一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统技术方案

本实用新型专利技术涉及卧式加工中心的技术领域，公开了一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统，包括机床立柱、刀库、机床主轴箱、ATC刀臂以及ATC换刀机构，所述机床主轴箱内设有主轴；所述刀库包括刀库本体和换刀口，所述刀库本体固定装配于机床立柱的上方，刀库本体与ATC换刀机构装配连接，且ATC换刀机构与ATC刀臂连接，其两端均设有刀爪口；所述机床主轴箱位于机床立柱的下方；所述换刀口、ATC刀臂和主轴均位于机床立柱的同一侧，换刀口与主轴相对于ATC换刀机构的输出轴呈对称设置，且换刀口、主轴以及所述刀爪口均布置于同一圆周运动轨迹上，以达到缩短刀具的换刀时间，提高立式加工中心的工作效率以及极大地节约了机床空间以便于生产线布局的目的。

A new top mounted cam tool magazine system for horizontal machining centers

The utility model relates to the technical field of the horizontal machining center, and discloses a new type of horizontal machining center top cam knife library system, which includes a machine tool column, a knife library, a machine tool spindle box, a ATC knife arm and a ATC knife changing mechanism. The spindle is provided in the spindle box of the machine tool. The knife library includes a knife library body and a knife exchange. The tool library is fixed on the top of the machine tool column, and the tool library is connected with the ATC tool changing mechanism, and the ATC knife exchange mechanism is connected with the ATC knife arm, and the two ends of the tool are all equipped with the knife claw mouth. The spindle box of the machine tool is located below the column of the machine tool. The tool changer, the ATC knife arm and the spindle are both located on the same side of the machine tool column and change the knife edge. The spindle is arranged symmetrically with the output axis of the spindle relative to the ATC tool changing mechanism, and the tool changer, the spindle and the cutter's jaw are arranged on the same circular motion track to shorten the tool changing time, improve the working efficiency of the vertical machining center and greatly save the machine tool space for the purpose of the layout of the production line.

【技术实现步骤摘要】
一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统
本技术涉及卧式加工中心的
，具体地，涉及一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统。
技术介绍
卧式加工中心的刀库系统一般由圆盘式刀仓(或链条式刀仓)、ATC换刀机构。其中，圆盘式刀仓(或链条式刀仓)是用于存储刀具，ATC换刀机构可以将刀具自动交换至主轴。现有卧式加工中心的刀库系统总体布局结构有两种形式：(一)刀库系统整体布置在机床侧面：圆盘式刀仓(或链条式刀仓)放置在机床侧面，通过ATC换刀机构实现换刀。具体的换刀过程如下：自动换刀时，倒刀气缸动作将换刀位置刀套收回刀盘，刀库选刀电机转动刀盘将需要交换的刀具传动到换刀位置，倒刀气缸动作将该刀具倒下，通过液压或者气动动力源将刀具传送到ATC换刀机构，主轴箱再运动到换刀位置，并对主轴定向，ATC电机(带制动)转动刀臂，刀臂前端抓住主轴刀柄，后端抓住刀库上刀具的刀柄；接着ATC电机转动刀臂，将主轴上刀柄和刀库上刀柄同时拉下并交换位置，然后将刀臂两端的刀柄分别装入刀库和主轴，油压单元电磁阀换向作用，将主轴的刀具进行紧刀；最后ATC电机转动刀臂回位，液压或者气动动力源再将更换后的刀具送回刀仓，完成换刀。此种结构主要存在以下缺点：(1)刀库系统整体布置在机床侧面，占地面积大，不利于生产线的布局；(2)此刀库结构，刀仓距离主轴较远，刀仓与ATC换刀机构之间需要动力源传送，换刀时间较长，影响加工效率；(3)此结构的刀库系统，由于自身刀仓与ATC换刀机构之间有一段传送行程，不能直接换刀，且结构复杂；稳定性较差，需经常维护，提高了使用成本。(二)将刀库系统整体独立布置在机床外侧，通过机器人的机械手交换刀具。具体的换刀过程如下：自动换刀时，机器人的机械手先移动到主轴上，并拔下该刀具；然后再将其放入刀库的刀架上，机械手再移动刀库刀架上抓取需要的刀具，并移动到主轴上并将该刀具放入主轴；最后机械手收回并复位，完成换刀动作。采用此结构主要存在以下的缺点：(1)此刀库一般存储的刀具较多，本身体积庞大，整体占地面积较大；(2)此刀库换刀需专用的机器人操作完成，订货成本及维修成本较高；(3)此刀库本身距离主轴更远，需要更长的时间来完成交换刀具，且效率较差。
技术实现思路
为改善上述技术问题，本技术提供了一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统以达到缩短刀具的换刀时间，提高立式加工中心的工作效率以及极大地节约了机床空间以便于生产线布局的目的，改善了现有的立式加工中心刀具的换刀时间较长、加工效率低、结构复杂、稳定性较差以及使用成本高的问题。为了实现上述技术效果，本技术所提供的技术方案是：一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统，包括机床立柱、刀库、机床主轴箱、ATC刀臂以及ATC换刀机构，所述机床主轴箱内设有主轴；所述刀库包括刀库本体和位于刀库本体上的换刀口，其特征在于，所述刀库本体固定装配于所述机床立柱的上方，刀库本体与ATC换刀机构装配连接，且ATC换刀机构的输出轴与所述ATC刀臂连接，ATC刀臂的两端均设有刀爪口；所述机床主轴箱位于机床立柱的下方；所述换刀口、ATC刀臂和主轴均位于所述机床立柱的同一侧，换刀口与主轴相对于ATC换刀机构的输出轴呈对称设置，且换刀口、主轴以及所述刀爪口均布置于同一圆周运动轨迹上。进一步地，所述机床立柱的下方滑动设置有换刀自动门，换刀自动门位于所述机床主轴箱的上方且换刀自动门配设有驱动其滑动的推动气缸。进一步地，所述换刀自动门包括左换刀自动门和右换刀自动门，所述左换刀自动门和右换刀自动门上均设有滑块；所述机床立柱上沿所述主轴的径向方向设有与滑块相匹配的轨道滑槽，且机床立柱的左右两侧分别固定有所述推动气缸，各个推动气缸的活塞杆分别与左换刀自动门和右换刀自动门连接。进一步地，所述刀库采用圆盘式刀库或者链条式刀库。进一步地，所述换刀口和刀爪口均设为半圆形缺口。进一步地，所述换刀口的圆心、刀爪口的圆心以及主轴的轴心均沿同一圆周运动轨迹分布。进一步地，所述换刀口和主轴分别相对于所述ATC刀臂的水平方向的夹角为65°。相比于现有技术，本技术的有益效果是：1.本技术中通过将刀库整体布局在机床立柱的顶部，其中，刀库位于机床立柱的左侧，ATC换刀机构与刀库本体连成一体；同时，ATC换刀机构的ATC刀臂上的一端刀爪口位于主轴上方，另一端刀爪口位于刀库本体的下方；便于ATC换刀机构驱动ATC刀臂运动时能够直接完成从刀库到主轴进行交换刀具的动作，大大缩短了换刀的时间，提高了卧式加工中心的工作效率；2.通过在主轴与刀库之间设置的换刀自动门，，换刀自动门配设有驱动其滑动的推动气缸，此换刀自动门在需要换刀时，推动气动驱动换刀自动门进行滑动开启，换刀完成后即自动关闭；主要作用是将位于机床立柱顶部的刀库整体与主轴所在的潮湿加工区域之间进行完全隔离，从而提高了刀库的安全性和可靠性；3.将换刀口、主轴以及所述刀爪口均布置于同一圆周运动轨迹上，刀爪口在ATC刀臂的驱动下能够同时取下位于换刀口和主轴上的刀具，再通过ATC换刀机构的驱动实现刀具的交换，整个换刀过程的换刀行程短，换刀操作简单，相对于现有的卧式加工中心具有良好的稳定性，维护成本相对较低；4.将刀库整体布局在机床立柱的顶部，极大地节约了机床的占地空间，便于生产线布局，相对于现有的卧式加工中心具有更加简化的结构和更好的稳定性，降低了整体的维修成本，刀库与主轴之间的距离进一步缩短，从而提高了刀具换刀的效率。附图说明图1是本技术提供的新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统的整体装配结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步详细介绍，以下文字的目的在于说明本技术，而非限制本技术的保护范围。如图1所示，本技术可按照如下方式实施，一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统，包括机床立柱1、刀库、机床主轴箱2、ATC刀臂3以及ATC换刀机构，所述机床主轴箱2内设有主轴4，主轴4上装配有用于加工的刀具；所述刀库包括刀库本体5和位于刀库本体5上的换刀口6，所述刀库本体5固定装配于所述机床立柱1的上方，刀库本体5与ATC换刀机构装配连接，实现刀库本体5和ATC换刀机构装配成整体，从而节省卧式加工中心的整体占地面积，且ATC换刀机构的输出轴9与所述ATC刀臂3连接，ATC刀臂3的两端均设有刀爪口，如图1所示，位于ATC刀臂3左端的刀爪口为前端刀爪口7，位于ATC刀臂3右端的刀爪口为后端刀爪口8；所述机床主轴箱2位于机床立柱1的下方；所述换刀口6、ATC刀臂3和主轴4均位于所述机床立柱1的同一侧，换刀口6与主轴4相对于ATC换刀机构的输出轴9呈对称设置，即换刀口6的中心、主轴4的轴心以及ATC换刀机构的输出轴9轴心三者位于同一直线方向上，且换刀口6、主轴4以及所述刀爪口均布置于同一圆周运动轨迹上，保证ATC刀臂3在转动过程中，ATC刀臂3两端的刀爪口能够将分别装于换刀口6和主轴4上的刀具进行刀具交换，其中，ATC换刀机构在进行换刀的过程中，其输出轴可做伸缩运动和转动运动，伸缩运动用于取下或者安装刀具至对应的位置处，转动运动用于交换刀具至对应的位置处。所述机床立柱1的下方滑动设置有换刀自动门，换刀自动门位于所述机床主轴箱2的上方且换刀自动门配设有驱动其滑动的推动气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统，包括机床立柱、刀库、机床主轴箱、ATC刀臂以及ATC换刀机构，所述机床主轴箱内设有主轴；所述刀库包括刀库本体和位于刀库本体上的换刀口，其特征在于，所述刀库本体固定装配于所述机床立柱的上方，刀库本体与ATC换刀机构装配连接，且ATC换刀机构的输出轴与所述ATC刀臂连接，ATC刀臂的两端均设有刀爪口；所述机床主轴箱位于机床立柱的下方；所述换刀口、ATC刀臂和主轴均位于所述机床立柱的同一侧，换刀口与主轴相对于ATC换刀机构的输出轴呈对称设置，且换刀口、主轴以及所述刀爪口均布置于同一圆周运动轨迹上。

【技术特征摘要】
1.一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统，包括机床立柱、刀库、机床主轴箱、ATC刀臂以及ATC换刀机构，所述机床主轴箱内设有主轴；所述刀库包括刀库本体和位于刀库本体上的换刀口，其特征在于，所述刀库本体固定装配于所述机床立柱的上方，刀库本体与ATC换刀机构装配连接，且ATC换刀机构的输出轴与所述ATC刀臂连接，ATC刀臂的两端均设有刀爪口；所述机床主轴箱位于机床立柱的下方；所述换刀口、ATC刀臂和主轴均位于所述机床立柱的同一侧，换刀口与主轴相对于ATC换刀机构的输出轴呈对称设置，且换刀口、主轴以及所述刀爪口均布置于同一圆周运动轨迹上。2.根据权利要求1所述的新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统，其特征在于，所述机床立柱的下方滑动设置有换刀自动门，换刀自动门位于所述机床主轴箱的上方且换刀自动门配设有驱动其滑动的推动气缸。3.根据权利要求2所述的新型卧式加工中心顶置式凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖红，李青，李知密，石宇，梁吉平，梁斐然，
申请(专利权)人：成都普瑞斯数控机床有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51