CN208214928U - 一种立体库式刀库 - Google Patents

Abstract

一种立体库式刀库，解决现有技术存在的结构复杂，占用空间大，安装使用不便，夹持稳定性差，影响生产效率的问题。包括柔性扇形刀库，其特征在于：柔性扇形刀库的各组支撑立柱沿弧线等间距连续布置，以构成扇形结构；各组支撑立柱分别通过基础板与地面固定连接，且两组相邻的支撑立柱之间分别设置有若干个刀具架；柔性扇形刀库内部的选刀空间朝向加工设备的一侧，设置有换刀敞口；选刀空间底部设置的滑轨安装底板上设置有滑轨机构，滑轨机构的滑动轨道上布置的机械手臂滑座上，设置有六轴机械手臂；六轴机械手臂最前端的机械手腕上设置有夹持机构。其设计合理，结构紧凑，现场安装时间短，维护简便；刀具夹持稳定性好，生产效率高，运行可靠。

Description

一种立体库式刀库

技术领域

本实用新型属于机械加工制造技术领域，具体涉及一种结构紧凑，刀具夹持稳定性好，生产效率高，运行可靠的立体库式刀库。

背景技术

在机械加工过程中，经常采用车床或铣床等加工设备对工件进行加工。由于待加工工件不同部位的加工精度要求不同，所以对工件不同的部位进行加工时，需要采用不同规格的刀具。因此，通常采用刀具库来储藏不同规格的刀具，以供机床换取、使用。目前，常见的数控加工中心刀具库有：排式刀库、盘式刀库、链式刀库、直线式刀库等。这些传统的刀具库一般在更换刀具时，都需要先将刀具移动至刀具库门口，再打开刀具库门对刀具进行更换；但是，由于上述动作须采用多个控制机构来进行控制，故导致整个刀具库的结构复杂，占用空间大，安装使用不方便；且多个控制机构很难同步动作，运行可靠性差。另外，现有刀具库的夹持部件对刀具的夹持稳定性不足，故障率高，严重影响生产效率。故有必要对现有技术的刀具库予以改进。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种结构紧凑，刀具夹持稳定性好，生产效率高，运行可靠的立体库式刀库。

本实用新型所采用的技术方案是：该立体库式刀库包括柔性扇形刀库，其特征在于：所述柔性扇形刀库由若干组竖直布置的支撑立柱构成，各组支撑立柱沿弧线等间距连续布置，进而构成扇形结构；各组支撑立柱分别通过基础板与地面固定连接，两组相邻的支撑立柱之间分别设置有若干个、沿竖直方向布置的刀具架；所述柔性扇形刀库的内部设置有选刀空间，且选刀空间朝向加工设备的一侧设置有换刀敞口；选刀空间的底部设置有滑轨安装底板，滑轨安装底板上设置有滑轨机构，滑轨机构的滑动轨道上布置有机械手臂滑座，机械手臂滑座上设置有六轴机械手臂；六轴机械手臂最前端的机械手腕处，设置有夹持机构。

所述两组相邻支撑立柱之间设置的刀具架包括水平布置的放置平板，放置平板上设置有若干个刀具插孔，所述放置平板的后侧通过连接横梁与两侧的支撑立柱相连；且放置平板的下方设置有导水槽，导水槽由存水槽体构成，存水槽体通过平板连接架与放置平板的下侧相连。以在方便放置刀具的同时，延长刀具的使用寿命。

所述夹持机构包括连接基板，连接基板一端的下侧设置有夹紧液压缸，夹紧液压缸伸缩杆的前端设置有滑动连接块；连接基板另一端的下侧设置有固定连接块，固定连接块的左右两侧分别设置有对称布置的夹爪；夹爪由弧形夹持部构成，弧形夹持部的后端设置有折弯连接杆，折弯连接杆的中部设置有固定铰接孔，折弯连接杆的端部设置有连杆铰接部；所述夹爪通过固定铰接孔与固定连接块的侧部相铰接，且所述滑动连接块的左右两侧，分别通过传动连杆与夹爪折弯连接杆的连杆铰接部相连；所述连接基板布置有夹紧液压缸的一端设置有连接座。以利用与连接基板相连的连接座、将整个夹持机构安装在六轴机械手臂前端的机械手腕上，并通过夹紧液压缸的伸缩杆来驱动滑动连接块前、后移动，进而驱使传动连杆来带动两侧的夹爪同步夹紧或放松，从而实现对柔性扇形刀库各刀具架内刀具的稳固取放。

所述夹持机构的固定连接块前端的中部、两个对称布置的夹爪之间，设置有刀具接触开关；刀具接触开关主体的中部，滑动设置有、沿夹紧液压缸伸缩杆的轴线方向布置的触动压杆，且触动压杆的前端伸出到刀具接触开关主体的前侧，而触动压杆的后端则与按压开关相连。以在六轴机械手臂带动夹持机构取放刀具的过程中，通过刀具体与刀具接触开关触动压杆之间的机械式接触，来进一步提升刀具夹持的稳定性，确保刀具库的可靠运行。

本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用由若干组竖直布置的支撑立柱构成的柔性扇形刀库，各组支撑立柱沿弧线等间距连续布置，以构成扇形结构；各组支撑立柱分别通过基础板与地面固定连接，且两组相邻的支撑立柱之间分别设置若干个、沿竖直方向布置的刀具架；柔性扇形刀库内部的选刀空间朝向加工设备的一侧，设置换刀敞口；选刀空间底部设置的滑轨安装底板上设置滑轨机构，滑轨机构的滑动轨道上布置的机械手臂滑座上，设置六轴机械手臂；六轴机械手臂最前端的机械手腕上设置夹持机构的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，通过柔性化的模块式结构，缩短了现场安装的时间，维护简便；并且，特殊结构的刀具架保证了刀具存放位置的一致性，提高了刀具的使用寿命。同时，夹持机构夹持刀具的稳定性好，生产效率高，运行可靠。该立体库式刀库即使在较高加速度和速度的运行状态下，仍能够以可控制负荷的方式来制造和操作，节约成本，经济效率高。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中的柔性扇形刀库的一种结构示意图。

图3是图2中的刀具架的一种结构示意图。

图4是图3中的导水槽的一种结构示意图。

图5是图1中的夹持机构的一种结构示意图。

图6是图5的A向视图。

图7是图6的夹紧液压缸伸缩杆收回、夹爪松开的一种使用状态示意图。

图8是图6中的夹爪的一种结构示意图。

图中序号说明：1柔性扇形刀库、2滑轨机构、3六轴机械手臂、4夹持机构、5基础板、6支撑立柱、7刀具架、8选刀空间、9滑轨安装底板、10连接横梁、11放置平板、12刀具插孔、13导水槽、14存水槽体、15平板连接架、16连接座、17连接基板、18夹紧液压缸、19伸缩杆、20滑动连接块、21传动连杆、22固定连接块、23夹爪、24刀具接触开关、25触动压杆、26按压开关、27弧形夹持部、28折弯连接杆、29固定铰接孔、30连杆铰接部。

具体实施方式

根据图1～8详细说明本实用新型的具体结构。该立体库式刀库包括由若干组竖直布置的支撑立柱6构成的柔性扇形刀库1，其中，柔性扇形刀库1的各组支撑立柱6沿弧线等间距连续布置，进而形成扇形结构。各组竖直布置的支撑立柱6的下端，分别通过基础板5与地面固定连接；并且，两组相邻的支撑立柱6之间，分别设置有若干个沿竖直方向布置、用于放置刀具的刀具架7。为了方便刀具的放置，刀具架7由水平布置的放置平板11构成，放置平板11上设置有若干个用于竖直插放刀具的刀具插孔12；放置平板11的后侧，通过连接横梁10与两侧的支撑立柱6可拆卸式连接。同时，出于延长刀具使用寿命的目的，放置平板11的下方设置有导水槽13；导水槽13由下部的存水槽体14构成，存水槽体14通过平板连接架15与放置平板11的下侧相连接。

柔性扇形刀库1的各组支撑立柱6围合构成了用于六轴机械手臂3取放刀具的选刀空间8，选刀空间8朝向加工设备（车床或铣床等）的一侧，则设置有用于六轴机械手臂3进出的换刀敞口。扇形选刀空间8的底部，设置有滑轨安装底板9；滑轨安装底板9上，设置有用于带动六轴机械手臂3往返于选刀空间8和加工设备之间的滑轨机构2。滑轨机构2的滑动轨道上布置有机械手臂滑座，机械手臂滑座上设置有用于夹持机构4定位的六轴机械手臂3（例如：可以采用新松SR210B型六轴机械手臂）；六轴机械手臂3最前端的机械手腕处，则设置有用于取放刀具的夹持机构4。

夹持机构4由连接基板17构成，连接基板17后端的下侧，设置有用于驱动滑动连接块20运动的夹紧液压缸18；夹紧液压缸18伸缩杆19的前端设置有滑动连接块20。连接基板17前端的下侧，则设置有固定连接块22；固定连接块22的左右两侧，分别设置有对称布置、用于夹持刀具的夹爪23。夹爪23包括前端的弧形夹持部27，弧形夹持部27的后端设置有折弯连接杆28。折弯连接杆28的中部，设置有用于与固定连接块22侧部相铰接的固定铰接孔29；折弯连接杆28的后端部设置有用于与传动连杆21端部相铰接的连杆铰接部30。两个夹爪23通过固定铰接孔29分别与固定连接块22的两侧部相铰接；且滑动连接块20的左右两侧，还分别通过传动连杆21与夹爪23折弯连接杆28端部的连杆铰接部30相连接。连接基板17布置有夹紧液压缸18的一端，设置有用于与六轴机械手臂3的机械手腕相连的连接座16。从而利用与连接基板17相连的连接座16、将整个夹持机构4安装在六轴机械手臂3前端的机械手腕上，并通过夹紧液压缸18的伸缩杆19来驱动滑动连接块20前、后移动，进而驱使传动连杆21来带动两侧的夹爪23同步夹紧或放松，以实现对柔性扇形刀库1各刀具架7内刀具的稳固取放。

为了确保刀具库的可靠运行，夹持机构4的固定连接块22前端的中部、两个对称布置的夹爪23之间，设置有刀具接触开关24。刀具接触开关24主体的中部，滑动设置有、沿夹紧液压缸18伸缩杆19的轴线方向布置的细长形触动压杆25。并且，触动压杆25的前端，伸出到刀具接触开关24主体的前侧、两个夹爪23围合构成的夹持空间内；而触动压杆25的后端则与按压开关26的按压部相连接。按压开关26的信号传输端与六轴机械手臂3的控制器电性连接。进而在六轴机械手臂3带动夹持机构4取放刀具的过程中，通过刀具体与夹持机构4前端的刀具接触开关24触动压杆25之间的机械式接触，来进一步提升刀具夹持的稳定性。

该立体库式刀库使用时，首先，启动滑轨机构2的驱动电机，驱使机械手臂滑座来带动六轴机械手臂3进入到柔性扇形刀库1的选刀空间8内。然后，六轴机械手臂3根据所需刀具的位置指令，将其前端机械手腕上设置的夹持机构4、定位到柔性扇形刀库1刀具架7上相对应的刀具位置；此时，夹持机构4的夹紧液压缸18处于收回、夹爪23松开的状态（如图7所示）。定位准确后，伸出夹紧液压缸18的伸缩杆19，驱动滑动连接块20向前移动，进而通过传动连杆21来带动两侧的夹爪23同步夹紧（如图6所示），实现对所需刀具的稳固夹持；并将刀具从刀具架7放置平板11的刀具插孔12内取出。随后，利用滑轨机构2将夹持有刀具的六轴机械手臂3，经由选刀空间8的换刀敞口、移动到加工设备侧部；再通过六轴机械手臂3将夹持机构4上的刀具、安装到加工设备的主轴上。之后，松开夹持机构4的夹爪23、并移开六轴机械手臂3，加工设备开始进行正常的机械加工。当需要更换刀具时，使用六轴机械手臂3前端的夹持机构4，将加工设备主轴上的刀具夹持下来，且把刀具放置回柔性扇形刀库1内的相应刀具架7上；然后，再次根据需要换置刀具的位置指令，将换置刀具夹取、并安装到加工设备的主轴上，以便后续的加工。

Claims (4)

1.一种立体库式刀库，包括柔性扇形刀库（1），其特征在于：所述柔性扇形刀库（1）由若干组竖直布置的支撑立柱（6）构成，各组支撑立柱（6）沿弧线等间距连续布置，进而构成扇形结构；各组支撑立柱（6）分别通过基础板（5）与地面固定连接，两组相邻的支撑立柱（6）之间分别设置有若干个、沿竖直方向布置的刀具架（7）；所述柔性扇形刀库（1）的内部设置有选刀空间（8），且选刀空间（8）朝向加工设备的一侧设置有换刀敞口；选刀空间（8）的底部设置有滑轨安装底板（9），滑轨安装底板（9）上设置有滑轨机构（2），滑轨机构（2）的滑动轨道上布置有机械手臂滑座，机械手臂滑座上设置有六轴机械手臂（3）；六轴机械手臂（3）最前端的机械手腕处，设置有夹持机构（4）。

2.根据权利要求1所述的立体库式刀库，其特征在于：所述两组相邻支撑立柱（6）之间设置的刀具架（7）包括水平布置的放置平板（11），放置平板（11）上设置有若干个刀具插孔（12），所述放置平板（11）的后侧通过连接横梁（10）与两侧的支撑立柱（6）相连；且放置平板（11）的下方设置有导水槽（13），导水槽（13）由存水槽体（14）构成，存水槽体（14）通过平板连接架（15）与放置平板（11）的下侧相连。

3.根据权利要求1所述的立体库式刀库，其特征在于：所述夹持机构（4）包括连接基板（17），连接基板（17）一端的下侧设置有夹紧液压缸（18），夹紧液压缸（18）伸缩杆（19）的前端设置有滑动连接块（20）；连接基板（17）另一端的下侧设置有固定连接块（22），固定连接块（22）的左右两侧分别设置有对称布置的夹爪（23）；夹爪（23）由弧形夹持部（27）构成，弧形夹持部（27）的后端设置有折弯连接杆（28），折弯连接杆（28）的中部设置有固定铰接孔（29），折弯连接杆（28）的端部设置有连杆铰接部（30）；所述夹爪（23）通过固定铰接孔（29）与固定连接块（22）的侧部相铰接，且所述滑动连接块（20）的左右两侧，分别通过传动连杆（21）与夹爪（23）折弯连接杆（28）的连杆铰接部（30）相连；所述连接基板（17）布置有夹紧液压缸（18）的一端设置有连接座（16）。

4.根据权利要求3所述的立体库式刀库，其特征在于：所述夹持机构（4）的固定连接块（22）前端的中部、两个对称布置的夹爪（23）之间，设置有刀具接触开关（24）；刀具接触开关（24）主体的中部，滑动设置有、沿夹紧液压缸（18）伸缩杆（19）的轴线方向布置的触动压杆（25），且触动压杆（25）的前端伸出到刀具接触开关（24）主体的前侧，而触动压杆（25）的后端则与按压开关（26）相连。