CN219787553U - 模块化智能刀臂结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了模块化智能刀臂结构，包括旋转设置的刀臂，所述刀臂的中心位置为旋转驱动端，所述刀臂的两端对称设置有台阶板，所述台阶板上可拆卸安装有用于移载刀具的刀爪，所述台阶板的内部嵌入并接触刀爪用于反馈刀爪实时力矩和重量的传感器。本实用新型实现了有效检测刀臂的实时位置信息，刀爪实时力矩和重量反馈，对刀具进行速度规划，刀具碰撞或掉刀预警，具有刀具移载过程精密位置监控及调整作用。

Description

模块化智能刀臂结构

技术领域

本实用新型属于刀库技术领域，尤其涉及一种模块化智能刀臂结构。

背景技术

随着数控加工中心的普及，刀臂式刀库或换刀机构已经被广范应用于数控机床上。但传统刀臂一直延续纯机械结构的方式，使得其在换刀过程中无法实时监控换刀过程的刀具状态及运行情况，对转动过程中的异常的反馈处理有很大的局限性，大大限制了刀库或换刀机构的扩展应用，无法满足高精密换刀机构或智能化换刀机构的应用。

如现有专利号为CN202110232717.9一种基于机器视觉刀臂定位的伺服刀库，公开了通过多个位置检测装置的光学图像与X光图像与标准图像比较的机器视觉技术精确地检测，保证了刀具更换精度，上述刀库具有较为复杂和精密的组成部件，制造成本较高，刀臂的转动角度和转速均是由图像识别反馈完成的，系统虽然能达到紧密的控制，但是系统反馈传输的时间较长，生产效率有待提高。因此，需要设计一种简易化更加智能便捷且成本较低的刀臂结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，而提供模块化智能刀臂结构，从而实现有效检测刀臂的实时位置信息，刀爪实时力矩和重量反馈，对刀具进行速度规划，刀具碰撞或掉刀预警，具有刀具移载过程精密位置监控及调整作用。为了达到上述目的，本实用新型技术方案如下：

模块化智能刀臂结构，包括旋转设置的刀臂，所述刀臂的中心位置为旋转驱动端，所述刀臂的两端对称设置有台阶板，所述台阶板上可拆卸安装有用于移载刀具的刀爪，所述台阶板的内部嵌入并接触刀爪用于反馈刀爪实时力矩和重量的传感器。

具体的，所述刀臂的主体为长方形板体结构，所述刀臂的两侧靠近旋转驱动端的位置分别对称设置有凸部。

具体的，所述刀臂的中心位置设置有开孔，所述刀臂的底面位于开孔的位置设置有编码器。

具体的，模块化智能刀臂结构安装于刀盘的底部，所述刀盘的背面设置有驱动刀臂升降和旋转的驱动件。

具体的，所述刀盘上设置有用于接收编码器反馈信息和和传感器反馈信息的控制器，所述控制器电性连接驱动件。

具体的，所述刀爪的底面与台阶板的表面贴合设置，所述台阶板与刀臂的表面形成高低差，所述刀爪的表面与刀臂的表面齐平设置。

具体的，所述刀爪包括连接部、与连接部一体连接的爪部；所述连接部安装于台阶板上。

具体的，所述爪部的侧边设置有弧形缺口，所述弧形缺口与刀具的直径尺寸相适应，所述刀具的刀柄挂置于弧形缺口位置。

具体的，所述弧形缺口为半圆形的开口。

与现有技术相比，本实用新型模块化智能刀臂结构的有益效果主要体现在：

通过在刀臂和刀爪之间安装传感器，实现模块化的组装，有助于在传统的刀库结构上进行改装，刀臂能实时反应位置信息，刀爪能实时反馈力矩和重量信息，将以上数据传送至控制器，可实现大刀和小刀的速度规划，刀具碰撞或掉刀缺失进行预警处理，刀臂的转动角度变化、转速信息可对刀爪的精密位置进行监控和调节，有利于整体送刀流程的智能化，满足高精密刀库系统的应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的刀库结构示意图之一；

图2为本实施例的刀库结构示意图之二；

图3为本实施例中刀臂结构示意图；

图中数字表示：

1刀臂、11凸部、12开孔、13编码器、2台阶板、3刀爪、31连接部、32爪部、33弧形缺口、4传感器、5刀盘、51驱动件。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。

实施例：

参照图1-3所示，本实施例为模块化智能刀臂结构，包括旋转设置的刀臂1，刀臂1的中心位置为旋转驱动端，刀臂1的两端对称设置有台阶板2，台阶板2上可拆卸安装有用于移载刀具的刀爪3，台阶板2的内部嵌入并接触刀爪3用于反馈刀爪3实时力矩和重量的传感器4。

刀臂1的主体为长方形板体结构，刀臂1的两侧靠近旋转驱动端的位置分别对称设置有凸部11，两个凸部11增加刀臂1的支撑性能和旋转稳定性。同时，凸部11的位置方便在刀臂1的中心位置进行开孔12，刀臂1的底面位于开孔12的位置设置有编码器13，用于将刀臂1的转动信息传输至控制器(图中未示出)，开孔内设置有连接编码器13的电滑环和M12标准电气接头。整体刀臂1安装于刀盘5的底部，刀盘5的背面设置有驱动刀臂1的驱动件51，驱动件51具备驱动刀臂1升降和旋转的功能，驱动件51连接至开孔12内的电滑环，用以传输电源和控制信号。刀盘5上设置有电性连接驱动件51的控制器，本实施例中传感器4为重量传感器，将检测刀爪3力矩和重量信息反馈至控制器，进而控制器根据反馈的刀爪3信息对驱动件51的转速进行调节，当刀爪3移载的刀具较重时，超过控制器设定的基准阈值范围时，驱动件51降低刀臂1的转速，使得刀爪3移载刀具稳定；相应的，当刀爪3移载的刀具较轻时，小于控制器设定的基础阈值范围时，驱动件51对刀臂1进行提速，使得刀爪3能快速的进行刀具移载。在刀臂1内设置传感器4，使得刀爪3移载刀具的过程变得更加智能高效，同时，具有降低驱动能耗作用，及防止刀具脱落损伤的问题，当刀爪3处于空载时，即刀具已经脱落，控制器接收传感器4的反馈信息后能及时进行预警处理。

刀爪3的底面与台阶板2的表面贴合设置，台阶板2与刀臂1的表面形成高低差，刀爪3的表面与刀臂1的表面齐平设置，使得刀爪3能稳定且适应的放置在台阶板2位置。方便拆卸安装，保持两端的刀爪3的转动稳定性。

刀爪3包括连接部31、与连接部31一体连接的爪部32；连接部31的表面与爪部32的表面齐平设置，连接部31安装于台阶板2上，连接部31与台阶板2通过螺丝连接固定，且不局限于螺丝固定。爪部32的侧边设置有弧形缺口33，弧形缺口33与待移载的刀具的直径尺寸相适应，使得刀具的刀柄能挂置于弧形缺口33位置。弧形缺口33为半圆形的开口，刀具定位于弧形缺口33中，当刀臂1旋转时，刀爪3将刀盘5内的刀具取出并转动移载至数控机床的主轴位置，实现快速选取并换刀。

应用本实施例时，刀臂1升降调节高度，刀爪3拾取刀盘5内刀具，刀臂1旋转将刀具移载至组装工位，刀臂1旋转的过程中，若刀爪3移载的刀具较重，传感器4检测刀爪3的力矩和重量信息反馈至控制器，控制器控制驱动件51降低转速，进而控制刀臂1的转速；反之，若刀爪3移载的刀具较轻，驱动件51提高转速。

本实施例中通过在刀臂1和刀爪3之间安装传感器4，实现模块化的组装，有助于在传统的刀库结构上进行改装，刀臂1能实时反应位置信息，刀爪3能实时反馈力矩和重量信息，将以上数据传送至控制器，可实现大刀和小刀的速度规划，刀具碰撞或掉刀缺失进行预警处理，刀臂1的转动角度变化、转速信息可对刀爪3的精密位置进行监控和调节，有利于整体送刀流程的智能化，满足高精密刀库系统的应用。

在本说明书的描述中，术语“具体实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.模块化智能刀臂结构，包括旋转设置的刀臂，所述刀臂的中心位置为旋转驱动端，其特征在于：所述刀臂的两端对称设置有台阶板，所述台阶板上可拆卸安装有用于移载刀具的刀爪，所述台阶板的内部嵌入并接触刀爪用于反馈刀爪实时力矩和重量的传感器。

2.根据权利要求1所述的模块化智能刀臂结构，其特征在于：所述刀臂的主体为长方形板体结构，所述刀臂的两侧靠近旋转驱动端的位置分别对称设置有凸部。

3.根据权利要求1所述的模块化智能刀臂结构，其特征在于：所述刀臂的中心位置设置有开孔，所述刀臂的底面位于开孔的位置设置有编码器。

4.根据权利要求1所述的模块化智能刀臂结构，其特征在于：模块化智能刀臂结构安装于刀盘的底部，所述刀盘的背面设置有驱动刀臂升降和旋转的驱动件。

5.根据权利要求4所述的模块化智能刀臂结构，其特征在于：所述刀盘上设置有用于接收编码器反馈信息和和传感器反馈信息的控制器，所述控制器电性连接驱动件。

6.根据权利要求1所述的模块化智能刀臂结构，其特征在于：所述刀爪的底面与台阶板的表面贴合设置，所述台阶板与刀臂的表面形成高低差，所述刀爪的表面与刀臂的表面齐平设置。

7.根据权利要求1所述的模块化智能刀臂结构，其特征在于：所述刀爪包括连接部、与连接部一体连接的爪部；所述连接部安装于台阶板上。

8.根据权利要求7所述的模块化智能刀臂结构，其特征在于：所述爪部的侧边设置有弧形缺口，所述弧形缺口与刀具的直径尺寸相适应，所述刀具的刀柄挂置于弧形缺口位置。

9.根据权利要求8所述的模块化智能刀臂结构，其特征在于：所述弧形缺口为半圆形的开口。