CN208929789U - 自动换刀结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种自动换刀结构。它包括换刀机架、主轴、CCD相机、移载驱动组件和升降驱动组件；主轴布置于换刀机架上；CCD相机用于识别获取刀具的位置信息；移载驱动组件的输出端与换刀机架连接固定；移载驱动组件根据位置信息驱动换刀机架移动，使得主轴对准刀库上的刀具；升降驱动组件设于换刀机架上，升降驱动组件的输出端连接主轴；主轴的夹爪松开废弃的刀具后，升降驱动组件根据位置信息驱动主轴升降，使得主轴能够取到刀具。无需利用人工来判断刀库的位置及刀库的状态信息，对刀效率高。

Description

自动换刀结构

技术领域

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种自动换刀结构。

背景技术

随着客户对产品生产效率要求的提高，对数控机床设备自动化程度的要求越来越高。目前，数控机床设备采用单主轴换刀机构，需要人工判断刀库的位置及刀库的状态信息，然后人工控制单主轴换刀机构移动到刀库的外侧，由于精度不高，需要多次调节单主轴换刀机构的位置，才能将主轴对准刀库上的刀具，对刀效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的即在于提供一种自动换刀结构，以解决现有技术中单主轴换刀机构的对刀效率低的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型提供一种自动换刀结构，包括换刀机架、主轴、CCD相机、移载驱动组件和升降驱动组件；主轴布置于所述换刀机架上；CCD相机用于识别获取刀具的位置信息；移载驱动组件的输出端与所述换刀机架连接固定；所述移载驱动组件根据所述位置信息驱动所述换刀机架移动，使得所述主轴对准刀库上的刀具；升降驱动组件设于所述换刀机架上，所述升降驱动组件的输出端连接所述主轴；所述升降驱动组件根据所述位置信息驱动所述主轴升降，使得所述主轴能够取到刀具。

优选地，所述主轴为两个；两所述主轴并列布置。

优选地，其中一个所述主轴固定于所述升降驱动组件的输出端上；所述升降驱动组件的输出端上固定有调节驱动件；所述调节驱动件的输出端与另一个所述主轴连接固定，以调节两所述主轴之间的距离。

优选地，还包括布置于所述移载驱动组件外侧的平台；所述CCD相机固定于所述升降驱动组件的输出端上，并用于读取由两所述主轴上的刀具在所述平台上切割出的两个孔的中心距。

优选地，还包括设于所述换刀机架上的传感器，所述传感器用于识别所述主轴上的刀具。

优选地，所述传感器为光纤传感器。

优选地，还包括布置于所述移载驱动组件外侧的刀库；所述刀库包括用于装载刀具的升降台，以及驱动升降台进行升降运动的升降驱动件。

优选地，所述升降台上设有用于收集废弃刀具的废料盒。

优选地，所述主轴的夹爪用于松开或抓紧刀具。

优选地，所述升降驱动组件包括设于所述换刀机架上的升降驱动电机、固定于升降驱动电机的输出轴上的丝杆、螺纹连接于丝杆上的升降块、设于所述换刀机架上的导轨，以及滑动连接于导轨上的安装板；所述安装板与所述升降块连接固定；所述安装板连接所述主轴。

由上述技术方案可知，本实用新型的优点和积极效果在于：主轴连接于升降驱动组件的输出端上，升降驱动组件则固定于换刀机架上，而换刀机架固定于移载驱动组件的输出端上，并且，CCD相机用于识别获取刀具的位置信息。移载驱动组件根据位置信息驱动换刀机架移动，使得主轴对准刀库上的刀具；主轴的夹爪松开废弃的刀具后，升降驱动组件根据位置信息驱动主轴升降，使得主轴能够取到刀具。无需利用人工来判断刀库的位置及刀库的状态信息，即可完成自动对刀，对刀效率高，大大减少停工时间。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本实用新型自动换刀结构优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示的自动换刀结构的正视图；

图3为图1所示的自动换刀结构的升降驱动组件的结构示意图。

标号说明：1、CCD相机；2、移载驱动组件；21、移载机架；22、移载驱动电机；23、移载导向杆；3、换刀机架；4、升降驱动组件；41、升降驱动电机；42、导轨；43、安装板；44、调节驱动件；5、主轴；6、传感器；7、刀库；71、支架；72、升降驱动件；73、升降台；74、废料盒；75、缓冲垫圈；8、载物组件；81、底板；82、载物单元；821、载物驱动电机；822、滑轨；823、平台；8231、标定部位；824、固定件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种自动换刀结构，用于提高生产效率和对刀效率。

请参阅图1和图2，本实施例中，自动换刀结构包括控制组件、与控制组件电性连接的移载驱动组件2、固定于移载驱动组件2的输出端上的换刀机架3、固定于换刀机架3上的升降驱动组件4、连接于升降驱动组件4的输出端上的主轴5、连接于升降驱动组件4的输出端上的传感器6、连接于升降驱动组件4的输出端上的CCD相机1、布置于移载驱动组件2外侧的刀库7，以及布置于移载驱动组件2外侧的载物组件8。CCD相机1、移载驱动组件2、升降驱动组件4、主轴5、传感器6、刀库7和载物组件8均与控制组件电性连接。

请参阅图3，具体地，升降驱动组件4包括设于换刀机架3上的升降驱动电机41、固定于升降驱动电机41的输出轴上的升降丝杆、螺纹连接于升降丝杆上的升降块、设于换刀机架3上的导轨42、滑动连接于导轨42上的安装板43，以及固定于安装板43的正面上的调节驱动件44。安装板43的背面与升降块连接固定，升降丝杆与导轨42相平行，升降驱动电机41和调节驱动件44均与控制组件电性连接。调节驱动件44采用无杆气缸。安装板43与CCD相机1连接固定。导轨42竖向布置，导轨41采用两个，两导轨41平行间隔布置。

主轴5为两个，两主轴5并列布置，并且两主轴5相平齐。其中一个主轴5固定于安装板43的正面上，另一个主轴5与调节驱动件44的输出端连接固定。调节驱动件44的输出端可进行横向移动，即沿垂直于升降驱动电机41的输出轴的方向移动，以调节两主轴5之间的距离。

传感器6为两个，两个传感器6均固定于安装板43的正面上，两传感器6与两主轴5的夹爪相平齐，两传感器6一一对应地识别两主轴5的夹爪上的刀具的有无。当然，传感器6也可固定于换刀机架3上，只要可实现识别两主轴5的夹爪上的刀具有无的功能即可。传感器6采用光纤传感器。

载物组件8包括固定于外部支撑物上的底板81和固定于底板81上的两载物单元82，两载物单元82并列布置。每一载物单元82包括固定于底板81上的滑轨822、滑动连接于滑轨822上的平台823、固定于底板81上的载物驱动电机821、固定于载物驱动电机821的输出轴上的载物丝杆、螺纹连接于载物丝杆上的载物移动块，以及固定于平台823上的固定件824。载物移动块与平台823连接固定，载物丝杆与滑轨822相平行。固定件824用于安装待加工工件。固定件824位于主轴5的下方。两载物驱动电机821与控制组件电性连接。每一载物单元82中的滑轨822采用两个，两个滑轨822平行间隔布置。平板823上设有标定部位8231，标定部位8231与固定件824沿滑轨822的延伸方向间隔布置。

移载组件包括固定于外部支撑物上的移载机架21、固定于移载机架21上的移载驱动电机22、固定于移载驱动电机22的输出轴上的移载丝杆，以及固定于移载机架21上的移载导向杆23。移载导向杆23与移载丝杆相平行，移载导向杆23与滑轨822相垂直。换刀机架3与移载丝杆螺纹连接，并与移载导向杆23滑动连接。移载驱动电机22与控制组件电性连接。

请参阅图1至图3，刀库7为两个，两刀库7均布置于移载驱动组件2外侧，具体地，两刀库7布置于底板81的相对两侧，并且，两刀库7均位于主轴5的下方，两刀库7沿移载导向杆23的延伸方向间隔布置。每一刀库7包括固定于外部支撑物上的支架71、固定于支架71上的升降驱动件72、固定于升降驱动件72的输出端上的升降台73，以及设于升降台73上的废料盒74。升降台73的顶面用于装载刀具，废料盒74用于收集废弃刀具。升降驱动件72与控制组件电性连接，并且升降驱动件72采用滑台气缸。值得一提的是，升降台73的顶面上设有缓冲垫圈75，缓冲垫圈75套接于刀具。两升降驱动件72受控于控制组件。

请参阅图1至图3，本实施例的工作原理为：控制组件驱使载物驱动电机821工作，使得平台823沿滑轨822移动至主轴5的工作范围内。控制组件驱使移载驱动电机22工作，使得主轴5移动至平台823的标定部位8231的上方。用户可根据两个待加工工件的尺寸大小，设定两主轴5的中心距。控制组件接收到用户输入的调节两主轴5中心距的指令后，驱使调节驱动件44工作，使得其中一个主轴5横向移动至指定位置，以调节两主轴5之间的中心距。控制组件驱使升降驱动组件4工作，在两主轴5的刀具下降而在标定部位8231上切割出两个孔后，CCD相机1精确地读取出两个孔的中心距，并将中心距反馈到控制组件中，由此得出两主轴5实际的中心距。控制组件再驱使载物驱动电机821工作，使得固定件824沿滑轨822移动至主轴5的工作范围内，由此两主轴5可同时对固定件824中的两个待加工工件进行加工。

初始状态下，两升降台73均位于两升降驱动件72的行程的下端位置，利于CCD相机1识别两刀库7。当需要更换刀具时，CCD相机1确认两刀库7上安装有刀具，并识别获取两刀库7的刀具的位置信息，将光学信号转换为电信号传输至控制组件。控制组件驱使移载驱动组件2工作，使得换刀机架3移动至其中一个刀库7的上方，该刀库7的升降驱动件72驱使升降台73上升至设定位置，此时其中一个主轴5位于废料盒74的正上方，控制组件驱使该主轴5松开刀具，使得废弃刀具自由掉落到废料盒74中。该主轴5对应的传感器6识别该主轴5已完成丢刀动作后，控制组件再驱使移载驱动组件2工作，使得该主轴5的夹爪对准该刀库7上的刀具，升降驱动组件4驱使该主轴5下降，该主轴5驱使其夹爪下降而抵接到缓冲垫圈75，抓紧刀具。该主轴5驱使其夹爪带着刀具上升，升降驱动组件4驱使该主轴5上升回原位。

在对应的传感器6识别该主轴5取到刀具后，控制组件驱使移载驱动组件2工作，使得换刀机架3移动至另一个刀库7的上方，该刀库7的升降驱动件72驱使升降台73上升至设定位置，此时另一个主轴5位于废料盒74的正上方，同理，控制组件驱使该主轴5松开刀具，使得废弃刀具自由掉落到废料盒74中。该主轴5对应的传感器6识别该主轴5已完成丢刀动作后，控制组件再驱使移载驱动组件2工作，使得该主轴5的夹爪对准该刀库7上的刀具，升降驱动组件4驱使该主轴5下降，该主轴5驱使其夹爪下降而抵接到缓冲垫圈75，抓紧刀具。该主轴5驱使其夹爪带着刀具上升，升降驱动组件4驱使该主轴5上升回原位。对应的传感器6识别该主轴5取到刀具后，控制组件驱使移载驱动组件2工作，使得换刀机架3移动到工作位置。由此，完成两主轴5的自动换刀。

本实用新型至少具有以下优点：

首先，主轴5连接于升降驱动组件4的输出端上，升降驱动组件4则固定于换刀机架3上，而换刀机架3固定于移载驱动组件2的输出端上，并且，CCD相机1用于识别获取刀具的位置信息。移载驱动组件2根据位置信息驱动换刀机架3移动，使得主轴5对准刀库7上的刀具；主轴5的夹爪松开废弃的刀具后，升降驱动组件4根据位置信息驱动主轴5升降，使得主轴5能够取到刀具。无需利用人工来判断刀库7的位置及刀库7的状态信息，对刀效率高，大大减少停工时间。

其次，传感器6能够识别主轴5上刀具的有无，以检验主轴5的丢刀动作和取刀动作的完成结果，将识别的信息反馈至控制组件，便于其它组件做出下一步动作，提高了自动换刀结构的可靠性。

并且，两个主轴5可同时对两个工件进行加工，大大提高了生产效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动换刀结构，其特征在于，包括：

换刀机架；

主轴，布置于所述换刀机架上；

CCD相机，用于识别获取刀具的位置信息；

移载驱动组件，其输出端与所述换刀机架连接固定；所述移载驱动组件根据所述位置信息驱动所述换刀机架移动，使得所述主轴对准刀库上的刀具；

升降驱动组件，设于所述换刀机架上，所述升降驱动组件的输出端连接所述主轴；所述升降驱动组件根据所述位置信息驱动所述主轴升降，使得所述主轴能够取到刀具。

2.根据权利要求1所述的自动换刀结构，其特征在于，所述主轴为两个；两所述主轴并列布置。

3.根据权利要求2所述的自动换刀结构，其特征在于，其中一个所述主轴固定于所述升降驱动组件的输出端上；

所述升降驱动组件的输出端上固定有调节驱动件；所述调节驱动件的输出端与另一个所述主轴连接固定，以调节两所述主轴之间的距离。

4.根据权利要求2所述的自动换刀结构，其特征在于，还包括布置于所述移载驱动组件外侧的平台；

所述CCD相机固定于所述升降驱动组件的输出端上，并用于读取由两所述主轴上的刀具在所述平台上切割出的两个孔的中心距。

5.根据权利要求1所述的自动换刀结构，其特征在于，还包括设于所述换刀机架上的传感器，所述传感器用于识别所述主轴上的刀具。

6.根据权利要求5所述的自动换刀结构，其特征在于，所述传感器为光纤传感器。

7.根据权利要求1所述的自动换刀结构，其特征在于，还包括布置于所述移载驱动组件外侧的刀库；所述刀库包括用于装载刀具的升降台，以及驱动升降台进行升降运动的升降驱动件。

8.根据权利要求7所述的自动换刀结构，其特征在于，所述升降台上设有用于收集废弃刀具的废料盒。

9.根据权利要求1所述的自动换刀结构，其特征在于，所述主轴的夹爪用于松开或抓紧刀具。

10.根据权利要求1所述的自动换刀结构，其特征在于，所述升降驱动组件包括设于所述换刀机架上的升降驱动电机、固定于升降驱动电机的输出轴上的丝杆、螺纹连接于丝杆上的升降块、设于所述换刀机架上的导轨，以及滑动连接于导轨上的安装板；所述安装板与所述升降块连接固定；所述安装板连接所述主轴。