CN212095437U - 一种双伺服刀臂式刀库 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双伺服刀臂式刀库，主要包括装配座、刀座、伸缩缸和刀架，所述装配座左侧内部通过螺栓固定安装有换刀电机，所述装配座外侧中部开设有T形槽，所述装配座位于T型槽处的内壁滑动安装有限位环，限位环中部内壁固定安装有内齿圈，所述换刀电机的电机轴通过联轴器固定安装有电机轮，电机轮与内齿圈啮合连接，所述限位环外侧壁固定安装有刀座，刀座前侧开设有等距排列的刀杯。本实用新型在结构上设计合理，本装置换刀速度更快，效率更高；简化配线，节省人工，不易故障更稳定；换刀速度可控，可由上位机进行加减速规划，更安全；可以监控刀盘/刀臂电机负载率和速度，便于管理。

Description

一种双伺服刀臂式刀库

技术领域

本实用新型涉及一种刀库，具体是一种双伺服刀臂式刀库。

背景技术

刀臂式刀库是一种应用已久的加工中心换刀架构，其优势在于换刀全程由系统控制，不需人工操作，换刀迅速且精准。在以往刀臂式刀库应用领域中，液压式的架构占了绝大部分。如今，随着数控行业的飞速发展，加工效率的要求不断提高，对传统的液压刀臂式刀库也提出了更快更准的严格要求。

现有的刀库基于液压系统进行架构，刀臂式刀库换刀的效率由液压的压力决定，无法做到精准的控制。且异步刀库需要IO点来控制，刀臂和刀盘使用变频马达，无法准确控制加减速与位置，仅透过IO点on/off，没有减速机制，容易撞刀/掉刀，若有换刀动作有异常无法及时停止，容易损坏机构，配线繁琐容易出错，无法监控马达的负载率/速度等资讯，不易于刀具管理，各个刀库厂商都在改进刀库方案。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种双伺服刀臂式刀库，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种双伺服刀臂式刀库，主要包括装配座、刀座、伸缩缸和刀架，所述装配座左侧内部通过螺栓固定安装有换刀电机，所述装配座外侧中部开设有T形槽，所述装配座位于T型槽处的内壁滑动安装有限位环，限位环中部内壁固定安装有内齿圈，所述换刀电机的电机轴通过联轴器固定安装有电机轮，电机轮与内齿圈啮合连接，所述限位环外侧壁固定安装有刀座，刀座前侧开设有等距排列的刀杯，所述刀座位于刀杯处的内壁固定安装有永磁体，所述刀座前侧通过刀杯插接安装有刀头，刀头后侧壁紧密接触永磁体前侧壁；所述伸缩缸前端固定安装有电机壳，电机壳前端固定安装有外框，所述电机壳内侧固定安装有伺服电机，伺服电机的电机轴通过联轴器固定安装转轴，转轴通过轴承与外框内壁转动连接，所述转轴中部套设安装有从动轮，从动轮内壁与转轴外壁固定连接，所述外框顶端固定安装有盖板，盖板中部贯穿安装有旋架，旋架底端固定安装有锥齿轮，所述旋架下部套设安装有弹簧，弹簧底端紧密接触锥齿轮顶端外壁，所述转轴前端固定安装有刀架，刀架端部侧壁固定安装有定座，刀架端部位于定座一侧开设有装配仓，所述刀架位于装配仓处的内壁固定安装有动座电机，动座电机的电机轴通过联轴器固定安装有丝杆，丝杆外侧套设安装有丝杆螺母，丝杆螺母外壁固定安装有动座，所述刀架位于装配仓开口处固定安装有盖板，盖板外侧壁固定安装有与动座配合的测距模块。

作为本实用新型进一步的方案：所述动座和定座侧壁固定安装有相互配合的衬垫。

作为本实用新型再进一步的方案：所述盖板中部开设有与动座配合滑口。

作为本实用新型再进一步的方案：所述测距模块采用GP2D12型红外测距探头。

作为本实用新型再进一步的方案：所述伸缩缸、换刀电机、动座电机、伺服电机和测距模块与外部电源及外部控制设备均电性连接，所述外部控制设备采用SYNTEC22MA型数控主机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在结构上设计合理，本装置换刀速度更快，效率更高；简化配线，节省人工，不易故障更稳定；换刀速度可控，可由上位机进行加减速规划，更安全；可以监控刀盘/刀臂电机负载率和速度，便于管理，将传统液压架构的刀臂式刀库用伺服电机实现换刀流程，以大幅度减少此刀库换刀时间，提高加工效率。

附图说明

图1为双伺服刀臂式刀库与主轴之间的位置示意图。

图2为图1中A处的结构示意图。

图3为图1中B处右视角度的结构示意图。

图4为双伺服刀臂式刀库中伸缩缸与驱动结构之间左视角度的结构示意图。

图中：伸缩缸1、转轴2、动座3、定座4、刀架5、旋架6、刀头7、装配座8、换刀电机 9、刀座10、动座电机11、永磁体12、限位环13、内齿圈14、弹簧15、锥齿轮16、伺服电机17、电机壳18、外框19、从动轮20、丝杆21、丝杆螺母22、盖板23、测距模块24。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种双伺服刀臂式刀库，主要包括装配座8、刀座10、伸缩缸1和刀架5，所述装配座8左侧内部通过螺栓固定安装有换刀电机9，所述装配座8外侧中部开设有T形槽，所述装配座8位于T型槽处的内壁滑动安装有限位环 13，限位环13中部内壁固定安装有内齿圈14，所述换刀电机9的电机轴通过联轴器固定安装有电机轮，电机轮与内齿圈14啮合连接，所述限位环13外侧壁固定安装有刀座10，刀座10前侧开设有等距排列的刀杯，所述刀座10位于刀杯处的内壁固定安装有永磁体12，所述刀座10前侧通过刀杯插接安装有刀头7，刀头7后侧壁紧密接触永磁体12前侧壁；所述伸缩缸1前端固定安装有电机壳18，电机壳18前端固定安装有外框19，所述电机壳18内侧固定安装有伺服电机17，伺服电机17的电机轴通过联轴器固定安装转轴2，转轴 2通过轴承与外框19内壁转动连接，所述转轴2中部套设安装有从动轮20，从动轮20内壁与转轴2外壁固定连接，所述外框19顶端固定安装有盖板，盖板中部贯穿安装有旋架6，旋架6底端固定安装有锥齿轮16，所述旋架6下部套设安装有弹簧15，弹簧15底端紧密接触锥齿轮16顶端外壁，所述转轴2前端固定安装有刀架5，刀架5端部侧壁固定安装有定座4，刀架5端部位于定座4一侧开设有装配仓，所述刀架5位于装配仓处的内壁固定安装有动座电机11，动座电机11的电机轴通过联轴器固定安装有丝杆21，丝杆21外侧套设安装有丝杆螺母22，丝杆螺母22外壁固定安装有动座3，所述刀架5位于装配仓开口处固定安装有盖板23，盖板23外侧壁固定安装有与动座3配合的测距模块24。

所述动座3和定座4侧壁固定安装有相互配合的衬垫。

所述盖板23中部开设有与动座3配合滑口。

所述测距模块24采用GP2D12型红外测距探头。

所述伸缩缸1、换刀电机9、动座电机11、伺服电机17和测距模块24与外部电源及外部控制设备均电性连接，所述外部控制设备采用SYNTEC22MA型数控主机。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型涉及一种双伺服刀臂式刀库，伺服刀库使用换刀电机9驱动的刀塔，不占用轴口，并兼容现有的异步刀库的刀号处理方式，只需要在数控主机刀塔页面设定命令寄存器/缓存器、总刀数、减速比，即可由上位机控制刀座10的旋转。每一个刀座10上的永磁体12刀杯都有固定的角度，可由上位机输出命令，刀盘直接快速准确的旋转到所要换的刀头7对应的刀杯，不需要数刀信号计算确认，旋转速度由上位机控制，刀架5使用伺服电机17驱动旋转，不占用轴口，在上位机上设定命令寄存器/缓存器，加减速时机，空刀与夹刀的速度，当上位机发出换刀指令后，刀座10快速旋转到目标刀头7，伺服电机 17将刀架5上的定座4转动到刀头7位置，动座电机11转动使得动座3向定座4移动将刀头7夹紧，之后伸缩缸1伸长，将目标刀头7转动主轴夹具开口位置，伸缩缸1收缩，将刀头7插入，之后动座电机11工作使得动座3复位，动座3的移动距离通过测距模块24检测，避免出现夹持不稳或者夹持过紧，当发生意外情况导致装置旋转中途中断时，上位机可通过参数调整至调试模式，利用下压旋架6，手动转动转轴2，至零点重新设定零点即可，转轴2动作规格介绍：零点设置，手轮模式下将转轴摇至机械零点位置，ON Rm.6 设定原点；刀臂的手动，操作：ON Rm.10，此时开启刀臂的手轮模式，此时可以进行刀臂的动作；刀臂自动，操作：MDI或者自动执行模式下执行M6，即可做刀臂交换动作；本装置换刀速度更快，效率更高；简化配线，节省人工，不易故障更稳定；换刀速度可控，可由上位机进行加减速规划，更安全；可以监控刀盘/刀臂电机负载率和速度，便于管理，将传统液压架构的刀臂式刀库用伺服电机实现换刀流程，以大幅度减少此刀库换刀时间，提高加工效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种双伺服刀臂式刀库，主要包括装配座(8)、刀座(10)、伸缩缸(1)和刀架(5)，其特征在于，所述装配座(8)左侧内部通过螺栓固定安装有换刀电机(9)，所述装配座(8)外侧中部开设有T形槽，所述装配座(8)位于T型槽处的内壁滑动安装有限位环(13)，限位环(13)中部内壁固定安装有内齿圈(14)，所述换刀电机(9)的电机轴通过联轴器固定安装有电机轮，电机轮与内齿圈(14)啮合连接，所述限位环(13)外侧壁固定安装有刀座(10)，刀座(10)前侧开设有等距排列的刀杯，所述刀座(10)位于刀杯处的内壁固定安装有永磁体(12)，所述刀座(10)前侧通过刀杯插接安装有刀头(7)，刀头(7)后侧壁紧密接触永磁体(12)前侧壁；所述伸缩缸(1)前端固定安装有电机壳(18)，电机壳(18)前端固定安装有外框(19)，所述电机壳(18)内侧固定安装有伺服电机(17)，伺服电机(17)的电机轴通过联轴器固定安装转轴(2)，转轴(2)通过轴承与外框(19)内壁转动连接，所述转轴(2)中部套设安装有从动轮(20)，从动轮(20)内壁与转轴(2)外壁固定连接，所述外框(19)顶端固定安装有盖板，盖板中部贯穿安装有旋架(6)，旋架(6)底端固定安装有锥齿轮(16)，所述旋架(6)下部套设安装有弹簧(15)，弹簧(15)底端紧密接触锥齿轮(16)顶端外壁，所述转轴(2)前端固定安装有刀架(5)，刀架(5)端部侧壁固定安装有定座(4)，刀架(5)端部位于定座(4)一侧开设有装配仓，所述刀架(5)位于装配仓处的内壁固定安装有动座电机(11)，动座电机(11)的电机轴通过联轴器固定安装有丝杆(21)，丝杆(21)外侧套设安装有丝杆螺母(22)，丝杆螺母(22)外壁固定安装有动座(3)，所述刀架(5)位于装配仓开口处固定安装有盖板(23)，盖板(23)外侧壁固定安装有与动座(3)配合的测距模块(24)。

2.根据权利要求1所述的双伺服刀臂式刀库，其特征在于，所述动座(3)和定座(4)侧壁固定安装有相互配合的衬垫。

3.根据权利要求1所述的双伺服刀臂式刀库，其特征在于，所述盖板(23)中部开设有与动座(3)配合滑口。

4.根据权利要求1所述的双伺服刀臂式刀库，其特征在于，所述测距模块(24)采用GP2D12型红外测距探头。

5.根据权利要求1所述的双伺服刀臂式刀库，其特征在于，所述伸缩缸(1)、换刀电机(9)、动座电机(11)、伺服电机(17)和测距模块(24)与外部电源及外部控制设备均电性连接，所述外部控制设备采用SYNTEC22MA型数控主机。

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