CN207771383U - 一种新型换刀结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型换刀结构，包括机架，机架设置有第一轴、连接第一轴的换刀臂，机架设置有驱动第一轴沿第一轴的轴向移动的第一驱动机构，第一驱动机构包括套装于第一轴的第一管件、驱动第一管件转动的第一电机、与第一电机电连接的控制器，第一管件与机架转动连接，第一管件与第一轴之间设置有传动用的滚珠和容置滚珠滚动的螺旋凹槽。本实用新型的一种新型换刀结构，结构简洁、易于加工、占用空间小、重量轻。

Description

一种新型换刀结构

技术领域

本实用新型涉及机床换刀结构，尤其涉及一种新型换刀结构。

背景技术

现有技术中，换刀结构一般包括换刀臂、连接换刀臂中部的转轴、驱动转轴转动和移动的驱动机构。

现有技术中公开了一种凸轮式自动旋举移动换刀机构，专利号为20151044138.9，这种换刀机构通过凸轮结构使换刀臂移动。

然而，这种换刀机构的结构较为复杂，凸轮等零件的加工难度大而且存在着占用空间大、质量重的缺点，一般用于具有较高刚性的大型数控加工中心上。

因此，有必要对现有技术进行改进，以适用于中小型数控机床。

发明内容

本实用新型旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种结构简洁、易于加工、占用空间小、重量轻的新型换刀结构。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

一种新型换刀结构，包括机架，机架设置有第一轴、连接第一轴的换刀臂，机架设置有驱动第一轴沿第一轴的轴向移动的第一驱动机构，第一驱动机构包括套装于第一轴的第一管件、驱动第一管件转动的第一电机、与第一电机电连接的控制器，第一管件与机架转动连接，第一管件与第一轴之间设置有传动用的滚珠和容置滚珠滚动的螺旋凹槽。

优选的，机架设置有驱动第一轴转动的第二驱动机构，第二驱动机构包括套装于第一轴的第二管件、驱动第二管件转动的第二电机，第二电机与控制器电连接，第二管件与机架转动连接，第二管件与第一轴通过键槽连接方式滑动连接。

优选的，机架设置有驱动第一轴转动的第二驱动机构，第二驱动机构包括套装于第一轴的第二管件、驱动第二管件转动的第二电机，第二电机与控制器电连接，第二管件与第二电机通过齿轮连接，齿轮的截面方向与第一轴的轴线平行，至少一个齿轮的齿宽大于第一轴的最大移动距离。

优选的，机架设置有驱动第一轴转动的第二驱动机构，第一轴包括连接第一驱动机构的第一半轴和连接第二驱动机构的第二半轴，第一半轴与第二半轴转动连接。

进一步的，第一电机、第二电机的轴线与第一轴的轴线平行设置，第一电机的输出轴与第二电机的输出轴异侧设置。

优选的，第一驱动机构还包括连接第一管件的从动轮、连接第一电机的主动轮、将从动轮与主动轮连接的同步带。

进一步的，第一管件设置于第一轴背向换刀臂的一端，第一管件背向换刀臂的一侧与第一电机通过联轴器进行连接。

有益效果是：与现有技术相比，本实用新型通过设置第一驱动机构，使第一驱动机构具有套装于第一轴的第一管件、驱动第一管件转动的第一电机、与第一电机电连接的控制器，第一管件与机架转动连接，第一管件与第一轴之间设置有传动用的滚珠和容置滚珠滚动的螺旋凹槽，进而将第一管件的转动转化为第一轴的轴向移动，实现了换刀臂的移动功能；同时，第一管件、滚珠、第一轴比凸轮结构结构简单、占用空间小、质量轻；另外，第一管件、第一轴和滚珠为规则形状，便于加工或直接购买，成本低。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为应用本实用新型的一种新型换刀装置的结构示意图；

图2为图1换刀机构的结构示意图；

图3为图2中第一驱动机构的局部剖切示意图；

图4为图2中第二驱动机构的局部剖切示意图；

图5为图4第二驱动机构的另一实施例的示意图；

图6为图1刀库的局部结构示意图；

图7为图1刀库中调节组件的结构示意图；

图8为图1刀库中输送组件的结构示意图；

图9为图8中两个第一卡爪的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种新型换刀装置，包括刀库6和换刀机构，刀库6用于存储刀具和将特定的刀具输送置换刀机构，换刀机构实施与机床主轴的换刀动作。

具体的，如图1、图2所示，换刀机构包括连接连接机架1的第一轴2、连接第一轴2的换刀臂3，机架1设置有驱动第一轴2沿第一轴2的轴向移动的第一驱动机构4和驱动第一轴2转动的第二驱动机构5。

如图3所示，第一驱动机构4包括套装于第一轴2的第一管件41、驱动第一管件41转动的第一电机42、与第一电机42电连接的控制器，第一管件41与机架1转动连接，第一管件41与第一轴2之间设置有传动用的滚珠43和容置滚珠43滚动的螺旋凹槽44。

第一电机42通过齿轮或同步带使第一管件41转动，进而滚珠43在螺旋凹槽44内滚动，滚珠43滚动驱动第一轴2沿第一轴2的轴线移动，进而实现换刀臂3的移动。

第一管件41、滚珠43、第一轴2比现有的凸轮结构简单、质量轻而且占用空间小；另外，第一管件41、第一轴2和滚珠43为规则形状，易于加工或便于直接购买，成本低。

第一驱动机构4还包括连接第一管件41的从动轮、连接第一电机42的主动轮、将从动轮与主动轮连接的同步带，第一电机42与主动轮之间可以设置有减速器，以保证运动的精确。

如图4所示，第二驱动机构5包括套装于第一轴2的第二管件51、驱动第二管件51转动的第二电机52，第二电机52与控制器电连接，第二管件51与机架1转动连接，第二管件51与第一轴2通过键槽连接方式滑动连接。

可以在第一轴2的径向设置多个键，以减少传动间隙，优选为花键配合。

第二管件51与第一轴2通过键槽连接，可以方便的带动第一轴2转动；第二管件51与第一轴2滑动连接，还不影响第一轴2的上下移动。

如图5所示，作为图4第二驱动机构5的替代方案，第二驱动机构5包括套装于第一轴2的第二管件51、驱动第二管件51转动的第二电机52，第二电机52与控制器电连接，第二管件51与第二电机52通过齿轮连接，齿轮的截面方向与第一轴2的轴线平行，至少一个齿轮的齿宽A大于第一轴2的最大移动距离。

齿轮的截面方向与第一轴2的轴线平行，至少一个齿轮的齿宽A大于第一轴2的最大移动距离，使得齿轮可以沿第一轴2的轴线方向移动同时保持啮合，第一轴2的移动不会对第一轴2的转动产生影响。

在换刀机构运行时，应采用以下两种模式：

1.在进行换刀臂3的上下移动时，第一驱动机构4运行，第二驱动机构5均保持停止，以避免第一轴2随第一管件41转动。

2.在进行换刀臂3的转动时，第二驱动机构5运行，第一驱动机构4应保持与第二驱动机构5同步转动，以使第一管件41与第一轴2不发生相对转动，防止第一轴2上下移动，第一驱动机构4和第二驱动机构5同步转动由控制器进行控制和补偿。

以上措施是为避免第一驱动机构4和第二驱动机构5运行时相互影响。

为防止在换刀臂3转动时第一轴2与第一管件41相对转动而导致第一轴2发生上下移动，可以使第一轴2为两部分，也即第一轴2包括连接第一驱动机构4的第一半轴和连接第二驱动机构5的第二半轴，第一半轴与第二半轴转动连接。第一半轴与第二半轴可以使用端面轴承进行连接，细节未图示画出。

为缩小换刀机构的高度，使整个换刀装置结构紧凑，第一电机42、第二电机52的轴线与第一轴2的轴线平行设置，第一电机42的输出轴与第二电机52的输出轴异侧设置，参见图1、图2。

当机床空间较小时，为减少换刀结构在第一轴2径向的尺寸，第一管件41设置于第一轴2背向换刀臂3的一端，第一管件41背向换刀臂3的一侧与第一电机42通过联轴器进行连接，细节未图示画出。这样设置会使换刀结构的高度增加，应根据机床的实际布置选择。

如图1、图7所示，刀库6包括水平设置的链条62、驱动链条62移动的主动齿轮和从动齿轮，链条62上设置有若干刀座61，刀座61设置有容置刀具的开口。

主动齿轮会连接有电机，由电机驱动主动齿轮转动，进而使链条62转动。

由于链条刀库6循环转动，必须对刀库6进行设定，来确定第一把刀具的位置。

如图7所示，机架设置有检测刀座61原点的第三感应器63，第三感应器63设置于链条62的顶部，若干刀座61中的一个对应设置有与第三感应器63配合的第三挡板65，第三感应器63和第三挡板65沿水平方向设置。

当第三挡板65随刀座61和链条62移动至第三感应器63处时，可以通过程序设定第三挡板65所在位置为第一把刀具所在的位置，或者第三挡板65前后顺延几干个刀座61后的位置为第一把刀具所在的位置。

为方便的将刀具从刀座61向换刀机构移动，机架设置检测刀座61位置的第四感应器64和反射第四感应器64信号的第四挡板，第四感应器64和第四挡板分别设置于刀座61的顶部和底部。

由于刀座61的遮挡作用，第四感应器64接收的信号会发生变化，以此来确认刀链条62是否将刀座61移动到位。

第三感应器63和第四感应器64可以为光感应器、磁感应器或者光栅感应器，可以根据需要采用。

为方便换刀，换刀机构一般设置在链条62的直线部分，然而刀具从刀座61处移出时，会带动链条62向刀库6外出移动，不利于刀具与刀库6的迅速脱离，会增加换刀时间，对此，第四挡板设置有限制链条62摆动的第四板部66，刀座61对应设置有与第四板部66抵接的第三板部。

如图1、图7所示，为实现刀库6存刀数量可以调节，机架设置有连接从动齿轮的调节组件7，调节组件7包括长条状的调节板71，调节板71的一端设置有与从动齿轮转动连接的第三通孔72，调节板71的另一端设置有与机架固定的固定板74，固定板74连接有调节螺栓75，调节螺栓75的螺杆部与调节板71抵接，调节板71中部设置有用于连接机架的第三腰孔73，第三腰孔73沿调节板71的长度方向延伸。

在刀库6设置调节组件7，使得从动齿轮与主动齿轮的距离可以调整，使链条62长度可以调节，进而实现链条62节数的增加，进而实现刀座61数量的变化，实现刀库6存刀数量的增减，满足使用要求。

由于换刀机构通过旋转换刀臂3来换刀，这可能会对刀库6上相邻的刀具产生碰撞，为避免这一问题的发生，如图8所示，机架还设置有用于刀库6和换刀机构之间输送刀具的输送组件8，输送组件8包括相对夹持刀具的两个第三卡爪81、带动两个第三卡爪81靠近或远离的第三动力件82、带动第三动力件82水平移动的第四动力件83，第三动力件82与机架通过导轨连接。

第三动力件82带动两个第三卡爪81相对夹持刀具，将刀具移动至换刀机构的换刀臂处3，方便刀具在刀库6和换刀机构间的输送。

如图9所示，为防止刀具从两个第三卡爪81间松脱，两个所述第三卡爪81相对的一侧设置有容置刀具的第三凹部811，第三卡爪81背向第三凹部811的一侧设置有安装面812，安装面812设置有用于连接第三动力件82的第三螺栓孔813和限制第三卡爪81转动的第三凸起814。

第三凸起814用于第三卡爪81与第三动力件82的装配定位，可以使两个第三卡爪81与刀具良好吻合，防止刀具摆动。

为减少第三卡爪81与刀具的接触面积，便于刀具与第三卡爪81脱离，第三凹部811设置有连通第三卡爪81背向第三凹部811一侧的第四通孔815。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种新型换刀结构，包括机架(1)，机架(1)设置有第一轴(2)、连接第一轴(2)的换刀臂(3)，其特征在于，机架(1)设置有驱动第一轴(2)沿第一轴(2)的轴向移动的第一驱动机构(4)，第一驱动机构(4)包括套装于第一轴(2)的第一管件(41)、驱动第一管件(41)转动的第一电机(42)、与第一电机(42)电连接的控制器，第一管件(41)与机架(1)转动连接，第一管件(41)与第一轴(2)之间设置有传动用的滚珠(43)和容置滚珠(43)滚动的螺旋凹槽(44)。

2.根据权利要求1所述的一种新型换刀结构，其特征在于，所述机架(1)设置有驱动第一轴(2)转动的第二驱动机构(5)，第二驱动机构(5)包括套装于第一轴(2)的第二管件(51)、驱动第二管件(51)转动的第二电机(52)，第二电机(52)与控制器电连接，第二管件(51)与机架(1)转动连接，第二管件(51)与第一轴(2)通过键槽连接方式滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型换刀结构，其特征在于，所述机架(1)设置有驱动第一轴(2)转动的第二驱动机构(5)，第二驱动机构(5)包括套装于第一轴(2)的第二管件(51)、驱动第二管件(51)转动的第二电机(52)，第二电机(52)与控制器电连接，第二管件(51)与第二电机(52)通过齿轮连接，齿轮的截面方向与第一轴(2)的轴线平行，至少一个齿轮的齿宽大于第一轴(2)的最大移动距离。

4.根据权利要求1所述的一种新型换刀结构，其特征在于，所述机架(1)设置有驱动第一轴(2)转动的第二驱动机构(5)，第一轴(2)包括连接第一驱动机构(4)的第一半轴和连接第二驱动机构(5)的第二半轴，第一半轴与第二半轴转动连接。

5.根据权利要求2～4任一所述的一种新型换刀结构，其特征在于，所述第一电机(42)、第二电机(52)的轴线与第一轴(2)的轴线平行设置，第一电机(42)的输出轴与第二电机(52)的输出轴异侧设置。

6.根据权利要求1所述的一种新型换刀结构，其特征在于，所述第一驱动机构(4)还包括连接第一管件(41)的从动轮、连接第一电机(42)的主动轮、将从动轮与主动轮连接的同步带。

7.根据权利要求1所述的一种新型换刀结构，其特征在于，所述第一管件(41)设置于第一轴(2)背向换刀臂(3)的一端，第一管件(41)背向换刀臂(3)的一侧与第一电机(42)通过联轴器进行连接。