动机构20传动连接，驱动机构20用于驱动升降机构30绕轴旋转。例如，以升降机构30升降方向为轴进行旋转，也就是说，升降机构30的升降方向与升降机构30的转动轴线平行。换刀臂40固定于升降机构30的活动件32上。通过升降机构30带动换刀臂40升高或者降低，通过驱动机构20带动升降机构30以及换刀臂40绕升降机构30的升降方向为轴进行旋转，从而能够单独更改换刀臂40抬升的高度，或者单独改变换刀臂40旋转的角度，继而提高换刀装置的灵活性。

活动件32的升降误差范围为0-0.015mm。对于换刀装置99来说，对换刀点的准确度要求很高，所以活动件32的升降误差控制在0-0.015mm内时，使得换刀臂40能够准确地到达换刀点。如果活动件32的升降误差大于0.015mm，在活动件32升降到位后，换刀臂40可能因升降误差比较大而偏离换刀点，引起换刀失败。在本实施例中，升降机构30包括丝杆螺母副，升降机构30的具体结构在下文详细描述。

升降机构30的行程可以调节，相比较atc凸轮箱的固定行程来说，升降机构30的行程可以调节，当机床的换刀臂40与主轴之间纵向距离改变时，也能够适应进行调整。例如，升降机构30的行程为200mm时，可以设定电机旋转对应的圈数。升降机构30的行程更改为100mm时，可以更改电机旋转的圈数。

驱动机构20固定于安装架10，升降机构30可转动地安装于安装架10。所述驱动机构20用于带动升降机构30以及换刀臂40相对安装架10转动，所述升降机构30用于带动换刀臂40相对安装架10上升或下降。通过转动、升降两个机构带动换刀臂40进行转动和升降，从而能够控制换刀臂40分别进行转动和升降动作，相比较现有的atc凸轮箱同时进行转动和升降的动作，能够分别进行转动和升降动作，并且升降机构30能够改变升降的行程，从而单独改变换刀臂40抬升的高度，从而适应多种不同角度的换刀场景。

驱动机构20具有驱动件21和与驱动件21传动连接的驱动部22，驱动件21固定于安装架10上。在本实施例中，所述驱动件21为伺服电机。伺服电机的精度高、稳定性好。在本实施例中，驱动部22为齿轮。

安装架10用于固定驱动机构20和升降机构30。为了方便驱动机构20与升降机构30的传动连接，安装架10具有升降机构安装板11、驱动机构安装板12以及立板13，升降机构安装板11和驱动机构安装板12相平行且均固定于立板13，升降机构安装板11和驱动机构安装板12沿竖直方向间隔固定于立板13。

升降机构安装板11具有升降机构安装孔16，升降机构30可转动地设置于升降机构安装孔16，驱动机构安装板12具有驱动机构安装孔17，驱动机构20固定于驱动机构安装孔17，升降机构30比驱动机构20更远离立板13，因为驱动机构20是固定连接于安装架10上的，升降机构30是可转动连接于安装架10上的，因此，驱动机构20比升降机构30更靠近安装架10，更加合理，提高换刀装置99整体的稳定性。

在本实施例中，安装架10还包括垂直于立板13且与升降机构安装板11位于同一侧的左侧板14和右侧板15，左侧板14、右侧板15、驱动机构安装板12以及立板13围合形成保护框，驱动机构20收容于保护框内，从而对驱动机构20进行保护，防止外物损伤驱动机构20。

驱动机构安装板12与驱动机构20对应的位置设有避让口18，从而便于将驱动部22固定于驱动件21。

升降机构30还包括本体31、与本体31固定连接的从动部33，本体31可转动地安装于安装架10，从动部33与驱动部22转动连接。在本实施例中，所述本体31包括导向缸体311、驱动电机312、传动组件313，驱动电机312固定连接于导向缸体311，驱动电机312与传动组件313传动连接，带动传动组件313运动。在本实施例中，驱动电机312为伺服电机，传动组件313为丝杆螺母副，伺服电机带动丝杆315旋转，从而带动螺母结构316滑动。例如，伺服电机通过联轴器与丝杆315传动连接。螺母结构316滑动安装于导向缸体311内，这样螺母结构316就能沿导向气缸的长度方向往复滑动。在本实施例中，从动部33为齿轮，驱动部22与从动部33啮合，从动部33固定套接于本体31外侧。

丝杆螺母副中，螺母沿直线移动300mm时的误差小于0.008mm。atc换刀装置的误差是0.03mm。所以丝杆螺母副的误差比atc换刀装置的误差要小，精度高。

为了便于螺母结构316相对导向缸体311稳定的滑动，导向缸体311上设有导向槽314，活动件32上设有与导向槽314配合的导向块321，活动件32又与螺母结构316固定连接，所以活动件32与螺母结构316均能稳定地相对导向缸体311滑动。在一些其他实施例中，导向块321可以设置于螺母结构316上，螺母结构316与活动件32固定连接。

传动组件313与活动件32传动连接，传动组件313施加于活动件32的力的方向为导向缸体311的长度方向。活动件32与螺母结构316固定连接。在一些其他实施例中，活动件32滑动套接于导向缸体311内。

升降机构安装板11与驱动机构安装板12的高度不一样，从而在升降机构安装板11和驱动机构安装板12之间形成供驱动部22和从动部33安装的安装空间，从而便于将驱动部22以及从动部33收容起来，避免驱动部22以及从动部33在转动时夹进外物。

换刀臂40固定于活动件32，换刀臂40通过胀紧套固定于活动件32，从而加强换刀臂40与活动件32之间连接的稳定性。

上述换刀装置99，通过驱动机构20和升降机构30代替现有的凸轮箱机构，从而能够单独更改换刀动作抬升的高度，或者单独改变换刀动作旋转的角度，从而提高换刀装置99的灵活性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

以上所列举的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种换刀装置(99)，其特征在于，包括驱动机构(20)、升降机构(30)以及换刀臂(40)，

升降机构(30)与驱动机构(20)传动连接，驱动机构(20)用于驱动升降机构(30)绕轴旋转，换刀臂(40)固定于升降机构(30)的活动件(32)上，所述活动件(32)的升降方向与升降机构(30)的转轴轴线平行。

2.如权利要求1所述的换刀装置(99)，其特征在于，活动件(32)的升降误差范围为0-0.015mm。

3.如权利要求1所述的换刀装置(99)，其特征在于，升降机构(30)的行程可以调节。

4.如权利要求1或2或3所述的换刀装置(99)，其特征在于，升降机构(30)包括丝杆螺母副，丝杆螺母副的螺母结构(316)连接活动件(32)。

5.如权利要求4所述的换刀装置(99)，其特征在于，换刀装置(99)还包括安装架(10)，驱动机构(20)具有驱动件(21)和与驱动件(21)传动连接的驱动部(22)，驱动件(21)固定于安装架(10)上，升降机构(30)可转动地安装于安装架(10)；升降机构(30)还包括本体(31)、与本体(31)固定连接的从动部(33)，从动部(33)与驱动部(22)传动连接。

6.如权利要求4所述的换刀装置(99)，其特征在于，升降机构(30)还包括本体(31)、与本体(31)固定连接的从动部(33)，从动部(33)与驱动件(21)传动连接，

所述本体(31)包括导向缸体(311)、驱动电机(312)、传动组件(313)，

驱动电机(312)固定连接于导向缸体(311)，

驱动电机(312)与传动组件(313)传动连接，

活动件(32)滑动套接于导向缸体(311)内；

传动组件(313)与活动件(32)传动连接，传动组件(313)施加于活动件(32)的力的方向为导向缸体(311)的长度方向。

7.如权利要求6所述的换刀装置(99)，其特征在于，导向缸体(311)上设有导向槽(314)，活动件(32)上设有与导向槽(314)配合的导向块(321)。

8.如权利要求5所述的换刀装置(99)，其特征在于，安装架(10)具有升降机构安装板(11)、驱动机构安装板(12)以及立板(13)，升降机构安装板(11)和驱动机构安装板(12)相互平行且均固定于立板(13)，

升降机构安装板(11)和驱动机构安装板(12)之间形成供驱动部(22)和从动部(33)安装的安装空间。

9.如权利要求8所述的换刀装置(99)，其特征在于，升降机构(30)比驱动机构(20)更远离立板(13)。

10.一种数控机床，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的换刀装置(99)。

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