CN221006763U - 一种换刀机构测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换刀机构测试装置，属于数控加工中心测试技术领域，包括固定底座、刀架模拟座、驱动机构、换刀机械手和刀库模拟座；刀架模拟座、刀库模拟座、驱动机构均与固定底座固定连接；架模拟座、刀库模拟座和驱动机构设置于同一直线上，刀架模拟座为于驱动机构一侧，刀库模拟座位于另一侧。驱动机构配置成驱动所述换刀机械手旋转至预设位置和驱动所述换刀机械手沿刀柄轴向伸缩。本实用新型能够在保证加工中心或产线正常进行的情况下，实现加工中心的换刀模拟测试，进而验证换刀机械手的换刀速度和稳定性，以对机械手的抓取能力以及换刀效率和工作节拍进行测试。

Description

一种换刀机构测试装置

技术领域

本实用新型涉及数控加工中心测试技术领域，特别涉及一种换刀机构测试装置。

背景技术

数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心能够根据加工需要对工件的多个位置进行多种形式的机加工，因此其一般设置有用于存储不同尺寸及规格的刀库。使用时，机械手将刀库中的刀具取出安装于加工中心的刀座上，同时将加工中心的刀座上的刀具放回至刀库中。

发明人在日常实践中，发现现有的技术方案具有如下问题：

在数控加工中心或生产线进行安装或调试以及对加工中心进行研发时，需要检测机械手的抓取能力以及换刀效率和工作节拍，现一般在数控加工中心上进行操作。若对于现有生产线进行调整或改造时，会导致生产暂停，影响生产效率。

有鉴于此，实有必要提供一种新的技术方案以解决上述问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种换刀机构测试装置，能够实现加工中心的换刀模拟测试，进而验证换刀机械手的换刀速度和稳定性。

一种换刀机构测试装置，包括：固定底座、刀架模拟座、驱动机构、换刀机械手和刀库模拟座；所述刀架模拟座和所述刀库模拟座与所述固定底座固定连接；所述驱动机构通过所述驱动固定座与所述固定底座固定连接；刀架模拟座、所述刀库模拟座和所述驱动机构设置于同一直线上，所述刀架模拟座设置于所述驱动机构的一侧，所述刀库模拟座设置于所述驱动机构的另一侧；所述换刀机械手配置成能够抓取刀柄；所述换刀机械手与所述驱动机构传动连接；所述驱动机构配置成驱动所述换刀机械手旋转至预设位置和驱动所述换刀机械手沿刀柄轴向伸缩。

优选的，所述驱动机构包括旋转机构和伸缩机构；所述伸缩机构包括固定部和伸缩部；所述旋转机构包括固定部和旋转部；所述固定部与所述伸缩部固定连接；所述换刀机械手与所述旋转部固定连接。

优选的，所述换刀机构测试装置还包括在用于所述驱动机构水平方向上进行调整的驱动调整机构；所述驱动调整机构包括驱动连接座和与所述驱动连接座固定连接的驱动调整块；所述驱动调整块设置于所述驱动固定座的侧面。

优选的，所述驱动调整机构还包括用于调整所述驱动固定座与所述驱动调整块间距的驱动调整螺栓。

优选的，所述刀架模拟座包括刀架下模拟座体、刀架上模拟座体和第一刀柄固定架；所述刀架下模拟座体与所述刀架上模拟座体之间可拆卸地固定连接；所述第一刀柄固定架上固设有第一刀柄座；所述第一刀柄固定架固设于靠近所述驱动机构侧的所述刀架上模拟座体侧面。

优选的，所述刀架模拟座还包括用于调整水平方向上所述刀架上模拟座体与所述刀架下模拟座体之间相对位置的刀架座调整机构；所述调整机构包括刀架模拟座固定块、刀架模拟座调整块以及用于调整所述刀架模拟座调整块与所述刀架模拟座固定块间距的刀架座调整螺栓；所述刀架模拟座固定块与所述刀架下模拟座体固定连接；所述刀架模拟座调整块与所述刀架上模拟座体固定连接。

优选的，所述换刀机构测试装置还包括用于调整所述第一刀柄座位置的第一刀柄座调整机构；所述第一刀柄座调整机构设置于所述第一刀柄固定架竖直方向和水平方向的侧面。

优选的，所述刀库模拟座包括刀库下模拟座体、刀库上模拟座体和第二刀柄固定架；所述刀库下模拟座体与所述刀库上模拟座体之间可拆卸地固定连接；所述第二刀柄固定架上固设有第二刀柄座；所述第二刀柄固定架固设于靠近所述驱动机构侧的所述刀库上模拟座体侧面。

优选的，所述刀库模拟座还包括用于调整水平方向上所述刀库上模拟座体与所述刀库下模拟座体之间相对位置的刀库座调整机构；所述刀库座调整机构包括刀库模拟座固定块、刀库模拟座调整块以及用于调整所述刀库模拟座调整块与所述刀库模拟座固定块间距的刀库座调整螺栓；所述刀库模拟座固定块与所述刀库下模拟座体固定连接；所述刀库模拟座调整块与所述刀库上模拟座体固定连接。

优选的，所述换刀机构测试装置还包括用于调整所述第二刀柄座位置的第二刀柄座调整机构；所述第二刀柄座调整机构设置于所述第二刀柄固定架竖直方向和水平方向的侧面。

与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：

1、本实用新型能够在保证加工中心或产线正常进行的情况下，实现加工中心的换刀模拟测试，进而验证换刀机械手的换刀速度和稳定性，以对机械手的抓取能力以及换刀效率和工作节拍进行测试。

2、本实用新型的刀架模拟座、驱动机构和刀库模拟座均能够在水平方向进行调整，第一刀柄固定架和第二刀柄固定架均能够在竖向和水平方向上进行调整，使得换刀机构测试装置具有较好的适应性，能够对不同尺寸和规格的刀具进行测试。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

附图中：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的刀架模拟座的结构示意图；

图3为图2中A位置的局部放大图；

图4为图2中B位置的局部放大图；

图5为本实用新型刀库模拟座的结构示意图；

图6为图5中C位置的局部放大图；

图7为本实用新型的驱动机构与换刀机械手的连接结构示意图；

图8为图7中D位置的局部放大图；

图9为本实用新型驱动机构的内部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、固定底座；200、刀架模拟座；210、刀架下模拟座体；220、刀架上模拟座体；230、第一刀柄固定架；240、第一刀柄座；250、刀架模拟座固定块；260、刀架模拟座调整块；270、刀柄固定架调整块；300、驱动机构；310、驱动箱；320、伸缩机构；330、旋转机构；340、旋转轴；400、换刀机械手；500、刀库模拟座；510、刀库下模拟座体；520、刀库上模拟座体；530、第二刀柄固定架；540、第二刀柄座；550、刀库模拟座固定块；560、刀库模拟座调整块；600、驱动固定座；610、驱动连接座；620、驱动调整块；700、刀柄。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如图1至图8所示，一种换刀机构测试装置，包括：固定底座100、刀架模拟座200、驱动机构300、换刀机械手400和刀库模拟座500；刀架模拟座200和刀库模拟座500与固定底座100固定连接。驱动机构300通过驱动固定座600与固定底座100固定连接。刀架模拟座200、刀库模拟座500和驱动机构300设置于同一直线上，刀架模拟座200设置于驱动机构300的一侧，刀库模拟座500设置于驱动机构300的另一侧。换刀机械手400配置成能够抓取刀柄700，换刀机械手400与驱动机构300传动连接。驱动机构300配置成驱动换刀机械手400旋转至预设位置和驱动换刀机械手400沿刀柄700轴向伸缩。换刀机械手400可采用市售货柜商品，依靠换刀机构测试装置进行刀具抓取或放置测试，也可根据企业研发需求，对新研发的换刀机械手400进行测试。通过更换不同规格、型号的换刀机械手400，以此对其抓取和放置能力以及工作效率、工作节拍等进行测试。

刀架模拟座200包括刀架下模拟座体210、刀架上模拟座体220和第一刀柄固定架230。刀架下模拟座体210与刀架上模拟座体220之间通过螺栓固定,以实现两者可拆卸地固定连接。第一刀柄固定架230上固设有第一刀柄座240，第一刀柄固定架230以螺栓连接的形式固设于靠近驱动机构300侧的刀架上模拟座体220侧面。第一刀柄座240与刀柄700的尺寸相适应，使得刀柄700能够插入其中，且依靠两者的配合实现刀柄700的锁紧。由于刀柄70与第一刀柄座240的配合与锁紧属于现有常规技术，在此不再赘述。

作为本实用新型的另一个实施例，刀架模拟座200还包括用于调整水平方向上刀架上模拟座体220与刀架下模拟座体210之间相对位置的刀架座调整机构。所述调整机构包括刀架模拟座固定块250、刀架模拟座调整块260以及用于调整刀架模拟座调整块260与刀架模拟座固定块250间距的刀架座调整螺栓。刀架模拟座固定块250与刀架下模拟座体210上端固定连接，刀架模拟座调整块260与刀架上模拟座体220下端固定连接。刀架座调整螺栓与刀架模拟座固定块250螺纹连接，且其端部与刀架模拟座调整块260相抵触，依靠刀架座调整螺栓对于刀架模拟座调整块260的挤压作用，能够实现刀架上模拟座体220与刀架下模拟座体210在水平方向上的位置调整。

作为本实用新型的另一个实施例，换刀机构测试装置还包括用于调整第一刀柄座240位置的第一刀柄座调整机构。所述第一刀柄座调整机构包括与刀架上模拟座体220固定连接的刀柄固定架调整块270以及与刀柄固定架调整块270螺纹连接的刀柄固定架调整螺栓。刀柄固定架调整块270设置于第一刀柄固定架230竖直方向和水平方向的侧面，依靠刀柄固定架调整螺栓对于第一刀柄固定架230的挤压作用，能够实现第一刀柄固定架230在水平方向和竖直方向上的位置调整。

刀库模拟座500包括刀库下模拟座体510、刀库上模拟座体520和第二刀柄固定架530。刀库下模拟座体510与刀库上模拟座体520之间通过螺栓连接以实现两者可拆卸地固定连接。第二刀柄固定架530上固设有第二刀柄座540，第二刀柄固定架530以螺栓连接的形式固设于靠近驱动机构300侧的刀库上模拟座体520侧面。第二刀柄座540与第一刀柄座240的尺寸和结构均相同，能够使刀柄700能够插入其中，且依靠两者的配合实现刀柄700的锁紧。

作为本实用新型的另一个实施例，刀库模拟座500还包括用于调整水平方向上刀库上模拟座体520与刀库下模拟座体510之间相对位置的刀库座调整机构。刀库座调整机构包括刀库模拟座固定块550、刀库模拟座调整块560以及用于调整刀库模拟座调整块560与刀库模拟座固定块550间距的刀库座调整螺栓。刀库模拟座固定块550与刀库下模拟座体510固定连接；刀库模拟座调整块560与刀库上模拟座体520固定连接。刀库座调整机构与刀架座调整机构的调整原理以及连接方式均相同，在此不再赘述。

此外，换刀机构测试装置还包括用于调整第二刀柄座540位置的第二刀柄座调整机构，第二刀柄座调整机构设置于第二刀柄固定架530竖直方向和水平方向的侧面。第二刀柄座调整机构与第一刀柄座调整机构的结构相同，在此不再赘述。

驱动机构300包括旋转机构330、伸缩机构320和旋转轴340。旋转机构330和伸缩机构320均设置于驱动箱310内。伸缩机构320包括固定部和伸缩部，其中所述固定部与驱动箱310内壁固定连接。伸缩机构320沿刀柄700的轴向设置，使得在伸缩机构320的带动下，换刀机械手400能够沿刀柄700的轴向运动。旋转机构330包括固定部和旋转部，其中所述固定部与所述伸缩部固定连接，使得旋转机构330能够在伸缩机构320的作用下进行同步伸缩运动。旋转轴340与所述旋转部固定连接，使得旋转轴340能够同所述旋转部同步旋转。换刀机械手400通过旋转轴340与所述旋转部固定连接。依靠伸缩机构320和旋转机构330的动作，换刀机械手400能够实现旋转运动和沿刀柄700的轴向运动。伸缩机构320优选为气缸、液压油缸以及电动推杆的一种。旋转机构330优选为伺服电机。

作为本实用新型的一个实施例，换刀机构测试装置还包括在用于驱动机构300水平方向上进行调整的驱动调整机构，依靠驱动调整机构，能够在水平方向上对驱动固定座600进行调整，进而实现驱动机构300在水平方向上的位置调整。

具体的，所述驱动调整机构包括驱动连接座610和与驱动连接座610固定连接的驱动调整块620。其中，驱动调整块620设置于驱动固定座600的前后左右4个侧面。此外，所述驱动调整机构还包括用于调整驱动固定座600与驱动调整块620间距的驱动调整螺栓。驱动调整螺栓与驱动调整块620螺纹连接，其端部与驱动固定座600抵触，依靠驱动调整螺栓对于驱动固定座600的挤压作用，能够实现对于驱动固定座600的调整。

作为本实用新型的一个实施例，换刀机构测试装置还包括控制系统和用于检测换刀机械手400转动角度的传感器，传感器将检测到的换刀机械手400转动角度信息传输至控制系统，由控制系统控制旋转机构330的旋转和停止时机以及伸缩机构320的伸缩时机。

在使用时，将待测型号的换刀机械手400与驱动机构300连接，具有不同刀具的刀柄700分别固定于第一刀柄座240和第二刀柄座540上，启动旋转机构330带动换刀机械手400旋转至能够抓取刀柄700的预设位置，对刀柄700进行抓取。启动伸缩机构320，依靠其伸缩能力使换刀机械手400将抓取的刀柄700拔出第一刀柄座240和第二刀柄座540。启动旋转机构330带动换刀机械手400旋转至能够放置刀柄700的预设位置，启动伸缩机构320，依靠其伸缩能力使换刀机械手400将抓取的刀柄700插入第一刀柄座240和第二刀柄座540。在此过程中，可以监控换刀机械手400对于刀柄700的抓取能力、换刀时机、换刀效率和换刀节拍等。

此外，根据不同尺寸及型号刀具和刀柄700，可以更换不同型号和规格的换刀机械手400。此时，需要依靠刀架座调整机构对刀架上模拟座体220与刀架下模拟座体210之间的水平相对位置进行调整，同时，依靠刀库座调整机构对刀库上模拟座体520与刀库下模拟座体510之间的水平相对位置进行调整，以此使换刀机构测试装置能够适应同尺寸及型号刀具和刀柄700。同时，根据刀具和刀柄700的尺寸及规格，也可利用第一刀柄座调整机构对第一刀柄座的位置进行调整，第二刀柄座调整机构对第二刀柄座540的位置进行调整，以此保证换刀机械手400能够对刀柄700进行有效抓取。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换刀机构测试装置，其特征在于，包括：固定底座（100）、刀架模拟座（200）、驱动机构（300）、换刀机械手（400）和刀库模拟座（500）；所述刀架模拟座（200）和所述刀库模拟座（500）与所述固定底座（100）固定连接；所述驱动机构（300）通过驱动固定座（600）与所述固定底座（100）固定连接；刀架模拟座（200）、所述刀库模拟座（500）和所述驱动机构（300）设置于同一直线上，所述刀架模拟座（200）设置于所述驱动机构（300）的一侧，所述刀库模拟座（500）设置于所述驱动机构（300）的另一侧；所述换刀机械手（400）配置成能够抓取刀柄（700）；所述换刀机械手（400）与所述驱动机构（300）传动连接；所述驱动机构（300）配置成驱动所述换刀机械手（400）旋转至预设位置和驱动所述换刀机械手（400）沿刀柄（700）轴向伸缩。

2.如权利要求1所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述驱动机构（300）包括旋转机构（330）和伸缩机构（320）；所述伸缩机构（320）包括固定部和伸缩部；所述旋转机构（330）包括固定部和旋转部；所述固定部与所述伸缩部固定连接；所述换刀机械手（400）与所述旋转部固定连接。

3.如权利要求2所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述换刀机构测试装置还包括在用于所述驱动机构（300）水平方向上进行调整的驱动调整机构；所述驱动调整机构包括驱动连接座（610）和与所述驱动连接座（610）固定连接的驱动调整块（620）；所述驱动调整块（620）设置于所述驱动固定座（600）的侧面。

4.如权利要求3所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述驱动调整机构还包括用于调整所述驱动固定座（600）与所述驱动调整块（620）间距的驱动调整螺栓。

5.如权利要求4所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述刀架模拟座（200）包括刀架下模拟座体（210）、刀架上模拟座体（220）和第一刀柄固定架（230）；所述刀架下模拟座体（210）与所述刀架上模拟座体（220）之间可拆卸地固定连接；所述第一刀柄固定架（230）上固设有第一刀柄座（240）；所述第一刀柄固定架（230）固设于靠近所述驱动机构（300）侧的所述刀架上模拟座体（220）侧面。

6.如权利要求5所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述刀架模拟座（200）还包括用于调整水平方向上所述刀架上模拟座体（220）与所述刀架下模拟座体（210）之间相对位置的刀架座调整机构；所述调整机构包括刀架模拟座固定块（250）、刀架模拟座调整块（260）以及用于调整所述刀架模拟座调整块（260）与所述刀架模拟座固定块（250）间距的刀架座调整螺栓；所述刀架模拟座固定块（250）与所述刀架下模拟座体（210）固定连接；所述刀架模拟座调整块（260）与所述刀架上模拟座体（220）固定连接。

7.如权利要求6所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述换刀机构测试装置还包括用于调整所述第一刀柄座（240）位置的第一刀柄座调整机构；所述第一刀柄座调整机构设置于所述第一刀柄固定架（230）竖直方向和水平方向的侧面。

8.如权利要求7所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述刀库模拟座（500）包括刀库下模拟座体（510）、刀库上模拟座体（520）和第二刀柄固定架（530）；所述刀库下模拟座体（510）与所述刀库上模拟座体（520）之间可拆卸地固定连接；所述第二刀柄固定架（530）上固设有第二刀柄座（540）；所述第二刀柄固定架（530）固设于靠近所述驱动机构（300）侧的所述刀库上模拟座体（520）侧面。

9.如权利要求8所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述刀库模拟座（500）还包括用于调整水平方向上所述刀库上模拟座体（520）与所述刀库下模拟座体（510）之间相对位置的刀库座调整机构；所述刀库座调整机构包括刀库模拟座固定块（550）、刀库模拟座调整块（560）以及用于调整所述刀库模拟座调整块（560）与所述刀库模拟座固定块（550）间距的刀库座调整螺栓；所述刀库模拟座固定块（550）与所述刀库下模拟座体（510）固定连接；所述刀库模拟座调整块（560）与所述刀库上模拟座体（520）固定连接。

10.如权利要求9所述的换刀机构测试装置，其特征在于，所述换刀机构测试装置还包括用于调整所述第二刀柄座（540）位置的第二刀柄座调整机构；所述第二刀柄座调整机构设置于所述第二刀柄固定架（530）竖直方向和水平方向的侧面。