一种平移推拉滚刀刀具系统及其换刀方法技术方案

本发明专利技术公开了一种平移推拉滚刀刀具系统及其换刀方法，解决了现有技术中刀具换刀自动化程度低、与换刀机器人配合度不高的问题。本发明专利技术包括刀箱和滚刀，所述刀箱两侧的内壁上设有用于卡固滚刀刀轴的卡块和平移推拉锁紧机构，卡块与平移推拉锁紧机构相对应。本发明专利技术采用平移推拉锁紧机构与换刀机器人配合度高，通过换刀机器人对平移推拉锁紧机构的控制，转动锁紧螺母，带动螺纹杆上下竖直运动，使平移压块进行上下平移运动，实现平移压块对滚刀刀轴的压紧与否，实现快速精准换刀，提高换刀效率。

A tool system of translation push-pull hob and its tool change method

【技术实现步骤摘要】
一种平移推拉滚刀刀具系统及其换刀方法
本专利技术涉及盾构刀具
，特别是指一种平移推拉滚刀刀具系统及其换刀方法。
技术介绍
全断面掘进机施工过程中刀具消耗大、更换频繁，刀具换刀作业时间占隧道施工周期的10%以上，现有刀具换刀工作主要依赖人工作业，大埋深、高水压等施工环境下作业安全隐患大，易出现人员伤亡等重大安全事故。据统计，国内近70%的隧道施工安全事故都与人工换刀作业直接相关，“换刀险”的国际性行业难题已成为制约复杂地质条件下隧道施工安全与效率的瓶颈。预计至2022年，我国地铁、公路、铁路等隧道总长度将超过10000公里，其中中长及特长隧道约占2/3，巨大的市场需求对全断面掘进装备的施工效率及安全性提出了更高的要求。目前盾构机、TBM的盘形滚刀主要由C形块和螺栓连接的方式固定在刀座上，这种方式虽然有较高的可靠性，但拆卸时需多人协作完成，费时费力，且这种安装方式难以实现刀具更换的自动化。因此，以高效安全的“机器换人”作业模式实现刀具检测与换刀作业势在必行。为实现高效快速机器换刀需改进原有刀具系统，针对这一问题，研发一种与之相匹配的新型滚刀刀具系统很有必要。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种平移推拉滚刀刀具系统及其换刀方法，解决了现有技术中刀具换刀自动化程度低、与换刀机器人配合度不高的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种平移推拉滚刀刀具系统，包括刀箱和滚刀，所述刀箱两侧的内壁上设有用于卡固滚刀刀轴的卡块和平移推拉锁紧机构，卡块与平移推拉锁紧机构相对应。<br>所述卡块通过紧固螺栓与刀箱固定连接，平移推拉锁紧机构与刀箱活动连接。所述刀箱的内部设有安装槽，安装槽的底部设有竖直设置的安装孔，安装孔与平移推拉锁紧机构配合。所述所述平移推拉锁紧机构包括平移压块，平移压块位于安装槽内，平移压块的下部活动设有螺纹杆，螺纹杆与安装孔相配合，螺纹杆伸出安装孔的一端设有锁紧螺母。所述平移压块上设有光孔，螺纹杆的上端转动设置在光孔内，螺纹杆通过设置在光孔内的耐磨焊块限位在光孔内。所述安装孔为与螺纹杆相配合的螺纹孔，螺纹杆与螺纹孔螺纹配合，安装槽的底部设有竖直设置的导向孔。所述平移压块的下部固定设有导向杆，导向杆与导向孔相配合。所述安装孔为竖直腰孔，螺纹杆穿过竖直腰孔且能在竖直腰孔内左右移动。所述刀箱的两端卡设有连接板，连接板与刀箱可拆卸连接。一种平移推拉滚刀刀具系统的换刀方法，包括如下步骤：S1：刀具拆卸：换刀机器人的换刀手卡住锁紧螺母，逆时针转动锁紧螺母，螺纹杆向上运动将平移压块顶出安装槽，此时，平移压块脱离滚刀刀轴；继续转动锁紧螺母为滚刀的取出让出通道，然后将滚刀取出即可；S2：刀具安装：将新滚刀放入刀箱内，且使滚刀刀轴卡设在卡块内，然后换刀机器人的换刀手卡住锁紧螺母，顺时针转动锁紧螺母，螺纹杆向下运动将平移压块拉至安装槽内，并与滚刀刀轴接触，然后继续转动锁紧螺母直至平移压块压紧滚刀刀轴，完成刀具安装。一种平移推拉滚刀刀具系统的换刀方法，包括如下步骤：①刀具拆卸：换刀机器人的换刀手卡住锁紧螺母，逆时针转动锁紧螺母，螺纹杆向上运动将平移压块顶出安装槽，此时，平移压块脱离滚刀刀轴；然后换刀机器人的换刀手推动螺纹杆向右移动到竖直腰孔的右侧，为滚刀的取出让出通道，然后将滚刀取出即可；②刀具安装：将新滚刀放入刀箱内，且使滚刀刀轴卡设在卡块内，换刀机器人的换刀手推动螺纹杆向左运动到竖直腰孔的左侧，使平移压块位于安装槽正上方，然后换刀机器人的换刀手卡住锁紧螺母，顺时针转动锁紧螺母，螺纹杆向下运动将平移压块下拉至安装槽内，并与滚刀刀轴接触，然后继续转动锁紧螺母直至平移压块压紧滚刀刀轴，完成刀具安装。本专利技术采用平移推拉锁紧机构与换刀机器人配合度高，通过换刀机器人对平移推拉锁紧机构的控制，转动锁紧螺母，带动螺纹杆上下竖直运动，使平移压块进行上下平移运动，实现平移压块对滚刀刀轴的压紧与否，实现快速精准换刀，提高换刀效率。本专利技术与换刀机器人配合，自动化程度高，便于控制和调节，降低人工换刀的风险，提高施工安全系数。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术整体结构示意图。图2为实施例2中本专利技术半剖示意图。图3为实施例2中本专利技术刀箱未安装刀具示意图。图4为实施例2中本专利技术平移推拉锁紧机构未锁紧状态示意图。图5为实施例2中本专利技术平移推拉锁紧机构锁紧状态示意图。图6为实施例3中本专利技术平移推拉锁紧机构未锁紧状态半剖示意图。图7为实施例3中本专利技术平移推拉锁紧机构锁紧状态半剖示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1，如图1所示，一种平移推拉滚刀刀具系统，包括刀箱1和滚刀3，滚刀位于刀箱内与刀箱可拆卸连接。所述刀箱1两侧的内壁上设有用于卡固滚刀刀轴6的卡块4和平移推拉锁紧机构5，卡块4与平移推拉锁紧机构5相对应，安装时，滚刀刀轴位于卡块和平移推拉锁紧机构之间，通过平移推拉锁紧机构的上下平移运动实现对滚刀刀轴的压紧与否。所述刀箱1的两端卡设有连接板2，连接板2与刀箱1可拆卸连接，实现对刀箱的密封。进一步，所述卡块4通过紧固螺栓7与刀箱1固定连接，卡块固定不动，通过平移推拉锁紧机构相对卡块的移动，实现其对滚刀刀轴的锁紧与否，平移推拉锁紧机构5与刀箱1活动连接，便于与换刀机器人的配合，实现自动化换刀。所述刀箱1的内部设有安装槽8，安装槽8的底部设有竖直设置的安装孔9，安装孔9与平移推拉锁紧机构5配合，平移推拉锁紧机构5与安装槽配合，定位平移推拉锁紧机构及其运动方向，实现快速换刀。更进一步，如图2所示，所述所述平移推拉锁紧机构5包括平移压块501，平移压块501的压边与滚刀刀轴相配合，实现对滚刀刀轴的稳定防滑压固。平移压块501位于安装槽8内，平移压块501的下部活动设有螺纹杆502，即螺纹杆可在平移滑块中转动。螺纹杆502与安装孔9相配合，螺纹杆502穿过安装孔9，螺纹杆502伸出安装孔9的一端设有锁紧螺母504，换刀机器人通过转动锁紧螺母，带动螺纹杆上下竖直运动，实现平移压块对滚刀刀轴的压紧与否。螺纹杆与平移压块的活动连接通过以下方式实现：即所述平移压块501上设有光孔505，螺纹杆502的上端转动设置在光孔505内，光孔为阶梯孔，用于定位螺纹杆，螺纹杆502通过设置在光孔505内的耐磨焊块506限位在光孔505内，耐磨焊块焊接在平移压块上，或通过螺栓固定连接，用于封堵光孔505，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平移推拉滚刀刀具系统，包括刀箱（1）和滚刀（3），其特征在于：所述刀箱（1）两侧的内壁上设有用于卡固滚刀刀轴（6）的卡块（4）和平移推拉锁紧机构（5），卡块（4）与平移推拉锁紧机构（5）相对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种平移推拉滚刀刀具系统，包括刀箱（1）和滚刀（3），其特征在于：所述刀箱（1）两侧的内壁上设有用于卡固滚刀刀轴（6）的卡块（4）和平移推拉锁紧机构（5），卡块（4）与平移推拉锁紧机构（5）相对应。


2.根据权利要求1所述的平移推拉滚刀刀具系统，其特征在于：所述卡块（4）通过紧固螺栓（7）与刀箱（1）固定连接，平移推拉锁紧机构（5）与刀箱（1）活动连接。


3.根据权利要求1或2所述的平移推拉滚刀刀具系统，其特征在于：所述刀箱（1）的内部设有安装槽（8），安装槽（8）的底部设有竖直设置的安装孔（9），安装孔（9）与平移推拉锁紧机构（5）配合。


4.根据权利要求3所述的平移推拉滚刀刀具系统，其特征在于：所述所述平移推拉锁紧机构（5）包括平移压块（501），平移压块（501）位于安装槽（8）内，平移压块（501）的下部活动设有螺纹杆（502），螺纹杆（502）与安装孔（9）相配合，螺纹杆（502）伸出安装孔（9）的一端设有锁紧螺母（504）。


5.根据权利要求4所述的平移推拉滚刀刀具系统，其特征在于：所述平移压块（501）上设有光孔（505），螺纹杆（502）的上端转动设置在光孔（505）内，螺纹杆（502）通过设置在光孔（505）内的耐磨焊块（506）限位在光孔（505）内。


6.根据权利要求5所述的平移推拉滚刀刀具系统，其特征在于：所述安装孔（9）为与螺纹杆（502）相配合的螺纹孔（9a），螺纹杆（502）与螺纹孔（9a）螺纹配合，安装槽（8）的底部设有竖直设置的导向孔（10）。


7.根据权利要求6所述的平移推拉滚刀刀具系统，其特征在于：所述平移压块（501）的下部固定设有导向杆（503），导向杆（503）与导向孔（10）相配合。


8.根据权利要求5所述的平移推拉滚刀刀具系统，其特征在于：所述安装孔（9）为竖直腰孔（9b），螺纹杆（502）穿过竖直腰孔（9b）且能在竖直腰孔（9b...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家年，姜礼杰，彭飞虎，于庆增，文勇亮，赵梦媛，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41