CN117900885A - 一种数控加工中心自动换头头库 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控加工中心自动换头头库，涉及机床零部件技术领域，包括设置在操作台一侧的用于刀头放置的头库本体，所述操作台的一侧固定有基座，所述头库本体固定在基座上，所述操作台上设置有用于对头库本体夹取移动的机械臂，还包括设置在头库本体四周用于对头库本体内部放置后刀头居中定位的居中定位组件，所述头库本体的内部设置有用于对放置过程中刀头支撑的第一支撑组件。本发明的数控加工中心自动换头头库，刀头在头库本体内侧放置完成后，通过头库本体上居中定位组件及限位组件的相互配合，对刀头进行居中定位并相抵限位，保证头库本体内部放置后刀头位置的精准度，进一步的保证后续通过机械臂对头库内侧刀头拿取的成功率。

Description

一种数控加工中心自动换头头库

技术领域

本发明涉机床零部件技术领域，具体为一种数控加工中心自动换头头库。

背景技术

数控加工中心自动换头头库是数控加工中心的关键部件，头库在使用时安装固定在操作台局部，通过驱动机械臂上的X轴和Y轴以及Z轴定位到头库的位置进行刀头的放置与拿取交换。

由于头库内侧刀头的拿取由机械臂上的三轴坐标进行定位控制，而头库内侧的刀头由于放置过程中发生的偏摆或是放置后的移动，会造成头库内部的刀头与实际设定的位置发生偏移，降低后续通过机械臂对头库内侧刀头拿取的成功率，为此，我们提出一种数控加工中心自动换头头库。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控加工中心自动换头头库，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：一种数控加工中心自动换头头库，包括设置在操作台一侧的用于刀头放置的头库本体，所述操作台的一侧固定有基座，所述头库本体固定在基座上，所述操作台上设置有用于对头库本体夹取移动的机械臂，还包括设置在头库本体四周用于对头库本体内部放置后刀头居中定位的居中定位组件，所述头库本体的内部设置有用于对放置过程中刀头 支撑的第一支撑组件；

所述居中定位组件包括开设在头库本体上的方形槽，所述方形槽与头库本体的内侧相通，所述方形槽上滑动连接有与方形槽相互匹配设置的推板，所述头库本体的外侧套设有回形板，所述推板与回形板之间设置有连杆，所述连杆的两端分别与回形板及推板的一侧转动连接，所述头库本体的外侧设置有用于对回形板升降的升降组件及升降过程中导向的导向组件，所述回形板上对称设置有用于对定位放置后刀头限位的限位组件。

优选的，所述升降组件包括固定在头库本体外侧的第一固定板，所述第一固定板上转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹啮合连接有螺纹管，所述螺纹管的一端固定有第一连接板，所述第一连接板与回形板的上端相固定，所述第一固定板的上端安装有用于对螺纹杆转动的驱动电机。

优选的，所述导向组件包括固定在头库本体外侧的第二固定板，所述第二固定板上固定有第一滑杆，所述第一滑杆上滑动连接有第一套管，所述第一套管的一端固定有第二连接板，所述第二连接板与回形板的上端相固定。

优选的，所述限位组件包括设置在头库本体外侧的条形板，所述条形板上通过连接组件连接有用于与刀头上端相抵的限位挡板，所述头库本体的外侧设置有用于条形板支撑的第二支撑组件，所述回形板上设置有用于对条形板翻转驱动的转动组件。

优选的，所述限位挡板的端部开设有斜面。

优选的，所述连接组件包括固定在条形板一侧的多个第二套管，各个所述第二套管上滑动连接有第二滑杆，所述第二滑杆的一端与限位挡板的一侧相固定，各个所述第二套管的外侧套设有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与限位挡板及条形板相连接。

优选的，所述第二支撑组件包括固定在头库本体外侧的两组L型架，两个所述L型架上转动连接有安装轴，所述安装轴上固定有传动板，所述条形板固定在传动板的一侧。

优选的，所述转动组件包括固定在安装轴一端的齿轮，所述回形板上固定有L型板，所述L型板的一端固定有齿条，所述齿条与齿轮相互啮合设置。

优选的，所述第一支撑组件包括滑动连接在头库本体内部的支撑板，所述支撑板的四角处滑动连接有T型杆，各个所述T型杆的一端与基座相固定，各个所述T型杆的外侧套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与支撑板及基座相抵设置，所述支撑板上设置有用于对刀头支撑过程中滑动的滑动组件。

优选的，所述滑动组件包括开设在支撑板上端的多个球槽，各个所述球槽上转动连接有滚珠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的数控加工中心自动换头头库，刀头在头库本体内侧放置完成后，通过头库本体上居中定位组件及限位组件的相互配合，对刀头进行居中定位并相抵限位，保证头库本体内部放置后刀头位置的精准度，进一步的保证后续通过机械臂对头库内侧刀头拿取的成功率。

附图说明

图1为本发明的整体外形结构示意图；

图2为本发明的居中定位组件结构示意图；

图3为本发明的升降组件与导向组件结构示意图；

图4为本发明的限位组件结构示意图；

图5为本发明的连接组件、第二支撑组件及转动组件结构示意图；

图6为本发明的第一支撑组件结构示意图；

图7为头库内侧刀头定位及限位后状态示意图。

图中：101、操作台；102、基座；103、头库本体；2、刀头；3、机械臂；401、支撑板；402、T型杆；403、第二弹簧；501、球槽；502、滚珠；601、方形槽；602、推板；603、回形板；604、连杆；701、第一固定板；702、螺纹杆；703、螺纹管；704、第一连接板；705、驱动电机；801、第二固定板；802、第一滑杆；803、第一套管；804、第二连接板；901、条形板；902、限位挡板；903、斜面；1001、第二套管；1002、第二滑杆；1003、第一弹簧；1101、L型架；1102、安装轴；1103、传动板；1201、齿轮；1202、L型板；1203、齿条。

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1

请参阅图1-图7，图示中的一种数控加工中心自动换头头库，包括设置在操作台101一侧的用于刀头2放置的头库本体103，操作台101的一侧固定有基座102，头库本体103固定在基座102上，操作台101上设置有用于对头库本体103夹取移动的机械臂3，还包括设置在头库本体103四周用于对头库本体103内部放置后刀头2居中定位的居中定位组件，头库本体103的内部设置有用于对放置过程中刀头 2支撑的第一支撑组件；

居中定位组件包括开设在头库本体103上的方形槽601，方形槽601与头库本体103的内侧相通，方形槽601上滑动连接有与方形槽601相互匹配设置的推板602，头库本体103的外侧套设有回形板603，推板602与回形板603之间设置有连杆604，连杆604的两端分别与回形板603及推板602的一侧转动连接，头库本体103的外侧设置有用于对回形板603升降的升降组件及升降过程中导向的导向组件，回形板603上对称设置有用于对定位放置后刀头2限位的限位组件；

此处需要说明的是：刀头2在头库本体103内侧放置完成后，通过头库本体103上居中定位组件及限位组件的相互配合，对刀头2进行居中定位并相抵限位，保证头库本体103内部放置后刀头2位置的精准度，进一步的保证后续通过机械臂3对头库内侧刀头2拿取的成功率。

优选的，升降组件包括固定在头库本体103外侧的第一固定板701，第一固定板701上转动连接有螺纹杆702，螺纹杆702上螺纹啮合连接有螺纹管703，螺纹管703的一端固定有第一连接板704，第一连接板704与回形板603的上端相固定，第一固定板701的上端安装有用于对螺纹杆702转动的驱动电机705；导向组件包括固定在头库本体103外侧的第二固定板801，第二固定板801上固定有第一滑杆802，第一滑杆802上滑动连接有第一套管803，第一套管803的一端固定有第二连接板804，第二连接板804与回形板603的上端相固定；

此处需要说明的是：通过驱动电机705，驱动螺纹杆702进行转动，在螺纹杆702转动的过程中，通过螺纹杆702与螺纹管703的相互啮合传动，驱动第一连接板704及回形板603进行运动，在回形板603运动的过程中，通过第一滑杆802与第一套管803的滑动导向作用，使受力后的回形板603在头库本体103的外侧升降运动。

优选的，限位组件包括设置在头库本体103外侧的条形板901，条形板901上通过连接组件连接有用于与刀头2上端相抵的限位挡板902，头库本体103的外侧设置有用于条形板901支撑的第二支撑组件，回形板603上设置有用于对条形板901翻转驱动的转动组件；

此处需要说明的是：通过转动组件，带动条形板901靠向头库本体103的端部翻转，在条形板901翻转的过程中，通过连接组件带动限位挡板902同步翻转运动，在限位挡板902翻转的过程中，使限位挡板902与居中定位后的刀头2的上端部相抵，对刀头2进行限位。

优选的，限位挡板902的端部开设有斜面903；

此处需要说明的是：通过机械臂3对头库本体103内侧居中定位并相抵限位的刀头2进行拿取的过程中，驱动机械臂3靠向刀头2的上端部运动，在运动的过程中，使机械臂3的前端与限位挡板902上斜面903相抵，驱动限位挡板902受力靠向条形板901收缩运动，通过限位挡板902的收缩运动，便于机械臂3稳定的对刀头2进行夹取操作。

优选的，连接组件包括固定在条形板901一侧的多个第二套管1001，各个第二套管1001上滑动连接有第二滑杆1002，第二滑杆1002的一端与限位挡板902的一侧相固定，各个第二套管1001的外侧套设有第一弹簧1003，第一弹簧1003的两端分别与限位挡板902及条形板901相连接；

此处需要说明的是：通过各个第二套管1001与第二滑杆1002，对受力后限位挡板902的运动进行导向，通过各个第一弹簧1003，便于收缩运动后限位挡板902的复位运动。

优选的，第二支撑组件包括固定在头库本体103外侧的两组L型架1101，两个L型架1101上转动连接有安装轴1102，安装轴1102上固定有传动板1103，条形板901固定在传动板1103的一侧；

此处需要说明的是：通过L型架1101、安装轴1102及传动板1103，对条形板901进行转动支撑。

优选的，转动组件包括固定在安装轴1102一端的齿轮1201，回形板603上固定有L型板1202，L型板1202的一端固定有齿条1203，齿条1203与齿轮1201相互啮合设置；

此处需要说明的是：在回形板603上升运动的过程中，通过L型板1202带动齿条1203同步运动，在齿条1203运动的过程中，通过齿条1203与齿轮1201之间的相互啮合传动，驱动安装轴1102进行转动，在安装轴1102转动的过程中，通过传动板1103带动条形板901靠向头库本体103的端部翻转，在条形板901翻转的过程中，通过连接组件带动限位挡板902同步翻转运动。

优选的，第一支撑组件包括滑动连接在头库本体103内部的支撑板401，支撑板401的四角处滑动连接有T型杆402，各个T型杆402的一端与基座102相固定，各个T型杆402的外侧套设有第二弹簧403，第二弹簧403的两端分别与支撑板401及基座102相抵设置，支撑板401上设置有用于对刀头2支撑过程中滑动的滑动组件；

此处需要说明的是：刀头2在头库本体103内部放置支撑的过程中，通过刀头2自身的重力作用，推动支撑板401在 各个T型杆402上滑动，在滑动的过程中，通过各个第二弹簧403对放置支撑过程中的刀头2进行缓冲，降低头库本体103内侧刀头2在放置时发生冲击损坏的几率。

优选的，滑动组件包括开设在支撑板401上端的多个球槽501，各个球槽501上转动连接有滚珠502；

此处需要说明的是：刀头2在头库本体103内部放置的过程中，使刀头2下端部与头库本体103内侧支撑板401上的多个滚珠502相抵，通过多个滚珠502对放置后的刀头2进行支撑，且在支撑的过程中，通过各个滚珠502的作用，方便刀头2在支撑板401的上方进行滑动，调节放置后刀头2的位置。

工作原理：头库本体103使用时，通过机械臂3将待放置的刀头2朝向头库本体103的内部推动，在推动的过程中，使刀头2下端部与头库本体103内侧支撑板401上的多个滚珠502相抵，通过多个滚珠502对放置后的刀头2进行支撑，且在支撑的过程中，通过各个滚珠502的作用，方便刀头2在支撑板401的上方进行滑动，调节放置后刀头2的位置，且刀头2在头库本体103内部放置支撑的过程中，通过刀头2自身的重力作用，推动支撑板401在 各个T型杆402上滑动，在滑动的过程中，通过各个第二弹簧403对放置支撑过程中的刀头2进行缓冲，降低头库本体103内侧刀头2在放置时发生冲击损坏的几率；

刀头2在头库本体103内侧放置完成后，通过升降组件与导向组件的相互配合，驱动回形板603在头库本体103的外侧向上运动，在回形板603运动的过程中，通过各个连杆604对推板602进行推动，使头库本体103四周的推板602受力靠向头库本体103的内侧滑动并与刀头2的外侧相抵，通过各个推板602与刀头2四周的相抵推动作用，对头库本体103内侧放置后的刀头2进行居中定位，且在回形板603上升运动的过程中，通过L型板1202带动齿条1203同步运动，在齿条1203运动的过程中，通过齿条1203与齿轮1201之间的相互啮合传动，驱动安装轴1102进行转动，在安装轴1102转动的过程中，通过传动板1103带动条形板901靠向头库本体103的端部翻转，在条形板901翻转的过程中，通过连接组件带动限位挡板902同步翻转运动，在限位挡板902翻转的过程中，使限位挡板902与居中定位后的刀头2的上端部相抵，对刀头2进行限位，因此刀头2在头库本体103内部放置后，通过头库本体103上居中定位组件及限位组件的相互配合，对刀头2进行居中定位并相抵限位，保证头库本体103内部放置后刀头2位置的精准度，进一步的保证后续通过机械臂3对头库内侧刀头2拿取的成功率；

通过机械臂3对头库本体103内侧居中定位并相抵限位的刀头2进行拿取的过程中，驱动机械臂3靠向刀头2的上端部运动，在运动的过程中，使机械臂3的前端与限位挡板902上斜面903相抵，驱动限位挡板902受力靠向条形板901收缩运动，通过限位挡板902的收缩运动，便于机械臂3稳定的对刀头2进行夹取操作，在机械臂3对刀头2夹取完成后，通过传动，驱动各个推板602不再与刀头2的外侧相抵，此时可以更加顺畅的将刀头2从头库本体103取出。

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、物品或者设备固有的要素。

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 (10)

1.一种数控加工中心自动换头头库，包括：

设置在操作台（101）一侧的用于刀头（2）放置的头库本体（103），所述操作台（101）的一侧固定有基座（102），所述头库本体（103）固定在基座（102）上，所述操作台（101）上设置有用于对头库本体（103）夹取移动的机械臂（3）；

其特征在于，还包括：

设置在头库本体（103）四周用于对头库本体（103）内部放置后刀头（2）居中定位的居中定位组件，所述头库本体（103）的内部设置有用于对放置过程中刀头 （2）支撑的第一支撑组件；

所述居中定位组件包括开设在头库本体（103）上的方形槽（601），所述方形槽（601）与头库本体（103）的内侧相通，所述方形槽（601）上滑动连接有与方形槽（601）相互匹配设置的推板（602），所述头库本体（103）的外侧套设有回形板（603），所述推板（602）与回形板（603）之间设置有连杆（604），所述连杆（604）的两端分别与回形板（603）及推板（602）的一侧转动连接，所述头库本体（103）的外侧设置有用于对回形板（603）升降的升降组件及升降过程中导向的导向组件，所述回形板（603）上对称设置有用于对定位放置后刀头（2）限位的限位组件。

2.根据权利要求1所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于：所述升降组件包括固定在头库本体（103）外侧的第一固定板（701），所述第一固定板（701）上转动连接有螺纹杆（702），所述螺纹杆（702）上螺纹啮合连接有螺纹管（703），所述螺纹管（703）的一端固定有第一连接板（704），所述第一连接板（704）与回形板（603）的上端相固定，所述第一固定板（701）的上端安装有用于对螺纹杆（702）转动的驱动电机（705）。

3.根据权利要求2所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于：所述导向组件包括固定在头库本体（103）外侧的第二固定板（801），所述第二固定板（801）上固定有第一滑杆（802），所述第一滑杆（802）上滑动连接有第一套管（803），所述第一套管（803）的一端固定有第二连接板（804），所述第二连接板（804）与回形板（603）的上端相固定。

4.根据权利要求1所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于：所述限位组件包括设置在头库本体（103）外侧的条形板（901），所述条形板（901）上通过连接组件连接有用于与刀头（2）上端相抵的限位挡板（902），所述头库本体（103）的外侧设置有用于条形板（901）支撑的第二支撑组件，所述回形板（603）上设置有用于对条形板（901）翻转驱动的转动组件。

5.根据权利要求4所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于：所述限位挡板（902）的端部开设有斜面（903）。

6.根据权利要求4所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于：所述连接组件包括固定在条形板（901）一侧的多个第二套管（1001），各个所述第二套管（1001）上滑动连接有第二滑杆（1002），所述第二滑杆（1002）的一端与限位挡板（902）的一侧相固定，各个所述第二套管（1001）的外侧套设有第一弹簧（1003），所述第一弹簧（1003）的两端分别与限位挡板（902）及条形板（901）相连接。

7.根据权利要求4所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于：所述第二支撑组件包括固定在头库本体（103）外侧的两组L型架（1101），两个所述L型架（1101）上转动连接有安装轴（1102），所述安装轴（1102）上固定有传动板（1103），所述条形板（901）固定在传动板（1103）的一侧。

8.根据权利要求7所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于：所述转动组件包括固定在安装轴（1102）一端的齿轮（1201），所述回形板（603）上固定有L型板（1202），所述L型板（1202）的一端固定有齿条（1203），所述齿条（1203）与齿轮（1201）相互啮合设置。

9.根据权利要求1所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于，所述第一支撑组件包括滑动连接在头库本体（103）内部的支撑板（401），所述支撑板（401）的四角处滑动连接有T型杆（402），各个所述T型杆（402）的一端与基座（102）相固定，各个所述T型杆（402）的外侧套设有第二弹簧（403），所述第二弹簧（403）的两端分别与支撑板（401）及基座（102）相抵设置，所述支撑板（401）上设置有用于对刀头（2）支撑过程中滑动的滑动组件。

10.根据权利要求9所述的一种数控加工中心自动换头头库，其特征在于，所述滑动组件包括开设在支撑板（401）上端的多个球槽（501），各个所述球槽（501）上转动连接有滚珠（502）。