CN219189470U - 放刀装置、换刀装置及加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种放刀装置、换刀装置及加工机床，包括：安装座；至少一个第一放刀结构，安装于安装座，第一放刀结构包括多个沿X方向并列设置的固定刀夹，固定刀夹用于放置第一刀具；至少一个第二放刀结构，安装于安装座，第二放刀结构包括多个放置孔，放置孔用于放置第二刀具。本实用新型中的放刀装置更具有兼容性，适用于不同尺寸的刀具的存放。

Description

放刀装置、换刀装置及加工机床

技术领域

本实用新型涉及数控多轴机床技术领域，尤其涉及一种放刀装置、换刀装置及加工机床。

背景技术

加工机床因其具有效率高的优点而被大量应用于手机玻璃和3C行业，其在加工复杂工件时，不同的工序往往需要配置不同的刀具，从而不同生产工序之间需要对刀具进行更换，刀具放置于刀具库中。刀具包括刀柄和刀头，针对不同的产品的加工具有不同的刀头，不同的刀头可连接相同的刀柄，同时，不同的加工产品可能会使用到不同的刀柄和刀头。

然而，现有技术中的刀具库中，只能存放一种类型的刀柄的刀具，不便于不同类型的加工工件的加工。

实用新型内容

为解决上述现有技术中所存在的至少一个问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种放刀装置，包括：安装座；至少一个第一放刀结构，安装于所述安装座，所述第一放刀结构包括多个沿X方向并列设置的固定刀夹，所述固定刀夹用于放置第一刀具；至少一个第二放刀结构，安装于所述安装座，所述第二放刀结构包括多个放置孔，所述放置孔用于放置第二刀具。

这样，通过在安装座上设置两种放刀结构：第一放刀结构包括多个固定刀夹，固定刀夹能够用来放置第一刀具，第二放刀结构中的放置孔能够用来放置第二刀具，从而通过固定刀夹和放置孔能够放置不同类型以及不同尺寸大小的刀具，使得放刀装置更具有兼容性，适用于不同尺寸的刀具的存放。

在一些实施方式中，所述放刀装置包括多个所述第一放刀结构，多个所述第一放刀结构沿所述X方向并列设置。

在一些实施方式中，所述放刀装置包括多个所述第二放刀结构，多个所述第二放刀结构沿所述X方向并列设置。

在一些实施方式中，每一个所述第二放刀结构中的多个所述放置孔包括多排，每一排所述放置孔沿所述X方向设置，每相邻的两排所述放置孔相互交错设置。

在一些实施方式中，所述安装座包括固定板、两块立板以及安装板，两块所述立板分隔垂直设于所述固定板顶部，所述安装板连接于两块所述立板之间，并用于安装所述固定刀夹和设置所述放置孔。

在一些实施方式中，所述安装板沿所述X方向设有安装槽，所述固定刀夹安装于所述安装槽内。

本实用新型的另一个方面，提供了一种换刀装置，包括：刀具库，所述刀具库包括第一刀具、第二刀具以及上述所述的放刀装置，所述第一刀具放置于所述放刀装置的固定刀夹中，所述第二刀具放置于所述放刀装置的放置孔中；夹刀模组，包括第一Y向驱动机构、旋转驱动机构以及至少一个转动刀夹，所述第一Y向驱动机构用于驱动所述转动刀夹在Y方向上往复运动，所述旋转驱动机构用于驱动所述转动刀夹在取刀位和换刀位之间进行往复回转；抓刀模组，包括XYZ驱动机构以及连接于所述XYZ驱动机构上的机械手，所述XYZ驱动机构用于驱动所述机械手在X、Y、Z方向上移动，以通过所述机械手抓取所述放刀装置中的第一刀具和/或第二刀具，并通过所述机械手向所述夹刀模组提供所述第一刀具和/或第二刀具。

这样，放刀装置中放置到尺寸不同的第一刀具和第二刀具，通过抓刀模组抓取刀具，并向夹刀模组提供刀具，夹刀模组中的第一Y向驱动机构用于驱动转动刀夹在Y方向上往复运动，旋转驱动机构驱动转动刀夹在取刀位和换刀位之间进行往复回转，从而实现夹刀模组夹取机械手上的刀具，并向主轴提供刀具，从而实现主轴上的刀具的更换。

在一些实施方式中，所述XYZ驱动机构包括固定支架、X向驱动机构、第二Y向驱动机构和Z向驱动机构，所述第二Y向驱动机构安装所述固定支架上，所述Z向驱动机构连接所述机械手，且安装于所述X向驱动机构上，所述X向驱动机构安装于所述第二Y向驱动机构上。

在一些实施方式中，所述转动刀夹包括多个夹刀位，每相邻的两个所述夹刀位之间呈90度夹角。

本实用新型的再一个方面，提供了一种加工机床，其特征在于，包括：机台；至少一个主轴，安装于所述机台；上述所述的换刀装置，所述换刀装置安装于所述机台，用于向所述主轴提供刀具以及承接所述主轴换下的刀具。

这样，由于换刀装置中的刀具库放置有尺寸不同的刀具，因此换刀装置能够向主轴提供尺寸不同的刀具，从而提升工件加工的生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的放刀装置的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的加工机床的结构示意图；

图3为图2中的XYZ驱动机构的结构示意图；

图4为图2中的夹刀模组的结构示意图；

图5为图2中的防护门机构的结构示意图；

图6至图9为图2中的加工机床的不同换刀状态的示意图。

其中，附图标记含义如下：

100-存刀装置，10-安装座，11-固定板，12-立板，13-安装板，131-安装槽，20-第一放刀结构，21-固定刀夹，30-第二放刀结构，31-放置孔，200-换刀装置，40-夹刀模组，41-第一Y向驱动机构，42-旋转驱动机构，421-第二驱动件，422-直角换向器，423-多个联轴器，43-转动刀夹，44-夹刀座，50-抓刀模组，51-机械手，52-XYZ驱动机构，521-固定支架，522-X向驱动机构，523-第二Y向驱动机构，5231-第一驱动件，5232-传动轴，5233-Y向导轨，524-Z向驱动机构，525-安装架，70-刀具库，300-加工机床，60-机台，61-大理石底座，62-龙门架，300-加工机床，80-防护门机构，81-防护门板，82-固定柱，83-直线滑轨，84-门板连接件，85-升降气缸，400-第一刀具，500-第二刀具，600-主轴。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

请参阅图1和图2为本实用新型第一实施例提供的放刀装置100，包括安装座10、至少一个第一放刀结构20和至少一个第二放刀结构30。

其中，第一放刀结构20安装于安装座10，第一放刀结构20包括多个沿X方向并列设置的固定刀夹21，固定刀夹21用于放置第一刀具400；第二放刀结构30安装于安装座10，第二放刀结构30包括多个放置孔31，放置孔31用于放置第二刀具500。

上述放刀装置100，通过在安装座10上设置两种放刀结构：第一放刀结构20包括多个固定刀夹21，固定刀夹21能够用来放置第一刀具400，第二放刀结构30中的放置孔31能够用来放置第二刀具500，从而通过固定刀夹21和放置孔31能够放置不同类型以及不同尺寸大小的刀具，使得放刀装置100更具有兼容性，适用于不同尺寸的刀具的存放。

请参阅图1，在本实用新型的一个实施中，安装座10包括固定板11、两块立板12以及安装板13，两块立板12分隔垂直设于固定板11顶部，安装板13连接于两块立板12之间，并用于安装固定刀夹21和设有放置孔31，从而通过设置立板12，使得安装板13和固定板11之间能够具有一定的间隔，当刀具放置于安装板13上时，悬空于安装板13上，能够和固定板11具有一定的间距，避免刀具触碰到固定板11。

其中，为了方便固定刀夹21的安装，安装板13沿X方向设有安装槽131，固定刀夹21安装于安装槽131内，从而通过在安装板13上设置安装槽131，将固定刀夹21安装于安装槽131内时，能够通过安装槽131的侧壁对固定刀夹21的安装进行定位，以便于固定刀夹21的安装。

请参阅图1，在本实用新型的一个实施例中，为了提升放刀装置100的容刀量，放刀装置100包括多个第一放刀结构20，多个第一放刀结构20沿X方向并列设置，从而通过设置多个第一放刀结构20的方式，能够对应于多个主轴600，和主轴600的数量相适配，即一个第一放刀结构20对应于一个主轴600，从而能够向多个主轴600提供刀具，从而提升加工效率。

具体地，本实施例中的放刀装置包括4个第一放刀结构20，每一个第一放刀结构20包括4个固定刀夹21，为了和主轴600的设置位置相对应，每两个第一放刀结构20之间具有一定的间距。

请参阅图1，在本实用新型的一个实施例中，为了提升放刀装置100的容刀量，放刀装置100包括多个第二放刀结构30，多个第二放刀结构30沿X方向并列设置，且一个第二放刀结构30和一个第一放刀结构20相对应，从而通过设置多个第二放刀结构30的方式，能够进一步提升放刀装置100的容刀量，并且和主轴600的设置数量相对应。

具体地，为了提升每一个第二放刀结构30的容刀量，本实施例中的每一个第二放刀结构30中的多个放置孔31包括多排，每一排放置孔31沿X方向设置，每相邻的两排放置孔31相互交错设置，从而将每相邻的两排的放置孔31呈交错设置的方式，充分利用安装板13的安装空间，以在每一个第二放刀结构30中设置更多数量的放置孔31，从而提升容刀量。

可以理解地，为了便于刀具在放置孔31中的设置，在每一个放置孔31处均设有倒角，在将第二刀具500放置到放置孔31中时，第二刀具500能够在放置孔31的倒角的导向作用下以及在刀具的自身重力作用下快速的放置于放置孔31内。

其中，本实施例中的第一放刀结构20中的固定刀夹21用于放置尺寸更大的刀具，即能够固定住尺寸更大的刀柄，例如直径为50为刀柄；第二放刀结构30中的放置孔31能够放置较小尺寸刀柄的刀具，例如直径为30、28、25的刀柄的刀具，从而两个放刀结构能够适用于不同尺寸的刀具的存放，提升了放刀装置100的实用性。

请参阅图2至图4，本实用新型在第二实施例中还提供一种换刀装置200，包括刀具库70、夹刀模组40和抓刀模组50。

其中，刀具库70包括第一刀具400、第二刀具500以及上述实施例的放刀装置100，第一刀具400放置于放刀装置100的固定刀夹21中，第二刀具500放置于放刀装置100的放置孔31中，夹刀模组40包括第一Y向驱动机构41、旋转驱动机构42以及至少一个转动刀夹43，第一Y向驱动机构41用于驱动转动刀夹43在Y方向上往复运动，旋转驱动机构42用于驱动转动刀夹43在取刀位和换刀位之间进行往复回转；抓刀模组50包括XYZ驱动机构52以及连接于XYZ驱动机构52上的机械手51，XYZ驱动机构52用于驱动机械手51在X、Y、Z方向上移动，以通过机械手51抓取放刀装置100中的第一刀具400和/或第二刀具500，并通过机械手51向夹刀模组40提供第一刀具400和/或第二刀具500。

上述换刀装置200，放刀装置100中放置到尺寸不同的第一刀具400和第二刀具500，通过抓刀模组50抓取刀具，并向夹刀模组40提供刀具，夹刀模组40中的第一Y向驱动机构41用于驱动转动刀夹43在Y方向上往复运动，旋转驱动机构42驱动转动刀夹43在取刀位和换刀位之间进行往复回转，从而实现夹刀模组40夹取机械手51上的刀具，并向主轴600提供刀具，从而实现主轴600上的刀具的更换。

具体地，请参阅图3，本实施例中的XYZ驱动机构52包括固定支架521、X向驱动机构522、第二Y向驱动机构523和Z向驱动机构524，第二Y向驱动机构523安装固定支架521上，Z向驱动机构524连接机械手51，且安装于X向驱动机构522上，X向驱动机构522安装于第二Y向驱动机构523上，从而通过Z向驱动机构524驱动机械手51做Z向的升降运动，通过第二Y向驱动机构523驱动X向驱动机构522、Z向驱动机构524和机械手51沿Y方向的运动，通过X向驱动机构522驱动Z向驱动机构524和机械手51沿X向的运动，以实现机械手51在不同方向上的位置的调节，以便于抓取或者下放刀具。

其中，为了保证向第二Y向驱动机构523、Z向驱动机构524和机械手51沿X向的运动稳定性，本实施例的夹刀模组40包括两个固定支架521，Y向驱动机构包括第一驱动件5231、传动轴5232以及两个Y向导轨5233，每一个固定支架521上设有一个Y向导轨5233，X向驱动机构522相对两个Y向导轨5233滑动连接，传动轴5232转动连接于两个Y向导轨5233之间，以在第一驱动件5231的驱动下，带动X向驱动机构522、Z向驱动机构524和机械手51沿Y方向的运动。

其中，本实施例中的放刀装置100设置于两个Y向导轨5233之间，并位于Y向导轨5233的一个端部。对应于放刀装置100中的多个第一放刀结构20和多个第二放刀结构30，本实施例中的抓刀模组50包括多个机械手51，多个机械手51通过安装架525连接于Z向驱动机构524上，多个机械手51在安装架525上分隔设置。

请参阅图4，在本实用新型的一个实施例中，夹刀模组40包括夹刀座44和多个转动刀夹43，多个转动刀夹43分隔设于夹刀座44上，并且能够相对夹刀座44转动，旋转驱动机构42包括第二驱动件421、多个直角换向器422以及多个联轴器423，每一个直角换向器422上安装一个转动刀夹43，第二驱动件421传动连接沿X方向上的一端的直角换向器422，每两个直角换向器422之间连接一个联轴器423，从而在第二驱动件421的驱动下能够同时驱动多个转动刀夹43转动。

其中，本实施例中的转动刀夹43包括多个夹刀位，以通过不同的夹刀位夹取备换刀具和待使用的刀具，每相邻的两个夹刀位之间呈90度夹角。具体地，本实施例中的转动刀夹43包括两个个夹刀位，一个夹刀位用于夹取从刀具库70中取来的备换刀具，另一个夹刀位用于夹取从主轴600上取下的已使用刀具。

其中，本实施例中的机械手51和主轴600中的夹刀结构一致，从而两者机械手51和主轴600中的夹刀结构能够抓取同一刀柄。

请参阅图2以及图6至图9，为本实用新型第三实施例提供的加工机床300，包括机台60、主轴600和上述的换刀装置200。

其中，主轴600安装于机台60，换刀装置200安装于机台60，用于向主轴600提供刀具以及承接主轴600上换下的刀具。

上述加工机床300，由于换刀装置200中的刀具库70放置有尺寸不同的刀具，因此换刀装置200能够向主轴600提供尺寸不同的刀具，从而提升工件加工的生产效率。

其中，本实施例中的机台60包括大理石底座61和设于大理石底座61上的龙门架62，换刀装置200的两个固定支架521安装于大理石底座61上，并位于龙门架62一侧的下方，刀具库70和换刀装置200设于龙门架62的同一侧，刀具库70通过固定板11固定安装于大理石底座61上，加工机床300还包括防护门机构80，防护门机构80安装于龙门架62上，并且和刀具库70、换刀装置200位于龙门架62的同一侧，用于对刀具库70进行防护。

其中，请参阅图5，防护门机构80包括防护门板81、固定柱82、直线滑轨83、门板连接件84和升降气缸85组成。防护门板81通过门板连接件84与直线滑轨83滑动连接，升降气缸85连接于门板连接件84，通过升降气缸85的活塞轴的伸缩动作以驱动防护门板81沿着竖直方向的直线滑轨83做升降运动。当防护门板81向下运动时，对刀具库70进行防护，当防护门板81向上运动后，转动刀夹43能够在放刀装置和主轴600之间运动。

请参阅图6至图9，本实施例中的加工机床300的换刀过程，为了方便对换刀过程进行描述，本实施中的转动刀夹43的两个夹刀位分别以A位和B位进行描述。

(1)请参阅图6，准备过程，在未进行换刀之前，各个机构处于待机初始状态，抓刀模组50位于安全位置，控制系统中存储有刀具库70中的刀具的型号信息和位置信息；防护门机构80为闭合状态，转动刀夹43为松刀状态，转动刀夹43上未抓取刀具，且转动刀夹43上的B位对准刀具库70中的刀具；

(2)请参阅图6，为选刀过程：当抓刀模组50接收到抓刀信息后，通过X向驱动机构522、第二Y向驱动机构523和Z向驱动机构524驱动机械手51指对应的所要抓取的刀具的位置，并对刀具进行抓取，完成抓取后，在X向驱动机构522、第二Y向驱动机构523和Z向驱动机构524的驱动下，机械手51将刀具放置于转动刀夹43的B位上，后抓刀模组50退回至安全位置；

(3)请参阅图7和图8，为换刀过程：选刀完成后，主轴600的设加工停止，升降气缸85其驱动防护门板81升起，转动刀夹43移动至主轴600下方的待取刀位置，在旋转驱动机构42的驱动下，转动刀夹43的A位对准主轴600下方，主轴600降至更换刀柄位置，此时主轴600上的刀柄进入到转动刀夹43的A位，主轴600松刀后沿Z方向回到原点，转动刀夹43的A位接住主轴600已使用的刀具，在旋转驱动机构42的驱动下，驱动转动刀夹43的B位对准主轴600的下方，主轴600下降，直至B位内的刀柄进入主轴600内，主轴600完成抓刀后，夹刀模组40退回至刀具库70所在的一侧，同时转动刀夹43的逆时针旋转90度使得A位朝向刀具库70，进入刀具库70所在的区域内后，防护门板81向下运动以进行关闭，此时主轴600所在的加工区域可进行加工作业。

(4)请参阅图9，为存刀过程：待夹刀模组40进入刀具库70所在的区域后，抓刀模组50将转动刀夹43的A位上的刀具抓取存放至刀具库70的指定刀位。后转动刀夹43逆时针旋转90度使得B位朝向刀具库70,夹刀模组40的机械手51再次将选定的刀具夹取放置转动刀夹43的B位中，在抓取完成后返回安全原点位置等待下次指令。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.放刀装置，其特征在于，包括：

安装座；

至少一个第一放刀结构，安装于所述安装座，所述第一放刀结构包括多个沿X方向并列设置的固定刀夹，所述固定刀夹用于放置第一刀具；

至少一个第二放刀结构，安装于所述安装座，所述第二放刀结构包括多个放置孔，所述放置孔用于放置第二刀具。

2.根据权利要求1所述的放刀装置，其特征在于，所述放刀装置包括多个所述第一放刀结构，多个所述第一放刀结构沿所述X方向并列设置。

3.根据权利要求1所述的放刀装置，其特征在于，所述放刀装置包括多个所述第二放刀结构，多个所述第二放刀结构沿所述X方向并列设置。

4.根据权利要求1所述的放刀装置，其特征在于，每一个所述第二放刀结构中的多个所述放置孔包括多排，每一排所述放置孔沿所述X方向设置，每相邻的两排所述放置孔相互交错设置。

5.根据权利要求1所述的放刀装置，其特征在于，所述安装座包括固定板、两块立板以及安装板，两块所述立板分隔垂直设于所述固定板顶部，所述安装板连接于两块所述立板之间，并用于安装所述固定刀夹和设置所述放置孔。

6.根据权利要求5所述的放刀装置，其特征在于，所述安装板沿所述X方向设有安装槽，所述固定刀夹安装于所述安装槽内。

7.换刀装置，其特征在于，包括：

刀具库，所述刀具库包括第一刀具、第二刀具以及如权利要求1-6任意一项所述的放刀装置，所述第一刀具放置于所述放刀装置的固定刀夹中，所述第二刀具放置于所述放刀装置的放置孔中；

夹刀模组，包括第一Y向驱动机构、旋转驱动机构以及至少一个转动刀夹，所述第一Y向驱动机构用于驱动所述转动刀夹在Y方向上往复运动，所述旋转驱动机构用于驱动所述转动刀夹在取刀位和换刀位之间进行往复回转；

抓刀模组，包括XYZ驱动机构以及连接于所述XYZ驱动机构上的机械手，所述XYZ驱动机构用于驱动所述机械手在X、Y、Z方向上移动，以通过所述机械手抓取所述放刀装置中的第一刀具和/或第二刀具，并通过所述机械手向所述夹刀模组提供所述第一刀具和/或第二刀具。

8.根据权利要求7所述的换刀装置，其特征在于，所述XYZ驱动机构包括固定支架、X向驱动机构、第二Y向驱动机构和Z向驱动机构，所述第二Y向驱动机构安装所述固定支架上，所述Z向驱动机构连接所述机械手，且安装于所述X向驱动机构上，所述X向驱动机构安装于所述第二Y向驱动机构上。

9.根据权利要求7所述的换刀装置，其特征在于，所述转动刀夹包括多个夹刀位，每相邻的两个所述夹刀位之间呈90度夹角。

10.加工机床，其特征在于，包括：

机台；

至少一个主轴，安装于所述机台；

如权利要求7-9任一项所述的换刀装置，所述换刀装置安装于所述机台，用于向所述主轴提供刀具以及承接所述主轴换下的刀具。

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