CN213795436U

CN213795436U - 一种加工中心自动换刀装置

Info

Publication number: CN213795436U
Application number: CN202022091499.5U
Authority: CN
Inventors: 黎艳
Original assignee: Dongguan Yanfeng CNC Equipment Co Ltd
Current assignee: Dongguan Yanfeng CNC Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2030-09-22

Abstract

本实用新型公开了一种加工中心自动换刀装置，包括主轴模块、刀具模块和对刀模块，主轴模块包括第一驱动装置、第一传动装置和自动换刀主轴，刀具模块包括设在主轴模块旁侧并能朝主轴模块移动的刀盘和若干刀具组件，对刀模块能检测并反馈刀具组件的坐标并导引各部件将刀具组件导引至主轴的正下方。相较于现有技术，本实用新型通过设置可独立运动的刀盘和主轴模块，配合对刀模块，可实现多个切削刀具自动切换换刀，刀具定位精准，换刀效率高，进而提升加工中心的加工效率；通过在刀具外围设置吸尘模块，可在加工和换刀过程中及时吸取废屑和粉尘，降低其对刀具和各部件的磨损，辅助提升对刀精度，延长刀具寿命。

Description

一种加工中心自动换刀装置

技术领域

本实用新型涉及加工中心的切削刀具技术领域,特别涉及一种加工中心自动换刀装置。

背景技术

切削刀具是机加工中最重要的部件之一，不同材质的工件、不同精度的切削加工均会用到不同的切削刀具，切削刀具的选择直接影响到切削加工的精度和效率。

出于成本考虑，现有的机加工设备或加工中心大多朝向一机多用的方向发展，工件的材质或加工精度要求变更后一般都需要调整切削刀具，需要拆装刀具并在控制系统上对刀具的原点和参数进行设置，调整较为繁琐，尤其是对一些需要多次加工但需要用不同的刀具切削的工件，如果加工设备受限无法一次安装多把切削刀具，换刀工作或调换工件的工序将严重影响加工效率，操作者的劳动强度较高，客观因素导致的不良率无法完全消除。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种加工中心自动换刀装置，能实现多种切削刀具自动切换换刀，刀具定位精准，换刀效率高。

为解决上述技术问题,本实用新型采取的一种技术方案如下:

一种加工中心自动换刀装置，所述加工中心上设有可沿Z向移动的刀具固定板，包括：

主轴模块，包括固设在所述刀具固定板上的第一驱动装置和与其传动连接的第一传动装置，所述第一传动装置上传动连接有自动换刀主轴，所述第一驱动装置能通过所述第一传动装置驱动所述自动换刀主轴旋转；

刀具模块，包括安设在所述加工中心的机身上且位于所述主轴模块旁侧的刀盘固定板，所述刀盘固定板上设有第二驱动装置和与其传动连接的第二传动装置，所述第二传动装置上传动连接有第三驱动装置和刀盘，所述第三驱动装置与所述刀盘传动连接，所述刀盘上沿其圆周排列有若干刀夹，每个所述刀夹上均装设有一刀具组件；所述第三驱动装置能驱动所述刀盘旋转，所述第二驱动装置能驱动所述第二传动装置带动所述第三驱动装置和所述刀盘沿 X向移动以靠近所述自动换刀主轴；

对刀模块，包括安设在所述刀具固定板上的第四驱动装置和与其传动连接的第四传动装置，所述第四驱动装置能驱动所述第四传动装置沿Z向移动；所述第四传动装置的一端部设有探针，所述探针上设有能检测并反馈所述刀具组件坐标的传感器。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中，所述主轴模块上还安设有吸尘模块，所述吸尘模块包括安设在所述自动换刀主轴上的第五驱动装置，所述第五驱动装置传动连接有第五传动装置，所述第五传动装置上安设有吸尘罩，所述吸尘罩的一端部套设在所述自动换刀主轴的外围，其另一端部设有吸尘管接头，所述吸尘管接头与吸尘设备相连接。

在上述技术方案中，所述刀具组件包括与所述刀夹适配的刀柄杆，所述刀柄杆的一端部设有与自动换刀主轴适配的拉丁，所述刀柄杆的另一端设有与切削刀具适配的夹头。

在上述技术方案中，所述第一传动装置为蜗轮蜗杆传动副；所述第一驱动装置和所述自动换刀主轴分别安设在所述刀具固定板的两侧。

在上述技术方案中，所述第二传动装置包括沿X向安设在所述刀盘固定板上的第二滑轨和架设在所述第二滑轨上的第二滑块，所述第二滑块上传动连接有所述第三驱动装置和所述刀盘。

在上述技术方案中，所述第四传动装置包括沿Z向安设在所述刀具固定板上的第四滑轨和架设在所述第四滑轨上的第四滑块，所述第四滑块上传动连接有所述探针。

在上述技术方案中，所述第五传动装置为安设在所述吸尘罩上的连接板，所述连接板的一端部与所述第五驱动装置传动连接。

在上述技术方案中，所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置均为伺服电机，所述第四驱动装置、第五驱动装置均为气缸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过设置可独立运动的刀盘和主轴模块，配合对刀模块，可实现多个切削刀具自动切换换刀，刀具定位精准，换刀效率高，进而提升加工中心的加工效率；通过在刀具外围设置吸尘模块，可在加工和换刀过程中及时吸取废屑和粉尘，降低其对刀具和各部件的磨损，辅助提升对刀精度，延长刀具寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实施例的立体结构示意图；

图3是本实施例的侧视结构示意图；

图4是本实施例中刀具模块的结构示意图；

图5是本实施例中刀具组件的分解结构示意图。

图中：100、刀具固定板；200、主轴模块；300、刀具模块；400、对刀模块；500、吸尘模块；210、第一驱动装置；220、第一传动装置；230、自动换刀主轴；310、刀盘固定板；320、第二驱动装置；330、第二传动装置；340、第三驱动装置；350、刀盘；360、刀夹；370、刀具组件；31、刀柄杆；32、拉丁；33、夹头；34、第二滑轨；35、第二滑块；410、第四驱动装置；420、第四传动装置；430、探针；440、传感器；41、第四滑轨；42、第四滑块；510、第五驱动装置；520、第五传动装置；530、吸尘罩；51、吸尘管机头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,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申请和简化描述,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申请的限制。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。在本申请的描述中,“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,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申请中的具体含义。在本申请中,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上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-5所示，一种加工中心自动换刀装置，加工中心上设有可沿Z向移动的刀具固定板100，包括：

主轴模块200，包括固设在刀具固定板上100的第一驱动装置210和与其传动连接的第一传动装置220，第一传动装置220上传动连接有自动换刀主轴230，第一驱动装置210能通过第一传动装置220驱动自动换刀主轴230旋转；

刀具模块300，包括安设在加工中心的机身上且位于主轴模块200旁侧的刀盘固定板310，刀盘固定板310上设有第二驱动装置320和与其传动连接的第二传动装置330，第二传动装置330上传动连接有第三驱动装置340和刀盘350，第三驱动装置340与刀盘350传动连接，刀盘350上沿其圆周排列有若干刀夹360，每个刀夹360上均装设有一刀具组件370；第三驱动装置340能驱动刀盘350旋转，第二驱动装置320能驱动第二传动装置330带动第三驱动装置340和刀盘350沿X向移动以靠近自动换刀主轴230；

对刀模块400，包括安设在刀具固定板100上的第四驱动装置410和与其传动连接的第四传动装置420，第四驱动装置410能驱动第四传动装置420沿Z向移动；第四传动装置420 的一端部设有探针430，探针430上设有能检测并反馈刀具组件370坐标的传感器440。

当需要使用刀盘350上的刀具时，首先通过刀具固定板100带动主轴模块200上移进行避让；再通过第二驱动装置330驱动刀盘350沿X向移动靠近主轴模块200，配合第三驱动装置340驱动刀盘350旋转，将一个刀具组件370移动并靠近自动换刀主轴230的正下方；同步地，第四驱动装置410驱动探针430及传感器440沿Z向下移，检测并感应刀具组件370中心的坐标，当坐标到达设定值位于自动换刀主轴230的正下方时，第二驱动装置330、第三驱动装置340停止运行，驱动刀具固定板100沿Z向下移，带动自动换刀主轴230下移，包裹并卡住刀具组件370，同步，第四驱动装置驱动探针沿Z向上移，避免碰伤探针430；最后，刀具固定板100带动刀具组件370上移脱离刀夹360，第二驱动装置330驱动刀盘350 沿X向远离主轴模块200,即完成刀具的自动安装，第一驱动装置210可驱动自动换刀主轴230 旋转以实现刀具的切削加工功能。同样的，取刀或换刀时，首先通过刀具固定板100提起自动换刀主轴230，通过探针430和传感器440定位，将刀盘350上空的刀夹360的中心推送到自动换刀主轴230的正下方，刀具固定板100下移，将刀具组件370放置刀夹360上，自动换刀主轴230松开刀具组件370并上移，刀盘350带动刀具组件370归位。

在本使用新型中，主轴选用了技术较为成熟且在市面上广泛存在的自动换刀主轴，其选择范围较广，且可匹配不同的加工刀具和加工设备，使用方便。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中，主轴模块200上还安设有吸尘模块500，吸尘模块500包括安设在自动换刀主轴230上的第五驱动装置510，第五驱动装置510传动连接有第五传动装置520，第五传动装置520上安设有吸尘罩530，吸尘罩530的一端部套设在自动换刀主轴230的外围，其另一端部设有吸尘管接头51，吸尘管接头51与吸尘设备相连接。

在本实施例中，该自动换刀装置应用在木工加工中心上，加工时会产生较多的废屑和粉尘，通过在主轴的外围、刀具组件370的上方设置吸尘模块，可在加工和换刀的过程中及时吸走废屑，避免污染环境和磨损刀具。

在上述技术方案中，刀具组件370包括与刀夹360适配的刀柄杆31，刀柄杆31的一端部设有与自动换刀主轴230适配的拉丁32，刀柄杆31的另一端设有与切削刀具适配的夹头33。

在本实施例中，刀盘350上的每一把刀具均卡设在夹头33上，配合刀柄杆31和拉丁32，方便装夹和拿取，使用方便。

在上述技术方案中，第一传动装置220为蜗轮蜗杆传动副；第一驱动装置210和自动换刀主轴230分别安设在刀具固定板100的两侧。

为了节约空间，本实施例将主轴的驱动装置和主轴分别安设在了刀具固定板100的两侧，二者之间通过可转换传动方向的蜗轮蜗杆进行传动连接。

在上述技术方案中，第二传动装置330包括沿X向安设在刀盘固定板310上的第二滑轨 34和架设在第二滑轨34上的第二滑块35，第二滑块35上传动连接有第三驱动装置340和刀盘350。

在上述技术方案中，第四传动装置420包括沿Z向安设在刀具固定板100上的第四滑轨 41和架设在第四滑轨41上的第四滑块42，第四滑块42上传动连接有探针430。

在上述技术方案中，第五传动装置520为安设在吸尘罩530上的连接板，连接板的一端部与第五驱动装置510传动连接。

在上述技术方案中，第一驱动装置210、第二驱动装置320、第三驱动装置340均为伺服电机，第四驱动装置410、第五驱动装置510均为气缸。

在本实施例中，本自动换刀装置上所有的驱动装置和传感器440均与安设在加工中心上的工控中心电性连接，可通过在工控中心上设置各驱动装置的参数对换刀进行控制，实现自动换刀，省时省力。

以上并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡依据本实用新型技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims

1.一种加工中心自动换刀装置，所述加工中心上设有可沿Z向移动的刀具固定板，其特征在于，包括：

刀具模块，包括安设在所述加工中心的机身上且位于所述主轴模块旁侧的刀盘固定板，所述刀盘固定板上设有第二驱动装置和与其传动连接的第二传动装置，所述第二传动装置上传动连接有第三驱动装置和刀盘，所述第三驱动装置与所述刀盘传动连接，所述刀盘上沿其圆周排列有若干刀夹，每个所述刀夹上均装设有一刀具组件；所述第三驱动装置能驱动所述刀盘旋转，所述第二驱动装置能驱动所述第二传动装置带动所述第三驱动装置和所述刀盘沿X向移动以靠近所述自动换刀主轴；

2.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀装置，其特征在于，所述主轴模块上还安设有吸尘模块，所述吸尘模块包括安设在所述自动换刀主轴上的第五驱动装置，所述第五驱动装置传动连接有第五传动装置，所述第五传动装置上安设有吸尘罩，所述吸尘罩的一端部套设在所述自动换刀主轴的外围，其另一端部设有吸尘管接头，所述吸尘管接头与吸尘设备相连接。

3.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀装置，其特征在于，所述刀具组件包括与所述刀夹适配的刀柄杆，所述刀柄杆的一端部设有与自动换刀主轴适配的拉丁，所述刀柄杆的另一端设有与切削刀具适配的夹头。

4.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀装置，其特征在于，所述第一传动装置为蜗轮蜗杆传动副；所述第一驱动装置和所述自动换刀主轴分别安设在所述刀具固定板的两侧。

5.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀装置，其特征在于，所述第二传动装置包括沿X向安设在所述刀盘固定板上的第二滑轨和架设在所述第二滑轨上的第二滑块，所述第二滑块上传动连接有所述第三驱动装置和所述刀盘。

6.根据权利要求1所述的一种加工中心自动换刀装置，其特征在于，所述第四传动装置包括沿Z向安设在所述刀具固定板上的第四滑轨和架设在所述第四滑轨上的第四滑块，所述第四滑块上传动连接有所述探针。

7.根据权利要求2所述的一种加工中心自动换刀装置，其特征在于，所述第五传动装置为安设在所述吸尘罩上的连接板，所述连接板的一端部与所述第五驱动装置传动连接。

8.根据权利要求2所述的一种加工中心自动换刀装置，其特征在于，所述第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置均为伺服电机，所述第四驱动装置、第五驱动装置均为气缸。