CN210703604U - 一种多自由度调节的立式机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多自由度调节的立式机床，包括底座，所述底座上设置有支撑柱以及可水平滑动的工作台，所述支撑柱上固定设置有刀库以及可上下滑动的主轴箱，所述主轴箱内设置有主轴，所述主轴的一端通过第一电机驱动，另一端安装有底座的底部设置有排泄装置。该多自由度调节的立式机床不仅可在水平四个方向以及上下六个自由度进行调节，具有较高的控制精度，还可及时回收产生的切屑，清洁卫生。

Description

一种多自由度调节的立式机床

技术领域

本实用新型属于机床加工设备技术领域，尤其是涉及一种多自由度调节的立式机床。

背景技术

在科技日新月异的今天，机床装置作为机械加工领域最基础且最有效的装置之一，无疑受到了众家之青睐。但是，随着大批装置的投入使用，其不足和缺陷也逐渐浮出水面，比如，其换刀过程的精确度和清洁程度有待提高，工作台运行的稳定性明显不足，换刀装置和刀盘装置的配合也是不尽人意等等。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多自由度调节的立式机床，用以提高机床的换刀的精确度以及工作时的清洁程度。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种多自由度调节的立式机床，包括底座，所述底座上设置有支撑柱以及可水平滑动的工作台，所述支撑柱上固定设置有刀库以及可上下滑动的主轴箱，所述主轴箱内设置有主轴，所述主轴的一端通过第一电机驱动，另一端安装有切屑用的刀具，底座的底部设置有排泄装置；

所述排泄装置包含导轨，所述导轨上滑动装配有矩形槽体，所述矩形槽体的侧上方并排设置有三个V形槽体，其中两个固定连接在一起，所述V 形槽体包含排屑口，所述排屑口位于矩形槽体的上方，V形槽体内转动设置有螺杆，固定连接在一起的两个V形槽体中的螺杆的两端分别设置相互啮合的传动齿轮，并且一个V形槽体的外部设置有第五电机，第五电机的输出轴与任一螺杆连接

本实用新型的技术方案，还具有以下特点：

所述支撑柱为中空矩形结构。

所述支撑轴的顶部外侧设置有第四电机，支撑轴内设置有第一丝杠，第一丝杠与第四电机的输出轴连接，所述主轴箱的侧部设置有一对滑套，所述滑套滑动套装在支撑轴的一对侧沿上，并且主轴箱与第一丝杠上的螺母固接。

所述支撑柱的底部两侧设置有楔形连接座。

所述底座包含上底座和下底座，所述下底座内设置有第五电机，所述第五电机的输出轴上连接有第二丝杠，上底座滑动设置在下底座上并与第二丝杠上的螺母固接，上底座内设置有第六电机，第六电机的输出轴上连接有第三丝杠，第三丝杠与第二丝杠相垂直，所述工作台平行滑动设置在上底座上并与第三丝杠上的螺母固接。

所述刀库包含盘形壳体，所述盘形壳体的底部内侧设置有第二电机，第二电机的输出轴上设置有第一外齿盘，盘形壳体内设置有外轮廓为圆形的刀库支架，所述刀库支架靠近其外轮廓处均布有多个刀套支架，每个刀套支架上均铰接有一个刀套，所述刀套抵靠在盘形壳体的内侧，所述刀套用于安装刀具的刀柄，刀库支架的外侧设置有与第一外齿盘啮合的第二外齿盘，盘形壳体的底部外侧设置有刀库箱体，所述刀库箱体内设置有换刀机构，盘形壳体的侧部设置有刀库出口，刀库出口安装有用于控制刀套状态的限位机构。

所述换刀机构为凸轮换刀机构。

所述换刀机构包含底座，所述底座上设置有支撑轴，所述支撑轴上转动设置有转盘，所述转盘上设置有大齿轮圈，转盘的一端面上设置有椭圆形的偏心槽，偏心槽内设置有摆件，所述摆件的一端转动套设在支撑轴上，另一端铰接有摆臂；

换刀轴，换刀轴通过轴承设置在刀库箱内，换刀轴上转动设置有拨环，拨环与摆臂连接，换刀轴的轴向均布有多个第一棍子，转盘的侧部设置有轨道，转盘转动时，轨道与所述第一棍子传动配合，换刀轴的下端设置有机械臂，所述机械臂的两端分别连接有机械爪；

第三电机，所述第三电机的输出轴上连接有第一涡轮，第一涡轮的下方啮合有第二涡轮，第二涡轮的转轴上设置有与大齿轮圈啮合的小齿轮。

所述限位机构包括限位块和底板，所述限位块的前端形状与盘形壳体的形状相匹配，限位块的侧部设置有一对耳板，该对耳板之间设置有支撑轴，所述支撑轴上转动套装有第二棍子和连接件，所述连接件与外界的往复驱动装置连接；所述底板的中部设置有通孔，底板上设置有滑坡，滑坡的侧部设置有限制所述第二棍子运动轨迹的弧形轨道。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的多自由度调节的立式机床具有经济实用、结构简单、便于操作和维护、工作状态下稳定高效精确的优点。

附图说明

图1是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床的立体图；

图2是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床中支撑柱的结构示意图；

图3是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床中主轴箱的结构示意图；

图4是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床中底座的结构示意图；

图5是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床中排泄装置的结构示意图；

图6是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床中刀库的结构示意图；

图7是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床中刀库的换刀机构的结构示意图；

图8是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床中刀库的限位机构的安装示意图；

图9是本实用新型的一种多自由度调节的立式机床中刀库的换刀机构的结构示意图。

图中，1.刀库，2.支撑柱，3.主轴箱，4.工作台，5.排泄装置，6.第二电机，7.第一丝杠，8.楔形连接座，9.主轴；10.滑套；11.第一电机；12.第三丝杠；13.上底座；14.第四电机，15.第三电机，16.下底座；18.导轨，19.V形槽体；20.第一外齿盘，21.第五电机；22.螺杆，23.矩形槽体；24.盘形壳体， 25.刀库支架；26.滑坡，27.刀套，28.底板，29.第二外齿盘，30.刀套，31.第六电机，33.第七电机，34.第一涡轮，35.小齿轮，37.底座，38.大齿轮圈，39.转盘，40.摆臂，41.换刀轴，42.第一棍子，43.第二涡轮，45.限位块；46.耳板；47.第二辊子，48.连接件，49.机械臂；50.第二丝杠。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步地详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种多自由度调节的立式机床，包括底座，该底座上安装有支撑柱2以及以底座为导轨可水平滑动的工作台4，支撑柱 2上安装有刀库1以及可以支撑柱2为轴上下滑动的主轴箱3，主轴箱3内设置有主轴9，主轴9的一端通过第一电机11驱动，另一端安装有切屑用的刀具，底座的底部设置有排泄装置5；排泄装置5包含导轨18，导轨18上滑动装配有矩形槽体23，矩形槽体23的侧上方设并排设置有三个V形槽体 19，其中两个固定连接在一起，V形槽体19包含排屑口，排屑口位于矩形槽体23的上方，V形槽体19内转动设置有螺杆22，固定连接在一起的两个 V形槽体19中的螺杆22的两端分别设置相互啮合的传动齿轮，并且一个V 形槽体19的外部设置有第五电机21，第五电机21的输出轴与任一螺杆22 连接

机床正常工作时，第一电机11带动主轴9运动，主轴9上的刀具对工件进行切削，切削产生的切屑会落到最下面的排泄装置5内。当需要换刀时，可根据需求将刀库1中的对应刀具与主轴9上的刀具更换。工作人员还可根据作业的要求，调整主轴箱3的高度、工作台4在水平方向的位置。

如图2所示，支撑柱2的顶部外侧设置有第二电机6，支撑柱2内设置有第一丝杠7，第一丝杠7与第二电机6的输出轴连接。

如图3所示，主轴箱3的侧部设置有一对滑套10，该对滑套10以支撑柱2的一对侧沿为滑轨滑动套装于其上，并且主轴箱3的底部与第一丝杠7 上的螺母固接，通过丝杠传动的原理实现了主轴箱3沿支撑柱上下运动。

如图4所示，底座包含上底座13和下底座16，下底座16内设置有第三电机15，第三电机15的输出轴上连接有第二丝杠50，上底座13滑动设置在下底座16的两外沿上并与第二丝杠50上的螺母固接，上底座13内设置有第四电机14，第四电机14的输出轴上连接有第三丝杠12，第三丝杠12 与第二丝杠50相垂直，工作台4平行滑动设置在上底座13上并与第三丝杠 12上的螺母固接，从图上看通过第二丝杠50控制左右方向的移动，通过第三丝杠12控制前后方向的移动，从而实现了工作台4在水平方向的精确控制。

如图5所示，导轨18上设计有滑轨，矩形槽体23的底部设计有与该滑轨相匹配的滑槽，安装时将滑槽与滑轨对准扣合后，即可实现矩形槽体23 沿导轨18滑动。排泄装置5放置在工作台4的下方，机床在进行机加工作业时所产生的切屑首先会落到V形槽体19中，与此同时第五电机21的输出轴带螺杆22以及间接通过传动齿轮带动相邻的螺杆13旋转，落入V形槽体 19中的切屑会在螺杆23的作用下沿其旋转的方向运动，直至从排屑口排出落入矩形槽体23中。待矩形槽体23中收集的切屑达到一定量时，工作人员可将矩形槽体23沿导轨向外滑出，取下倒出切屑后重新安装在导轨上恢复原位即可。

如图6所示，刀库1包含盘形壳体24，盘形壳体24的底部内侧设置有第六电机31，第六电机31的输出轴上设置有第一外齿盘，盘形壳体24内设置有外轮廓为圆形的刀库支架25，刀库支架25靠近其外轮廓处均布有多个刀套支架，每个刀套支架上均铰接有一个刀套30，刀套30抵靠在盘形壳体 24的内侧，刀套30用于安装刀具的刀套27，刀库支架25的外侧设置有与第一外齿盘20啮合的第二外齿盘29，盘形壳体24的底部外侧设置有刀库箱体，刀库箱体内设置有换刀机构，盘形壳体24的侧部设置有刀库出口，刀库出口安装有用于控制刀套状态的限位机构。

如图7所示，换刀机构包含底座37、换刀轴41和第七电机33。其中：底座37上设置有支撑轴，支撑轴上转动设置有转盘39，转盘39上设置有大齿轮圈38，转盘39的一端面上设置有椭圆形的偏心槽，偏心槽内设置有摆件36，摆件36的一端转动套设在支撑轴上，另一端铰接有摆臂40；换刀轴 41通过轴承设置在刀库箱内，换刀轴41上转动设置有拨环，拨环与摆臂40 连接，换刀轴41的轴向均布有多个第一棍子42，转盘39的侧部设置有轨道，转盘39转动时，该轨道与第一棍子42传动配合，换刀轴41的下端设置有机械臂49，机械臂49的两端分别连接有机械爪；第七电机33的输出轴上连接有第一涡轮34，第一涡轮34的下方啮合有第二涡轮43，第二涡轮43的转轴上设置有与大齿轮圈38啮合的小齿轮35。

换刀时，先启动第七电机33，第一涡轮34带动第二涡轮43旋转，第二涡轮43带动小齿轮35转动，小齿轮35带动大齿轮圈38转动，进而实现转盘39转动，此时在偏心槽的限制下，摆臂40带动换刀轴41下移完成取刀，之后在转盘39的侧部的轨道作用下，棍子42被下压，使换刀轴41完成180°转动，再之后在偏心槽的限制下，摆臂40带动换刀轴41上移将更换的刀具入库，取出的刀具则被安装在主轴箱3内设置有主轴9一端，完成更换，继续工作。

如图8所示，限位机构包括限位块45和底板28。结合图9，限位块45 的前端形状与盘形壳体24的形状相匹配，限位块45的侧部设置有一对耳板 46，该对耳板46之间设置有支撑轴44，支撑轴44上转动套装有第二棍子 47和连接件48，连接件48与外界的往复驱动装置连接；底板50的中部设置有通孔，底板28上设置有滑坡26，滑坡26的侧部设置有限制第二棍子 47运动轨迹的弧形轨道。

在外界的往复驱动装置的驱动下，限位块45侧部的第二棍子47在滑坡26的弧形轨道中向上滑动时，离开刀库出口，此时刀库出口出的刀套27会在自身重力作用下向下转动90°，从底板50的通孔中伸出，以便进行更换刀具；限位块45侧部的棍子在滑坡26的弧形轨道中向下滑动时，重新回到刀库出口，此时刀库出口出的刀套27在限位块45的作用下向上转动90°，重新回到刀库支架25上。

Claims (9)

1.一种多自由度调节的立式机床，其特征在于，包括底座，所述底座上设置有支撑柱(2)以及可水平滑动的工作台(4)，所述支撑柱(2)上固定设置有刀库(1)以及可上下滑动的主轴箱(3)，所述主轴箱(3)内设置有主轴(9)，所述主轴(9)的一端通过第一电机(11)驱动，另一端安装有切屑用的刀具，底座的底部设置有排泄装置(5)；

所述排泄装置包含导轨(18)，所述导轨(18)上滑动装配有矩形槽体(23)，所述矩形槽体(23)的侧上方并排设置有三个V形槽体(19)，其中两个固定连接在一起，所述V形槽体(19)包含排屑口，所述排屑口位于矩形槽体(23)的上方，V形槽体(19)内转动设置有螺杆(22)，固定连接在一起的两个V形槽体(19)中的螺杆(22)的两端分别设置相互啮合的传动齿轮，并且一个V形槽体(19)的外部设置有第五电机(21)，第五电机(21)的输出轴与任一螺杆(22)连接。

2.根据权利要求1所述的多自由度调节的立式机床，其特征在于，所述支撑柱(2)为中空矩形结构。

3.根据权利要求2所述的多自由度调节的立式机床，其特征在于，所述支撑柱(2)的顶部外侧设置有第二电机(6)，支撑柱(2)内设置有第一丝杠(7)，第一丝杠(7)与第二电机(6)的输出轴连接，所述主轴箱(3)的侧部设置有一对滑套(10)，所述滑套(10)滑动套装在支撑柱(2)的一对侧沿上，并且主轴箱(3)与第一丝杠(7)上的螺母固接。

4.根据权利要求3所述的多自由度调节的立式机床，其特征在于，所述支撑柱(2)的底部两侧设置有楔形连接座(8)。

5.根据权利要求4所述的多自由度调节的立式机床，其特征在于，所述底座包含上底座(13)和下底座(16)，所述下底座(16)内设置有第三电机(15)，所述第三电机(15)的输出轴上连接有第二丝杠(50)，上底座(13)滑动设置在下底座(16)上并与第二丝杠(50)上的螺母固接，上底座(13)内设置有第四电机(14)，第四电机(14)的输出轴上连接有第三丝杠(12)，第三丝杠(12)与第二丝杠(50)相垂直，所述工作台(4)平行滑动设置在上底座(13)上并与第三丝杠(12)上的螺母固接。

6.根据权利要求1所述的多自由度调节的立式机床，其特征在于，所述刀库包含盘形壳体(24)，所述盘形壳体(24)的底部内侧设置有第六电机(31)，第六电机(31)的输出轴上设置有第一外齿盘(20)，盘形壳体(24)内设置有外轮廓为圆形的刀库支架(25)，所述刀库支架(25)靠近其外轮廓处均布有多个刀套支架，每个刀套支架上均铰接有一个刀套(30)，所述刀套(30)抵靠在盘形壳体(24)的内侧，所述刀套(30)用于安装刀具的刀柄，刀库支架(25)的外侧设置有与第一外齿盘(20)啮合的第二外齿盘(29)，盘形壳体(24)的底部外侧设置有刀库箱体，所述刀库箱体内设置有换刀机构，盘形壳体(24)的侧部设置有刀库出口，刀库出口安装有用于控制刀套状态的限位机构。

7.根据权利要求6所述的多自由度调节的立式机床，其特征在于，所述换刀机构为凸轮换刀机构。

8.根据权利要求7所述的多自由度调节的立式机床，其特征在于，所述换刀机构包含底座(37)，所述底座(37)上设置有支撑轴，所述支撑轴上转动设置有转盘(39)，所述转盘(39)上设置有大齿轮圈(38)，转盘(39)的一端面上设置有椭圆形的偏心槽，偏心槽内设置有摆件(36)，所述摆件(36)的一端转动套设在支撑轴上，另一端铰接有摆臂(40)；

换刀轴(41)，换刀轴(41)通过轴承设置在刀库箱内，换刀轴(41)上转动设置有拨环，拨环与摆臂(40)连接，换刀轴(41)的轴向均布有多个第一棍子(42)，转盘(39)的侧部设置有轨道，转盘(39)转动时，轨道与所述第一棍子(42)传动配合，换刀轴(41)的下端设置有机械臂(49)，所述机械臂(49)的两端分别连接有机械爪；

第七电机(33)，所述第七电机(33)的输出轴上连接有第一涡轮(34)，第一涡轮(34)的下方啮合有第二涡轮(43)，第二涡轮(43)的转轴上设置有与大齿轮圈(38)啮合的小齿轮(35)。

9.根据权利要求8所述的多自由度调节的立式机床，其特征在于，所述限位机构包括限位块(45)和底板(28)，所述限位块(45)的前端形状与盘形壳体(24)的形状相匹配，限位块(45)的侧部设置有一对耳板(46)，该对耳板(46)之间设置有支撑轴，所述支撑轴上转动套装有第二棍子(47)和连接件(48)，所述连接件(48)与外界的往复驱动装置连接；所述底板(28)的中部设置有通孔，底板(28)上设置有滑坡(26)，滑坡(26)的侧部设置有限制所述第二棍子(47)运动轨迹的弧形轨道。

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