CN203210070U

CN203210070U - 一种机床自动换刀装置

Info

Publication number: CN203210070U
Application number: CN 201320145422
Authority: CN
Inventors: 龚伦勇; 龙剑
Original assignee: SHENZHEN YUANYANG XIANGRUI MACHINERY CO Ltd
Current assignee: Shenzhen Ocean Xiangrui Machinery Co ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-03-27

Abstract

本实用新型公开了一种机床自动换刀装置，包括机架、设于机架的工作台、设于该工作台上方且设有气动夹头的主轴、与该气动夹头配合且用于感应刀具的感应器、设于机架的X轴位移组件、和该X轴位移组件活动连接的Z轴位移组件、设于工作台底部的Y轴位移组件、设于工作台的刀具库和控制装置；主轴设于Z轴位移组件上，主轴、感应器、X轴位移组件、Z轴位移组件和Y轴位移组件分别与控制装置连接；刀具库设有若干个刀具座，该若干个刀具座和所述气动夹头活动配合。本实用新型采用以上结构，实现了机床能快速、自动换刀，精简设备的操作流程，减少手动换刀的动作给操作人员带来的工作量，提高加工效率，减少成本，利于设备大范围自动化升级。

Description

一种机床自动换刀装置

技术领域

本实用新型涉及数控机床领域，具体涉及一种机床自动换刀装置。

背景技术

目前存在的机床刀具库形式各样，有转盘式、链式等，其结构、控制相对复杂，在相对小型的机床上占据空间较大，在国内施行产业升级、设备实现自动化的转型中，需要较高的成本投入，不利于大范围推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开了一种机床自动换刀装置，解决了现有机床刀具库结构复杂、占地空间大、成本该的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种机床自动换刀装置，包括机架、设于机架的工作台、设于该工作台上方且设有气动夹头的主轴、与该气动夹头配合且用于感应刀具的感应器、设于机架的X轴位移组件、和该X轴位移组件活动连接的Z轴位移组件、设于工作台底部的Y轴位移组件、设于工作台的刀具库和控制装置；主轴设于Z轴位移组件上，主轴、感应器、X轴位移组件、Z轴位移组件和Y轴位移组件分别与控制装置连接；刀具库设有若干个刀具座，该若干个刀具座和所述气动夹头活动配合。

进一步，所述刀具库还包括刀具库外罩、与该刀具库外罩活动连接的刀具库挡板和刀具库气缸；刀具库外罩和刀具库挡板构成内部空腔，所述刀具座放置于该内部空腔中；刀具座和刀具库挡板连接，刀具库气缸和刀具库挡板固接，设于刀具库气缸的气缸顶杆和刀具库外罩连接，刀具库气缸驱动气缸顶杆伸长从而实现刀具库开启，刀具库气缸驱动气缸顶杆收缩从而实现刀具库闭合。

进一步，所述刀具库气缸设于所述刀具座的下方位置处。

进一步，所述X轴位移组件包括X轴导轨、X轴丝杆和X轴驱动装置；X轴丝杆和X轴导轨配合，X轴驱动装置和X轴丝杆连接，X轴驱动装置和所述控制装置连接；所述Z轴位移组件和X轴导轨活动配合，且Z轴位移组件和X轴丝杆连接；X轴驱动装置通过X轴丝杆驱动Z轴位移组件沿着X轴导轨位移。

进一步，所述Z轴位移组件包括Z轴座板、Z轴导轨、Z轴丝杆和Z轴驱动装置；Z轴座板和所述X轴导轨活动连接，Z轴导轨设于Z轴座板上，Z轴丝杆和Z轴导轨配合、Z轴丝杆和Z轴驱动装置连接，Z轴驱动装置和所述控制装置连接；所述主轴和Z轴导轨活动配合，且主轴和Z轴丝杆连接；Z轴驱动装置通过Z轴丝杆驱动主轴沿着Z轴导轨位移。

进一步，所述Y轴位移组件包括设于所述机架的Y轴导轨、Y轴丝杆和Y轴驱动装置；Y轴丝杆和Y轴导轨配合，Y轴驱动装置和Y轴丝杆连接，Y轴驱动装置和所述控制装置连接；所述工作台和Y轴导轨活动配合，且工作台和Y轴丝杆连接；Y轴驱动装置通过Y轴丝杆驱动工作台沿着Y轴导轨位移。

进一步，所述若干个刀具座沿着所述Y轴导轨呈直线式分布。

进一步，所述X轴位移组件沿着X轴方向延伸，所述Y轴位移组件沿着Y轴方向延伸，所述Z轴位移组件沿着Z轴方向延伸，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。

进一步，所述机架为机床的机架，所述工作台为机床的工作台，所述控制装置为机床自带的数控系统。

进一步，所述控制装置为触发电路、触发芯片、PLC（可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller）或计算机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型采用以上结构，实现了机床能快速、自动换刀，精简设备的操作流程，减少手动换刀的动作给操作人员带来的工作量，提高加工效率，减少设备的成本投入，利于设备大范围自动化升级；本实用新型结构简单，既能很好地实现机床系统与该换刀装置完全整合以达到自动换刀功能，也能维持设备以低成本升级，解决了操作人员手动换刀的时间较长从而影响生产效率的问题，既人性化又节约资源的使用，低碳环保。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种机床自动换刀装置实施例的立体示意图，此时刀具库处于打开状态；

图2是工作台和Y轴位移组件配合的底部示意图，此时省略了机架，刀具库处于打开状态；

图3是图2的顶部示意图，此时刀具库处于闭合状态；

图中，1-机架；11-底座；12-横梁；2-工作台；3-主轴；31-气动夹头；4-X轴位移组件；41-X轴导轨；42-X轴丝杆；5-Y轴位移组件；51-Y轴导轨；52-Y轴丝杆；6-Z轴位移组件；61-Z轴座板；62-Z轴导轨；63-Z轴丝杆；7-刀具库；71-刀具座；72-刀具库外罩；73-刀具库挡板；74-刀具库气缸；741-气缸顶杆；8-刀具。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图3所示一种机床自动换刀装置，包括机架1、设于机架1的工作台2、设于该工作台2上方且设有气动夹头31的主轴3、与该气动夹头31配合且用于感应刀具的感应器（未示出）、设于机架1的X轴位移组件4、和该X轴位移组件4活动连接的Z轴位移组件6、设于工作台底部的Y轴位移组件5、设于工作台2的刀具库7和控制装置（未示出）；主轴3设于Z轴位移组件6上，主轴3、感应器、X轴位移组件4、Z轴位移组件6和Y轴位移组件5分别与控制装置连接；刀具库7设有若干个刀具座71，该若干个刀具座71和气动夹头31活动配合。

刀具库7还包括刀具库外罩72、与该刀具库外罩72活动连接的刀具库挡板73和刀具库气缸74；刀具座71放置于由刀具库外罩72和刀具库挡板73构成的内部空腔中，刀具座71和刀具库挡板73连接，刀具库气缸74和刀具库挡板73固接，设于刀具库气缸74的气缸顶杆741和刀具库外罩72连接，刀具库气缸74驱动气缸顶杆741伸长从而实现刀具库7开启，刀具库气缸74驱动气缸顶杆741收缩从而实现刀具库7闭合。刀具库气缸74设于刀具座71的下方位置处。

X轴位移组件4包括X轴导轨41、X轴丝杆42和X轴驱动装置（未示出）；X轴丝杆42和X轴导轨41配合，X轴驱动装置和X轴丝杆42连接，X轴驱动装置和控制装置连接；Z轴位移组件6和X轴导轨41活动配合，且Z轴位移组件6和X轴丝杆42连接；X轴驱动装置通过X轴丝杆42驱动Z轴位移组件6沿着X轴导轨41位移。

Z轴位移组件6包括Z轴座板61、Z轴导轨62、Z轴丝杆63和Z轴驱动装置（未示出）；Z轴座板61和X轴导轨41活动连接，Z轴导轨62设于Z轴座板61上，Z轴丝杆63和Z轴导轨62配合、Z轴丝杆63和Z轴驱动装置连接，Z轴驱动装置和控制装置连接；主轴3和Z轴导轨62活动配合，且主轴3和Z轴丝杆63连接；Z轴驱动装置通过Z轴丝杆63驱动主轴3沿着Z轴导轨62位移。

Y轴位移组件5包括设于机架1的Y轴导轨51、Y轴丝杆52和Y轴驱动装置（未示出）；Y轴丝杆52和Y轴导轨51配合，Y轴驱动装置和Y轴丝杆52连接，Y轴驱动装置和控制装置连接；工作台2和Y轴导轨51活动配合，且工作台2和Y轴丝杆52连接；Y轴驱动装置通过Y轴丝杆52驱动工作台2沿着Y轴导轨51位移。刀具库7设于工作台的边缘，刀具库7的外形为长方体，且若干个刀具座71沿着Y轴导轨51呈直线式分布。本实施例中，刀具库7设于工作台的右侧边缘位置处，刀具座71的数量为6个，但不局限于6个，也可为1个、2个、8个等等。

X轴驱动装置为气缸或电机；Y轴驱动装置为气缸或电机；Z轴驱动装置为气缸或电机。

X轴位移组件4（例如X轴导轨41）沿着X轴方向延伸，Y轴位移组件5（例如Y轴导轨51）沿着Y轴方向延伸，Z轴位移组件6（例如Z轴导轨62）沿着Z轴方向延伸，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。

机架1为机床的机架，工作台2为机床的工作台，控制装置为机床自带的数控系统。机架1包括底座11和横梁12，工作台2位于底座11上，X轴位移组件4位于横梁12上。作为对本实施例的进一步说明，控制装置也可为单独的触发电路、触发芯片、PLC或计算机，并不局限于机床自带的数控系统。本实施例中的感应器可为光电感应器，也可为红外线感应器。

本实施例一种机床自动换刀装置的其它结构参见现有技术。

作为对本实施例的进一步说明，现说明本实施例的工作原理：刀本实施例利用控制装置、X轴位移组件4、Y轴位移组件5、Z轴位移组件6和光电感应器相互配合来实现定位，及气动夹头31松开或夹紧刀具8从而实现刀具换装；刀具座7安装在Y轴方向的工作台2上，可随工作台2前后移动；主轴3可沿Z轴方向上下移动，且可沿着及X轴方向左右移动；换刀时，刀具库7打开，主轴3升高且沿着X轴向刀具库7移动，感应器会首先检测刀具座71是否有刀具8；如刀具座71是空位，则主轴3下降，将已安装在主轴3上的刀具放入该空位，然后移动到需要换装的刀具上方进行取刀。

作为对本实施例的进一步说明，现说明当主轴3加工动作完成后，要换刀时的工作过程：

a、首先将刚使用过的刀具8放回原位；刀具库7由刀具库气缸74打开（如图2所示状态），刀具库7随着工作台2沿着Y轴导轨51移动，使刀具座71移至在X轴方向上对齐主轴3的位置处；同时主轴3沿着X轴导轨41向刀具库7移动，此时感应器会首先检测刀具座71上是不是空位，如果是，则主轴3继续移动，移动到刀具库7右侧的等待位置后，主轴3沿Z轴导轨62开始下降，直到刀具8的卡槽与刀具座71上的卡位相对齐时的位置；然后主轴沿X轴导轨41往回移动，把使用过的刀具放入刀具座71中，气动夹头31松开，主轴3上升退回，同时关闭气动夹头31；此时，放回刀具动作完成，接着主轴3按原路退回到右侧等待位置；如果不是，则系统报警。

b、换装新的刀具8;刀具库7沿着Y轴导轨51移动，使接下来要用的刀具在X轴方向对齐主轴3，然后主轴3沿X轴往回移动到刀具8上方，此时主轴3打开气动夹头31，开始下降，直至刀具8装入夹头31;然后气动夹头31关闭，夹紧刀具;接着主轴3沿X轴导轨右侧方向移动，拿出刀具8，沿Z轴导轨向上移动，此时换装新刀具动作完成，主轴3移动进入工作台2范围实施加工动作。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims

1.一种机床自动换刀装置，其特征在于：包括机架、设于机架的工作台、设于该工作台上方且设有气动夹头的主轴、与该气动夹头配合且用于感应刀具的感应器、设于机架的X轴位移组件、和该X轴位移组件活动连接的Z轴位移组件、设于工作台底部的Y轴位移组件、设于工作台的刀具库和控制装置；主轴设于Z轴位移组件上，主轴、感应器、X轴位移组件、Z轴位移组件和Y轴位移组件分别与控制装置连接；刀具库设有若干个刀具座，该若干个刀具座和所述气动夹头活动配合。

2.如权利要求1所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述刀具库还包括刀具库外罩、与该刀具库外罩活动连接的刀具库挡板和刀具库气缸；刀具库外罩和刀具库挡板构成内部空腔，所述刀具座放置于该内部空腔中；刀具座和刀具库挡板连接，刀具库气缸和刀具库挡板固接，设于刀具库气缸的气缸顶杆和刀具库外罩连接，刀具库气缸驱动气缸顶杆伸长从而实现刀具库开启，刀具库气缸驱动气缸顶杆收缩从而实现刀具库闭合。

3.如权利要求2所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述刀具库气缸设于所述刀具座的下方位置处。

4.如权利要求1所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述X轴位移组件包括X轴导轨、X轴丝杆和X轴驱动装置；X轴丝杆和X轴导轨配合，X轴驱动装置和X轴丝杆连接，X轴驱动装置和所述控制装置连接；所述Z轴位移组件和X轴导轨活动配合，且Z轴位移组件和X轴丝杆连接；X轴驱动装置通过X轴丝杆驱动Z轴位移组件沿着X轴导轨位移。

5.如权利要求4所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述Z轴位移组件包括Z轴座板、Z轴导轨、Z轴丝杆和Z轴驱动装置；Z轴座板和所述X轴导轨活动连接，Z轴导轨设于Z轴座板上，Z轴丝杆和Z轴导轨配合、Z轴丝杆和Z轴驱动装置连接，Z轴驱动装置和所述控制装置连接；所述主轴和Z轴导轨活动配合，且主轴和Z轴丝杆连接；Z轴驱动装置通过Z轴丝杆驱动主轴沿着Z轴导轨位移。

6.如权利要求1至5任意一项所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述Y轴位移组件包括设于所述机架的Y轴导轨、Y轴丝杆和Y轴驱动装置；Y轴丝杆和Y轴导轨配合，Y轴驱动装置和Y轴丝杆连接，Y轴驱动装置和所述控制装置连接；所述工作台和Y轴导轨活动配合，且工作台和Y轴丝杆连接；Y轴驱动装置通过Y轴丝杆驱动工作台沿着Y轴导轨位移。

7.如权利要求6所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述若干个刀具座沿着所述Y轴导轨呈直线式分布。

8.如权利要求1所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述X轴位移组件沿着X轴方向延伸，所述Y轴位移组件沿着Y轴方向延伸，所述Z轴位移组件沿着Z轴方向延伸，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。

9.如权利要求1所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述机架为机床的机架，所述工作台为机床的工作台，所述控制装置为机床自带的数控系统。

10.如权利要求1所述一种机床自动换刀装置，其特征在于：所述控制装置为触发电路、触发芯片、可编程逻辑控制器PLC或计算机。