一种用于电火花成型机的自动交换电极装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于电火花成型机的自动交换电极装置，包括液槽、安装在液槽上的底板、安装在底板上的电极叉，其中电极叉并排设置多个，液槽固定在电火花成型机的工作台上。本实用新型由于和工作台固定在一起，不随机床移动，电极库由底板和电极叉组成，无其他传动环节，在换电极过程中，仅通过移动机床坐标轴换电极，电极库的布局合理，电极叉选用硬铝材质，两侧入口处装有碰珠顶丝，根部开有削弱槽，底板、电极叉和底板、液槽均安装有定位销；因此，适合于电火花成型机使用，且定位精度高、稳定性高、占用空间小、结构简单紧凑、安全耐用可靠、成本低、便于制造维修调整、机床布局合理美观。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及到一种用于电火花成型机的自动交换电极装置，主要用于电火花 成型机电极的自动存储和自动更换。 -种用于电火花成型机的自动交换电极装置
【背景技术】
[0002] 带有自动换刀系统的数控加工机床在现代先进制造业中起着重要的作用，它能缩 短产品的制造周期，提高产品的加工精度，减少加工过程中的非切削时间，提高生产率，降 低生产成本，进而提升机床乃至整个生产线的生产力。数控机床自动换刀装置是实现多工 序连续加工的重要装置，其结构设计及其控制是实现数控机床设计制造的关键。
[0003] 目前自动换刀装置主要有两种，分别是转塔式和刀库式。转塔式又分为回转刀架 和转塔头。刀库式又分为刀具与主轴之间直接换刀和用机械手配合刀库进行换刀。
[0004] (1)自动回转刀架换刀装置
[0005] 这种换刀装置常用于数控车床，根据不同的要求，可设计成四方刀架、六角刀架、 盘形回转刀架等，根据工序的要求按顺序自动地将装有所需刀具的主轴转到工作位置，以 此实现自动换刀。由于其本身的结构特点，刀具除了旋转换刀外，不能移动，有很大局限性， 一般只能用于数控车床。
[0006] (2)转塔头（更换主轴箱）自动换刀装置
[0007] 这种换刀装置的八方形转塔头上装有八根主轴，每根主轴上装有一把刀具。根据 工序的要求按顺序自动地将装有所需刀具的主轴转到工作位置，以此实现自动换刀，同时 连接主传动，不处在工作位置的主轴便与主传动脱开，转塔头的转位由槽轮机构来实现。由 于空间位置的限制，使主轴部件结构不能设计得十分坚固，因而影响了主轴系统的刚度，由 于主轴是可以活动的，因此精度不是很高。而且每把刀都需要一个主轴，尺寸结构都受到很 多限制。
[0008] (3)刀具与主轴之间直接自动换刀
[0009] 主轴2定向准停，使主轴上的端面键与刀柄键槽方向一致；根据指令，控制工作台 5快速向右移动，使工件移开主轴，同时将刀库4移到主轴下面，并使刀库的某个空刀座恰 好对准主轴；主轴内的刀具夹紧装置放松，主轴2下降，将主轴上用过的刀具3放回刀库4 的空刀座上；主轴箱1上升，接着刀库4回转，将下一工步需要用的刀具对准主轴；主轴箱1 下降，将下一步所需的刀具插入主轴2,同时主轴内的刀具夹紧装置夹紧刀具；主轴箱1及 主轴带着刀具上升；将刀库4从主轴箱1下面移开，同时将工件移至主轴下面，使主轴上的 刀具对准工件的加工面。这种方式换刀过程比较复杂，需要刀库的一连串动作。同时当转 盘直径大时，转动惯量也增大，在旋转选刀时间会很长。空间利用率低，成本高。
[0010] ⑷机械手配合刀库进行自动换刀
[0011] 主轴移至换刀位置，并实现准停，使主轴上的端面键与刀柄键槽方向一致；刀库中 所要更换的刀具翻下，机械手手臂伸出旋转90度，同时抓住刀库和主轴上的刀具；主轴夹 头松开刀具，机械手同时将刀库和主轴上的刀具拔出；手臂旋转180度，新旧刀具交换；机 械手同时将新旧刀具分别插入主轴和刀库，然后夹头夹紧刀具；转动手臂，回到原始位置， 刀库刀套翻上。可以通过软件进行选刀，将刀具号及其所在的刀座号一一对应地记忆在数 控系统的PLC中，无论刀具存放在哪个刀座中，计算机都能跟踪记忆，刀具可任意取出任意 送回。这种方式换刀过程非常复杂，机构繁琐，刀库的旋转动作、刀套的翻上翻下动作，以及 机械手的伸出旋转抓刀等动作、多个检测开关和PLC程序信号控制等，联机调整相关精度 比较复杂。成本很高。由于零件和检测开关比较多，在系统出故障时维修不便。
[0012] 综上所述，现有的换刀过程较为复杂，动作多，动作间的相互协调关系多，而且均 不能满足电火花成型机所要求的定位精度高、占用空间小、结构简单紧凑、安全耐用可靠、 成本低、便于制造维修调整的要求。 实用新型内容
[0013] 为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于电火花成 型机、具备定位精度高、占用空间小、结构简单紧凑、安全耐用可靠、成本低、便于制造维修 调整、机床布局合理美观的自动交换电极装置。
[0014] 为实现上述目的，本实用新型所采取的技术手段是：一种用于电火花成型机的自 动交换电极装置，包括液槽、安装在液槽上的底板、安装在底板上的电极叉，其中电极叉并 排设置多个，液槽固定在电火花成型机的工作台上。
[0015] 进一步的，所述液槽上设置有定位销，所述底板上设置有对应定位销的孔，并开有 螺钉槽，底板通过两根定位销和五个间隔且分两排设置的底板螺钉安装在液槽的右侧顶面 上。
[0016] 进一步的，所述底板上设置有多个电极叉定位销，每两个为一组对应电极叉，所述 电极叉通过螺钉和电极叉定位销安装在底板上。
[0017] 进一步的，所述电极叉的两侧叉体入口处装有碰珠顶丝，该碰珠顶丝由顶丝头和 顶丝头顶住的一个带弹簧的钢球组成。
[0018] 进一步的，所述电极叉采用硬质铝材料，在电极叉与底板连接处靠电极叉侧设置 有削弱槽。
[0019] 本实用新型的有益效果是：由于本装置和工作台固定在一起，不随机床移动，电 极库由底板和电极叉组成，无其他传动环节，在换电极过程中，仅通过移动机床坐标轴换电 极，电极库的布局合理，电极叉选用硬铝材质，两侧入口处装有碰珠顶丝，根部开有削弱槽， 底板、电极叉和底板、液槽均安装有定位销；因此，适合于电火花成型机使用，且定位精度 高、稳定性高、占用空间小、结构简单紧凑、安全耐用可靠、成本低、便于制造维修调整、机床 布局合理美观。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 下面结合视图和实施例对本实用新型做详细的描述。
[0021] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0022] 图中：1、液槽，2、底板螺钉，3、定位销，4、底板，5、碰珠顶丝，6、电极叉，7、削弱槽， 8、电极叉定位销。
【具体实施方式】
[0023] 如图1所示一种用于电火花成型机的自动交换电极装置，包括液槽1、安装在液槽 上的底板4、安装在底板上的电极叉6,其中电极叉6并排设置多个，液槽1固定在电火花成 型机的工作台上。
[0024] 进一步的，所述液槽1上设置有定位销3,所述底板4上设置有对应定位销的孔，并 开有螺钉槽，底板4通过两根定位销3和五个间隔且分两排设置的底板螺钉2安装在液槽 1的右侧顶面上。
[0025] 进一步的，所述底板4上设置有多个电极叉定位销8,每两个为一组对应电极叉， 所述电极叉6通过螺钉和电极叉定位销8安装在底板4上。
[0026] 进一步的，所述电极叉6的两侧叉体入口处装有碰珠顶丝5,该碰珠顶丝5由顶丝 头和顶丝头顶住的一个带弹簧的钢球组成。
[0027] 进一步的，所述电极叉6采用硬质铝材料，在电极叉6与底板4连接处靠电极叉侧 设置有削弱槽7。
[0028] 本实用新型采用的是无机械手电极库。电极库仅仅由一个底板4和一定数量的电 极叉6组成，无其他传动环节，电极叉6直接用螺钉并排固定在底板4上，底板4通过底板 螺钉2固定在液槽1右侧顶面上，液槽1则用螺钉固定在工作台上，整个组件连成一体，无 任何移动部件。电极叉6和底板4之间采用2个电极叉定位销8,使他们之间不会发生相 对位移，底板4和液槽1之间同样采用2个定位销3,对于更换和拆卸重新装配依然位置不 变。由于采用的是固定工作台的主机，因此在整个换电极过程中电极库是不动的，稳定性和 换电极精度得到极大提高。电极叉6材料为硬铝，同时在底部开有一个削弱槽7,以防万一 出故障，仅仅破坏一个电极叉，而不会因撞击而影响整个机床精度。在电极叉两侧入口处 装有碰珠顶丝5,顶丝端头有一个带弹簧的可伸缩钢球，可保证电极顺利装入，固定且不脱 出。电极装入电极叉后，每个都有一个固定位置，这个位置是机床的绝对坐标，把这个位置 的XYZ坐标输入到软件里面，每次换电极只需移动主轴到换电极点即可，电极库不动，采用 0. 25 μ m分辨率直线光栅尺闭环控制坐标轴移动可保证极佳的精准度。电极通过气路控制 可实现自动换电极，只有通过压缩空气才能打开。
[0029] (1)为了实现电极库极佳的稳定性。本实用新型采用固定电极库形式，把电极库和 工作台固定在一起，工作台固定不动。
[0030] (2)为了实现结构简单、成本低。本实用新型的电极库仅仅由底板和电极叉构成， 无其他传动环节。
[0031] (3)为了提高换电极的定位精度。本实用新型换电极的动作全部由机床坐标轴完 成，具备非常高的精度。
[0032] (4)为了不破坏整体外观，减小空间。本实用新型把电极库安装到液槽内部，靠右 的上端板上，电极叉朝内，从正面是无法看到附加的电极库的。
[0033] (5)为了提高加工区域空间。本实用新型把液槽向右适当的加长，留出电极库位 置，当电极库拆下暂时不用时，空出液槽右侧换电极空间。
[0034] (6)为了保证电极顺利装入，固定且不脱出。本实用新型在电极叉两侧入口处装有 碰珠顶丝，顶丝端头有一个带弹簧的可伸缩钢球。
[0035] (7)为了防止换电极出故障破坏机床。本实用新型在电极叉的根部开有削弱槽，材 料为硬铝，万一换电极失误时，仅仅撞坏电极叉，对机床精度无影响。
[0036] (8)为了提高电极库的通用性和互换性，维修方便。本实用新型电极库的底板和电 极叉、底板和液槽，两者之间固定都安装有定位销，可直接更换，不影响精度。
[0037] (9)为了简化控制方式。本实用新型采用两路气动控制，其中吹气路兼顾多种作 用，全套系统仅需几个元件即可实现。
[0038] 综上所述，整个动作只需要快速移动机床的XYZC轴，电极库不移动，更没有机械 手，控制仅仅通过检测两路气压即可完成，非常简洁高效。
【权利要求】
1. 一种用于电火花成型机的自动交换电极装置，包括液槽（1)，其特征在于：还包括安 装在液槽上的底板（4)、安装在底板上的电极叉￠)，其中电极叉（6)并排设置多个，液槽 (1)固定在电火花成型机的工作台上。
2. 根据权利要求1所述的用于电火花成型机的自动交换电极装置，其特征在于：所述 液槽（1)上设置有定位销（3)，所述底板（4)上设置有对应定位销的孔，并开有螺钉槽，底板 ⑷通过两根定位销（3)和五个间隔且分两排设置的底板螺钉⑵安装在液槽⑴的右侧 顶面上。
3. 根据权利要求1所述的用于电火花成型机的自动交换电极装置，其特征在于：所述 底板（4)上设置有多个电极叉定位销（8)，每两个为一组对应电极叉，所述电极叉（6)通过 螺钉和电极叉定位销（8)安装在底板（4)上。
4. 根据权利要求1所述的用于电火花成型机的自动交换电极装置，其特征在于：所述 电极叉（6)的两侧叉体入口处装有碰珠顶丝（5)，该碰珠顶丝（5)由顶丝头和顶丝头顶住的 一个带弹簧的钢球组成。
5. 根据权利要求1所述的用于电火花成型机的自动交换电极装置，其特征在于：所述 电极叉（6)采用硬质铝材料，在电极叉（6)与底板（4)连接处靠电极叉侧设置有削弱槽 ⑵。
【文档编号】B23H1/00GK203887345SQ201320693499
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】侯磊, 张朝谋 申请人:北京安德建奇数字设备有限公司