CN203418348U

CN203418348U - 自动换刀机构

Info

Publication number: CN203418348U
Application number: CN201320405657.7U
Authority: CN
Inventors: 刘怡君
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2023-07-09

Abstract

自动换刀机构，设有转轴，转轴上设置有凸轮板，转轴的两端位于箱体外，转轴的一端设置有松夹刀凸轮，另一端设置有感应轮，沿感应轮的轴向设置有两个感应区，与这两个感应区分别相配的设置有第一接近开关和第二接近开关，在凸轮板的一侧设置有斜齿部，该斜齿部与设置在电机输出端上的伞齿轮啮合，凸轮板的另一侧开设有凹槽，凹槽的轮廓线为两个平滑过渡且直径不同的半圆组成，在凹槽内嵌有滚轮，滚轮所在的支撑杆与摆臂连接，摆臂的一端铰接在箱体上，设置在摆臂另一端的压轮位于压环内，压环设置在输出轴上，与凸轮板通过键连接有涡轮，与涡轮相配设置的蜗杆转盘，蜗杆转盘中心处设置有中心孔，该中心孔与输出轴上部的齿槽相配。

Description

自动换刀机构

技术领域

本实用新型涉及一种自动换刀机构，特别是一种可以实现快速打刀、夹刀和换刀动作的自动换刀机构。

背景技术

传统的加工中心一般具有一套换刀机构，这个换刀机构设置有一与电控装置相接的电机，电机通过传动装置驱动安装在换刀机构主体上的凸轮轴和刀臂主轴动作，刀臂主轴的转动和轴向运动实现换刀动作。在换刀的过程中，刀臂首先对刀库内的刀具进行扣刀，然后由电控装置驱动刀库进行松刀动作，传统的换刀机构松刀的动作是由凸轮轴通过链轮链条带动信号链轮进行感应控制，缺点是中间的传动机构和部件较多，因此不可避免的出现累积误差，松刀动作的感应到位经常出现不及时的情况，造成扣刀与松刀动作无法同步进行，即在扣刀动作完成后需要等待一定的时间才能进行松刀动作，造成换刀时间长、加工效率低，动作不连贯等问题；同时，传统的换刀机构中电机的运行依靠加工中心的控制部分进行统一控制，功能相对单一，其转速无法根据实际情况进行有针对性的改变，在进行扣刀工序时震动和冲击均较大。因此现在需要一种能够解决上述问题的新型加工中心用自动换刀机构。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构巧妙，设计合理，利用电机同时驱动松夹刀凸轮与输出轴动作，且可单独对电机进行控制，以实现快速、流畅换刀动作的自动换刀机构。

本实用新型的技术解决方案是：一种自动换刀机构，包括设置在机架上的电机1，其特征在于：在固定于所述机架上的箱体内横向的轴承支撑有转轴2，转轴2上设置有凸轮板3，转轴2的两端位于箱体外，转轴2的一端设置有松夹刀凸轮4，另一端设置有感应轮5，沿感应轮5的轴向设置有两个感应区，与这两个感应区分别相配的设置有第一接近开关6和第二接近开关7，在凸轮板3的一侧设置有斜齿部，该斜齿部与设置在电机1输出端上的伞齿轮8啮合，凸轮板3的另一侧开设有凹槽9，凹槽9的轮廓线为两个平滑过渡且直径不同的半圆组成，在凹槽9内嵌有滚轮10，滚轮10所在的支撑杆与摆臂11连接，摆臂11的一端铰接在箱体上，设置在摆臂11另一端的压轮12位于压环13内，压环13设置在输出轴14上，与凸轮板3通过键15连接有涡轮槽16，与涡轮槽16相配的设置有多个滚轮17，滚轮17铰接在旋转轴18，该旋转轴18与输出轴14上部的齿槽19相配，电机1通过伺服电机驱动器22控制。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的自动换刀机构，其结构巧妙，布局合理，它针对传统的自动换刀机构中用于传递运动的机构和部件较多，会产生较大的累计误差，从而导致扣刀与松刀动作无法同步进行，造成工作效率较低、动作不连贯的问题，设计出一种利用电机直接对控制松夹刀动作的松夹刀凸轮与控制打刀臂纵向运动并旋转的输出轴进行驱动，并且在系统中加入了接近开关来控制各部件的运动节拍，以保证各执行机构运动的同步性，防止出现停顿、等待等问题，让换刀过程更加流畅，从而达到提高工作效率的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例的主视图。

图2是本实用新型实施例的侧视图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本实用新型的具体实施方式。如图1、图2所示：一种自动换刀机构，包括设置在机架上的电机1，在机架上还设置有箱体，箱体内横向的通过轴承转动支撑有转轴2，在转轴2上设置有能够随其一同转动的凸轮板3，转轴2的两端均位于箱体外部，其一端设置有松夹刀凸轮4，另一端则设置有感应轮5，沿着感应轮5的轴向设置有两个感应区，与这两个感应区分别相配的设置有第一接近开关6和第二接近开关7，当感应轮5转动时，感应区分别与第一接近开关6和第二接近开关7共同作用，向控制系统发出信号；

在凸轮板3的一侧设置有斜齿部，该斜齿部与设置在电机1输出端上的伞齿轮8相啮合，在凸轮板3的另一侧开设有凹槽9，这个凹槽9的轮廓线为两个直径不同的半圆组成，并且这两个半圆之间为平滑过渡，其中半径较小的半圆为夹刀区20，半径较大的半圆为拉刀区21，在凹槽9内嵌有滚轮10，而滚轮10所在的支撑杆与摆臂11连接，这个摆臂11的一端铰接在箱体上，而另一端设置有一压轮12，这个压轮12位于压环13内，压环13设置在输出轴14上，与凸轮板3通过键15连接有一涡轮槽16，与这个涡轮槽16相配的设置有滚轮17，滚轮17的中心处开设有旋转轴18，而旋转轴18与输出轴14上部的齿槽19相配；

与电机1相连的伺服电机驱动器22可以对电机1进行单独控制，可具体地说是可以对电机1的驱动换刀臂转动的速度进行控制，让换刀臂在接近扣刀点时降低转速，打到减震并保护主轴不受冲击的目的。

本实用新型实施例的自动换刀机构的工作过程如下：电机1工作，带动伞齿轮8转动，与伞齿轮8相啮合的凸轮板3随之转动，凸轮板3的转动带动转轴2转动，转轴2转动的同时，带动松夹刀凸轮4做圆周运动，而松夹刀凸轮4可以配套的设置一套松夹刀驱动机构，直接利用转轴2的转动驱动松夹刀动作，相比于传统的利用其它传动机构间接驱动松夹刀动作，运动传递所需的机构少，因此产生的累积误差也较小；

同时设置在转轴2另一端的感应轮5也会随着转轴2一同转动，转动的过程中，感应轮5上的第一接近开关6和第二接近开关7分别于所对应的感应区配合作用，按照一定的频率间隔（该频率与转轴2的转动速度相适应）向控制系统发出信号，以便于控制系统统一对换刀机构中各部件和运动部分进行控制，实现换刀机构快速、无时间差的动作；

凸轮板3转动的时候，其上开设的凹槽9也随之运动，由于在凹槽9内设置有滚轮10，而该滚轮10又通过支撑杆与摆臂11连接，因此最终实现摆臂11在箱体上的摆动动作；由于凹槽9的轮廓线由两个直径不同的半圆组成（半径较小的夹刀区20和半径较大的拉刀区21），因此当滚轮10在任意一个半圆内滚动时，摆臂11都不会摆动，只有当滚轮10在夹刀区20和拉刀区21之间滚动时，摆臂11才进行摆动；摆臂11向下摆动的同时，会带动压轮12将压环13向下压，带动输出轴14向下窜动；而在凸轮板3转动的同时，由于键15的存在，涡轮槽16与之一同转动，涡轮槽16会驱动滚轮17转动，滚轮17转动的同时，与其旋转轴18相配的输出轴14也随之转动；

上述机构动作时所实现的动作是：输出轴14在凸轮板3转动的同时进行转动，并在摆臂11的作用下按照一定的频率做纵向的伸缩运动，在伸缩的过程中，输出轴14仍然在不断的转动；并且输出抽14在伸出（或回收）后，会保持当前高度不变一段时间，该时间为滚轮10在夹刀区20或拉刀区21内运动的时间。

本种自动换刀机构利用电机1带动转轴2转动，实现转轴2两端的松夹刀凸轮4和感应轮5的转动，利用松夹刀凸轮4直接对可实现松夹刀动作的机构进行驱动，利用感应轮5和其上设置的两个接近开关实现控制系统对个执行机构的无间隙控制；同时利用凸轮板3上的由两个半圆组成的凹槽9进行摆臂11的摆动动作驱动，实现输出轴14在转动过程中的下压或提升动作，以实现设置在输出轴14底端的换刀臂的下降或上升动作。

Claims

1.一种自动换刀机构，包括设置在机架上的电机（1），其特征在于：在固定于所述机架上的箱体内横向的轴承支撑有转轴（2），转轴（2）上设置有凸轮板（3），转轴（2）的两端位于箱体外，转轴（2）的一端设置有松夹刀凸轮（4），另一端设置有感应轮（5），沿感应轮（5）的轴向设置有两个感应区，与这两个感应区分别相配的设置有第一接近开关（6）和第二接近开关（7），在凸轮板（3）的一侧设置有斜齿部，该斜齿部与设置在电机（1）输出端上的伞齿轮（8）啮合，凸轮板（3）的另一侧开设有凹槽（9），凹槽（9）的轮廓线为两个平滑过渡且直径不同的半圆组成，在凹槽（9）内嵌有滚轮（10），滚轮（10）所在的支撑杆与摆臂（11）连接，摆臂（11）的一端铰接在箱体上，设置在摆臂（11）另一端的压轮（12）位于压环（13）内，压环（13）设置在输出轴（14）上，与凸轮板（3）通过键（15）连接有涡轮槽（16），与涡轮槽（16）相配的设置有多个滚轮（17），滚轮（17）铰接在旋转轴（18），该旋转轴（18）与输出轴（14）上部的齿槽（19）相配，电机（1）通过伺服电机驱动器（22）控制。