CN216228178U - 基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机床自动化技术领域，具体涉及基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，包括底板和钻夹头，所述底板通过调节机构与工作台相连接，所述工作台的顶面固定连接有机架，所述机架的表面对称固定连接有滑轨，所述机架的表面安装有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有丝杠组件，所述机架的底部安装有钻床夹具，所述滑轨的表面滑动安装有竖直气缸，本实用新型通过结构为钻床、立铣床提供了一种自动化更换刀头的辅助装置，该装置集更换、拆装于一体，为钻床、立铣床的刀头更换工序提供了一定的便利，因而无需人工更换，不仅节约了时间且减少了劳动力的输出，使得钻床、立铣床在使用的过程中更加智能化，性能更加全面。

Description

基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置

技术领域

本实用新型涉及机床自动化技术领域，具体涉及基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置。

背景技术

钻床、立铣床主要指用钻头、铣刀对工件多种表面进行加工的机床。通常刀具以旋转运动为主运动，工件和刀具的移动为进给运动。钻床是用钻头对工件进行钻削加工的机床，主要进行钻孔；立铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床，加工平面、沟槽、轮齿和花键轴，还可以加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。

但是针对于钻床及立铣床在使用的过程中，对于金属面开孔的工作常常需要更换刀头，这一操作较为繁琐，目前基本采用人工更换的方式操作，效率较低，进而降低了金属构件开孔的生产效率。

实用新型内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，解决了钻床及立铣床在使用的过程中，对于金属面开孔的工作常常需要更换刀头，这一操作较为繁琐，目前基本采用人工更换的方式操作，效率较低，进而降低了金属构件开孔的生产效率的问题。

技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，包括底板和钻夹头，所述底板通过调节机构与工作台相连接，所述工作台的顶面固定连接有机架，所述机架的表面对称固定连接有滑轨，所述机架的表面安装有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有丝杠组件，所述机架的底部安装有钻床夹具，所述滑轨的表面滑动安装有竖直气缸，所述竖直气缸的底部通过螺纹固定在丝杠组件的表面，所述竖直气缸的顶部安装有水平气缸，所述机架的表面安装有刀具架，所述机架的表面安装有双杆气缸，所述双杆气缸的顶部安装有第二电机，所述第二电机的输出端套接有锥齿轮，所述锥齿轮远离第二电机的一侧中心位置固定连接有齿轮定位头，所述水平气缸的表面安装有手指气缸，所述手指气缸的表面安装有辅助机构。

更进一步地，所述调节机构包括电动伸缩杆组件，所述底板的顶面安装有电动伸缩杆组件，所述电动伸缩杆组件的顶部安装有工作台。

更进一步地，所述辅助机构包括滑动件，所述手指气缸的底面开设有滑槽，所述手指气缸通过底面开设的滑槽对称滑动连接有滑动件，所述滑动件的底面插设有辅助夹臂，所述手指气缸的表面通过螺纹对称插设有限位件，所述辅助夹臂套设在限位件的表面，所述辅助夹臂的表面通过螺纹插设有旋杆，所述旋杆置于辅助夹臂内部的一端通过螺纹穿过辅助夹臂延伸至滑动件的内部。

更进一步地，所述手指气缸底面开设的滑槽内插接有定位杆，所述定位杆的表面对称套设有弹簧，所述滑动件套设在定位杆的表面，所述弹簧的两端分别与滑槽内壁及滑动件固定连接。

更进一步地，所述辅助夹臂相互靠近的一侧均开设有齿槽，所述辅助夹臂开设有齿槽一侧的表面胶合有橡胶垫。

更进一步地，所述辅助夹臂表面供限位件穿过的开口处呈圆弧形，所述限位件的底端呈圆弧面。

有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型通过结构为钻床及立铣床提供了一种自动化更换刀头的辅助装置，该装置集更换、拆装于一体，为铣床的刀头更换工序提供了一定的便利，因而无需人工更换，不仅节约了时间且减少了劳动力的输出，使得钻床及立铣床在进行开孔的过程中更加智能化，且性能更加全面。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置的立体机构示意图；

图2为本实用新型实施例中自动换刀部件的独立结构示意图；

图3为本实用新型实施例中图1中A处的底部结构放大示意图；

图中的标号分别代表：1、底板；2、电动伸缩杆组件；3、工作台；4、机架；5、滑轨；6、第一电机；7、丝杠组件；8、钻床夹具；9、竖直气缸；10、水平气缸；11、刀具架；12、钻夹头；13、双杆气缸；14、第二电机；15、锥齿轮；16、齿轮定位头；17、手指气缸；18、定位杆；19、弹簧；20、滑动件；21、辅助夹臂；22、限位件；23、旋杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例

本实施例的基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，如图1所示，包括底板1和钻夹头12，底板1通过调节机构与工作台3相连接，工作台3的顶面固定连接有机架4，机架4的表面对称固定连接有滑轨5，机架4的表面安装有第一电机6，第一电机6而当输出端固定连接有丝杠组件7，机架4的底部安装有钻床夹具8，滑轨5的表面滑动安装有竖直气缸9，竖直气缸9的底部通过螺纹固定在丝杠组件7的表面，竖直气缸9的顶部安装有水平气缸10，机架4的表面安装有刀具架11，机架4的表面安装有双杆气缸13，双杆气缸13的顶部安装有第二电机14，第二电机14的输出端套接有锥齿轮15，锥齿轮15远离第二电机14的一侧中心位置固定连接有齿轮定位头16，水平气缸10的表面安装有手指气缸17，手指气缸17的表面安装有辅助机构。

在本实施例使用时，工作台3中集成有51单片机等其他主控元器件，可实现步进电机的精准位移控制，通过51单片机的I/O口输出高低电平控制各个气缸的动力。每个刀具位均设置有启动和拆卸两个按钮，按下1号刀具位的启动按钮，启动第一电机6，使第一电机6的输出端带动丝杠组件7转动，从而丝杠组件7在转动的过程中通过螺纹传动作用带动竖直气缸9在滑轨5的表面滑动，当滑动至刀具架11上1号刀具位时停止，此时启动水平气缸10驱动手指气缸17横向移动靠近刀具架11，刀具架11上插设放置有多组刀头，手指气缸17的移动至刀具架11上刀头的两侧，此时手指气缸17启动对刀头形成夹持，此时再启动竖直气缸9，竖直气缸9伸出带动水平气缸10及其所连部件携带刀头从刀具架11中脱离，水平气缸10回缩，竖直气缸9回缩。

此时丝杠组件7进一步转动，带动竖直气缸9移动至钻夹头12正对方向，工作台3再次由单片机发出控制命令启动水平气缸10伸出驱动手指气缸17及其所夹持的刀头移动至钻夹头12的正下方，然后启动竖直气缸9，使竖直气缸9伸出驱动水平气缸10及其所连组件携带刀头自钻夹头12的底端升入，刀头的装夹完成；

接着启动双杆气缸13，双杆气缸13伸出驱动第二电机14向钻夹头12表面靠近直至第二电机14与钻夹头12表面自带的齿牙啮合，此时单片机控制启动第二电机14，第二电机14的输出端带动齿轮定位头16转动，齿轮定位头16的转动会带动钻夹头12对刀具夹持固定；

最后反向操作上述用于刀头装夹的部件复位，即可完成刀头的装夹，同上，刀头的拆卸如上述操作使手指气缸17空运先到达刀头位置后再反之操作即可。

如图1所示，调节机构包括电动伸缩杆组件2，底板1的顶面安装有电动伸缩杆组件2，电动伸缩杆组件2的顶部安装有工作台3。

通过电动伸缩杆组件2的设置，可自行对用于切换刀头的部件进行高度的调整以此来适配于钻床、立铣床上刀头安装部件钻夹头12的高度。

如图3所示，辅助机构包括滑动件20，手指气缸17的底面开设有滑槽，手指气缸17通过底面开设的滑槽对称滑动连接有滑动件20，滑动件20的底面插设有辅助夹臂21，手指气缸17的表面通过螺纹对称插设有限位件22，辅助夹臂21套设在限位件22的表面，辅助夹臂21的表面通过螺纹插设有旋杆23，旋杆23置于辅助夹臂21内部的一端通过螺纹穿过辅助夹臂21延伸至滑动件20的内部。

在使用时，手指气缸17在运动的过程中会带动限位件22跟随其同步运动，从而限位件22表面的辅助夹臂21跟随其一同运动展开或合拢，从而达到辅助手指气缸17一同夹持刀头的目的，通过辅助夹臂21的辅助增大了刀头表面被夹持时的接触面积，从而保证刀头式中处于竖直状态，避免了倾斜，通过该设置不仅辅助了被手指气缸17所夹持的刀头顺利嵌入钻夹头12中，且防止了刀头从钻夹头12中脱离时刀头出现倾斜剐蹭钻夹头12内部结构，长此以往钻夹头夹12内部摩擦力不足无法牢固固定刀头的情况发生。

如图3所示，手指气缸17底面开设的滑槽内插接有定位杆18，定位杆18的表面对称套设有弹簧19，滑动件20套设在定位杆18的表面，弹簧19的两端分别与滑槽内壁及滑动件20固定连接。

通过定位杆18与弹簧19的设置，在滑动件20处于手指气缸17底面滑槽中滑动的过程中，为滑动件20带来了一定的限制效果，使其能够更加平行顺畅的运动，且为辅助夹臂21远离限位件22的一端带来了定位效果，使得辅助夹臂21对手指气缸17所夹持刀头的夹持效果更佳。

如图3所示，辅助夹臂21相互靠近的一侧均开设有齿槽，辅助夹臂21开设有齿槽一侧的表面胶合有橡胶垫。

通过插槽与橡胶垫的设置，为刀头提供了进一步的摩擦力，在刀头被夹持的更加牢固的状态下同时避免了夹持对刀头表面产生的摩擦磨损。

如图3所示，辅助夹臂21表面供限位件22穿过的开口处呈圆弧形，限位件22的底端呈圆弧面。

该设置可使操作辅助夹臂21自限位件22底端套设的这一过程通过圆弧面的导向无需精准对齐，就能实现更加顺畅的移动，为该装置的操作带来了便利。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，包括底板(1)和钻夹头(12)，其特征在于：所述底板(1)通过调节机构与工作台(3)相连接，所述工作台(3)的顶面固定连接有机架(4)，所述机架(4)的表面对称固定连接有滑轨(5)，所述机架(4)的表面安装有第一电机(6)，所述第一电机(6)的输出端固定连接有丝杠组件(7)，所述机架(4)的底部安装有钻床夹具(8)，所述滑轨(5)的表面滑动安装有竖直气缸(9)，所述竖直气缸(9)的底部通过螺纹固定在丝杠组件(7)的表面，所述竖直气缸(9)的顶部安装有水平气缸(10)，所述机架(4)的表面安装有刀具架(11)，所述机架(4)的表面安装有双杆气缸(13)，所述双杆气缸(13)的顶部安装有第二电机(14)，所述第二电机(14)的输出端套接有锥齿轮(15)，所述锥齿轮(15)远离第二电机(14)的一侧中心位置固定连接有齿轮定位头(16)，所述水平气缸(10)的表面安装有手指气缸(17)，所述手指气缸(17)的表面安装有辅助机构。

2.根据权利要求1所述的基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，其特征在于，所述调节机构包括电动伸缩杆组件(2)，所述底板(1)的顶面安装有电动伸缩杆组件(2)，所述电动伸缩杆组件(2)的顶部安装有工作台(3)。

3.根据权利要求1所述的基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，其特征在于，所述辅助机构包括滑动件(20)，所述手指气缸(17)的底面开设有滑槽，所述手指气缸(17)通过底面开设的滑槽对称滑动连接有滑动件(20)，所述滑动件(20)的底面插设有辅助夹臂(21)，所述手指气缸(17)的表面通过螺纹对称插设有限位件(22)，所述辅助夹臂(21)套设在限位件(22)的表面，所述辅助夹臂(21)的表面通过螺纹插设有旋杆(23)，所述旋杆(23)置于辅助夹臂(21)内部的一端通过螺纹穿过辅助夹臂(21)延伸至滑动件(20)的内部。

4.根据权利要求3所述的基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，其特征在于，所述手指气缸(17)底面开设的滑槽内插接有定位杆(18)，所述定位杆(18)的表面对称套设有弹簧(19)，所述滑动件(20)套设在定位杆(18)的表面，所述弹簧(19)的两端分别与滑槽内壁及滑动件(20)固定连接。

5.根据权利要求3所述的基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，其特征在于，所述辅助夹臂(21)相互靠近的一侧均开设有齿槽，所述辅助夹臂(21)开设有齿槽一侧的表面胶合有橡胶垫。

6.根据权利要求3所述的基于单片机控制的普通钻铣床自动换刀装置，其特征在于，所述辅助夹臂(21)表面供限位件(22)穿过的开口处呈圆弧形，所述限位件(22)的底端呈圆弧面。

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