刀库用换刀机构制造技术

本实用新型专利技术公开了刀库用换刀机构，装置包括刀库支架、矩阵刀库、刀夹组、换刀机构及纵向轨道。本实用新型专利技术采用在机床龙门后方上部设置刀库，且将刀库设置为与多主轴对应的矩阵刀库，充分的利用了机床后部空间，刀头数量将不会受到限制。换刀机构与刀库相分离，刀库位于机床龙门后方上部，使刀库能够不影响主轴或其他部件的正常工作。换刀机构能够与机床既已存在的纵向加工台共轨工作，在不影响加工台工作的同时还能进一步配合刀库实现换刀工作，实现了小型化、紧凑化的刀库结构，更有利于应用于多主轴机床，并进一步突破了多主轴之间间距小所带来的刀库空间设计限制。

【技术实现步骤摘要】
刀库用换刀机构本技术是基于申请号为CN201822088870.5的中国技术专利申请的分案。
本技术涉及数控机床设备
，具体涉及一种用于定梁式龙门多主轴机床的刀库装置、机床。
技术介绍
目前针对3C产品(计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(ConsumerElectronics)三者结合)等批量小型精密零部件的机械加工，普遍采用多主轴数控机床，多主轴数控机床的加工效率是传统单主轴数控机床的数倍。在多主轴领域，主要以定梁式龙门机床为主，如中国专利公开号为CN205201152U公开的机床中，在横梁滑台上并列设置多个主轴驱动的加工头(也称刀头)，多个加工头同时对工作台上的多个毛坯工件进行数控加工，以此来数倍提高工作效率。定梁式龙门多主轴机床，由于结构限制，目前其刀库的设置存在诸多问题，因此限制了其更加广泛的应用。首先，多主轴的设置，特别是基于结构尺寸的紧凑性考虑时，主轴与主轴之间的中心距较小，因此，也限定了刀库尺寸结构，传统的刀库是很难在多主轴有限的空间内排列式安装。传统的机床刀库，不论是伞形结构、刀臂式结构、链式结构、盘式结构，由于其本身应用于单主轴机床，安装在主轴侧面或前面，不受空间限制，尺寸结构较大，机械结构复杂。而用于多主轴时，需要考虑尺寸结构和空间布局，以及如何通过功能共享形成多线操作，如何使尺寸更紧凑，结构更简单，空间更紧凑，整体成本更具经济性。即便是应用于多主轴的现有刀库及机床，如公开号为：CN106312693A、CN105563197A、CN201143632Y、CN108356577A的中国专利文献中公开的刀库设备，还是不可避免的在空间、结构尺寸、刀库容量、刀柄防护、换刀效率等方面受限严重。其次，多主轴机床，主要用于加工小型零件，机床的有效加工尺寸很小，因此，从机床性能与经济性上考虑，设计这类机床时，需要重点考虑如何将主轴中心距缩小，使机床结构更加紧凑，减少空间占用，或在有限的尺寸范围内布局尽可能多的主轴，以此提高单机加工效率，使得机床更具经济性，这样一来，更进一步的限定了刀库的尺寸结构。还有，多主轴的设置方式，也进一步的限制了刀库的可布局空间，如在主轴横向移动的两侧，不可能再布局刀库。在横梁底部或工作台上虽然可以设置刀库，但刀库的容量会受到较大的限制，在加工工艺需要更多刀具加工时难以实施。例如，在公开号为CN107470957A的中国专利文献的
技术介绍
中披露了：该加工中心采用推拉式换刀方式，具有藏于横梁下方的直排式刀库，刀库具有多个刀夹，每个刀夹上夹持有刀具，用于加工机头之间交换，换刀时刀库沿轨道被推出。被指出的缺点也存在空间限制及刀具被暴露而受到污染的问题。因此其采用了圆盘式刀库以增加刀库容量，但仍然回到了将刀库置于主轴前方的思路。事实上，其圆盘式刀库结构复杂，换刀臂存在转动和摆动的换刀动作，且每个主轴需要一个独立的换刀臂，无法形成结构更紧凑的多线操作，另外还会产生较大震动传递给主轴，而影响主轴的加工精度和装配精度，且其仍未解决刀具裸露并与加工区域相通的被污染问题，且其动作空间占用较大，多主轴应用时仍然受到局限。而在公开号为CN208067861U的中国专利文献中公开的刀具库及换刀机构中仍然采用的是主轴横梁下方设置刀库和换刀机构的取换刀机械手，空间受限的问题依然未能得到解决，且仍然未解决刀库容量问题及刀具裸露并与加工区域相通的被污染问题。基于现有的主轴横梁一般均设计在机床床身尾段位置，主轴横梁的后方的可操作空间相比于主轴横梁前方的加工区域而言是极为有限的，与主轴距离较远，需要额外的移运机构来转移刀头，也就是说主轴横梁后方的空间容易被忽视，因此，从上述的现有技术中也能够看出，本领域技术人员通常会将换刀机构的取换刀机械手及刀库一并设计在主轴横梁底部，这种换刀机构的取换刀机械手与刀库作为不可分的组合被设计在同一个模块中，换刀机构的取换刀机械手往往紧邻刀库，使得换刀机构的取换刀机械手可以从刀库中快速的取到刀具后直接换到主轴位置处，且刀库尽量靠近主轴的设计思维中认为：这样可以提升换刀效率、还能够减少取换刀机械手的行程或手臂长度，以获得更多的换刀操作空间。但正如前所述，换刀机构取换刀机械手的大幅动作会通过主轴横梁影响到主轴工作也是无法避免的问题，而且主轴横梁下方的空间仍然有限，在同时承载刀库和换刀机构取换刀机械手的情况下，则需要更加精细和复杂的设计才能保持在换刀功能上不被削弱。由前述的现有技术文献也提到了不容忽视的问题，即机床的加工环境中存在粉尘、油污、废液等情况下如何最大化的避免刀具被污染。如果刀库处于较低的位置，且处于加工切削污染的空间内，刀库容易受到切削污染，不仅影响刀库的稳定性和工作台正常的工件装载，而且也会影响刀柄与主轴配合精度，最终影响机床加工精度。例如公开号为CN108145536A的中国专利文献中记载的三轴数控机床中公开了一种刀头容纳盒(即刀库)固定在加工台上在纵向上移动的技术方案，虽然主轴可以直接向下在刀头容纳盒内进行直接换刀，省去了换刀机构，但是刀头容纳盒位于加工台上显然增加了刀具被污染的概率，虽然可以在刀头容纳盒上设置盖板，但是加工台上还需要增加驱动盖板自动关闭和打开的驱动机构，会导致加工台的可用加工面积被侵占，甚至会影响到加工台的纵向加工行程。尽管在公开号为CN108356577A的中国专利文献中还公开了一种集成于精雕机Y轴的直排转盘式刀库装置，其将刀库与加工台分别安装在Y轴副导轨，加工台和刀库可以分离，但是仍然无法避免刀刀库位置过低，容易被污染的问题，尤其是刀库和加工主轴直接接触更容易增加刀库被污染的概率，且这种刀头在刀库内的固定方式，会使得刀头与主轴精密的配合面在这种刀库内得不到有效的防护，极容易被污染而影响换刀时的装配精度，且这样的刀库容量也是非常有限的。因此，目前定梁式龙门多主轴机床的刀库存在如下不足：一、现有技术的刀库装置采用刀库(刀头容纳仓)与换刀机构取换刀机械手结合成不可分的组合模块被一体式的安装到机床上，设计时需考虑刀库与换刀机构取换刀机械手的匹配度，结构复杂，尺寸较大，应用于小型多主轴机床时，或者安装在主轴横梁底部时，难以容纳庞大的刀库装置。二、多主轴结构的机床，刀库安装空间受限，与其它功能的运动机构存在明显的空间冲突和干扰，尤其是换刀机构取换刀机械手安装于主轴横梁下部时会存在明显对主轴加工的干扰，刀库与机床龙门或加工主轴不分离，使得由刀库取放刀头时，对加工主轴或加工台及加工台上的加工件会产生干扰影响。三、紧凑的多主轴，狭小的主轴中心距，刀库容量受限明显，难以满足更多刀具加工工艺的实施，相邻主轴间的间距进一步缩小受到阻碍。四、为了追求某一方面的性能，而使刀库处于不合理的位置，受限的刀库安装空间，刀库受到切削液及切削污染，影响寿命和稳定性，降低机床加工精度。五、现有刀库结构复杂，换刀效率低，成本高，经济性差，严重影响生产效率的提高。
技术实现思路
本技术提供一种用于定梁式龙门多主轴机床的刀库装置、机床，以解决上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.刀库用换刀机构，其特征在于，包括：具有驱动刀夹可从刀库或主轴上插拔刀头的换刀驱动模组、具有至少与主轴数量相等用于夹持刀头的刀夹的刀夹组、提供承载平台以安装刀夹的移动座及提供驱动使移动座承载刀夹在主轴与刀库之间往复移动的第一纵向驱动组件，换刀驱动模组包括用于提供驱动使刀夹相对刀头安装座或主轴上下运动实现刀夹插拔刀头的第一竖向驱动组件。/n

【技术特征摘要】
1.刀库用换刀机构，其特征在于，包括：具有驱动刀夹可从刀库或主轴上插拔刀头的换刀驱动模组、具有至少与主轴数量相等用于夹持刀头的刀夹的刀夹组、提供承载平台以安装刀夹的移动座及提供驱动使移动座承载刀夹在主轴与刀库之间往复移动的第一纵向驱动组件，换刀驱动模组包括用于提供驱动使刀夹相对刀头安装座或主轴上下运动实现刀夹插拔刀头的第一竖向驱动组件。


2.如权利要求1所述的刀库用换刀机构，其特征在于，刀夹组具有主轴数量2倍的刀夹，每个主轴可分别对应两个刀夹，用于其中一个刀夹取下主轴上的旧刀头后另一个刀夹可将新刀头安装到主轴上。


3.如权利要求1或2所述的刀库用换刀机构，其特征在于，第一竖向驱动组件包括第一竖向滑轨、第一竖向滑台及驱动第一竖向滑台在第一竖向滑轨上移动的第一竖向驱动器，第一竖向滑轨及第一竖向驱动器安装在龙门支架上，刀库设置在第一竖向滑台上。


4.如权利要求1或2所述的刀库用换刀机构，其特征在于，换刀驱动模组包括用于提供驱动使刀夹相对刀库左右横移实现刀夹在左右方向上选择刀头安装座的第一横向驱...

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