CN210436392U - 一种可识别刀具的刀库装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可识别刀具的刀库装置，包括机床主轴、若干并列设置的超声波刀柄、刀架、超声波电源发生器，刀架上设有若干检测各超声波刀柄的检测传感器，各检测传感器与超声波电源发生器电连接，超声波电源发生器上储存有各超声波刀柄的标识信息。此可识别刀具的刀库装置，主要用于超声波刀柄换刀时识别刀柄信息，每个超声波刀柄对应有相应的检测传感器，机床控制系统控制机床主轴抓取超声波刀柄，对应的检测传感器产生触发信号并反馈到与之连接的超声波电源发生器，超声波电源发生器识别刀柄信息，并发出对应的加工参数到超声波刀柄，从而形成闭环系统，确保取刀过程的准确，提高取刀过程的安全性，此实用新型用于机加工领域。

Description

一种可识别刀具的刀库装置

技术领域

本实用新型涉及机加工领域，特别是涉及一种可识别刀具的刀库装置。

背景技术

随着科学技术的发展，脆硬材料(如半导体、玻璃、陶瓷等)及复合材料发展迅速，加工问题不断出现，如何实现脆硬材料的高精度、高效率、高可靠性加工已成为阻碍脆硬材料广泛应用的其中一个因素。目前，旋转超声加工技术是加工脆硬材料的一种有效方法，其加工过程中刀具产生纵向超声频振动的同时，绕主轴做高速旋转。旋转超声加工具有如下有点：1、加工生产效率高；2、加工深度较深，特别适合深小孔的加工及细长棒成形；3、工具磨损小，加工精度高；4、轴向切屑力大幅度降低；5、加工材料广泛，除了一般的脆硬材料，在复合材料加工方面，也具有一定优越性。

在旋转超声加工过程中，加工不同的位置或者结构，需要使用不同的加工刀具，由于不同的加工刀具加工时采用不同的振动频率或加工参数，所以在选用加工刀具的时候，必须确保主轴上的当前加工刀具与控制程序中标识的预置加工刀具匹配。

针对这个更加严格的取刀过程，需要提出新的更安全的自动化流程及相关装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可识别刀具的刀库装置，使用闭环系统识别超声波刀柄的方式，提高取刀过程的安全性。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种可识别刀具的刀库装置，包括机床主轴、若干并列设置的超声波刀柄、安装超声波刀柄的刀架、为超声波刀柄提供电流和电压信号的超声波电源发生器，刀架上设有若干检测各超声波刀柄的检测传感器，各检测传感器与超声波电源发生器电连接，机床主轴抓取超声波刀柄时检测传感器触发信号并反馈信号到超声波电源发生器，超声波电源发生器上储存有各超声波刀柄的标识信息。

优选地，检测传感器为触碰式开关，触碰式开关设于机床主轴的抓刀路径上，触碰式开关与机床主轴接触时触发信号并反馈信号到超声波电源发生器。

优选地，检测传感器为红外感应器，红外感应器包括红外发射部件和红外接收部件。

优选地，刀架包括安装板，安装板上设有若干并列设置的放置超声波刀柄的卡爪，各卡爪固定于安装板的底部并向外伸出。

优选地，卡爪上设有与超声波刀柄的外形匹配的缺口，缺口中设有卡接超声波刀柄的台阶。

优选地，超声波电源发生器连接有无线传输发射装置，无线传输发射装置安装于机床主轴的外壳上，超声波刀柄上设有环状的无线传输接收装置。

优选地，还包括安装固定无线传输发射装置的锁环，锁环安装于机床主轴的外壳上，锁环上设有向外凸出的安装座，无线传输发射装置安装于安装座的下方。

优选地，超声波刀柄包括从上到下依次连接的刀柄壳体、变幅杆和刀头，变幅杆的上部连接有压电陶瓷，刀柄壳体内设有容纳压电陶瓷和变幅杆上部的腔体。

优选地，变幅杆与刀头之间设有筒夹和锁紧筒夹的螺帽。

优选地，刀柄壳体的上部连接有拉钉，刀柄壳体与拉钉螺纹连接。

本实用新型的有益效果：此可识别刀具的刀库装置，主要用于超声波刀柄换刀时识别刀柄信息，通过检测传感器检测超声波刀柄，每个超声波刀柄对应有相应的检测传感器，自动换刀时，机床控制系统控制机床主轴抓取超声波刀柄，对应的检测传感器产生触发信号并反馈到与之连接的超声波电源发生器，超声波电源发生器识别刀柄信息，并发出对应的加工参数到超声波刀柄，从而形成闭环系统，确保取刀过程的准确，提高取刀过程的安全性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的俯视图；

图3是本实用新型第二实施例的结构示意图；

图4是本实用新型第三实施例的结构示意图；

图5是本实用新型实施例卡爪的结构示意图；

图6是本实用新型实施例超声波刀柄的结构示意图；

图7是本实用新型实施例超声波刀柄的剖视图。

具体实施方式

参照图1～图7，本实用新型为一种可识别刀具的刀库装置，包括机床主轴 1、若干并列设置的超声波刀柄2、安装超声波刀柄2的刀架3、为超声波刀柄2 提供电流和电压信号的超声波电源发生器4，刀架3上设有若干检测各超声波刀柄2的检测传感器5，各检测传感器5与超声波电源发生器4电连接，机床主轴 1抓取超声波刀柄2时检测传感器5触发信号并反馈信号到超声波电源发生器4，超声波电源发生器4上储存有各超声波刀柄2的标识信息。超声波刀柄2的标识信息主要包括刀柄型号、刀柄大小等。机床主轴1能够沿X、Y、Z方向移动，以及带动超声波刀柄2作旋转运动。

超声波电源发生器4能够将交流电转变为超声频的电流和电压信号，并发送到超声波刀柄2，引起超声波刀柄2的振动，不同的超声波刀柄2，需要不同的超声频的电流和电压信号。超声波电源发生器4与机床控制系统电连接，超声波电源发生器4与机床控制系统之间交换相关信息。

本刀库装置，主要用于换刀时识别刀柄信息，通过检测传感器5检测超声波刀柄2，每个超声波刀柄2对应有相应的检测传感器5，自动换刀时，机床控制系统控制机床主轴1抓取超声波刀柄2，对应的检测传感器5产生触发信号并反馈到与之连接的超声波电源发生器4，超声波电源发生器4识别刀柄信息，并发出对应的加工参数到超声波刀柄2，形成闭环系统，确保取刀过程的准确，提高取刀过程的安全性。

作为本实用新型的一个实施例，如图1所示，检测传感器5为触碰式开关 51，触碰式开关51设于机床主轴1的抓刀路径上，换刀时机床主轴1在抓刀路径上某一位置与触碰式开关51接触，使得触碰式开关51产生触发信号并反馈信号到超声波电源发生器4。抓刀路径为机床主轴1换刀时，抓取超声波刀柄2 的移动路径，如图1和图3所示，分别为触碰式开关51设于抓刀路径上不同位置的示意图，机床主轴1在移动过程中或移动终止位置与触碰式开关51接触。

作为本实用新型的一个实施例，如图4所示，检测传感器5为红外感应器 52，红外感应器52包括红外发射部件和红外接收部件。红外发射部件发射红外光，红外光照射到超声波刀柄2上后反射，红外接收部件接收红外光，以此检测超声波刀柄2。机床主轴1从刀架3上取出刀柄，使得红外光无法通过刀柄反射回来，红外接收部件无法接收到红外光，并因此产生触发信号反馈到超声波电源发生器4。

作为优选，刀架3包括安装板31，安装板31上设有若干并列设置的卡爪 32，各卡爪32固定于安装板31的底部并向外伸出，超声波刀柄2放置于卡爪 32上。进一步地，卡爪32上设有与超声波刀柄2的外形匹配的缺口，缺口中设有卡接超声波刀柄2的台阶33，超声波刀柄2能够稳固地放置在卡爪32上。

作为优选，超声波电源发生器4连接有无线传输发射装置6，无线传输发射装置6安装于机床主轴1的外壳上，超声波刀柄2上设有环状的无线传输接收装置7。超声波电源发生器4通过无线传输发射装置6将超声频的电流和电压信号发射到超声波刀柄2上的无线传输接收装置7。

作为优选，还包括安装固定无线传输发射装置6的锁环8，锁环8安装于机床主轴1的外壳上，通过螺丝锁紧使锁环8抱紧，锁环8上设有向外凸出的安装座81，无线传输发射装置6安装于安装座81的下方。采用锁环8安装固定无线传输发射装置6，便于拆装无线传输发射装置6，以及可调节无线传输发射装置6的上下高度位置。

作为优选，超声波刀柄2包括从上到下依次连接的刀柄壳体21、变幅杆22 和刀头23，变幅杆22的上部连接有压电陶瓷26，刀柄壳体21内设有容纳压电陶瓷26和变幅杆22上部的腔体。无线传输接收装置7接收到的电流和电压信号传送到压电陶瓷26，压电陶瓷26将电流和电压信号转化为机械振动，变幅杆 22将机械振动的位移和速度进行放大，并带动刀头23振动，从而实现加工。

进一步地，变幅杆22与刀头23之间设有筒夹24和锁紧筒夹24的螺帽25，通过筒夹24和螺帽25连接变幅杆22和刀头23，筒夹24从内部固定，螺帽25 在外部锁紧，连接牢固，且便于拆装刀头23。

作为优选，刀柄壳体21的上部连接有拉钉27，刀柄壳体21与拉钉27螺纹连接，机床主轴1抓取超声波刀柄2时与拉钉27连接。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种可识别刀具的刀库装置，其特征在于：包括机床主轴、若干并列设置的超声波刀柄、安装所述超声波刀柄的刀架、为超声波刀柄提供电流和电压信号的超声波电源发生器，所述刀架上设有若干检测各所述超声波刀柄的检测传感器，各所述检测传感器与所述超声波电源发生器电连接，所述超声波电源发生器上储存有各所述超声波刀柄的标识信息。

2.根据权利要求1所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：所述检测传感器为触碰式开关，所述触碰式开关设于所述机床主轴的抓刀路径上，所述触碰式开关与所述机床主轴接触时触发信号并反馈信号到超声波电源发生器。

3.根据权利要求1所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：所述检测传感器为红外感应器，所述红外感应器包括红外发射部件和红外接收部件。

4.根据权利要求1所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：所述刀架包括安装板，所述安装板上设有若干并列设置的放置超声波刀柄的卡爪，各所述卡爪固定于安装板的底部并向外伸出。

5.根据权利要求4所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：所述卡爪上设有与所述超声波刀柄的外形匹配的缺口，所述缺口中设有卡接所述超声波刀柄的台阶。

6.根据权利要求1所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：所述超声波电源发生器连接有无线传输发射装置，无线传输发射装置安装于机床主轴的外壳上，所述超声波刀柄上设有环状的无线传输接收装置。

7.根据权利要求6所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：还包括安装固定所述无线传输发射装置的锁环，所述锁环安装于机床主轴的外壳上，所述锁环上设有向外凸出的安装座，所述无线传输发射装置安装于安装座的下方。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：所述超声波刀柄包括从上到下依次连接的刀柄壳体、变幅杆和刀头，所述变幅杆的上部连接有压电陶瓷，所述刀柄壳体内设有容纳压电陶瓷和变幅杆上部的腔体。

9.根据权利要求8所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：所述变幅杆与刀头之间设有筒夹和锁紧所述筒夹的螺帽。

10.根据权利要求8所述的可识别刀具的刀库装置，其特征在于：所述刀柄壳体的上部连接有拉钉，所述刀柄壳体与拉钉螺纹连接。

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