一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心制造技术

本发明专利技术公开了一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，包括机架、工作台以及加工刀具，加工刀具包括刀头以及驱动刀头转动的第一动力装置，其中，加工中心还包括刀库，位于工作台侧方以供拉刀装置提供换刀刀头，刀库包括具有多个刀架的刀盘、被夹紧于刀架上的刀头以及驱动刀盘正反转动以至其中一空置刀架或所更换刀头正对拉刀装置的第二动力装置；第三动力装置，用于驱动拉刀装置沿水平方向快速移动以靠近或远离刀库；第四动力装置，用于驱动拉刀装置沿竖直方向快速移动以靠近或远离刀库；以及拉刀装置。与现有技术相比，本发明专利技术在换刀步骤中由于减少了刀库的工作步骤以及换刀后没有多余的上移步骤，进而有效的提高了整个加工中心的换刀效率。

A kind of machining center with multi head rapid tool change mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心
本专利技术属于加工中心
，尤其涉及一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心。
技术介绍
加工中心是用于数控加工的机床，是一种高度自动化的机械加工设备，其工作特点是具备一个刀库，可以完成自动换刀工作，工件一次装夹后，根据事先编制好的数控加工程序，加工中心可以自动选择加工方式、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成多种工序，减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间。然而现有的自动换刀方式是采用左右横向移动，然后旋转的方式来进行换刀的，如授权公告号为CN105171074B的中国专利技术专利，其公开了一种龙门立式数控双头双刀库铣床加工中心，将换刀机构的刀库设置于工作台的侧上方，通过横向移动来进行换刀，如其说明书第36段所述的：自动换刀工作步骤如下：a是首先将左侧主轴铣刀头25自动开到其换刀位置的刀头定位处39位置上，将左侧刀库28目标位第N把刀具自动转到垂直向下的下刀1#位置上；b刀体转动90°使刀柄朝上则如同放刀位置36，右主轴上方打刀缸21动作，内打刀杆打刀，由一个接刀杆37的一端接下刀库中的第N把铣刀，另一端把左主轴铣刀头25上的刀具接下；c然后左换刀机构35油缸下行到位，然后接刀杆37转动180°，就将铣刀交换了；d左侧换刀机构35中油缸向上升，将新铣刀柄装上主轴，并把旧铣刀放回到放刀位置36上，刀库爪转动90°将铣刀放入左刀库28之中。由于上述换刀步骤太过繁琐，导致换刀时间较长，而且结构复杂，维修也不方便，对此有必要提供另一种换刀方式，以提高加工中心的换刀效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，该加工中心的换刀机构通过减少换刀步骤以及换刀行程，从而来提高换刀效率。本专利技术的目的是这样实现的：一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，包括机架、设置于机架上的工作台以及位于工作台上方的加工刀具，所述加工刀具包括刀头以及驱动刀头转动的第一动力装置，其中，所述加工中心还包括刀库，位于所述工作台侧方以供拉刀装置提供换刀刀头，所述刀库包括具有多个刀架的刀盘、被夹紧于刀架上的刀头以及驱动刀盘正反转动以至其中一空置刀架或所更换刀头正对拉刀装置的第二动力装置；第三动力装置，用于驱动拉刀装置沿水平方向快速移动以靠近或远离所述刀库；第四动力装置，用于驱动拉刀装置沿竖直方向快速移动以靠近或远离所述刀库；拉刀装置，设置于所述第一动力装置上以用于所述第四动力装置驱动所述拉刀装置沿竖直方向移动至所述刀盘的其中一刀头上后将该刀头夹紧，并通过所述第三动力装置驱动所述拉刀装置远离所述刀盘移动后使刀头脱离刀架；以及所述第三动力装置驱动所述拉刀装置沿水平方向移动至所述刀盘的其中一空置刀架上后将其上的刀头松开并使其嵌入到刀架上，并通过所述第四动力装置驱动所述拉刀装置远离所述刀盘移动后使刀头脱离拉刀装置。通过采用上述技术方案，传统的换刀方式是采用左右横向移动来进行的，其行程较大，耗费时间长，对此本专利技术采用一种上下移动的方式来进行换刀；第一动力装置是用于驱动刀头转动以对工作台上的产品进行加工，第三动力装置以及第四动力装置是用于驱动第一动力装置和刀头在工作台上方横向以及竖向移动以使刀头作用于产品的不同位置，为了减少换刀行程，本专利技术将刀库设置于工作台的侧方；当第一动力装置带动刀头转动并对产品加工一定程度后，需要换刀再加工时，此时第四动力装置驱动第一动力装置以及刀头竖直向上移动以至拉刀装置与刀库在同一平面上，然后第三动力装置驱动第一动力装置以及刀头横向移动并靠进刀库此过程中，第二动力装置会驱动刀盘转动，使空置的刀架正对向拉刀装置，当拉刀装置移动到该空置刀架后，拉刀装置会将其上的刀头松开并使刀头嵌入到刀架上，随后第四动力装置再驱动第一动力装置和拉刀装置向上移动，使得拉刀装置与其上的刀头发生脱离，接着第二动力装置再驱动刀盘转动使所需的刀头正对于拉刀装置，第四动力装置再驱动第一动力装置和拉刀装置下移使拉刀装置将所需的刀头夹紧，最后第三动力装置再驱动第一动力装置以及拉刀装置横向移动使刀头脱离刀架，换刀即完成；随后第四动力装置再驱动第一动力装置以及拉刀装置下移即可对工作台上的产品再进行加工。上述换刀步骤中由于减少了刀库的工作步骤以及换刀后没有多余的上移步骤，进而有效的提高了整个加工中心的换刀效率。本专利技术进一步设置为：所述第一动力装置为伺服电机一，该伺服电机一的输出轴朝下设置；所述刀头包括刀头部以及设置于刀头部上的刀柄部；所述拉刀装置包括中空的套管以及位于套管内且沿其长度方向活动设置的拉套，所述套管竖直设置，其上端通过传动杆与所述伺服电机一相连，所述刀头的刀柄部可沿竖直方向嵌设于所述套管内，所述套管内设置有所述刀柄部嵌入所述套管一定程度后以限制其继续上移的限位部，所述拉套下端开设有供所述刀柄部嵌入的定位凹槽，所述拉套外壁上开设有连通所述定位凹槽的多个安装孔，且多个所述安装孔沿周向方向均匀分布，所述安装孔内有沿其轴向方向活动设置的滚珠，所述刀柄部嵌入所述定位凹槽内后，所述滚珠可在所述套管内壁的导向下向所述拉套内侧移动并夹紧所述刀柄部，所述套管内壁上还设置有径向向外开设的以供所述滚珠向所述拉套外侧移动提供空间并使其脱离所述刀柄部的环状导向槽，所述拉刀装置还包括用于控制所述拉套运动状态以夹紧或松开所述刀头刀柄部的驱动件。通过采用上述技术方案，伺服电机可自行控制转动速度，而且位置精度非常准确，对此采用伺服电机一来驱动拉刀装置以及位于拉刀装置上的刀头转动，进而对工作台上的产品进行加工；刀头上的刀头部用于加工产品，刀柄部为刀头部提供拉紧头，拉刀装置通过将刀柄部拉紧从而将刀头固定；更换刀头时，拉刀装置横向移动，使被夹紧于拉刀装置上的刀头嵌入到刀架上，随后驱动部件驱动拉套下移，使得拉套上的滚珠位于环状导向槽内，此时由于环状导向槽为滚珠提供了向拉套外侧移动的空间，因此使得滚珠无法对刀头的刀柄部受力，即拉刀装置此时处于松刀状态；随后在第四动力装置的作用下，拉刀装置上的套管上移，使得其上的刀头脱离并且被刀架所夹紧，然后第二动力装置带动刀盘转动，使所需的刀头正对于套管，接着第四动力驱动套管下移并使刀头上的刀柄部嵌入到定位凹槽内，驱动件再驱动拉套上移使得滚珠沿着环状导向槽的内壁滑动并脱离环状导向槽，通过限位部限制刀柄部上移，套管内壁抵紧滚珠，滚珠抵紧刀柄部，限制刀柄部下移，即拉刀装置此时处于拉刀状态。本专利技术进一步设置为：所述刀柄部包括柄身以及位于柄身端部的柄头，所述柄身呈圆台状，其外径由所述刀头部向所述柄头方向逐渐减小，所述限位部为所述套管内壁上的与所述柄身外壁相适配的锥面；所述柄头呈圆柱状，其外壁上有径向向内开设的以供所述滚珠嵌入的环状卡槽。通过采用上述技术方案，刀柄部分为柄身以及柄头，将柄身设置成锥面状，从而限制刀柄部上移，柄头上具有环状卡槽，以便于滚珠嵌入到环状卡槽内以限制刀柄部下移，该刀柄部结构简单，实用性强，而且易于加工。本专利技术进一步设置为：所述柄头的端部外壁上设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，包括机架(1)、设置于机架(1)上的工作台(2)以及位于工作台(2)上方的加工刀具(3)，所述加工刀具(3)包括刀头(31)以及驱动刀头(31)转动的第一动力装置(32)，其特征在于：所述加工中心还包括/n刀库(4)，位于所述工作台(2)侧方以供拉刀装置(7)提供换刀刀头，所述刀库(4)包括具有多个刀架(42)的刀盘(41)、被夹紧于刀架(42)上的刀头(31)以及驱动刀盘(41)正反转动以至其中一空置刀架(42)或所更换刀头正对拉刀装置(7)的第二动力装置(43)；/n第三动力装置(5)，用于驱动拉刀装置(7)沿水平方向快速移动以靠近或远离所述刀库(4)；/n第四动力装置(6)，用于驱动拉刀装置(7)沿竖直方向快速移动以靠近或远离所述刀库(4)；/n拉刀装置(7)，设置于所述第一动力装置(32)上以用于所述第四动力装置(6)驱动所述拉刀装置(7)沿竖直方向移动至所述刀盘(41)的其中一刀头上后将该刀头(31)夹紧，并通过所述第三动力装置(5)驱动所述拉刀装置(7)远离所述刀盘(41)移动后使刀头脱离刀架(42)；以及所述第三动力装置(5)驱动所述拉刀装置(7)沿水平方向移动至所述刀盘(41)的其中一空置刀架(42)上后将其上的刀头(31)松开并使其嵌入到刀架(42)上，并通过所述第四动力装置(6)驱动所述拉刀装置(7)远离所述刀盘(41)移动后使刀头脱离拉刀装置(7)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，包括机架(1)、设置于机架(1)上的工作台(2)以及位于工作台(2)上方的加工刀具(3)，所述加工刀具(3)包括刀头(31)以及驱动刀头(31)转动的第一动力装置(32)，其特征在于：所述加工中心还包括
刀库(4)，位于所述工作台(2)侧方以供拉刀装置(7)提供换刀刀头，所述刀库(4)包括具有多个刀架(42)的刀盘(41)、被夹紧于刀架(42)上的刀头(31)以及驱动刀盘(41)正反转动以至其中一空置刀架(42)或所更换刀头正对拉刀装置(7)的第二动力装置(43)；
第三动力装置(5)，用于驱动拉刀装置(7)沿水平方向快速移动以靠近或远离所述刀库(4)；
第四动力装置(6)，用于驱动拉刀装置(7)沿竖直方向快速移动以靠近或远离所述刀库(4)；
拉刀装置(7)，设置于所述第一动力装置(32)上以用于所述第四动力装置(6)驱动所述拉刀装置(7)沿竖直方向移动至所述刀盘(41)的其中一刀头上后将该刀头(31)夹紧，并通过所述第三动力装置(5)驱动所述拉刀装置(7)远离所述刀盘(41)移动后使刀头脱离刀架(42)；以及所述第三动力装置(5)驱动所述拉刀装置(7)沿水平方向移动至所述刀盘(41)的其中一空置刀架(42)上后将其上的刀头(31)松开并使其嵌入到刀架(42)上，并通过所述第四动力装置(6)驱动所述拉刀装置(7)远离所述刀盘(41)移动后使刀头脱离拉刀装置(7)。


2.根据权利要求1所述的一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，其特征在于：所述第一动力装置(32)为伺服电机一，该伺服电机一的输出轴朝下设置；所述刀头包括刀头部(311)以及设置于刀头部(311)上的刀柄部(312)；所述拉刀装置(7)包括中空的套管(71)以及位于套管(71)内且沿其长度方向活动设置的拉套(72)，所述套管(71)竖直设置，其上端通过传动杆(73)与所述伺服电机一相连，所述刀头的刀柄部(312)可沿竖直方向嵌设于所述套管(71)内，所述套管(71)内设置有所述刀柄部(312)嵌入所述套管(71)一定程度后以限制其继续上移的限位部(711)，所述拉套(72)下端开设有供所述刀柄部(312)嵌入的定位凹槽(721)，所述拉套(72)外壁上开设有连通所述定位凹槽(721)的多个安装孔(722)，且多个所述安装孔(722)沿周向方向均匀分布，所述安装孔(722)内有沿其轴向方向活动设置的滚珠(723)，所述刀柄部(312)嵌入所述定位凹槽(721)内后，所述滚珠(723)可在所述套管(71)内壁的导向下向所述拉套(72)内侧移动并夹紧所述刀柄部(312)，所述套管(71)内壁上还设置有径向向外开设的以供所述滚珠(723)向所述拉套(72)外侧移动提供空间并使其脱离所述刀柄部(312)的环状导向槽(712)，所述拉刀装置(7)还包括用于控制所述拉套(72)运动状态以夹紧或松开所述刀头刀柄部(312)的驱动件(74)。


3.根据权利要求2所述的一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，其特征在于：所述刀柄部(312)包括柄身(3121)以及位于柄身(3121)端部的柄头(3122)，所述柄身(3121)呈圆台状，其外径由所述刀头部(311)向所述柄头(3122)方向逐渐减小，所述限位部(711)为所述套管(71)内壁上的与所述柄身(3121)外壁相适配的锥面；所述柄头(3122)呈圆柱状，其外壁上有径向向内开设的以供所述滚珠(723)嵌入的环状卡槽(3123)。


4.根据权利要求3所述的一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，其特征在于：所述柄头(3122)的端部外壁上设置有具有一定斜度的以用于向下驱动所述拉套(72)时导向所述滚珠(723)向所述拉套(72)外侧移动的第一导向面(3124)；所述套管(71)的环状卡槽(3123)上靠近所述柄头(3122)端部的内壁为具有一定斜度的以用于向上驱动所述拉套(72)时导向所述滚珠(723)向所述拉套(72)外侧移动的第二导向面(3125)。


5.根据权利要求2-4任一项所述的一种具有多刀头快速换刀机构的加工中心，其特征在于：所述驱动件(74)包括拉杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：金巍巍，周合球，
申请(专利权)人：浙江京洲数控机床有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33