用于加工机换刀机构的冲洗单元及快速换刀方法技术

本发明专利技术公开了一种用于加工机换刀机构的冲洗单元及快速换刀方法，冲洗单元，包括：水泵、第一单向阀、第二单向阀、第一可控阀、第二可控阀及喷射嘴，水泵与第一可控阀同时关闭，第一单向阀自动关闭使得第一可控阀与第一单向阀之间管道内的冲洗液被锁定；第二可控阀开启使外部压缩空气通过第二可控阀及第二单向阀将喷射嘴内残余物清除。采用两条由可控阀和单向阀构成的并联管路与喷射嘴连通，从而使水泵停止工作时能够立即锁定与其相连的管路内的冲洗液，保证加工主轴在切削的第一时间获得冲洗液浸润；气流对喷射嘴内的残余物进行喷射使喷射嘴不会出现滴液断续不尽的情况，而且不会影响到与水泵连接的管路内被锁定的冲洗液。

Flushing unit and fast tool change method for tool change mechanism of machining machine

The invention discloses a flushing unit and a fast tool changing method for a tool changing mechanism of a processing machine. The flushing unit includes a water pump, a first check valve, a second check valve, a first controllable valve, a second controllable valve and a spray nozzle. The water pump and the first controllable valve are closed at the same time, and the first one-way valve is automatically closed, so that the flushing liquid in the pipeline between the first controllable valve and the first one-way valve is locked The opening of the second controllable valve enables the external compressed air to clear the residues in the injection nozzle through the second controllable valve and the second one-way valve. Two parallel pipelines composed of controllable valve and one-way valve are used to connect with the jet nozzle, so that when the water pump stops working, the flushing fluid in the pipeline connected with it can be locked immediately, so as to ensure that the processing spindle gets the flushing fluid infiltration at the first time of cutting; the air flow sprays the residues in the jet nozzle, so that the jet nozzle will not have the situation of intermittent dripping and will not be affected To the locked flushing fluid in the pipeline connected with the water pump.

【技术实现步骤摘要】
用于加工机换刀机构的冲洗单元及快速换刀方法
本专利技术涉及数控机床加工
，具体涉及一种用于加工机换刀机构的冲洗单元及快速换刀方法。
技术介绍
现今多主轴加工在批量机械加工领域已经成为趋势，而其自动换刀技术受空间结构的影响，目前还存在诸多问题，特别是并列加工主轴布局带来了对换刀时冲洗液(即切削液)启停、加工主轴启停、加工主轴行进路径等多方面的限制。从机床用户角度来理解，希望机床具备尽可能短的停机辅助时间，特别是加工主轴需要较为频繁更换刀头，用户普遍关注刀对刀(旧刀头换下至新刀头换上)、转速对转速(加工主轴由高速加工速度停止后再恢复到该加工速度)、切屑对切屑(上一片材料最后切屑至下一片材料开始切屑)所需时间，而理想的切屑对切屑时间，不仅需要处理好换刀机构节拍、加工主轴行进路径，而且还要处理好加工主轴启停、冲洗液启停等其它问题。目前主流的加工机床仍普遍采用冲洗液进行工作冷却，冲洗液通常被盛放在一个箱体容器内，并在箱体上设置水泵，水泵通过管道将冲洗液泵到机床加工点经专用喷嘴喷射而出，对加工件和加工刀具进行冷却、润滑和冲屑。当机床停止加工时，水泵停止工作，冲洗液喷射也停止。然而，管路内的液体一端继续从喷嘴内线条状流出，继而点滴状，直到一端管路内冲洗液流净；另一端管路内的冲洗液侧从水泵泵体内回流到冷却箱体。下一次机床开始加工时，水泵启动，管路内先充满冲洗液，继而冲洗液从一端管路喷嘴喷射而出，喷向加工件和加工主轴上的刀具。从以上过程可以得知，水泵工作时，水泵启动到冲洗液从喷嘴喷出，由于上一次管路内冲洗液分别从两端回流，冲洗液从喷嘴喷出，存在一定的时间滞后，甚至有时加工主轴开始加工，冲洗液还没有喷射出来，影响正常加工。另一方面，水泵停止时，喷射的一端继续线条状或点滴状流出冲洗液，不仅影响加工件的更换，更干扰加工主轴更换刀头的顺利进行，线条或点滴状冲洗液容易流到或飞溅到刀柄上。特别是基于本申请人公开号为CN109465664A专利申请文献，这种多主轴并排布局，换刀时加工主轴需要横移，横移时线条或点滴状冷却液会流到机械手上的刀柄装配面上，进而影响换刀。公开号为CN109262362A的专利文献，公开了“一种加工中心冷却液急停装置”通过采用第一单向阀进行切削液(冲洗液)止动，采用气压进行残压破坏，避免喷射一端线条状或点滴状。但在实际情况中，在切削液管路中增加单向阀，一方面切削液中细切削的存在，容易在单向阀位置堵塞，造成单向阀失效；另一方面，切削液工作时存在“水锤”现象(在有压力管路中，由于某种外界原因(如阀门突然关闭、水泵机组突然停车)使水的流速突然发生变化，从而引起水击，这种水力现象称为水击或水锤。)，较小阀值的单向阀，水泵停止后，在较长时间内，管路中的冷却液(冲洗液)仍会连续流出。而较大的单向阀值，对管路中切削液会存在一定的阻力，影响正常的喷射压力，还有，压缩空气破坏残压时，一般主轴已经停转，冷却液会喷向主轴刀柄或刀具上，其中一方面冷却液中的切屑可能会残留在刀柄或刀具上，干扰正常换刀；另一方面，冷却液残留在刀柄或刀具上，继续点滴，特别是当主轴上的刀柄被更换到刀库内时，其上残留的冷却液进入刀库继续点滴，污染刀库。因此，如何有效的避免切削液启动时的喷射滞后，停止时线条或点滴延迟，以及残压破坏时避免冷却液喷射残留在刀柄或刀具上，是高效换刀所需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于加工机换刀机构的冲洗单元及快速换刀方法，以解决上述问题。本专利技术提供的一种用于加工机换刀机构的冲洗单元，包括：水泵、第一单向阀、第二单向阀、第一可控阀、第二可控阀及喷射嘴，水泵用于吸取冲洗液，水泵、第一单向阀、第一可控阀及喷射嘴通过管道依次连接，外部压缩空气可通过第二可控阀及第二单向阀与喷射嘴入口连通；水泵与第一可控阀同时关闭，第一单向阀自动关闭使得第一可控阀与第一单向阀之间管道内的冲洗液被锁定；第一可控阀与第一单向阀之间管道内的冲洗液被锁定之后第二可控阀开启使外部压缩空气通过第二可控阀及第二单向阀将喷射嘴内残余物清除。优选地，水泵的出口处设置了溢流阀。优选地，第二可控阀的开启模式为脉冲式开闭使外部压缩空气经由第二可控阀及第二单向阀吹向喷射嘴的气流为脉冲式气压。优选地，第二可控阀为二通电控阀。优选地，第一单向阀采用拨片单向阀，第一可控阀采用角座阀。优选地，第一可控阀和第二可控阀集成于一三位五通电控阀内。本专利技术还提供了用于加工机的快速换刀方法，采用上述冲洗单元，包括：换刀准备步骤：加工完成后控制加工主轴继续转动，水泵关闭、第一可控阀关闭，第一单向阀自动关闭；吹气清理步骤：控制第二可控阀开启使外部压缩空气经过第二可控阀及第二单向阀清除喷射嘴内和/或加工主轴上的残余物，主轴保持转动使喷射在加工主轴上的残余物被甩脱；更换刀头步骤：控制加工主轴停止转动并移动至设定的换刀位置，换刀机械手将加工主轴上的旧刀头取下换上新刀头并退回刀库，加工主轴回到加工位置；快速喷液步骤：控制水泵启动、第一可控阀开启使冲洗液从喷射嘴高压喷出，加工主轴启动加工。优选地，控制第二可控阀开启的模式为脉冲式开闭使外部压缩空气经由第二可控阀及第二单向阀吹向喷射嘴的气流为脉冲式气压。优选地，换刀准备步骤之后执行吹气清理步骤及更换刀头步骤时，控制第二可控阀开启，同时加工主轴保持转动并向预设的安全高度移动，当第二可控阀的开启时间达到设定时间后，控制第二可控阀常闭完成吹气清理步骤并控制加工主轴停止转动，换刀机械手由刀库运载新刀头至加工主轴下方的换刀位置并完成更换刀头步骤。优选地，加工主轴向预设的安全高度移动过程中，若加工主轴到达预设的安全高度之前第二可控阀的开启时间达到设定时间，则控制第二可控阀常闭完成吹气清理步骤并控制加工主轴停止转动；若加工主轴到达预设的安全高度之后第二可控阀的开启时间未达到设定时间，则控制第二可控阀继续开启且加工主轴继续转动直至第二可控阀的开启时间达到设定时间后，控制第二可控阀常闭完成吹气清理步骤并控制加工主轴停止转动。优选地，吹气清理步骤与更换刀头步骤同时进行：控制第二可控阀开启，同时加工主轴保持转动并向换刀位置移动，在加工主轴向换刀位置移动过程中，换刀机械手由刀库运载新刀头向换刀位置移动，加工主轴与换刀机械手在换刀位置处完成换刀步骤。优选地，加工主轴以先上升到设定安全高度再向下移动的方式向换刀位置移动，加工主轴向下移动前，控制第二可控阀常闭完成吹气清理步骤并控制加工主轴停止转动。优选地，更换刀头步骤中，控制加工主轴停止转动，换刀机械手由刀库运载新刀头至加工主轴下方的换刀位置，加工主轴由预设安全高度下降使换刀机械手上的空刀夹夹取加工主轴的旧刀头，然后加工主轴以设定的抛物线轨迹跳跃式移动至换刀机械手的新刀头位置使新刀头安装到加工主轴上，加工主轴移动至安全高度，换刀机械手退回至刀库。优选地，换刀位置与刀库之间设有可控的隔离门，控制第二可控阀常闭完成吹气清理步骤后，隔离门被打开，换刀机械手运载新刀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于加工机换刀机构的冲洗单元，其特征在于，包括：水泵、第一单向阀、第二单向阀、第一可控阀、第二可控阀及喷射嘴，水泵用于吸取冲洗液，水泵、第一单向阀、第一可控阀及喷射嘴通过管道依次连接，外部压缩空气可通过第二可控阀及第二单向阀与喷射嘴入口连通；水泵与第一可控阀同时关闭，第一单向阀自动关闭使得第一可控阀与第一单向阀之间管道内的冲洗液被锁定；第一可控阀与第一单向阀之间管道内的冲洗液被锁定之后第二可控阀开启使外部压缩空气通过第二可控阀及第二单向阀将喷射嘴内残余物清除。/n

【技术特征摘要】
1.用于加工机换刀机构的冲洗单元，其特征在于，包括：水泵、第一单向阀、第二单向阀、第一可控阀、第二可控阀及喷射嘴，水泵用于吸取冲洗液，水泵、第一单向阀、第一可控阀及喷射嘴通过管道依次连接，外部压缩空气可通过第二可控阀及第二单向阀与喷射嘴入口连通；水泵与第一可控阀同时关闭，第一单向阀自动关闭使得第一可控阀与第一单向阀之间管道内的冲洗液被锁定；第一可控阀与第一单向阀之间管道内的冲洗液被锁定之后第二可控阀开启使外部压缩空气通过第二可控阀及第二单向阀将喷射嘴内残余物清除。


2.如权利要求1所述的用于加工机换刀机构的冲洗单元，其特征在于，水泵的出口处设置了溢流阀。


3.如权利要求1或2所述的用于加工机换刀机构的冲洗单元，其特征在于，第二可控阀的开启模式为脉冲式开闭使外部压缩空气经由第二可控阀及第二单向阀吹向喷射嘴的气流为脉冲式气压。


4.如权利要求3所述的用于加工机换刀机构的冲洗单元，其特征在于，第二可控阀为二通电控阀。


5.如权利要求1或2所述的用于加工机换刀机构的冲洗单元，其特征在于，第一单向阀采用拨片单向阀，第一可控阀采用角座阀。


6.如权利要求1或2所述的用于加工机换刀机构的冲洗单元，其特征在于，第一可控阀和第二可控阀集成于一三位五通电控阀内。


7.用于加工机的快速换刀方法，采用上述权利要求1至6中任意一种冲洗单元，其特征在于，包括：
换刀准备步骤：加工完成后控制加工主轴继续转动，水泵关闭、第一可控阀关闭，第一单向阀自动关闭；
吹气清理步骤：控制第二可控阀开启使外部压缩空气经过第二可控阀及第二单向阀清除喷射嘴内和/或加工主轴上的残余物，主轴保持转动使喷射在加工主轴上的残余物被甩脱；
更换刀头步骤：控制加工主轴停止转动并移动至设定的换刀位置，换刀机械手将加工主轴上的旧刀头取下换上新刀头并退回刀库，加工主轴回到加工位置；
快速喷液步骤：控制水泵启动、第一可控阀开启使冲洗液从喷射嘴喷出，加工主轴启动加工。


8.如权利要求7所述的用于加工机的快速换刀方法，其特征在于，控制第二可控阀开启的模式为脉冲式开闭使外部压缩空气经由第二可控阀及第二单向阀吹向喷射嘴的气流为脉冲式气压。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵淑媛，
申请(专利权)人：全准数控设备苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32