斗笠式刀库换刀装置及其控制方法制造方法及图纸

一种斗笠式刀库换刀装置及其控制方法，涉及一种换刀装置及其控制方法，装置包括刀盘、刀盘旋转驱动装置、多个刀架，刀盘旋转驱动装置包括棘轮、棘轮推动锁止机构，棘轮通过刀盘轮毂与刀盘连接；棘轮推动锁止机构包括驱动缸、活塞连杆、棘轮推动机构和棘轮锁止机构，活塞连杆分别与棘轮推动机构和棘轮锁止机构连接，棘轮推动机构和棘轮锁止机构分别与棘轮连接。方法是PLC通过电磁换向阀控制驱动缸活塞不断伸缩，使棘爪连续推动棘轮旋转实现换刀，同时通过锁紧块对槽轮分度盘锁紧，实现对刀盘进行锁紧，整个换刀过程结束。本发明专利技术具有定位精度高、稳定性好、可靠性能好、结构简单、维护方便、成本低、方法简单的特点，易于推广使用。

The knife changing device and its control method of bamboo hat type knife

A bamboo hat type toolchanging device and control method thereof, and relates to a tool changing device and its control method, device comprises a cutter head, a rotary driving device, a knife, a knife disc rotary driving device comprises a ratchet wheel, ratchet drive locking mechanism, ratchet wheel disc and cutter knife through the ratchet drive connection; the locking mechanism comprises a driving cylinder, piston rod, ratchet drive mechanism and a ratchet locking mechanism, the piston rod respectively with the ratchet drive mechanism and a ratchet locking mechanism connected, ratchet drive mechanism and a ratchet locking mechanism are respectively connected with the ratchet wheel. The PLC method is controlled by the electromagnetic valve drive cylinder piston continuous expansion, make continuous rotation of the ratchet pawl to promote the realization of tool change, at the same time through the locking block of Geneva dial lock, lock the realization of the cutter, the cutter changing process end. The invention has the advantages of high positioning accuracy, good stability, good reliability, simple structure, convenient maintenance, low cost and simple method, and is easy to popularize and use.

【技术实现步骤摘要】
斗笠式刀库换刀装置及其控制方法
本专利技术涉及一种换刀装置及其控制方法，特别是一种斗笠式刀库换刀装置及其控制方法。
技术介绍
刀库的可靠性和换刀的速度决定着加工中心的加工效率，因为一个复杂的零件，特别是螺孔比较多的情况下，需要频繁换刀，如果是人工换刀的话效率肯定大打折扣，借助高效率的刀库自动换刀，则可以事半功倍。斗笠式刀库是加工中心常用的一种换刀装配，斗笠式刀库一般能存储8～24把刀具，其结构主要由步进电机、鼓轮、分度盘、槽轮机构等零部件组成。用步进电机控制刀库旋转虽然精度较高，调试也方便，但操作起来比较复杂，价格相对较高，其稳定性和可靠性较差，而且步进电机的控制信号容易受到外界的干扰，容易存在误差累积，因而定位精度不够高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供的一种定位精度高、稳定性好、结构简单、维护方便的斗笠式刀库换刀装置及其控制方法。解决上述技术问题的技术方案是：一种斗笠式刀库换刀装置，包括刀盘、刀盘旋转驱动装置、多个刀架，所述的多个刀架均布在刀盘的圆周上，刀盘通过刀盘轮毂与刀盘旋转驱动装置连接，所述的刀盘旋转驱动装置包括棘轮、棘轮推动锁止机构，所述的棘轮通过刀盘轮毂与刀盘连接，棘轮的棘数与刀架的数量相同；所述的棘轮推动锁止机构包括驱动缸、活塞连杆、棘轮推动机构和棘轮锁止机构，活塞连杆与驱动缸的活塞的输出端连接，活塞连杆还分别与棘轮推动机构和棘轮锁止机构连接，棘轮推动机构和棘轮锁止机构分别与棘轮连接。本专利技术的进一步技术方案是：所述的棘轮推动机构包括棘爪，该棘爪通过销钉Ⅰ与活塞连杆的末端连接，棘爪与棘轮相棘合。本专利技术的进一步技术方案是：所述的棘轮锁止机构包括槽轮分度盘、锁紧块、机架、套筒、锁紧连杆，所述的槽轮分度盘固定在连轴上，并通过该连轴与棘轮连接，该槽轮分度盘的圆周上均布有数量与棘轮的棘数相同的分度槽；所述的锁紧连杆的一端通过销钉Ⅱ与活塞连杆连接，锁紧连杆的另一端与锁紧块连接，所述的机架通过销钉Ⅲ与套筒连接，套筒套接在锁紧连杆上；所述的锁紧块与槽轮分度盘的分度槽相配合。本专利技术的进一步技术方案是：在对应每个刀架的刀位点上还分别安装有接近开关，在驱动缸的两端分别安装有两个活塞感应开关，接近开关和活塞感应开关的输出端与PLC的输入端连接；所述的驱动缸还分别通过管道与电磁换向阀的输出端连接，电磁换向阀的输入电源与PLC的输出端连接。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的驱动缸为单作用气压缸，该驱动缸上分别设有进气口和出气口，活塞连杆上套有复位弹簧；进气口和出气口分别通过管道与电磁换向阀的输出端连接。本专利技术的另一技术方案是：一种斗笠式刀库换刀装置的控制方法，：该方法是机床数控系统先根据加工程序对PLC发出要换某个刀位的信号，PLC接收到控制信号后对电磁换向阀进行控制，并控制驱动缸的活塞不断的伸缩，使棘爪连续推动棘轮旋转，当转到该刀位点后触发安装在刀位点上的接近开关，接近开关把触发信号反馈给PLC，这时PLC立刻停止给电磁换向阀供电，驱动缸的活塞被复位弹簧推回初始位置，同时通过锁紧块对槽轮分度盘锁紧，从而实现对刀盘进行锁紧，整个换刀过程结束。由于采用上述结构，本专利技术之斗笠式刀库换刀装置及其控制方法与现有技术相比，具有以下有益效果：1.定位精度高由于本专利技术之斗笠式刀库换刀装置包括刀盘、刀盘旋转驱动装置、多个刀架，其中，刀盘旋转驱动装置包括棘轮、棘轮推动锁止机构，棘轮通过刀盘轮毂与刀盘连接，棘轮的棘数与刀架的数量相同；棘轮推动锁止机构包括驱动缸、活塞连杆、棘轮推动机构和棘轮锁止机构。工作时，通过驱动缸驱动活塞连杆伸缩运动，带动棘轮推动机构推动刀盘转动，从而实现换刀。因而本专利技术避免了步进电机容易存在的误差累积，其定位精度较高，大大提高了系统换刀的效率。2.稳定性好：在机械控制中，用机械机构能够实现的运动永远都是最稳定的。而本专利技术正用利用了纯机械机构中的棘轮、棘轮推动锁止机构即可实现推动刀盘转动，没有电气控制过程中的干扰问题，其稳定性较好。3.可靠性能好：由于本专利技术包括有棘轮锁止机构，该用于棘轮锁止机构保证换刀后使刀盘能够锁紧，使刀盘不专利技术偏移，保证下一次的可靠换刀，其可靠性能好。4.结构简单，维护方便：本装置包括刀盘、刀盘旋转驱动装置、多个刀架，其中刀盘旋转驱动装置是通过三个转动副推动刀盘旋转和锁止，结构比较简单，维护比较方便。5.成本低：本装置只需要一个单作用气压缸，一个电磁换向阀、三个转动副和一个移动副，相对于步进控制系统中的步进电机和步进驱动器，其成本要降低很多。6.方法简单：由于本换刀装置是直接把气缸的往复运动来推动刀盘来实现的，在方法上只有对电磁换向阀的线圈进行通断供电即可，所以控制方法简单。而步进系统不仅要对步进脉冲进行精确控制，还要考虑对步进电机的锁定，所以程序的编写会相对复杂，其控制方法比较复杂。下面，结合附图和实施例对本专利技术之斗笠式刀库换刀装置及其控制方法的技术特征作进一步的说明。附图说明图1：实施例一所述本专利技术之斗笠式刀库换刀装置的结构示意图，图2：实施例一所述刀盘旋转驱动装置的结构示意图，图3：实施例一所述驱动缸与棘轮推动机构之间的连接关系示意图，图4：接近开关的安装位置示意图，图5：活塞感应开关的安装位置示意图，图6：PLC的接线板示意图。在上述附图中，各附图标记说明如下：1-刀盘，2-刀盘旋转驱动装置，21-棘轮，22-棘轮推动锁止机构，221-驱动缸，2211-进气口，2212-出气口，222-活塞连杆，223-棘轮推动机构，2231-棘爪，2232-销钉Ⅰ，224-棘轮锁止机构，2241-槽轮分度盘，22411-分度槽，2242-锁紧块，2243-机架，2244-套筒，2245-锁紧连杆，2246-销钉Ⅱ，2247-销钉Ⅲ，225-复位弹簧，3-刀架，4-刀盘轮毂，5-电磁换向阀，6-PLC，7-连轴，8-刀柄，X0～X7-接近开关，X10～X11-活塞感应开关，Y0-电磁换向阀的继电器线圈，X00～X70、X100～X110分别为PLC的输入端，Y01～Y31分别为PLC的输出端。具体实施例实施例一：图1中公开的是一种斗笠式刀库换刀装置，包括刀盘1、刀盘旋转驱动装置2、8个刀架3，所述的8个刀架3均布在刀盘1的圆周上，刀盘1通过刀盘轮毂4与刀盘旋转驱动装置2连接，所述的刀盘旋转驱动装置2包括棘轮21、棘轮推动锁止机构22，所述的棘轮21通过刀盘轮毂4、连轴7与刀盘1连接，棘轮21的棘数与刀架3的数量相同；所述的棘轮推动锁止机构22包括驱动缸221、活塞连杆222、棘轮推动机构223和棘轮锁止机构224，活塞连杆222与驱动缸221的活塞的输出端连接，活塞连杆222还分别与棘轮推动机构223和棘轮锁止机构224连接，棘轮推动机构223和棘轮锁止机构224分别与棘轮21连接。所述的棘轮推动机构223包括棘爪2231，该棘爪2231通过销钉Ⅰ2232与活塞连杆222的末端连接，棘爪2231与棘轮21棘合。由于棘爪2231是通过销钉Ⅰ2232与活塞连杆222连接在一起形成第一转动副，所以棘爪1231既可以上下运动，也可以左右摆动，其目的是为了推动棘轮。所述的棘轮锁止机构224用于保证换刀后使刀盘能够锁紧，使刀盘不专利技术偏移，保证下一次的可靠换刀。该棘轮锁止机构224包括槽轮分度盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斗笠式刀库换刀装置，包括刀盘（1）、刀盘旋转驱动装置（2）、多个刀架（3），所述的多个刀架（3）均布在刀盘（1）的圆周上，刀盘（1）通过刀盘轮毂（4）与刀盘旋转驱动装置（2）连接，其特征在于：所述的刀盘旋转驱动装置（2）包括棘轮（21）、棘轮推动锁止机构（22），所述的棘轮（21）通过刀盘轮毂（4）与刀盘（1）连接，棘轮（21）的棘数与刀架（3）的数量相同；所述的棘轮推动锁止机构（22）包括驱动缸（221）、活塞连杆（222）、棘轮推动机构（223）和棘轮锁止机构（224），活塞连杆（222）与驱动缸（221）的活塞的输出端连接，活塞连杆（222）还分别与棘轮推动机构（223）和棘轮锁止机构（224）连接，棘轮推动机构（223）和棘轮锁止机构（224）分别与棘轮（21）连接。

【技术特征摘要】
1.一种斗笠式刀库换刀装置，包括刀盘（1）、刀盘旋转驱动装置（2）、多个刀架（3），所述的多个刀架（3）均布在刀盘（1）的圆周上，刀盘（1）通过刀盘轮毂（4）与刀盘旋转驱动装置（2）连接，其特征在于：所述的刀盘旋转驱动装置（2）包括棘轮（21）、棘轮推动锁止机构（22），所述的棘轮（21）通过刀盘轮毂（4）与刀盘（1）连接，棘轮（21）的棘数与刀架（3）的数量相同；所述的棘轮推动锁止机构（22）包括驱动缸（221）、活塞连杆（222）、棘轮推动机构（223）和棘轮锁止机构（224），活塞连杆（222）与驱动缸（221）的活塞的输出端连接，活塞连杆（222）还分别与棘轮推动机构（223）和棘轮锁止机构（224）连接，棘轮推动机构（223）和棘轮锁止机构（224）分别与棘轮（21）连接。2.根据权利要求1所述的斗笠式刀库换刀装置，其特征在于：所述的棘轮推动机构（223）包括棘爪（2231），该棘爪（2231）通过销钉Ⅰ（2232）与活塞连杆（222）的末端连接，棘爪（2231）与棘轮（21）相棘合。3.根据权利要求1所述的斗笠式刀库换刀装置，其特征在于：所述的棘轮锁止机构（224）包括槽轮分度盘（2241）、锁紧块（2242）、机架（2243）、套筒（2244）、锁紧连杆（2245），所述的槽轮分度盘（2241）固定在连轴（7）上，并通过该连轴（7）与棘轮（21）连接，该槽轮分度盘（2241）的圆周上均布有数量与棘轮（21）的棘数相同的分度槽（22411）；所述的锁紧连杆（2245）的一端通过销钉Ⅱ（2246）与活塞连杆（222）连接，锁紧连杆（2245）的另一端与锁紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：农胜隆，高尚晗，潘宇倩，张莹，
申请(专利权)人：广西科技大学鹿山学院，广西科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45