主轴换刀机构及方法技术

主轴换刀机构，装在机床上，包括主轴、位于主轴上方且可存放刀具的刀库，主轴通过沿垂向设置的直线导轨装在机床上，刀库通过电动齿轮齿条组件装在机床上并随电动齿轮齿条组件的驱动而前后移动，刀库包括与电动齿轮齿条组件连接的支架、装在支架上的电动链条组件、均匀设置在电动链条组件上且可夹持刀具的夹爪组件和装在支架上且沿垂向向下设置的气缸，气缸与主轴上的刀具垂向对齐，夹爪组件随电动链条组件的运动而与气缸垂向对齐并随气缸的伸长而松开对刀具的夹持。本发明专利技术换刀用时少，效率高，有效保证换刀的可靠性和安全性，可根据主轴的数量设置气缸的数量，以实现多主轴同步换刀，提高多主轴换刀效率。本发明专利技术还提供一种主轴换刀方法。轴换刀方法。轴换刀方法。

【技术实现步骤摘要】
主轴换刀机构及方法


[0001]本专利技术涉及一种主轴换刀机构及方法，属于加工中心自动换刀


技术介绍

[0002]目前，加工中心换刀都有单独的一套换刀机构，换刀机构有多种，较为常用的是换刀臂抓取换刀机构和主轴抓取换刀机构。其中换刀臂抓取换刀机构是当自动换刀机构收到换刀指令后，主轴立刻停止转动并准确停至换刀位置，并进行松刀；随后刀库选刀，新刀随着刀库运动到换刀工位，刀库松刀；换刀臂将刀库和主轴上的新、旧刀具同时抓起，刀具交换台回转到位后，将新、旧两刀分别推送至主轴上和刀库的换刀工位上；随后主轴夹紧刀具，换刀臂回到原始位置，以达到换刀的目的，换刀臂的旋转、伸缩运动是由凸轮箱进行驱动，以实现刀具的更换。主轴抓取换刀机构需要有机床上的运动机构带动机床的主轴去抓取刀库中的刀具，但刀库当中需要留有一个空位，机床上的运动机构带动机床的主轴先把主轴上的刀具放置到空位上，然后再用主轴抓取刀库中的刀具，实现刀具的更换。换刀臂抓取换刀是通过换刀臂的运动实现换刀，主轴抓取换刀是通过主轴的运动实现换刀，两种方式都存在换刀用时长、结构复杂的缺陷。而且对于可以同时加工两个工件的双主轴加工中心，在进行换刀的过程中大多是逐一为主轴更换刀具的，因此在换刀过程中用时长，工序多，造成换刀效率低。提高主轴换刀效率，实现双主轴或多主轴的同步换刀，是本方案研发的目的。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供的主轴换刀机构，换刀用时少，效率高，简化换刀机构的结构，有效保证换刀的可靠性和安全性；可根据主轴的数量设置气缸的数量，以实现多主轴同步换刀，提高多主轴换刀效率。本专利技术还提供一种主轴换刀方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：主轴换刀机构，装在机床上，包括主轴、位于主轴上方且可存放刀具的刀库，其特征在于：所述的主轴通过沿垂向设置的直线导轨装在机床上，刀库通过电动齿轮齿条组件装在机床上并随电动齿轮齿条组件的驱动而前后移动，刀库包括与电动齿轮齿条组件连接的支架、装在支架上的电动链条组件、均匀设置在电动链条组件上且可夹持刀具的夹爪组件和装在支架上且沿垂向向下设置的气缸，气缸与主轴上的刀具垂向对齐，夹爪组件随电动链条组件的运动而与气缸垂向对齐并随气缸的伸长而松开对刀具的夹持。
[0005]优选的，所述的电动链条组件包括可转动的装在支架上且通过电机驱动的主动链条轮、可转动的装在支架上且与主动链条轮左右对齐的从动链条轮、配装在主动链条轮和从动链条轮之间的链条，夹爪组件均匀间隔的安装在链条上。
[0006]优选的，所述的电动齿轮齿条组件包括装在机床上且沿前后向设置的齿条、装在支架的左右两侧且与齿条啮合的电动齿轮，装在支架底部且与机床上的导轨导向配合的支撑导条，支撑导条与齿条平行。
[0007]优选的，所述的夹爪组件包括沿链条均匀间隔固定的夹爪座和装在夹爪座上的夹爪和弹性异形活动件，夹爪通过转轴可转动的装在夹爪座上，夹爪的数量为两个且两个夹爪相对设置，弹性异形活动件夹在两个夹爪之间限制夹爪转动，弹性异形活动件与气缸对齐时随气缸的伸长而向下压缩使夹爪可转动，随气缸的回缩而向上回弹。
[0008]优选的，所述的弹性异形活动件包括夹在两个夹爪间限制夹爪转动的异形块和支撑异形块的弹簧，异形块与气缸对齐时随气缸的伸长而向下运动压缩弹簧并使夹爪可转动，随气缸的回缩而被弹簧推动向上回移。
[0009]优选的，所述的夹爪座上固定位于两个夹爪之间的固定块，弹簧下端伸入至固定块中，上端伸入至异形块中，将异形块支撑在固定块上方与夹爪上端接触限制夹爪转动，异形块向下运动与固定块相抵并与夹爪上端分开使夹爪可转动。
[0010]优选的，所述的异形块上螺纹连接受力杆，受力杆伸入至异形块中，弹簧上端伸入至异形块中与受力杆下端相抵，受力杆上端导向配合穿出夹爪座。
[0011]优选的，所述的异形块由上段、颈部段和下段从上至下一体成型，上段和下段的宽度均大于颈部段的宽度，上端的宽度小于下段的宽度，弹簧支撑异形块使下段与夹爪上端接触，异形块向下运动与固定段相抵使颈部段与夹爪上端对齐。
[0012]优选的，所述的刀具由刀柄和装在刀柄上的刀杆组成，刀柄上开设环形凹槽和与环形凹槽联通的定位凹槽，定位凹槽宽度大于环形凹槽的宽度，两个定位凹槽在环形凹槽上对称分布，夹爪上具有与环形凹槽相对应的夹持凸梭和与定位凹槽相对应的定位凸梭，夹持凸梭与定位凸梭平行，定位凸梭的两端开设端部凹槽，夹持凸梭伸入至环形凹槽中，定位凸梭伸入于定位凹槽中，定位凹槽两端的边角伸入至端部凹槽中。
[0013]主轴换刀方法，采用以上所述的主轴换刀机构进行换刀，其特征在于，包括以下步骤：S1：电动链条组件带动夹爪组件运动，使没有夹持刀具的夹爪组件与气缸垂向对齐；S2：气缸伸长下压夹爪组件，使夹爪组件中可进入刀具；S3：直线导轨带动主轴上升，使主轴上的刀具进入至夹爪组件中，再将气缸回缩使夹爪组件夹持刀具；S4：电动齿轮齿条组件带动支架向前移动，夹爪组件同步向前移动将刀具从主轴上拔出；S5：电动链条组件运动带动夹爪组件运动，使夹持有主轴所需刀具的夹爪组件与气缸垂向对齐；S6：电动齿轮齿条组件带动支架向后移动，夹爪组件同步向后移动将刀具插入到主轴中；S7：气缸向下伸长下压夹爪组件，使夹爪组件松开对刀具的夹持；S8：直线导轨带动主轴下降，使刀具与夹爪组件脱离，完成换刀。
[0014]专利技术的有益效果是：本专利技术的主轴换刀机构中直线导轨带动主轴升降，电动齿轮齿条组件带动刀库前后移动，气缸控制夹爪组件松开刀具，换刀过程中气缸伸缩使夹爪组件松开或夹持刀具，刀库前移将刀具从主轴上拔出，刀库后移将刀具推入主轴，主轴上升将刀具推入夹爪组件，下
降将刀具带出夹爪组件，主轴、刀库和气缸的运动配合实现换刀，换刀用时少，效率高，刀库的前后移动的结构代替现有技术中主轴抓刀或换刀臂抓刀的结构，简化换刀机构的结构，而且刀库前后移动和主轴升降的运动精准性高，有效保证换刀的可靠性和安全性；气缸装在刀库的支架上与主轴上的刀具垂向对齐，可根据主轴的数量设置气缸的数量，以实现多主轴同步换刀，提高多主轴换刀效率。
[0015]夹爪组件中异形块与夹爪的配合，受力柱与异形块的连接，弹簧与异形块和受力柱的配合，受力柱与夹爪座的导向配合，保证了夹爪组件的夹刀可靠性和松刀及时性，保证夹爪组件松刀和夹刀状态切换的可靠性，刀具在夹刀状态被夹爪组件稳定夹持不脱离，在松刀状态下可顺利进出夹爪组件，提高换刀的可靠性和安全性。
[0016]刀具与夹爪的结构配合，不仅实现了在夹持状态下刀具被可靠性的定位在两个夹爪之间随会刀库前后平移，还实现了刀具在松刀状态下可顺利进出夹爪组件，不会发生撞刀或卡刀的情况，提高换刀过程中刀具运动的安全性和顺畅性，保证换刀可靠性和安全性。
附图说明
[0017]图1为具体实施方式中的主轴换刀机构装在机床上的示意图。
[0018]图2为电动齿轮齿条组件将刀库装在机架上的示意图。
[0019]图3为主轴换刀机构装在机床上的主视图。
[0020]图4为夹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.主轴换刀机构，装在机床上，包括主轴、位于主轴上方且可存放刀具的刀库，其特征在于：所述的主轴通过沿垂向设置的直线导轨装在机床上，刀库通过电动齿轮齿条组件装在机床上并随电动齿轮齿条组件的驱动而前后移动，刀库包括与电动齿轮齿条组件连接的支架、装在支架上的电动链条组件、均匀设置在电动链条组件上且可夹持刀具的夹爪组件和装在支架上且沿垂向向下设置的气缸，气缸与主轴上的刀具垂向对齐，夹爪组件随电动链条组件的运动而与气缸垂向对齐并随气缸的伸长而松开对刀具的夹持。2.根据权利要求1所述的主轴换刀机构，其特征在于：所述的电动链条组件包括可转动的装在支架上且通过电机驱动的主动链条轮、可转动的装在支架上且与主动链条轮左右对齐的从动链条轮、配装在主动链条轮和从动链条轮之间的链条，夹爪组件均匀间隔的安装在链条上。3.根据权利要求2所述的主轴换刀机构，其特征在于：所述的电动齿轮齿条组件包括装在机床上且沿前后向设置的齿条、装在支架的左右两侧且与齿条啮合的电动齿轮，装在支架底部且与机床上的导轨导向配合的支撑导条，支撑导条与齿条平行。4.根据权利要求2所述的主轴换刀机构，其特征在于：所述的夹爪组件包括沿链条均匀间隔固定的夹爪座和装在夹爪座上的夹爪和弹性异形活动件，夹爪通过转轴可转动的装在夹爪座上，夹爪的数量为两个且两个夹爪相对设置，弹性异形活动件夹在两个夹爪之间限制夹爪转动，弹性异形活动件与气缸对齐时随气缸的伸长而向下压缩使夹爪可转动，随气缸的回缩而向上回弹。5.根据权利要求4所述的主轴换刀机构，其特征在于：所述的弹性异形活动件包括夹在两个夹爪间限制夹爪转动的异形块和支撑异形块的弹簧，异形块与气缸对齐时随气缸的伸长而向下运动压缩弹簧并使夹爪可转动，随气缸的回缩而被弹簧推动向上回移。6.根据权利要求5所述的主轴换刀机构，其特征在于：所述的夹爪座上固定位于两个夹爪之间的固定块，弹簧下端伸入至固定块中，上端伸入至异形块中，将异形块支撑在固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹浇钦，高自成，张涛哲，劳业腾，陈亚琴，
申请(专利权)人：深圳市湘聚实业有限公司，
类型：发明
国别省市：