加工刀具的位置调节机构的制作方法

本实用新型涉及机床刀具的自动调节机构，具体涉及刀具的位置调节机构。

背景技术：

数控加工中心一般包括基座、工作台、横梁和加工刀具等，工作台位于基座上，横梁可以在数控系统的控制下相对于基座运动，加工刀具安装在横梁上，可以对放置在工作台上的工件进行加工。

如图1所示，当工件4上有三个加工位置41、42、43时，如果只用一把刀具依次进行加工，那么加工刀具10在横梁上的位置是不需要调节的，只要由横梁带动加工刀具先后定位在这三个加工位置，进行加工即可。但是这种依次加工的方式，其生产效率是非常低下的。

如果要提高生产效率，如图2所示，可以用三个加工刀具10同时对工件上的三个加工位置进行加工，然而，不同工件上的加工位置可能是不同的，这样就需要对加工刀具之间的距离进行调节，以便与加工位置之间的距离相匹配。图2所示的情形是，当加工四种不同的工件时，加工刀具最多需要进行三次调节。

可以由操作人员手动调节刀具的位置，但这种方式的缺点是花费时间长，且容易出错。而一旦刀具的位置设置错误，可能会造成不良品产生，甚至导致工件报废。

为了实现刀具位置的自动调节，现有的解决手段是为每个刀具配备数控调节装置，如图3A所示，由电机51、52、53通过螺杆传动装置61、62、63，带动加工刀具10进行位置调节。或者如图3B所示，由电机通过皮带传动或齿轮齿条传动装置71、72、73，带动加工刀具10进行位置调节。这种自动调节的方式虽然调节效率高，也不会出现刀具位置设置错误的问题，但是由于每个刀具都需要配备一套数控调节装置，会造成机械结构复杂、设备制造成本高的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，且成本低廉的加工刀具的位置调节机构，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种加工刀具的位置调节机构，包括一固定安装的基座和相对于基座运动的横梁，所述横梁上设有导轨，导轨上安装多个包含加工刀具的加工单元，每个加工单元与横梁之间均设有自动锁紧装置，当自动锁紧装置锁紧时，所述加工单元被固定在横梁上；当自动锁紧装置松开时，所述加工单元可沿导轨滑动；每个加工单元与基座之间设有定位装置，所述定位装置包括设置在加工单元上的第一定位元件，和设置在基座上的第二定位元件，其中第一定位元件和第二定位元件中的至少一个可以相对于另一个运动，使第一定位元件和第二定位元件结合或者分离。

优选地，所述第一定位元件为定位销，第二定位元件为定位座。

优选地，所述第一定位元件为定位座，第二定位元件为定位销。

更优地，所述定位座上设有定位传感器。

更优地，所述定位销为直销或锥形销。

优选地，所述加工单元上还包括滑板部，所述滑板部与横梁上的导轨滑动配合。

优选地，所述自动锁紧装置包括设置在加工单元上的锁紧气缸和设置在横梁上的锁紧面。

更优地，所述锁紧气缸的活塞杆上还设有辅助弹簧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果，在每个加工单元与横梁之间均设有自动锁紧装置，每个加工单元与基座之间均设有定位装置，当某个加工单元通过定位装置与基座结合时，只要松开该加工单元上的自动锁紧装置，同时移动横梁就可以调整该加工单元在横梁上的相对位置，这样就利用一种非常简单的结构来实现加工刀具的位置调节，而无需为每个加工单元额外配置单独的数控调节装置，从而大大降低了设备的制造成本。

附图说明

图1是现有技术利用一个刀具对工件上的多个加工位置依次进行加工的示意图。

图2是利用多个刀具对工件上的多个加工位置同时进行加工的示意图。

图3A是现有技术中一种加工刀具的位置调节机构的示意图。

图3B是现有技术中另一种加工刀具的位置调节机构的示意图。

图4是本实用新型一种加工刀具的位置调节机构的示意图。

图5是本实用新型中加工单元的侧视图。

图6是本实用新型另一种加工刀具的位置调节机构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图4所示，在数控加工中心中，基座3是固定安装的，基座3上可以设置工作台，待加工的工件4放置在工作台上。横梁2在数控系统的控制下可以相对于基座3进行精确地运动，横梁2的运动比如可以是X轴方向的直线运动，或者是XY平面运动，甚至可以是XYZ三维运动。

如图4、图5所示，本实用新型加工刀具的位置调节机构包括设置在横梁2上的导轨21，导轨21上安装多个加工单元1(1R，1L)，每个加工单元中都包含加工刀具10。每个加工单元与横梁2之间均设有自动锁紧装置，在数控系统的控制下，自动锁紧装置可以将加工单元锁紧在横梁2上，使加工刀具10可以随横梁一起运动；自动锁紧装置也可以松开，解除加工单元的锁定，使加工单元(包括其中的加工刀具10)可沿导轨21相对于横梁2滑动。

另外，在每个加工单元1与基座3之间设有定位装置，定位装置包括设置在加工单元1上的第一定位元件11，和设置在基座3上的第二定位元件32，假设横梁上的导轨沿X轴方向设置，加工刀具10靠近工件4的方向为Z轴方向。通过沿Z轴的相对运动，第一定位元件11和第二定位元件32可以结合在一起或者相互分离。在图4所示的实施例中，第一定位元件11为一根定位销，第二定位元件32为一个定位座，或者说是一个定位孔。

本实用新型可以按如下过程调节加工刀具的位置：例如，当右侧加工单元1R上的定位销插入定位座时，定位销连同整个加工单元1R被定位，使得其中的加工刀具除Z轴以外，无法沿其它方向运动。此时松开该加工单元1R中的自动锁紧装置，同时数控系统控制横梁2沿X轴方向移动，其它加工单元1、1L会随横梁一起移动，而右侧加工单元1R保持不动。这样，右侧加工单元1R中的加工刀具与中央加工单元1中的加工刀具的距离就被改变，当这个距离调到预定值后，横梁2停止运动，自动锁紧装置重新将右侧加工单元1R锁紧，定位销和定位座分离，这样就完成了右侧加工单元1R中加工刀具位置的调整。按照同样的方式，也可以对左侧加工单元1L中加工刀具的位置进行调整。

上述定位销和定位座也可以互换，如图6所示，定位座作为第一定位元件11设置在加工单元1上，而定位销作为第二定位元件32设置在基座3上。

通过第一定位元件11和第二定位元件32的相对运动，使它们可以结合在一起或者相互分离。第一定位元件11和第二定位元件32沿Z轴方向相对运动的方式有多种，比如，可以由横梁2沿Z轴方向的运动，带动第一定位元件11靠近或远离第二定位元件32；或者由气缸/电机等驱动元件带动第一定位元件11直线运动，以靠近或远离第二定位元件32；或者也可以由气缸/电机等驱动元件带动第二定位元件32直线运动，以靠近或远离第一定位元件11；当然，第一定位元件11和第二定位元件32也可以同时沿Z轴方向运动，以便形成配合或分离。

作为一种优选方案，在定位座上还设有定位传感器31，定位传感器31可以感应定位销的插入或拔出，以便输出信号给数控系统，自动完成后续动作。定位传感器可以采用光电传感器、行程开关、微动开关或霍尔元件等多种公知的传感器。

定位销的形状可以为直销或锥形销，相应地，定位座上的定位孔也设为直孔或锥形孔。

当然，本领域的技术人员可以很容易地想到，本实用新型中的定位装置并不限于上述定位销与定位座相配合的形式，还可以是V形块与V形槽相配合的形式等现有技术中公知的定位方式。

如图5所示，在加工单元1的背面设有滑板部12，滑板部12与横梁2上的导轨21滑动配合。一种优选的自动锁紧装置是，在加工单元上设置锁紧气缸13，在横梁2上设置一锁紧面22，当锁紧气缸13的活塞杆伸出时，会顶紧在锁紧面22上，同时滑板部12与导轨21之间的接触压力也会大大增加，从而将加工单元1锁紧在横梁上；而当锁紧气缸13的活塞杆收缩时，加工单元1可以在横梁2上滑动。更优地，在锁紧气缸13的活塞杆上还设有辅助弹簧14，辅助弹簧14的作用是增强锁紧气缸13的推力，使锁紧气缸13在较低的压力下也能实现对加工单元1的锁紧，同时使锁紧气缸13的活塞杆不必刚性地顶在横梁上，有利于改善加工单元和横梁的受力状态。

这样，借助数控系统对横梁运动的控制，就可以调节各加工单元在横梁上的位置，从而改变各加工刀具之间的间距,而无需为每个加工刀具另外配置单独的数控调节装置。只需为每个加工单元配置结构很简单的锁紧装置和定位装置，就可以实现对刀具位置的调节，同时不需要昂贵的制造成本。当将各加工刀具之间的间距调节到与工件4上各加工位置41、42、43的间距相匹配时，就可以用多个刀具实现同时加工，以提高生产效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。