CN117260340B - 一种数控机床换刀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床换刀装置，属于机床换刀设备技术领域，包括电缸、加工刀具、隔离板、支撑架和更换机构，加工刀具安装在电缸上，支撑架安装在电缸上，更换机构包括运动盘、换向组件、前行组件和更换组件，换向组件安装在支撑架朝向电缸的侧面，隔离板与更换机构相连，隔离板与前行组件相连，前行组件与换向组件相连，更换组件与换向组件相连，本发明实现了自动将刀具与动力源分离，避免更换刀具过程中突然工作而对机床产生破坏。

Description

一种数控机床换刀装置

技术领域

本发明涉及机床换刀设备技术领域，特别公开了一种数控机床换刀装置。

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；数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品，数控机床的加工均需要通过刀具来实现，对于不同的加工工艺需要不同的刀具，因此需要一种换刀装置。

公开号为：CN108081005A的中国发明专利，该发明的技术方案为：包括第一固定板，第一固定板上转动连接有转动管，转动管的一端固定连接有第一直齿轮，转动管的另一端设有正对的两个圆孔，两个圆孔之间转动连接有丝杠，转动管的侧壁上固定连接有第一滑轨和第二滑轨，第一滑轨上滑动连接有与丝杠螺纹连接的切削刀具，第二滑轨上滑动连接有打磨电机，打磨电机上连接有打磨轮，打磨电机与丝杠螺纹连接，第一直齿轮上啮合有第二直齿轮，丝杠上固定连接有位于转动管内的第三直齿轮，第三直齿轮啮合有齿条，齿条的外壁与转动管的内壁相抵，齿条的一端固定连接有圆柱杆，圆柱杆的外壁上设有若干环形的凸起，凸起上啮合有第四直齿轮，但是该发明在更换刀具的时候需要手动将机床上的刀具进行拆卸，这样容易对操作人员造成伤害，因此针对该缺陷发明了一种数控机床换刀装置。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种数控机床换刀装置，包括电缸、加工刀具、隔离板、支撑架和更换机构，加工刀具包括刀具，刀具安装在电缸上，支撑架安装在电缸上，更换机构包括运动盘、换向组件、前行组件和更换组件，换向组件安装在支撑架朝向电缸的侧面，隔离板与更换机构相连，隔离板与前行组件相连，前行组件与换向组件相连，更换组件与换向组件相连。

进一步地，加工刀具包括第一电缸，第一电缸伸缩端固定安装有电缸轴，电缸轴外表面固定安装有电机，电机输出端转动安装有安装盘、，安装盘、内部转动安装有刀具套，刀具套上安装有刀具。

进一步地，加工刀具还包括U形杆，U形杆固定安装在电机输出端，电机安装在刀具套内。

进一步地，更换机构还包括螺旋轴，螺旋轴外表面设置有两段水平滑槽和一段螺旋滑槽，两段水平滑槽设置在螺旋滑槽的两端与螺旋滑槽相连，运动盘侧面设置有圆形通孔，运动盘的圆形通孔设置有凸起，运动盘的凸起滑动安装在螺旋滑槽和水平滑槽内。

进一步地，螺旋轴未设置有螺旋滑槽和水平滑槽的部分为光轴，螺旋轴靠近电缸的光轴上转动安装有隔离板，隔离板侧面设置有多个圆形通孔，圆形通孔直径与刀具相等。

进一步地，换向组件包括多个第一销柱，多个第一销柱在运动盘外表面呈圆周状等间距分布，螺旋轴远离电缸的光轴上设置有竖直孔，竖直孔侧面固定安装有下固定轴，下固定轴外表面固定安装有上固定轴，上固定轴外表面转动安装有上固定盘，上固定盘外表面呈圆周状等间距分布多个第二销柱，第二销柱与第一销柱啮合，下固定轴侧面转动安装有水平轴，水平轴远离电缸的一端外表面固定安装有竖直盘，竖直盘外表面呈圆周状等间距分布有多个第三销柱，第三销柱与第二销柱啮合。

进一步地，水平轴靠近电缸的一端固定安装有移动盘，运动盘远离电缸的侧面设置有环形滑槽一，移动盘滑动安装在运动盘的环形滑槽一内，运动盘朝向电缸的侧面设置有环形滑槽二，U形杆滑动安装在运动盘的环形滑槽二内。

进一步地，支撑架侧面转动安装有安装轴，安装轴靠近电缸的侧面固定安装有侧盘，侧盘朝向电缸的侧面设置有第二环形滑槽，第二环形滑槽内壁上滑动安装有第二电缸，第二电缸伸缩端固定安装在运动盘远离电缸的侧面。

进一步地，螺旋轴侧面转动安装有曲杆，曲杆固定安装在侧盘朝向电缸的侧面，水平轴外表面安装有传动皮带，运动盘远离电缸的侧面转动安装有转动轴，转动轴远离电缸的侧面固定安装有连接杆，连接杆、传动皮带、水平轴构成带传动，转动轴外表面固定安装有直角杆。

进一步地，直角杆侧面固定安装有第三电缸和第四电缸，第三电缸和第四电缸伸缩端均固定安装有夹爪，直角杆安装有第三电缸的一侧固定安装有挡板一，直角杆安装有第四电缸的一侧固定安装有挡板二，挡板一上固定安装有第一接触开关和第二接触开关，第一接触开关和第二接触开关均与第三电缸上的夹爪电连接，挡板二上固定安装有第三接触开关和第四接触开关，第三接触开关和第四接触开关均与第四电缸上的夹爪电连接，第三电缸伸缩端固定安装有第一滑块，第一滑块滑动安装在挡板一侧面，第四电缸伸缩端固定安装有第二滑块，第二滑块滑动安装在挡板二侧面。

进一步地，当第一滑块与第三电缸接触时与第三电缸相连的夹爪松开，当第一滑块与第二接触开关接触时与第三电缸相连的夹爪抓紧，当第二滑块与第三接触开关接触时与第三电缸相连的夹爪松开，当第二滑块与第四接触开关接触时与第三电缸相连的夹爪抓紧。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明实现了自动对待更换的刀具进行拆卸，防止旧刀具对操作人员造成伤害；（2）本发明实现了自动将刀具与动力源分离，避免更换刀具过程中突然工作而对机床产生破坏；（3）本发明实现了更换刀具和拆卸刀具过程无缝衔接，从而提高工作效率。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明加工刀具与更换机构连接关系示意图。

图3为图2中A处局部放大结构示意图。

图4为本发明总体结构示意图。

图5为本发明螺旋轴结构示意图。

图6为本发明更换组件结构示意图。

图7为本发明直角杆结构示意图。

附图标记：1-电缸；2-加工刀具；3-隔离板；4-支撑架；5-更换机构；201-第一电缸；202-电缸轴；203-电机；204-安装盘、；205-刀具套；206-刀具；207-U形杆；501-运动盘；502-第一销柱；503-第一环形滑槽；504-上固定轴；505-上固定盘；506-第二销柱；507-水平轴；508-竖直盘；509-第三销柱；510-下固定轴；511-曲杆；512-侧盘；513-第二环形滑槽；514-安装轴；515-第二电缸；516-螺旋轴；517-竖直孔；518-螺旋滑槽；519-水平滑槽；520-移动盘；521-传动皮带；522-连接杆；523-转动轴；524-直角杆；525-第三电缸；526-第四电缸；527-第一接触开关；528-第一滑块；529-第二接触开关；530-第三接触开关；531-第四接触开关；532-第二滑块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如附图1～附图7所示，加工刀具2包括刀具206，刀具206安装在电缸1上，支撑架4安装在电缸1上，更换机构5包括运动盘501、换向组件、前行组件和更换组件，换向组件安装在支撑架4朝向电缸1的侧面，隔离板3与更换机构5相连，隔离板3与前行组件相连，前行组件与换向组件相连，更换组件与换向组件相连。

如附图2～附图6所示，加工刀具2还包括U形杆207，U形杆207固定安装在电机203输出端，电机203安装在刀具套205内；更换机构5还包括螺旋轴516，螺旋轴516外表面设置有两段水平滑槽519和一段螺旋滑槽518，两段水平滑槽519设置在螺旋滑槽518的两端与螺旋滑槽518相连，运动盘501侧面设置有圆形通孔，运动盘501的圆形通孔设置有凸起，运动盘501的凸起滑动安装在螺旋滑槽518和水平滑槽519内；螺旋轴516未设置有螺旋滑槽518和水平滑槽519的部分为光轴，螺旋轴516靠近电缸1的光轴上转动安装有隔离板3，隔离板3侧面设置有多个圆形通孔，圆形通孔直径与刀具206相等。

如附图3～附图7所示，换向组件包括多个第一销柱502，多个第一销柱502在运动盘501外表面呈圆周状等间距分布，螺旋轴516远离电缸1的光轴上设置有竖直孔517，竖直孔517侧面固定安装有下固定轴510，下固定轴510外表面固定安装有上固定轴504，上固定轴504外表面转动安装有上固定盘505，上固定盘505外表面呈圆周状等间距分布多个第二销柱506，第二销柱506与第一销柱502啮合，下固定轴510侧面转动安装有水平轴507，水平轴507可伸缩，水平轴507远离电缸1的一端外表面固定安装有竖直盘508，竖直盘508外表面呈圆周状等间距分布有多个第三销柱509，第三销柱509与第二销柱506啮合，水平轴507靠近电缸1的一端固定安装有移动盘520，运动盘501远离电缸1的侧面设置有环形滑槽一，移动盘520滑动安装在运动盘501的环形滑槽一内，运动盘501朝向电缸1的侧面设置有第一环形滑槽503，U形杆207滑动安装在第一环形滑槽503内；支撑架4侧面转动安装有安装轴514，安装轴514靠近电缸1的侧面固定安装有侧盘512，侧盘512朝向电缸1的侧面设置有第二环形滑槽513，第二环形滑槽513内壁上滑动安装有第二电缸515，第二电缸515伸缩端固定安装在运动盘501远离电缸1的侧面。

如附图1～附图7所示，螺旋轴516侧面转动安装有曲杆511，曲杆511固定安装在侧盘512朝向电缸1的侧面，水平轴507外表面安装有传动皮带521，运动盘501远离电缸1的侧面转动安装有转动轴523，转动轴523远离电缸1的侧面固定安装有连接杆522，连接杆522、传动皮带521、水平轴507构成带传动，转动轴523外表面固定安装有直角杆524；直角杆524侧面固定安装有第三电缸525和第四电缸526，第三电缸525和第四电缸526伸缩端均固定安装有夹爪，直角杆524安装有第三电缸525的一侧固定安装有挡板一，直角杆524安装有第四电缸526的一侧固定安装有挡板二，挡板一上固定安装有第一接触开关527和第二接触开关529，第一接触开关527和第二接触开关529均与第三电缸525上的夹爪电连接，挡板二上固定安装有第三接触开关530和第四接触开关531，第三接触开关530和第四接触开关531均与第四电缸526上的夹爪电连接，第三电缸525伸缩端固定安装有第一滑块528，第一滑块528滑动安装在挡板一侧面，第四电缸526伸缩端固定安装有第二滑块532，第二滑块532滑动安装在挡板二侧面；当第一滑块528与第三电缸525接触时与第三电缸525相连的夹爪松开，当第一滑块528与第二接触开关529接触时与第三电缸525相连的夹爪抓紧，当第二滑块532与第三接触开关530接触时与第三电缸525相连的夹爪松开，当第二滑块532与第四接触开关531接触时与第三电缸525相连的夹爪抓紧。

本发明公开的一种数控机床换刀装置的工作原理如下。

（一）当需要更换刀具的时候第二电缸515和第三电缸525启动，第二电缸515推动运动盘501㡯螺旋滑槽518和水平滑槽519滑动，之后运动盘501转动，此时运动盘501带动第一销柱502转动，第一销柱502通过第二销柱506带动第三销柱509转动，第三销柱509带动竖直盘508转动，竖直盘508带动水平轴507转动，水平轴507转动的时候带动传动皮带521运动，传动皮带521带动连接杆522转动，传动皮带521带动转动轴523转动，转动轴523带动直角杆524转动，

（二）第三电缸525启动的时候带动第一滑块528运动，当第一滑块528解除转动轴523的时候与第三电缸525相邻的夹爪对刀具206进行抓紧，之后第三电缸525反向运动，当第一滑块528接触到第一接触开关527的时候夹爪松开，从而将刀具206取下，之后第二电缸515反向运动，此时第四电缸526启动，将新的刀具206放在与第四电缸526相邻的夹爪上，第二滑块532接触到第三接触开关530时，与第四电缸526接触的夹爪抓紧，之后第四电缸526通过夹爪带动新的刀具206运动，当第二滑块532接触到第四接触开关531的时候与第二滑块532的夹爪松开，从而将新的刀具206安装上。

Claims (3)

1.一种数控机床换刀装置，包括电缸（1），其特征在于：一种数控机床换刀装置还包括加工刀具（2）、隔离板（3）、支撑架（4）和更换机构（5），加工刀具（2）包括刀具（206），刀具（206）安装在电缸（1）上，支撑架（4）安装在电缸（1）上，更换机构（5）包括运动盘（501）、换向组件、前行组件和更换组件，换向组件安装在支撑架（4）朝向电缸（1）的侧面，隔离板（3）与更换机构（5）相连，隔离板（3）与前行组件相连，前行组件与换向组件相连，更换组件与换向组件相连；

加工刀具（2）包括第一电缸（201），第一电缸（201）伸缩端固定安装有电缸轴（202），电缸轴（202）外表面固定安装有电机（203），电机（203）输出端转动安装有安装盘、（204），安装盘、（204）内部转动安装有刀具套（205），刀具套（205）上安装有刀具（206）；加工刀具（2）还包括U形杆（207），U形杆（207）固定安装在电机（203）输出端，电机（203）安装在刀具套（205）内；

更换机构（5）还包括螺旋轴（516），螺旋轴（516）外表面设置有两段水平滑槽（519）和一段螺旋滑槽（518），两段水平滑槽（519）设置在螺旋滑槽（518）的两端与螺旋滑槽（518）相连，运动盘（501）侧面设置有圆形通孔，运动盘（501）的圆形通孔设置有凸起，运动盘（501）的凸起滑动安装在螺旋滑槽（518）和水平滑槽（519）内；

换向组件包括多个第一销柱（502），多个第一销柱（502）在运动盘（501）外表面呈圆周状等间距分布，螺旋轴（516）远离电缸（1）的光轴上设置有竖直孔（517），竖直孔（517）侧面固定安装有下固定轴（510），下固定轴（510）外表面固定安装有上固定轴（504），上固定轴（504）外表面转动安装有上固定盘（505），上固定盘（505）外表面呈圆周状等间距分布多个第二销柱（506），第二销柱（506）与第一销柱（502）啮合，下固定轴（510）侧面转动安装有水平轴（507），水平轴（507）远离电缸（1）的一端外表面固定安装有竖直盘（508），竖直盘（508）外表面呈圆周状等间距分布有多个第三销柱（509），第三销柱（509）与第二销柱（506）啮合；

水平轴（507）靠近电缸（1）的一端固定安装有移动盘（520），运动盘（501）远离电缸（1）的侧面设置有环形滑槽一，移动盘（520）滑动安装在运动盘（501）的环形滑槽一内，运动盘（501）朝向电缸（1）的侧面设置有环形滑槽二，U形杆（207）滑动安装在运动盘（501）的环形滑槽二内；

支撑架（4）侧面转动安装有安装轴（514），安装轴（514）靠近电缸（1）的侧面固定安装有侧盘（512），侧盘（512）朝向电缸（1）的侧面设置有第二环形滑槽（513），第二环形滑槽（513）内壁上滑动安装有第二电缸（515），第二电缸（515）伸缩端固定安装在运动盘（501）远离电缸（1）的侧面；

螺旋轴（516）侧面转动安装有曲杆（511），曲杆（511）固定安装在侧盘（512）朝向电缸（1）的侧面，水平轴（507）外表面安装有传动皮带（521），运动盘（501）远离电缸（1）的侧面转动安装有转动轴（523），转动轴（523）远离电缸（1）的侧面固定安装有连接杆（522），连接杆（522）、传动皮带（521）、水平轴（507）构成带传动，转动轴（523）外表面固定安装有直角杆（524）；

直角杆（524）侧面固定安装有第三电缸（525）和第四电缸（526），第三电缸（525）和第四电缸（526）伸缩端均固定安装有夹爪，直角杆（524）安装有第三电缸（525）的一侧固定安装有挡板一，直角杆（524）安装有第四电缸（526）的一侧固定安装有挡板二，挡板一上固定安装有第一接触开关（527）和第二接触开关（529），第一接触开关（527）和第二接触开关（529）均与第三电缸（525）上的夹爪电连接，挡板二上固定安装有第三接触开关（530）和第四接触开关（531），第三接触开关（530）和第四接触开关（531）均与第四电缸（526）上的夹爪电连接，第三电缸（525）伸缩端固定安装有第一滑块（528），第一滑块（528）滑动安装在挡板一侧面，第四电缸（526）伸缩端固定安装有第二滑块（532），第二滑块（532）滑动安装在挡板二侧面。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床换刀装置，其特征在于：螺旋轴（516）未设置有螺旋滑槽（518）和水平滑槽（519）的部分为光轴，螺旋轴（516）靠近电缸（1）的光轴上转动安装有隔离板（3），隔离板（3）侧面设置有多个圆形通孔，圆形通孔直径与刀具（206）相等。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床换刀装置，其特征在于：当第一滑块（528）与第三电缸（525）接触时与第三电缸（525）相连的夹爪松开，当第一滑块（528）与第二接触开关（529）接触时与第三电缸（525）相连的夹爪抓紧，当第二滑块（532）与第三接触开关（530）接触时与第三电缸（525）相连的夹爪松开，当第二滑块（532）与第四接触开关（531）接触时与第三电缸（525）相连的夹爪抓紧。