一种自动换刀系统技术方案

本发明专利技术提供了一种自动换刀系统，属于机械加工领域，包括转盘刀具库、刀具悬挂装置和换刀装置；换刀装置包括主轴、第一副轴、第二副轴、换刀机械手、主控制机构、第一控制机构和第二控制机构；主控制机构包括第一行程开关、第二行程开关，第一控制机构包括第五行程开关、第六行程开关，第二控制机构包括第三行程开关、第四行程开关。本技术方案将盘式刀库与换刀机械手结合，换刀布局灵活，换刀速度快，同时利用行程开关准确定位，使得换刀机械手在快速换刀时能够准确定位，提高了加工精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工装置，具体而言，涉及一种自动换刀系统。
技术介绍
现有的盘式刀库换刀机械手换刀系统，换刀机械手转动不到位，导致加工精度下降，使用自动化机械臂，成本又太高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动换刀系统，以改善上述的问题。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供的一种自动换刀系统包括转盘刀具库、刀具悬挂装置和换刀装置；转盘刀具库竖向设置且周向转动设置，转盘刀具库的圆周面设置有多个刀套，刀具悬挂装置设置刀具安装孔，换刀装置位于转盘刀具库和刀具悬挂装置之间；换刀装置包括主轴、第一副轴、第二副轴、换刀机械手、主控制机构、第一控制机构和第二控制机构；主轴竖向设置且沿竖向方向往复移动，换刀机械手设置于主轴的底端，主轴的外侧固定套设有第一齿轮盘且活动套设有第二齿轮盘，第一齿轮盘的底部设置有插销，第二齿轮盘设置有插销孔，主控制机构包括第一行程开关、第二行程开关和固定套设于主轴的外侧的主挡环，主挡环包括第一分环和第二分环，第一行程开关和第二行程开关位于第一分环和第二分环之间；第一副轴和第二副轴分别能够沿着横向方向作往复移动，第一控制机构包括第五行程开关、第六行程开关
和固定于第一副轴的一端端部的第一挡环，第一挡环位于第五行程开关和第六行程开关之间，第一副轴设置有第一齿条段；第二控制机构包括第三行程开关、第四行程开关和固定于第二副轴的一端端部的第二挡环，第二挡环位于第三行程开关和第四行程开关之间，第二副轴设置有第二齿条段；第一齿条段与第一齿轮盘啮合，第二齿条段与第二齿轮盘啮合；第一挡环抵触到第六行程开关时，主轴作远离转盘刀具库且靠近第二行程开关的移动，第一分环抵触到第二行程开关时，第二副轴作靠近第四行程开关的移动，第二挡环抵触到第四行程开关时，主轴作靠近刀具库和第一行程开关的移动，第二分环抵触到第一行程开关时，第二副轴作靠近第三行程开关的移动，第二挡环抵触到第三行程开关时，第一副轴作靠近第五行程开关的移动，第五行程开关断开换刀控制电路。实际工作过程是这样的：1、抓刀步骤。转盘刀具库旋转到固定位置时，发出换刀信号，第一副轴沿横向方向且向第六行程开关所在的方向移动，因为主轴与第一齿轮盘固定，所以在第一副轴横向移动时，主轴旋转，换刀机械手回转90°，完成抓刀动作。2、拔刀步骤。抓刀动作结束之后，第一副轴上的第一挡环按下第六行程开关，发出拔刀信号，主轴作远离转盘刀具库且靠近第二行程开关的移动，换刀机械手实现拔刀。当主轴下降时，主轴上的第一齿轮盘和第二齿轮盘也随之下降，第一齿轮盘的插销插入第二齿轮盘的插销孔内。3、换刀步骤。当拔刀动作完成后，主轴上的第一分环抵触第二行程开关，发出换刀信号。第二副轴作靠近第四行程开关的移动。第二副轴的第二齿条段与第二齿轮盘啮合，第二齿轮盘与第一齿轮盘连接，第一齿轮盘与主轴固定连接，因此此时，第二副轴横向移动时，主轴随着回转180°，实现刀具在
刀具悬挂装置和转盘刀具库之间的交换。4、插刀步骤。换刀动作完成之后，第二副轴上的第二挡环抵触第四行程开关，发出插刀信号，主轴作靠近刀具库和第一行程开关的移动，主轴上升插刀。同时，第一齿轮盘下面的插销从第二齿轮盘的插销孔中移出。5、第二副轴复位。插刀动作完成后，主轴上的第二分环抵触刀第一行程开关，第二副轴作靠近第三行程开关的移动，第二副轴实现移动复位，此时，由于第一齿轮盘和第二齿轮盘已经分开，第二齿轮盘与主轴活动连接，因此，第二副轴横向移动时，第二齿轮盘空转，换刀机械手无动作。6、换刀机械手复位。第二副轴复位后，第二挡环抵触到行程开关，第一副轴作靠近第五行程开关的移动，通过第一齿轮盘使换刀机械手反转90°复位。7、第一副轴复位。第一挡环抵触刀第五行程开关，发出结束换刀信号，为下次换刀做准备。本技术方案利用行程开关准确定位，使得换刀机械手在快速换刀时能够准确定位，提高了加工精度。进一步地，换刀装置还包括主液压缸、第一液压缸和第二液压缸，主液压缸的活塞杆与主轴的顶端连接，第一液压缸的活塞杆与第一副轴的远离第一挡环的一端连接，第二液压缸的活塞杆与第二副轴的远离第二挡环的一端连接。驱动主轴、第一副轴和第二副轴竖向往复移动的驱动机构可以是液压缸、气压缸或者电机。本申请中采用液压缸。1、换刀步骤中，第一液压缸的远离第一副轴的腔室通压力油，第一副轴向远离第一液压缸且靠近第六行程开关的方向移动。2、拔刀步骤中，第六行程开关开启，主液压缸的远离主轴的腔室通压力油，主轴作远离转盘刀具库且靠近第二行程开关的移动。3、换刀步骤中，第二行程开关开启，第二液压缸的远离第二副轴的腔室通压力油，第二副轴作靠近第四行程开关的移动。4、插刀步骤中，第四行程开关
开启，主液压缸的靠近主轴的腔室通压力油，主轴作靠近刀具库和第一行程开关的移动。5、第二副轴复位，第一行程开关开启时，第二液压缸靠近第二副轴的腔室通压力油，第二副轴作靠近第三行程开关的移动，第二副轴实现移动复位。6、换刀机械手复位，第三行程开关开启，第一液压缸的靠近第一副轴的腔室通压力油，第一副轴作靠近第五行程开关的移动。7、第一副轴复位，第五行程开关开启，控制机构结束一次换刀行程。本技术方案将液压缸与行程开关相结合，使得换刀机械手在换刀时能准确定位，提高了加工精度。进一步地，第一齿轮盘包括通过第一套筒连接的第一连接盘和第一齿轮，第二齿轮盘包括通过第二套筒连接的第二连接盘和第二齿轮，第一连接盘和第二连接盘相对设置，第一套筒固定套设于主轴，第二套筒与主轴活动连接，第一齿条段与第一齿轮啮合，第二齿条段与第二齿轮啮合。主轴移动时，第一齿轮盘随着主轴移动，第二齿轮盘不移动，当第一齿轮盘在主轴的带动下移动至与第二齿轮盘贴合时，插销插入插销孔，此时第二齿轮盘转动，第一齿轮盘也随着转动。第一齿轮与第一齿条段啮合，主轴与第一副轴可以相互带动运动。第二齿轮与第二齿条段啮合，当第二齿轮与第一齿轮连接时，主轴与第二副轴之间可以相互带动运动。能够实现第二副轴复位时，换刀机械手保持位置不变。进一步地，换刀机械手包括中部连接件和设置于中部连接件两端的刀夹，中部连接件的中部与主轴的底端连接。刀夹用于实现转盘刀具库上的刀套和刀具悬挂装置之间刀具的交换，具体是将转盘刀具库上的刀具移至刀具悬挂装置的刀具安装
孔，或者将刀具安装孔的刀具移至转盘刀具库的刀套内。实现换刀过程。进一步地，刀具悬挂装置包括丝杆安装座、丝杆、导向件、刀具固定座和动力组件，丝杆安装座设置两个，丝杆和导向件均设置于两个丝杆安装座之间，刀具固定座位于两个丝杆安装座之间，丝杆穿过刀具固定座且与刀具固定座螺纹连接，动力组件驱动丝杆转动，刀具固定座在导向件的作用下沿着丝杆的轴心线移动；刀具安装孔设置于刀具固定座的底部，换刀机械手位于刀具库和刀具固定座之间。动力组件驱动丝杆转动，丝杆转动，刀具固定座相对于丝杆发生相对移动，在导向件的作用下，刀具固定座不会绕着丝杆的轴心线发生转动，而是沿着丝杆的轴心线往复移动，实现刀具的灵活移动。本技术方案利用刀具固定座与丝杆相结合，使得刀具可以左右移动，提高了加工的灵活性。进一步地，自动换刀系统还包括加工装置，加工装置包括升降机构、并排设置的第一安装框和第二安装框，转盘刀具库、刀具悬挂装置和换刀装置均设置于第一安装框内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动换刀系统，其特征在于，包括转盘刀具库、刀具悬挂装置和换刀装置；所述转盘刀具库竖向设置且周向转动设置，所述转盘刀具库的圆周面设置有多个刀套，所述刀具悬挂装置设置刀具安装孔，所述换刀装置位于所述转盘刀具库和所述刀具悬挂装置之间；所述换刀装置包括主轴、第一副轴、第二副轴、换刀机械手、主控制机构、第一控制机构和第二控制机构；所述主轴竖向设置且沿竖向方向往复移动，所述换刀机械手设置于所述主轴的底端，所述主轴的外侧固定套设有第一齿轮盘且活动套设有第二齿轮盘，所述第一齿轮盘的底部设置有插销，所述第二齿轮盘设置有插销孔，所述主控制机构包括第一行程开关、第二行程开关和固定套设于所述主轴的外侧的主挡环，所述主挡环包括第一分环和第二分环，所述第一行程开关和所述第二行程开关位于所述第一分环和所述第二分环之间；所述第一副轴和所述第二副轴分别能够沿着横向方向作往复移动，所述第一控制机构包括第五行程开关、第六行程开关和固定于所述第一副轴的一端端部的第一挡环，所述第一挡环位于所述第五行程开关和所述第六行程开关之间，所述第一副轴设置有第一齿条段；所述第二控制机构包括第三行程开关、第四行程开关和固定于所述第二副轴的一端端部的第二挡环，所述第二挡环位于所述第三行程开关和所述第四行程开关之间，所述第二副轴设置有第二齿条段；所述第一齿条段与所述第一齿轮盘啮合，所述第二齿条段与所述第二齿轮盘啮合；所述第一挡环抵触到所述第六行程开关时，所述主轴作远离所述转盘刀具库且靠近所述第二行程开关的移动，所述第一分环抵触到所述第二行程开关时，所述第二副轴作靠近所述第四行程开关的移动，所述第二挡环抵触到所述第四行程开关时，所述主轴作靠近所述刀具库和所述第一行程开关的移动，所述第二分环抵触到所述第一行程开关时，所述第二副轴作靠近所述第三行程开关的移动，所述第二挡环抵触到所述第三行程开关时，所述第一副轴作靠近所述第五行程开关的移动，所述第五行程开关断开换刀控制电路。...

【技术特征摘要】
1.一种自动换刀系统，其特征在于，包括转盘刀具库、刀具悬挂装置和换刀装置；所述转盘刀具库竖向设置且周向转动设置，所述转盘刀具库的圆周面设置有多个刀套，所述刀具悬挂装置设置刀具安装孔，所述换刀装置位于所述转盘刀具库和所述刀具悬挂装置之间；所述换刀装置包括主轴、第一副轴、第二副轴、换刀机械手、主控制机构、第一控制机构和第二控制机构；所述主轴竖向设置且沿竖向方向往复移动，所述换刀机械手设置于所述主轴的底端，所述主轴的外侧固定套设有第一齿轮盘且活动套设有第二齿轮盘，所述第一齿轮盘的底部设置有插销，所述第二齿轮盘设置有插销孔，所述主控制机构包括第一行程开关、第二行程开关和固定套设于所述主轴的外侧的主挡环，所述主挡环包括第一分环和第二分环，所述第一行程开关和所述第二行程开关位于所述第一分环和所述第二分环之间；所述第一副轴和所述第二副轴分别能够沿着横向方向作往复移动，所述第一控制机构包括第五行程开关、第六行程开关和固定于所述第一副轴的一端端部的第一挡环，所述第一挡环位于所述第五行程开关和所述第六行程开关之间，所述第一副轴设置有第一齿条段；所述第二控制机构包括第三行程开关、第四行程开关和固定于所述第二副轴的一端端部的第二挡环，所述第二挡环位于所述第三行程开关和所述第四行程开关之间，所述第二副轴设置有第二齿条段；所述第一齿条段与所述第一齿轮盘啮合，所述第二齿条段与所述第二齿轮盘啮合；所述第一挡环抵触到所述第六行程开关时，所述主轴作远离所述转盘刀具库且靠近所述第二行程开关的移动，所述第一
\t分环抵触到所述第二行程开关时，所述第二副轴作靠近所述第四行程开关的移动，所述第二挡环抵触到所述第四行程开关时，所述主轴作靠近所述刀具库和所述第一行程开关的移动，所述第二分环抵触到所述第一行程开关时，所述第二副轴作靠近所述第三行程开关的移动，所述第二挡环抵触到所述第三行程开关时，所述第一副轴作靠近所述第五行程开关的移动，所述第五行程开关断开换刀控制电路。2.根据权利要求1所述的自动换刀系统，其特征在于，所述换刀装置还包括主液压缸、第一液压缸和第二液压缸，所述主液压缸的活塞杆与所述主轴的顶端连接，所述第一液压缸的活塞杆与所述第一副轴的远离所述第一挡环的一端连接，所述第二液压缸的活塞杆与所述第二副轴的远离所述第二挡环的一端连接。3.根据权利要求1所述的自动换刀系统，其特征在于，所述第一齿轮盘包括通过第一套筒连接的第一连接盘和第一齿轮，所述第二齿轮盘包括通过第二套筒连接的第二连接盘和第二齿轮，所述第一连接盘和所述第二连接盘相对设置，所述第一套筒固定套设于所述主轴，所述第二套筒与所述主轴活动连接，所述第一齿条段与所述第一齿轮啮合，所述第二齿条段与所述第二齿轮啮合。4.根据权利要求1所述的自动换刀系统，其特征在于，所述换刀机械手包括中部连接件和设置于所述中部连接件两端的刀夹，所述中部连接件的中部与所述主轴的底端连接。5.根据权利要求1所述的自动换刀系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，史泽华，吴云，陈燕，陈劲松，董小飞，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32