CN219503887U - 刀具交换装置及放电加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刀具交换装置及放电加工设备，包括：固定座；刀库，安装在固定座上；移动机构，安装在固定座上；防碰撞机构，包括铰接结构以及至少一弹性结构，铰接结构铰接于移动机构上并通过弹性结构与移动机构相连接；夹持机构，用于夹持电极刀具，夹持机构安装在铰接结构上并位于刀库的下方；其中，移动机构能带动防碰撞机构及夹持机构在刀库与换刀点之间沿换刀方向移动；夹持机构遇阻的状态下，夹持机构受到的阻力能传递到铰接结构而使铰接结构能克服弹性结构的弹性回复力绕一铰接轴转动，使得夹持机构也绕铰接轴转动，从而能形成缓冲，避免夹持机构直接撞击阻碍物而造成夹持机构受损，并避让阻碍物。

Description

刀具交换装置及放电加工设备

技术领域

本实用新型涉及放电加工技术领域，特别地，有关于一种刀具交换装置及放电加工设备。

背景技术

目前的放电加工设备中，通过将刀具交换装置的夹持端移动到换刀点夹持待更换的电极刀具并移动至刀库中，再夹持刀库中存放的替换电极刀具移动到换刀点，从而完成电极刀具的更换，但夹持端取送电极刀具的过程中容易因误动作、位置不准确或其他原因而与设备的其他部件发生干涉碰撞，造成夹持端及电极刀具容易损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种刀具交换装置及放电加工设备，以解决目前放电加工设备使用的刀具交换装置的夹持端取送电极刀具的过程中容易因误动作、位置不准确或其他原因而与设备的其他部件发生干涉碰撞，造成夹持端及电极刀具容易损坏的技术问题。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种刀具交换装置，包括：固定座；刀库，安装在所述固定座上；移动机构，安装在所述固定座上；防碰撞机构，包括铰接结构以及至少一弹性结构，所述铰接结构铰接于所述移动机构上并通过所述弹性结构与所述移动机构相连接；夹持机构，用于夹持电极刀具，所述夹持机构安装在所述铰接结构上并位于所述刀库的下方；其中，所述移动机构能带动所述防碰撞机构及所述夹持机构在所述刀库与换刀点之间沿换刀方向移动；所述夹持机构遇阻的状态下，所述夹持机构受到的阻力能传递到所述铰接结构而使所述铰接结构能克服所述弹性结构的弹性回复力绕一铰接轴转动。

本实用新型的实施方式中，所述铰接轴沿水平方向设置。

本实用新型的实施方式中，所述弹性结构和所述夹持机构的夹持端位于所述铰接轴的两侧。

本实用新型的实施方式中，所述移动机构上具有一限位面，所述限位面和所述夹持机构的夹持端位于所述铰接轴的两侧；所述夹持机构未遇阻的状态下，所述铰接结构在所述弹性回复力的作用下与所述限位面相贴抵。

本实用新型的实施方式中，所述弹性结构包括连接件及弹簧，所述连接件的下端穿过所述铰接结构与所述移动机构相连接，所述弹簧套设于所述连接件上，且所述弹簧的下端与所述铰接结构抵接，所述弹簧的上端与所述连接件的上端抵接。

本实用新型的实施方式中，所述防碰撞机构还包括检测结构和报警结构，所述检测结构安装在所述铰接结构和/或所述夹持机构上并与所述报警结构电连接，所述检测结构用于检测所述铰接结构绕所述铰接轴转动的动作信息并传输至所述报警结构，所述报警结构用于根据所述动作信息生成报警信号。

本实用新型的实施方式中，所述移动机构包括移动支架、丝杠及第一驱动结构，所述防碰撞机构安装在所述移动支架上，所述移动支架与所述丝杠螺纹连接，所述丝杠沿所述换刀方向可转动地安装在所述固定座上并与所述第一驱动结构相连接，所述第一驱动结构用于驱动所述丝杠转动。

本实用新型的实施方式中，所述固定座上沿所述换刀方向设有导轨，所述移动支架与所述导轨滑动配合。

本实用新型的实施方式中，所述丝杠通过传动结构与所述第一驱动结构相连接，所述传动结构包括大带轮、小带轮以及传动带，所述小带轮固定在所述第一驱动结构的输出端，所述大带轮固定在所述丝杠上并通过所述传动带与所述小带轮相连接。

本实用新型的实施方式中，所述刀库包括刀盘以及第二驱动结构，所述刀盘上沿其周向间隔排布有多个用于放置所述电极刀具的电极刀具座，所述刀盘与所述第二驱动结构连接，所述第二驱动结构用于驱动所述刀盘转动。

本实用新型的实施方式中，所述第二驱动结构通过转接结构与所述刀盘连接，所述转接结构包括轴承外套、轴承内套、上轴承以及下轴承，所述轴承外套套设于所述轴承内套外，并通过所述上轴承和所述下轴承与所述轴承内套转动连接，所述第二驱动结构固定在所述轴承内套内，所述第二驱动结构的输出端通过端盖与所述轴承外套的上端相连接，所述轴承外套的下端与所述刀盘相连接。

本实用新型的实施方式中，所述第二驱动结构包括电机和减速机，所述减速机的输入端与所述电机的输出轴相连，所述减速机的输出端通过所述端盖与所述轴承外套的上端相连接。

本实用新型还提供一种放电加工设备，包括上述刀具交换装置。

本实用新型的特点及优点是：

本实用新型的刀具交换装置及放电加工设备，通过在移动机构与夹持机构之间增设防碰撞机构，铰接结构与移动机构铰接的同时，还通过弹性结构与移动机构相连接，通过将夹持机构安装在铰接结构上，当夹持机构和/或其夹持的电极刀具未遇到阻碍时，铰接结构在弹性结构的弹性回复力的作用下保持静止，使得夹持机构能稳定地夹持住电极刀具，而当夹持机构和/或其夹持的电极刀具遇到阻碍物时，夹持机构受到阻力并传递到铰接结构，使得铰接结构能克服弹性结构的弹性回复力而绕铰接轴转动，使得夹持机构也绕铰接轴转动，从而一方面能形成缓冲，避免夹持机构直接撞击阻碍物而造成夹持机构受损，另一方面也能避让一些阻碍物。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本实用新型中刀具交换装置的结构示意图。

图2为本实用新型中防碰撞机构的结构示意图。

图3为本实用新型中防碰撞机构的立体图。

图4为本实用新型中防碰撞机构的剖视图。

图5为本实用新型中移动机构的结构示意图。

图6为本实用新型中移动机构的立体图。

图7为本实用新型中刀库的结构示意图。

图8为本实用新型中刀库的局部放大图。

图中：

1、固定座；101、立板；102、固定板；103、底板；104、支撑板；

2、刀库；201、刀盘；202、第二驱动结构；203、转接结构；204、轴承内套；205、轴承外套；206、第二上轴承；207、第二下轴承；208、端盖；209、电机；210、减速机；211、螺钉；212、电极刀具座；

3、移动机构；301、移动支架；302、丝杠；303、第一驱动结构；304、传动结构；305、大带轮；306、小带轮；307、传动带；308、第一上轴承；309、滑块；310、连接板；311、导轨；312、第一下轴承；313、限位板；314、限位面；

4、防碰撞机构；401、弹性结构；402、铰接结构；403、铰接轴；404、弹簧；405、连接件；406、安装槽；407、穿孔；

5、夹持机构；501、夹持端；502、安装端；

6、电极刀具。

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。

实施方式一

如图1和图2所示，本实用新型提供一种刀具交换装置，包括：固定座1；刀库2，安装在固定座1上；移动机构3，安装在固定座1上；防碰撞机构4，包括铰接结构402以及至少一弹性结构401，铰接结构402铰接于移动机构3上并通过弹性结构401与移动机构3相连接；夹持机构5，用于夹持电极刀具6，夹持机构5安装在铰接结构402上并位于刀库2的下方；其中，移动机构3能带动防碰撞机构4及夹持机构5在刀库2与换刀点之间沿换刀方向X移动(图1中的虚线框中示意移动到换刀点处的防碰撞机构4’、夹持机构5’、电极刀具6’)；夹持机构5遇阻的状态下，夹持机构5受到的阻力F能传递到铰接结构402而使铰接结构402能克服弹性结构401的弹性回复力绕一铰接轴403转动。

本实用新型的刀具交换装置，通过在移动机构3与夹持机构5之间增设防碰撞机构4，铰接结构402与移动机构3铰接的同时，还通过弹性结构401与移动机构3相连接，通过将夹持机构5安装在铰接结构402上，当夹持机构5和/或其夹持的电极刀具6未遇到阻碍时，铰接结构402在弹性结构401的弹性回复力的作用下保持静止，使得夹持机构5能稳定地夹持住电极刀具6，而当夹持机构5和/或其夹持的电极刀具6遇到阻碍物时，夹持机构5受到阻力F并传递到铰接结构402，使得铰接结构402能克服弹性结构401的弹性回复力而绕铰接轴403转动，使得夹持机构5也绕铰接轴403转动，从而一方面能形成缓冲，避免夹持机构5直接撞击阻碍物而造成夹持机构5受损，另一方面也能避让一些阻碍物。

当需要更换电极刀具6时，先通过移动机构3带动防碰撞机构4及夹持机构5移动到换刀点，然后通过夹持机构5夹持住需更换的电极刀具6，再通过移动机构3带动防碰撞机构4、夹持机构5及其夹持的需更换的电极刀具6从换刀点移动至刀库2的一空位处将需更换的电极刀具6存放至刀库2，刀库2将其存放的一用于替换的电极刀具6转动至夹持机构5的前方，然后通过移动机构3带动防碰撞机构4及夹持结构朝换刀移动，使夹持机构5先夹持住其前方的替换的电极刀具6并移动到换刀点进行更换。

具体的，如图1和图2所示，固定座1上设有一立板101，刀库2安装在该立板101上。利用固定座1上位于刀库2下方的空间，将移动机构3安装在刀库2的下方，并位于立板101的侧方，使得整个装置结构紧凑，占用空间少。移动机构3带动防碰撞机构4及夹持机构5移动的换刀方向X为根据换刀点的位置设置的一水平方向，铰接轴403的布设方向可以根据夹持机构5在取送电极刀具6的移动过程中可能遇到的阻碍物的位置设置。本实施例中，铰接轴403沿水平方向设置。当夹持机构5的上方遇到阻碍物时会受到向下的压力，使夹持机构5克服弹性回复力而绕铰接轴403向下转动。可选的，铰接轴沿竖直方向设置，当夹持机构的一侧遇到阻碍物时会受到水平方向的压力，使夹持机构和铰接结构克服弹性回复力而绕铰接轴向相对另一侧转动。

结合图3所示，夹持机构5具有夹持端501和安装端502，其安装端502通过螺栓固定在铰接结构402上，夹持机构5的具体结构与现有技术相同，在此不再赘述。弹性结构401的数量不具体限定，可以如本实施例设置2个，也可以设置1个、3个或其他数量。

如图2和图3所示，本实用新型的一些实施例中，弹性结构401和夹持机构5的夹持端501位于铰接轴403的两侧。具体的，铰接结构402与夹持机构5大体呈一杠杆结构。夹持机构5未遇阻的状态下，杠杆结构在弹性结构401的向下的弹性回复力的作用下保持水平状态；夹持机构5遇阻的状态下，杠杆结构在阻力的作用下，夹持机构5所在的一侧向下转动，弹性结构401所在的一侧向上转动。

为了确保夹持机构5未夹持电极刀具6的状态下和夹持电极刀具6的状态下，均能保持水平状态，如图3和图4所示，本实用新型的实施方式中，移动机构3上具有一水平设置的限位面314，夹持机构5未遇阻的状态下，铰接结构402在弹性结构401向下的弹性回复力的作用下与该限位面314相抵接，因此铰接结构402无法向下转动，即弹簧404向下的弹性回复力产生的力矩既大于夹持机构5自身重力产生的力矩，还大于夹持机构5夹持电极刀具6后整体重力产生的力矩，但夹持机构5均能保持水平状态而不会向上翘起。

如图4所示，弹性结构401包括连接件405及弹簧404，连接件405的下端穿过铰接结构402与移动机构3相连接，弹簧404套设于连接件405上，且弹簧404的下端与铰接结构402抵接，弹簧404的上端与连接件405的上端抵接。通过连接件405固定在移动机构3上，从而利用连接件405对弹簧404进行限位，使弹簧404保持一定的压缩状态，产生向下的弹性回复力，从而使铰接结构402和夹持机构5保持水平状态。

具体的，连接件405大体呈一螺钉结构，弹簧404的上端可以直接抵接在连接件405的头部，也可以如本实施例中，弹簧404的上端通过限位套与连接件405的头部相抵接。铰接结构402的上表面开设有安装槽406，该安装槽406的底面开设有穿孔407，连接件405的下端依次穿过安装槽406和穿孔405与移动机构3相连接，弹簧404的下端伸入安装槽406内并与安装槽406的底面相抵接。

本实用新型的另一些实施例中，弹性结构可以是套设在铰接轴上的扭簧，其两端分别抵接在移动机构和铰接结构上。

结合图2所示，本实用新型的一些实施例中，防碰撞机构4还包括检测结构和报警结构，检测结构安装在铰接结构402和/或夹持机构5上并与报警结构电连接，检测结构用于检测铰接结构402绕铰接轴403转动的动作信息并传输至报警结构，报警结构用于根据动作信息生成报警信号。当铰接结构402绕铰接轴403转动超过一定角度，弹簧404的压缩超过一定量时，说明夹持机构5受到的阻力超过设定值，通过报警结构在该状态下生成报警信号，从而及时控制移动机构3停止动作，避免夹持机构5因受到的阻力过大受损。

具体的，检测结构可以包括能直接检测铰接结构402和/或夹持机构5绕铰接轴403转动的角度并根据该角度生成动作信息的倾角传感器，也可以包括通过检测铰接结构402和/或夹持机构5与周围其他部件之间的距离并根据该距离生成动作信息的距离传感器，还可以包括通过检测弹性结401构的弹性回复力的大小并根据弹性回复力的大小生成动作信息的力传感器。报警结构包括但不限于蜂鸣器、指示灯、语音提示器，以根据报警提示控制移动机构3停止动作。当然报警结构还可以与刀具交换装置的控制器电连接，报警结构将报警信号传输至控制器，控制器根据该报警信息自动控制移动机构3停止动作。

如图5所示，本实用新型的实施方式中，移动机构3包括移动支架301、丝杠302及第一驱动结构303，防碰撞机构4安装在移动支架301上，移动支架301与丝杠302螺纹连接，丝杠302沿换刀方向X可转动地安装在固定座1上并与第一驱动结构303相连接，第一驱动结构303用于驱动丝杠302转动。

具体的，固定座1上沿换刀方向X设有导轨311，移动支架301通过滑块309与导轨311滑动配合。固定座1的一端沿竖直方向设置有固定板102，丝杠302穿过固定板102的上部并与通过第一上轴承308与固定板102的上部并转动连接。第一驱动结构303通过连接板310安装在固定板102的下部，第一驱动结构303的输出端依次穿过固定板102的下部和连接板310并通过第一下轴承312与该连接板310转动连接。结合图3所示，移动支架301的前端设有限位板313，当移动支架301带动防碰撞机构4返回至刀库2的下方的初始位置时，限位板313与立板101相抵接。

如图5和图6所示，丝杠302通过传动结构304与第一驱动结构303相连接，传动结构304包括大带轮305、小带轮306以及传动带307，小带轮306固定在第一驱动结构303的输出端，大带轮305固定在丝杠302上并通过传动带307与小带轮306相连接。具体的，第一驱动结构303为电机。传动带307为皮带。移动支架301通过丝母与丝杠302螺纹连接。第一驱动结构303通电启动后，其输出轴带动小带轮306转动，小带轮306通过传动带307带动大带轮305转动，大带轮305带动丝杠302转动，使得丝母带动移动支架301沿丝杠302的轴向也即换刀方向X移动。

如图7和图8所示，本实用新型的实施方式中，刀库2包括刀盘201以及第二驱动结构202，刀盘201上沿其周向间隔排布有多个用于放置电极刀具6的电极刀具座212，刀盘201与第二驱动结构202连接，第二驱动结构202用于驱动刀盘201转动。通过第二驱动结构202驱动刀盘201转动，从而将刀盘201上对应的电极刀具座212转动至夹持机构5的上方，例如，将空的电极刀具座212转动至夹持机构5的正上方，使得夹持机构5夹持住需更换的电极刀具6返回刀库2时，需更换的电极刀具6能卡持在空的电极刀具座212上；然后将存放有替换的电极刀具6的电极刀具座212转动至夹持机构5的正上方，使得夹持机构5朝换刀点移动一段距离后能夹持住该替换的电极刀具6，然后继续移动至换刀点。具体的，电极刀具座212通过螺钉211固定在刀盘201上，电极刀具座212的数量不具体限定，可以如本实施例中设置18把，也可以设置其他的数量。

第二驱动结构202通过转接结构203与刀盘201连接，转接结构203包括轴承外套205、轴承内套204、第二上轴承206以及第二下轴承207，轴承外套205套设于轴承内套204外，并通过第二上轴承206和第二下轴承207与轴承内套204转动连接，第二驱动结构202固定在轴承内套204内，第二驱动结构202的输出端通过端盖208与轴承外套205的上端相连接，轴承外套205的下端与刀盘201相连接。

具体的，第二驱动结构202包括电机209和减速机210，减速机210的输入端与电机209的输出轴相连，减速机210的输出端通过端盖208与轴承外套205的上端相连接。电机209的输出轴将功率传输至减速机210，通过减速机210减速后带动轴承外套205转动，使轴承外套205带动刀盘201同步转动。第二驱动结构202被支撑在一底板103上，该底板103固定在固定座1的立板101的上端，且立板101的两侧还设有用于对底板103进行支撑的支撑板104。

实施方式二

本实用新型还提供一种放电加工设备，包括刀具交换装置。本实施方式中的刀具交换装置与实施方式一中的刀具交换装置的具体结构、工作原理以及有益效果均相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (13)

1.一种刀具交换装置，其特征在于，包括：

固定座；

刀库，安装在所述固定座上；

移动机构，安装在所述固定座上；

防碰撞机构，包括铰接结构以及至少一弹性结构，所述铰接结构铰接于所述移动机构上并通过所述弹性结构与所述移动机构相连接；

夹持机构，用于夹持电极刀具，所述夹持机构安装在所述铰接结构上并位于所述刀库的下方；

其中，所述移动机构能带动所述防碰撞机构及所述夹持机构在所述刀库与换刀点之间沿换刀方向移动；所述夹持机构遇阻的状态下，所述夹持机构受到的阻力能传递到所述铰接结构而使所述铰接结构能克服所述弹性结构的弹性回复力绕一铰接轴转动。

2.根据权利要求1所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述铰接轴沿水平方向设置。

3.根据权利要求1所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述弹性结构和所述夹持机构的夹持端位于所述铰接轴的两侧。

4.根据权利要求1所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述移动机构上具有一限位面，所述限位面和所述夹持机构的夹持端位于所述铰接轴的两侧；所述夹持机构未遇阻的状态下，所述铰接结构在所述弹性回复力的作用下与所述限位面相贴抵。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述弹性结构包括连接件及弹簧，所述连接件的下端穿过所述铰接结构与所述移动机构相连接，所述弹簧套设于所述连接件上，且所述弹簧的下端与所述铰接结构抵接，所述弹簧的上端与所述连接件的上端抵接。

6.根据权利要求1所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述防碰撞机构还包括检测结构和报警结构，所述检测结构安装在所述铰接结构和/或所述夹持机构上并与所述报警结构电连接，所述检测结构用于检测所述铰接结构绕所述铰接轴转动的动作信息并传输至所述报警结构，所述报警结构用于根据所述动作信息生成报警信号。

7.根据权利要求1所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述移动机构包括移动支架、丝杠及第一驱动结构，所述防碰撞机构安装在所述移动支架上，所述移动支架与所述丝杠螺纹连接，所述丝杠沿所述换刀方向可转动地安装在所述固定座上并与所述第一驱动结构相连接，所述第一驱动结构用于驱动所述丝杠转动。

8.根据权利要求7所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述固定座上沿所述换刀方向设有导轨，所述移动支架与所述导轨滑动配合。

9.根据权利要求7所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述丝杠通过传动结构与所述第一驱动结构相连接，所述传动结构包括大带轮、小带轮以及传动带，所述小带轮固定在所述第一驱动结构的输出端，所述大带轮固定在所述丝杠上并通过所述传动带与所述小带轮相连接。

10.根据权利要求1所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述刀库包括刀盘以及第二驱动结构，所述刀盘上沿其周向间隔排布有多个用于放置所述电极刀具的电极刀具座，所述刀盘与所述第二驱动结构连接，所述第二驱动结构用于驱动所述刀盘转动。

11.根据权利要求10所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述第二驱动结构通过转接结构与所述刀盘连接，所述转接结构包括轴承外套、轴承内套、上轴承以及下轴承，所述轴承外套套设于所述轴承内套外，并通过所述上轴承和所述下轴承与所述轴承内套转动连接，所述第二驱动结构固定在所述轴承内套内，所述第二驱动结构的输出端通过端盖与所述轴承外套的上端相连接，所述轴承外套的下端与所述刀盘相连接。

12.根据权利要求11所述的刀具交换装置，其特征在于，

所述第二驱动结构包括电机和减速机，所述减速机的输入端与所述电机的输出轴相连，所述减速机的输出端通过所述端盖与所述轴承外套的上端相连接。

13.一种放电加工设备，其特征在于，包括权利要求1-12中任一项所述的刀具交换装置。