CN213673051U - 一种可自动换刀的加工中心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可自动换刀的加工中心，包括：立柱、头部、刀库和凸轮组件，头部设于立柱上，两者做滑动连接，刀库通过刀架固定座与立柱连接，凸轮组件设于头部和刀库之间，并与刀架固定座连接，且位于头部、刀库和凸轮组件下方设有刀臂，凸轮组件的下方与刀臂的中部连接，刀臂的两端分别设于头部和刀库的下方，且相互配合。本实用新型其结构简单，设计合理，对立柱、头部和刀库的结构进行了优化，不仅增强了整个加工中心的支撑强度，让其实现对头部的位置实现调整，大大的提高其适用性，还通过刀库、凸轮组件与头部相互配合让其实现自动换刀，从而减少换刀浪费的时间，加快生产的进程，让其实现了真正的自动化生产。

Description

一种可自动换刀的加工中心

技术领域

本实用新型属于先进制造与自动化技术领域，特别涉及一种可自动换刀的加工中心。

背景技术

加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。因其综合加工能力较强，工件一次装夹后完成加工内容较多，加工精度及加工效率均较高等优势，普遍受到企业的青睐。

立柱、加工中心的头部是数控加工中心设备安装过程中的必要核心部件，而现有的立柱，其一般都是一个单独的柱体结构，只能够起到安装支撑功能，其功能较为单一，将刀头安装到立柱上，当其工作过程中常常会因为其平衡性较差导致其加工的过程不够稳定，导致刀头加工出现偏差，影响其加工的精准度，甚至有些会直接导致刀头无法正常工作，从而会严重的影响其正常的生产进度；

同时，在加工中心生产的过程中，我们经常会根据生产加工的产品不同，需要更好不同的刀具，而现有的头部很多是无法换不同的刀具，有些即使能够换刀，其也是需要人工手动进行更换，再换刀时就需要对设备进行停机后才能够更换，这就需要浪费大量的时间，严重影响企业的生产效率，因而现有的加工中心还有待于改进。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种可自动换刀的加工中心，其结构简单，设计合理，对立柱、头部和刀库的结构进行了优化，不仅增强了整个加工中心的支撑强度，同时也让其能够根据实际生产的需要对头部的位置实现调整，大大的提高其适用性，且还通过刀库、凸轮组件与头部相互配合让其实现自动换刀，从而减少换刀浪费的时间，加快生产的进程。

技术方案：为了实现上述目的，本实用新型提供了一种可自动换刀的加工中心，包括：立柱、头部、刀库和凸轮组件，所述头部设于立柱上，两者做滑动连接，所述刀库通过刀架固定座与立柱连接，所述凸轮组件设于头部和刀库之间，并与刀架固定座连接，且位于头部、刀库和凸轮组件下方设有刀臂，所述凸轮组件的下方与刀臂的中部连接，所述刀臂的两端分别设于头部和刀库的下方，且相互配合。本实用新型中所述的一种可自动换刀的加工中心，其结构简单，设计合理，对立柱、头部和刀库的结构进行了优化，不仅增强了整个加工中心的支撑强度，同时也让其能够根据实际生产的需要对头部的位置实现调整，大大的提高其适用性，且还通过刀库、凸轮组件与头部相互配合让其实现自动换刀，从而减少换刀浪费的时间，加快生产的进程，让其实现了真正的自动化生产，进而让其更好的满足生产的需要。

本实用新型中所述立柱包括立柱本体、上下升降驱动机构和平衡机构，其中，所述上下升降驱动机构中设有一组轨道和升降驱动机构，所述轨道相对设于立柱本体的一侧，所述升降驱动机构设于两轨道之间，且其与立柱本体连接，所述平衡机构设于立柱本体上。

本实用新型中所述平衡机构中设有氮气罐、平衡架和氮气平衡缸，所述氮气罐设于立柱本体一侧，所述平衡架设于立柱本体的顶部，所述氮气平衡缸设于平衡架上，所述氮气罐通过供气管道与氮气平衡缸连接。

本实用新型中所述升降驱动机构中设有升降伺服电机和升降丝杆，所述升降伺服电机通过电机固定座与立柱本体连接，所述升降丝杆通过联轴器与升降伺服电机连接，且所述升降丝杆的末端通过轴承座与立柱本体连接，所述升降丝杆上设有一组滑动座。

本实用新型中所述头部中设有头部箱体、主轴马达、打刀缸和主轴，所述头部箱体设于立柱上，且两者做上下升降式连接，所述主轴马达和打刀缸均设于头部箱体内，所述主轴设于打刀缸的输出端。

本实用新型中所述头部箱体中设有头部本体、安装座和保护壳，所述安装座设于头部本体的一侧，且所述安装座与轨道做滑动式连接，所述保护壳设于头部本体的外侧；

所述头部本体上设有用于安装主轴马达、打刀缸和主轴的安装孔，所述主轴马达、打刀缸和主轴均设于头部本体上；

所述主轴马达的输出端设有驱动轮，所述主轴上部设有从动轮，所述驱动轮和从动轮通过皮带连接。

本实用新型中所述刀库包括底板、转盘、一组刀套、旋转驱动机构和气缸，所述转盘设于底板的一侧，所述刀套分布于转盘的四周，所述驱动机构通过固定架设于底板的一侧，其输出轴穿过底板与转盘做转动式连接，所述气缸设于底板的一侧，且所述气缸与底板相配合。

本实用新型中所述转盘包括转盘本体，所述转盘本体的四周设有一组夹爪，所述夹爪上设有轨槽，所述刀套设于轨槽上；

所述刀套中设有导套本体，所述导套本体上设有滑块，所述滑块上设有防脱条，所述滑块设于轨槽内。

本实用新型中所述转盘本体一侧呈锥形，其外侧设有凸台，位于凸台的外部设有凸缘，所述凸台与凸缘之间设有连接筋板，所述凸缘的外侧设有盖板。

本实用新型中所述刀臂设有刀臂本体，所述刀臂本体的中部设有穿孔，两端分别设有第一弯钩和第二弯钩，所述凸轮组件的下方设于穿孔处，所述第一弯钩设于刀库的下方，所述第二弯钩设于头部下方，所述第一弯钩和第二弯钩的开口方向呈反相设置。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型中所述的一种可自动换刀的加工中心，其结构简单，设计合理，对立柱、头部和刀库的结构进行了优化，不仅增强了整个加工中心的支撑强度，同时也让其能够根据实际生产的需要对头部的位置实现调整，大大的提高其适用性，且还通过刀库、凸轮组件与头部相互配合让其实现自动换刀，从而减少换刀浪费的时间，加快生产的进程，进而让其更好的满足生产的需要。

2、本实用新型中通过在立柱上设置上、下升降驱动机构，让安装于立柱上的加工中心头部能够根据需要实现上、下移动，给生产带来了诸多的便捷，同时还设置了平衡机构，让其能够有效提高立柱的支撑性和稳定性，从而进一步提高加工中心的稳定性，进而让其更好的满足客户的需求。

3、本实用新型中所述平衡机构中设有氮气罐、平衡架和氮气平衡缸，所述平衡机构采用氮气罐和氮气平衡缸来控制立柱和加工中心头部的平衡性，其结构简单，设计合理，易于生产。

4、本实用新型中的加工中心头部通过在头部上设置刀库和凸轮组件，旋转驱动机构让其需要转盘转动，将刀套旋转至缺口处，再通过气缸将刀套推出转盘，凸轮组件驱动刀臂旋转，将刀库出口处的刀套带动至加工中心头部的下方进行换刀即可减少换刀的时间，加快企业生产的进度。

5、本实用新型中所述转盘本体一侧呈锥形，其外侧设有凸台，位于凸台的外部设有凸缘，所述凸台与凸缘之间设有连接筋板，所述凸缘的外侧设有盖板。所述转盘本体采用锥形这种独特的设计，让旋转驱动机构和气缸设于转盘本体的背面，对刀库的结构进行了优化，让其设计更为紧凑，更为合理。

6、本实用新型中所述保护罩为伸缩式保护罩，其包括一组子保护罩，所述子保护罩相互之间套接。所述伸缩式保护罩的设置，让其能够根据加工中心的实际需要，对其进行适应性调节。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中头部的结构示意图；

图3为本实用新型底部的结构示意图；

图4为本实用新型头部的结构示意图；

图5为本实用新型中头部的侧视图；

图6为本实用新型中头部另一侧的结构示意图；

图7为本实用新型中主轴马达与主轴的连接示意图；

图8为本实用新型中打刀缸与主轴的连接示意图；

图9为本实用新型中刀库的结构示意图；

图10为本实用新型刀库的侧视图；

图11为本实用新型刀库的后视图；

图12为本实用新型中刀套的结构示意图；

图13为本实用新型中转盘的结构示意图；

图14为本实用新型中立柱的结构示意图；

图15为本实用新型中保护罩的结构示意图；

图16为本实用新型中立柱另一侧的结构示意图；

图17为本实用新型中平衡机构的结构图；

图18为本实用新型中升降驱动机构的结构图；

图19为本实用新型中立柱柱体的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而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”、“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该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图所示的一种可自动换刀的加工中心，包括：立柱5、头部6、刀库7和凸轮组件8，所述头部6设于立柱5上，两者做滑动连接，所述刀库7通过刀架固定座9与立柱5连接，所述凸轮组件8设于头部6和刀库7之间，并与刀架固定座9连接，且位于头部6、刀库7和凸轮组件8下方设有刀臂10，所述凸轮组件8的下方与刀臂10的中部连接，所述刀臂10的两端分别设于头部6和刀库7的下方，且相互配合。

本实施例中所述立柱5包括立柱本体51、上下升降驱动机构52和平衡机构53，其中，所述上下升降驱动机构52中设有一组轨道521和升降驱动机构522，所述轨道521相对设于立柱本体51的一侧，所述升降驱动机构522设于两轨道521之间，且其与立柱本体51连接，所述平衡机构53设于立柱本体51上。

本实施例中所述平衡机构53中设有氮气罐531、平衡架532和氮气平衡缸533，所述氮气罐531设于立柱本体51一侧，所述平衡架532设于立柱本体51的顶部，所述氮气平衡缸533设于平衡架532上，所述氮气罐531通过供气管道与氮气平衡缸533连接。

本实施例中所述升降驱动机构522中设有升降伺服电机5221和升降丝杆5222，所述升降伺服电机5221通过电机固定座与立柱本体51连接，所述升降丝杆5222通过联轴器与升降伺服电机5221连接，且所述升降丝杆5222的末端通过轴承座与立柱本体51连接，所述升降丝杆5222上设有一组滑动座5223；所述立柱本体51包括立柱基座511和立柱柱体512，所述立柱主体512设于立柱基座511的上方，且所述立柱主体512的一侧设有用于放置氮气瓶的放置盒513，所述氮气罐531设于放置盒513内。

所述平衡架532为V字形，气两侧固定于立柱51的顶部。

所述立柱51上位于轨道521的下部设有保护罩54。

所述子保护罩54为伸缩式保护罩。

所述保护罩54为伸缩式保护罩，其包括一组子保护罩，所述子保护罩的内侧设有底边板541，一端设有端口板542，所述端口板542上设有滑板543，所述子保护罩相互之间套接，两套接的子保护罩的底边板541以及端口板542相互配合，且所述底边板541和端口板542卡于轨道521上，所述滑板543设于轨道521上，并与轨道521相配合。

所述基座511和立柱柱体512内侧均设有加强结构514。

本实施例中所述头部6中设有头部箱体61、主轴马达62、打刀缸63和主轴64，所述头部箱体61设于立柱5上，且两者做上下升降式连接，所述主轴马达62和打刀缸63均设于头部箱体61内，所述主轴64设于打刀缸63的输出端。

本实施例中所述头部箱体61中设有头部本体611、安装座612和保护壳613，所述安装座612设于头部本体611的一侧，且所述安装座612与轨道521做滑动式连接，所述保护壳613设于头部本体611的外侧；

所述头部本体611上设有用于安装主轴马达62、打刀缸63和主轴64的安装孔，所述主轴马达62、打刀缸63和主轴64均设于头部本体611上；

所述主轴马达62的输出端设有驱动轮621，所述主轴64上部设有从动轮641，所述驱动轮621和从动轮641通过皮带65连接。所述安装座612靠近立柱4的一侧设有一组凹槽，所述凹槽内设有一组滑动块6121，且位于两凹槽之间设有滑动安装座6122，所述滑动块6121与轨道421做滑动式连接，所述滑动安装座6122与滑动座4223连接；所述立柱4的一侧还设有坦克链45，所述坦克链45的另一端与头部箱体61连接；所述头部本体611与安装座612连接处的四周设有一组加强筋板614。

本实施例中所述刀库7包括底板71、转盘72、一组刀套73、旋转驱动机构74和气缸75，所述转盘72设于底板71的一侧，所述刀套73分布于转盘72的四周，所述驱动机构74通过固定架设于底板71的一侧，其输出轴穿过底板71与转盘72做转动式连接，所述气缸75设于底板71的一侧，且所述气缸75与底板71相配合。所述底板71包括固定板711和圆形底盘712，所述圆形底盘712设于固定板711上，且所述圆形底盘712的一侧设有缺口；所述圆形底盘712的一侧设有护罩713。

本实施例中所述转盘72包括转盘本体721，所述转盘本体721的四周设有一组夹爪722，所述夹爪722上设有轨槽723，所述刀套73设于轨槽723上；

所述刀套73中设有导套本体731，所述导套本体731上设有滑块732，所述滑块732上设有防脱条733，所述滑块732设于轨槽723内。

本实施例中所述转盘本体721一侧呈锥形，其外侧设有凸台7211，位于凸台7211的外部设有凸缘7212，所述凸台7211与凸缘7212之间设有连接筋板7213，所述凸缘7212的外侧设有盖板7214。

本实施例中所述刀臂10设有刀臂本体，所述刀臂本体的中部设有穿孔，两端分别设有第一弯钩101和第二弯钩102，所述凸轮组件8的下方设于穿孔处，所述第一弯钩101设于刀库7的下方，所述第二弯钩102设于头部6下方，所述第一弯钩101和第二弯钩102的开口方向呈反相设置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可自动换刀的加工中心，其特征在于：包括：立柱（5）、头部（6）、刀库（7）和凸轮组件（8），所述头部（6）设于立柱（5）上，两者做滑动连接，所述刀库（7）通过刀架固定座（9）与立柱（5）连接，所述凸轮组件（8）设于头部（6）和刀库（7）之间，并与刀架固定座（9）连接，且位于头部（6）、刀库（7）和凸轮组件（8）下方设有刀臂（10），所述凸轮组件（8）的下方与刀臂（10）的中部连接，所述刀臂（10）的两端分别设于头部（6）和刀库（7）的下方，且相互配合。

2.根据权利要求1所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述立柱（5）包括立柱本体（51）、上下升降驱动机构（52）和平衡机构（53），其中，所述上下升降驱动机构（52）中设有一组轨道（521）和升降驱动机构（522），所述轨道（521）相对设于立柱本体（51）的一侧，所述升降驱动机构（522）设于两轨道（521）之间，且其与立柱本体（51）连接，所述平衡机构（53）设于立柱本体（51）上。

3.根据权利要求2所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述平衡机构（53）中设有氮气罐（531）、平衡架（532）和氮气平衡缸（533），所述氮气罐（531）设于立柱本体（51）一侧，所述平衡架（532）设于立柱本体（51）的顶部，所述氮气平衡缸（533）设于平衡架（532）上，所述氮气罐（531）通过供气管道与氮气平衡缸（533）连接。

4.根据权利要求2所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述升降驱动机构（522）中设有升降伺服电机（5221）和升降丝杆（5222），所述升降伺服电机（5221）通过电机固定座与立柱本体（51）连接，所述升降丝杆（5222）通过联轴器与升降伺服电机（5221）连接，且所述升降丝杆（5222）的末端通过轴承座与立柱本体（51）连接，所述升降丝杆（5222）上设有一组滑动座（5223）。

5.根据权利要求1所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述头部（6）中设有头部箱体（61）、主轴马达（62）、打刀缸（63）和主轴（64），所述头部箱体（61）设于立柱（5）上，且两者做上下升降式连接，所述主轴马达（62）和打刀缸（63）均设于头部箱体（61）内，所述主轴（64）设于打刀缸（63）的输出端。

6.根据权利要求5所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述头部箱体（61）中设有头部本体（611）、安装座（612）和保护壳（613），所述安装座（612）设于头部本体（611）的一侧，且所述安装座（612）与轨道（521）做滑动式连接，所述保护壳（613）设于头部本体（611）的外侧；

所述头部本体（611）上设有用于安装主轴马达（62）、打刀缸（63）和主轴（64）的安装孔，所述主轴马达（62）、打刀缸（63）和主轴（64）均设于头部本体（611）上；

所述主轴马达（62）的输出端设有驱动轮（621），所述主轴（64）上部设有从动轮（641），所述驱动轮（621）和从动轮（641）通过皮带（65）连接。

7.根据权利要求1所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述刀库（7）包括底板（71）、转盘（72）、一组刀套（73）、旋转驱动机构（74）和气缸（75），所述转盘（72）设于底板（71）的一侧，所述刀套（73）分布于转盘（72）的四周，所述驱动机构（74）通过固定架设于底板（71）的一侧，其输出轴穿过底板（71）与转盘（72）做转动式连接，所述气缸（75）设于底板（71）的一侧，且所述气缸（75）与底板（71）相配合。

8.根据权利要求7所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述转盘（72）包括转盘本体（721），所述转盘本体（721）的四周设有一组夹爪（722），所述夹爪（722）上设有轨槽（723），所述刀套（73）设于轨槽（723）上；

所述刀套（73）中设有导套本体（731），所述导套本体（731）上设有滑块（732），所述滑块（732）上设有防脱条（733），所述滑块（732）设于轨槽（723）内。

9.根据权利要求1所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述刀臂（10）设有刀臂本体，所述刀臂本体的中部设有穿孔，两端分别设有第一弯钩（101）和第二弯钩（102），所述凸轮组件（8）的下方设于穿孔处，所述第一弯钩（101）设于刀库（7）的下方，所述第二弯钩（102）设于头部（6）下方，所述第一弯钩（101）和第二弯钩（102）的开口方向呈反相设置。

10.根据权利要求8所述的可自动换刀的加工中心，其特征在于：所述转盘本体（721）一侧呈锥形，其外侧设有凸台（7211），位于凸台（7211）的外部设有凸缘（7212），所述凸台（7211）与凸缘（7212）之间设有连接筋板（7213），所述凸缘（7212）的外侧设有盖板（7214）。

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