刀具库、换刀机构和多主轴加工中心的制作方法

文档序号:15689374发布日期:2018-10-16 21:44阅读:311来源:国知局
刀具库、换刀机构和多主轴加工中心的制作方法

本发明涉及加工中心的换刀机构,尤其涉及多主轴加工中心的换刀机构。



背景技术:

由于多主轴加工中心(简称多头加工中心或多头机床)的加工效率比单主轴加工中心(简称单头加工中心或单头机床)高几倍甚至几十倍,今年来多头加工中心的应用越来越广,特别在3c行业,多头加工中心的应用尤为广泛;然而多头加工中心在具备高效加工的优点的同时,刀具库参与的换刀过程成为限制其加工效率进一步提高的很大因素。

目前国内的普遍使用的多头机床的刀具库为直排式刀具库,例如中国专利201520451989.8公开了一种安装于机床主轴横梁31后下方的直排式刀库,参照图23-24,相对于机床主轴横梁31后置的刀具库11远离加工区,能避免刀具库11上装载的刀具受加工粉尘、加工切屑或冷却液等的影响,然而,其仍存在以下不足点:

(1)刀具库11上的刀夹11.1横向布置(沿机床主轴横梁方向布置,即图24中x方向布置),而多主轴加工中心的多个主轴也是沿机床主轴横梁排开布置的,因此,刀具库11上的刀夹11.1的个数(即刀具容量)受限于多个主轴之间的中心距,每个刀具库的刀具容量相对较小;

(2)刀夹11.1为卡钳形式,即刀夹11.1的两个夹爪之间有相对靠近的预紧力,刀具在进出刀夹11.1时与刀夹11.1的两个夹爪挤压摩擦、克服上述预紧力将刀夹打开,因此在主轴取换刀过程中刀柄会有一定的磨损;

(3)虽然刀具库11的安装位置远离主轴以远离加工粉尘等的影响,且在类似应用中可以通过设置刀具库门来对刀具库11内装夹的刀具进行隔离污染环境的保护,但是在主轴换刀时,仍然需要将刀具库往前(往主轴方向,即图23中y方向)推移,即在换刀过程中,仍然不能避免刀具的刀柄受到污染,而刀具的刀柄受污染后,会进一步对装夹它的主轴造成损伤;

(4)换刀过程开始,主轴就需要停止加工,然后将主轴上原有的刀具放回刀具库11,再从刀具库11中选取新刀具装夹到主轴上,刀具库11不具备提前备刀功能,换刀效率低;

(5)刀具库11的刀具容量小,再加上刀具刀柄易磨损,两个因素共同作用导致整个刀具库11的刀具更换频率高,维护周期短,浪费时间和人工,影响整个生产效率。

类似的直排式刀具库还可以见于中国专利201621197453.9以及中国专利201420811469.9,其中涉及的刀具库同样具有以上不足点。

因此提供一种高容量性、高防护性、可维护周期长以及能够快速换刀的刀具库显得尤其重要。



技术实现要素:

鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。本发明提供一种刀具库,包括刀具库安装架、刀具库支架和若干刀具收纳仓,所述刀具库安装架被构造为能固定于机床主轴横梁,所述刀具库支架安装于所述刀具库安装架,所述刀具收纳仓固定于所述刀具库支架,每个所述刀具收纳仓包括多个刀具收纳腔,每个所述刀具收纳仓上的所述多个刀具收纳腔排列成刀具收纳腔矩阵,沿与所述机床主轴横梁平行的方向布置的所述刀具收纳腔构成所述刀具收纳腔矩阵的行,所述刀具收纳腔矩阵的行数大于1。

在至少一个实施方式中,所述刀具的刀柄端部能伸入所述刀具收纳腔而被所述刀具收纳腔包围。

在至少一个实施方式中,所述刀具收纳仓包括刀具储存板,沿机床主轴方向在刀具储存板上开设通孔形成所述刀具收纳腔,所述通孔的上端设置有磁性部件,所述通孔的下端供所述刀柄伸入。

在至少一个实施方式中,所述刀具收纳仓还包括辅助夹持板,所述辅助夹持板设置在所述刀具储存板的下端面,所述辅助夹持板上开设有与所述刀具收纳腔贯通的刀具收容孔,所述刀具收容孔的直径略小于所述刀柄的直径,当所述刀柄穿过所述刀具收容孔时所述刀柄与所述刀具收容孔形成过盈配合。

在至少一个实施方式中,所述辅助夹持板由耐磨弹性材料制成。

在至少一个实施方式中,所述刀具库支架能相对所述刀具库安装架上下平移。

本发明还提供一种换刀机构,其包括机床主轴横梁、刀具库和换刀平台,所述刀具库为根据本发明的刀具库,在所述刀具库的所述刀具收纳仓上,沿与所述机床主轴横梁垂直的方向布置的所述刀具收纳腔构成所述刀具收纳腔矩阵的列,所述刀具收纳腔矩阵包括两列;所述换刀平台包括换刀平台安装架、换刀爪架和若干换刀爪组,所述换刀平台安装架固定于所述机床主轴横梁的下部,所述换刀爪架安装于所述换刀平台安装架,所述换刀爪组安装于所述换刀爪架,所述换刀爪组的数量与所述刀具收纳仓的数量相同,一个所述换刀爪组包括并列布置的两个换刀爪;每一个所述换刀爪组位于一个所述刀具收纳仓的正下方,且每一个所述换刀爪组中的一个所述换刀爪位于所述刀具收纳腔矩阵的一个列的正下方。

在至少一个实施方式中,所述刀具库支架能相对所述刀具库安装架上下平移,所述换刀爪架能相对所述换刀平台安装架前后平移。

在至少一个实施方式中,所述换刀爪包括两个能相对张开或闭合的换刀爪片,所述换刀爪片的张开或闭合受动力源控制,从而在所述换刀爪取放所述刀具的过程中,所述换刀爪片不与所述刀具发生滑动摩擦。

本发明还提供一种多主轴加工中心,包括主轴和换刀机构;所述换刀机构为根据本发明的换刀机构;所述主轴有多个,多个所述主轴在所述机床主轴横梁上互相间隔一定距离布置;所述刀具库的所述刀具收纳仓的数量与所述主轴的数量相等。

本发明提供的刀具库在不改变机床主轴横梁尺寸的前提下,极大提高了刀具库的刀具储存容量,且该刀具库能在任何时候都保护刀具的刀柄免受加工环境的污染;本发明刀具库和与之配合使用的换刀平台,共同构成了本发明的换刀机构,该换刀机构具有提前备刀功能,大大提高了换刀效率、提高了机床的加工效率,并延长了设备的维护周期。相比于现有技术,本发明至少具有下列优点中的一个:

(1)刀具被以纵向排列的方式收容在刀具库内,在不改变多主轴加工中心的各主轴中心距的情况下,增加了刀具库的刀具储存容量;

(2)刀具库的刀具收纳腔将每一个刀柄的一端单独罩笼,全方位阻隔了加工现场的粉尘、切屑和冷却液等的污染;

(3)换刀过程中,刀具库始终位于机床主轴横梁靠后的位置,刀具收纳仓不需要向主轴方向前推,而通过换刀平台来实现刀具库和主轴之间刀具的更换;

(4)对应每一个主轴,换刀平台上设有一对(两个)换刀爪,能够提前备刀,即在主轴停止加工之前就完成备刀过程,提高了换刀效率和加工效率;

(5)换刀平台上的换刀爪受气动控制,避免了刀柄和夹爪之间的摩擦,降低了刀柄的磨损;

(6)由于刀具库容量增大、刀具不易磨损且主轴也不易磨损,整个加工中心的维护周期延长,生产效率提高。

附图说明

图1根据本发明的具有换刀机构的多主轴加工中心部分结构示意图;

图2根据本发明的刀具库的立体结构示意图;

图3根据本发明的刀具库的另一视角的立体结构示意图;

图4根据本发明的刀具收纳仓的立体结构示意图;

图5根据本发明的刀具收纳仓的剖视图;

图6根据本发明的换刀平台的立体结构示意图;

图7根据本发明的换刀平台的仰视示意图;

图8根据本发明的换刀爪组的主视示意图;

图9根据本发明的备刀过程的步骤s1.2阶段的加工中心左视示意图;

图10根据本发明的备刀过程的步骤s1.3阶段的加工中心左视示意图;

图11根据本发明的备刀过程的步骤s1.4阶段的加工中心部分结构主视示意图;

图12根据本发明的备刀过程的步骤s1.5阶段的加工中心左视示意图;

图13根据本发明的主轴换刀过程的步骤s2.1阶段的加工中心左视示意图;

图14根据本发明的主轴换刀过程的步骤s2.2阶段的加工中心部分结构主视示意图;

图15根据本发明的主轴换刀过程的步骤s2.3阶段的加工中心部分结构主视示意图;

图16根据本发明的主轴换刀过程的步骤s2.4阶段的加工中心部分结构主视示意图;

图17根据本发明的主轴换刀过程的步骤s2.5阶段的加工中心部分结构主视示意图;

图18根据本发明的主轴换刀过程的步骤s2.6阶段的加工中心部分结构主视示意图;

图19根据本发明的主轴换刀过程的步骤s2.7阶段的加工中心部分结构主视示意图;

图20根据本发明的刀具入库过程的步骤s3.1阶段的加工中心部分结构立体示意图;

图21根据本发明的刀具入库过程的步骤s3.2阶段的加工中心部分结构立体示意图;

图22根据本发明的刀具入库过程的步骤s3.3阶段的加工中心部分结构立体示意图;

图23现有技术的带刀具库的加工中心右视图;

图24现有技术的刀具库立体结构示意图。

附图标记说明

1、11刀具库

1.1刀具库支架

1.11支架底板

1.12支架背板

1.13支架滑块

1.14定位板

1.2刀具库导轨

1.3刀具收纳仓

1.31刀具储存板

1.311燕尾槽

1.32优力胶板

1.33压板

1.34刀具收纳腔

1.341第一孔

1.342第二孔

1.343第三孔

1.37磁铁

1.4气缸组件

1.41缸体

1.42活塞杆

1.43气缸固定板

1.44活塞杆支架

11.1刀夹

2换刀平台

2.1换刀平台安装架

2.2换刀爪架

2.3换刀爪组

2.31换刀爪

2.310换刀爪片

2.4爪架导向组件

2.41爪架驱动机构

2.42爪架导轨

2.5拖链

2.6防护罩

3、31机床主轴横梁

4主轴

5刀具

5.1刀头

5.2刀柄

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解,这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明,而不用于穷举本发明的所有可行的方式,也不用于限制本发明的范围。

参照图1至22,介绍本发明的刀具库1、带刀具库的换刀机构和包括换刀机构的多主轴加工中心的具体结构,以及换刀机构的换刀过程。

图1示出了包括本发明换刀机构的多主轴加工中心的主要部件。机床主轴横梁3上设置有四个主轴4,因此该加工中心为四主轴加工中心,应当理解,主轴的数量并不影响本发明的实质性效果,本发明构思适用于包括一个或多个主轴的加工中心(机床),而对于包括多个主轴的加工中心,本发明更能体现换刀的高效。

如图1所示,定义机床主轴横梁3的横向延伸方向为x轴方向,主轴4所在的机床主轴横梁侧为“前”侧(y向),与之相反为“后”侧;图中x向箭头所指为“右”,与之相反为“左”;图中z向箭头所指为“上”,与之相反为“下”。

刀具库1和换刀平台2均安装于机床主轴横梁3,刀具库1与机床主轴横梁3的连接处位于机床主轴横梁3的后部,换刀平台2与机床主轴横梁3的连接处位于机床主轴横梁3的下部。主轴4能够相对于机床主轴横梁3上下平移和左右平移,刀具库1的主体部分能相对于机床主轴横梁3上下平移,换刀平台2的主体部分能相对于机床主轴横梁3前后平移。

下面结合图2至5介绍本发明刀具库1的一种实施方式的主要结构。

刀具库1

刀具库1主要包括刀具库支架1.1、刀具库导轨1.2、刀具收纳仓1.3以及气缸组件1.4,刀具收纳仓1.3固定于刀具库支架1.1,刀具库导轨1.2固定于机床主轴横梁3上,与刀具库导轨1.2相配合有刀具库支架1.1的支架滑块1.13,支架滑块1.13固定于刀具库支架1.1,支架滑块1.13能够沿刀具库导轨1.2上下平移,从而带动刀具库支架1.1以及刀具收纳仓1.3的上下平移。

具体的,刀具库支架1.1包括支架底板1.11、支架背板1.12、支架滑块1.13和定位板1.14。其中,支架背板1.12两侧分别连接有一个支架滑块1.13,每个支架滑块1.13均与一个刀具库导轨1.2配合。支架背板1.12的下端向前方伸出四个支架底板1.11,每个支架底板1.11用于固定一个刀具收纳仓1.3;由于本实施方式中多主轴加工中心的主轴4的数量为四个,因此刀具库1配置有四个刀具收纳仓1.3,每个刀具收纳仓1.3供一个主轴4换刀用。刀具收纳仓1.3的上表面中间与其长边平行开设向下凹的燕尾槽1.311,参照图4和5,燕尾槽1.311在其深度方向上具有上窄下宽的形状,支架底板1.11的截面形状与燕尾槽1.311的截面形状相匹配,刀具收纳仓1.3通过燕尾槽1.311嵌设到支架底板1.11上;此外,刀具收纳仓1.3在前端受定位板1.14的定位、在底部通过螺栓定位被固定于支架底板1.11上。

气缸组件1.4的气缸固定板1.43固定于机床主轴横梁3上,活塞杆支架1.44固定于支架背板1.12,气缸缸体1.41与气缸固定板1.43固定连接,活塞杆1.42与活塞杆支架1.44固定连接,从而气缸活塞杆1.42的伸缩为刀具库支架1.1提供了相对于机床主轴横梁3上下平移的动力。应当理解,刀具库支架1.1上下平移动作的动力机构不限于气缸,也可以使用现有技术中其他直线运动机构,如电机、液压缸等。应当理解,本实施方式中的刀具库导轨1.2构成了供刀具库支架1.1进行移动安装的刀具库安装架的一部分,刀具库导轨1.2也可以由现有技术中其他可提供直线运动导引的导向件代替。

刀具收纳仓1.3整体在其长度方向(y向)上的尺寸大于其宽度方向(x向)的尺寸,于是刀具收纳仓1.3收容的刀具5以“纵向排列”的方式(即沿与机床主轴横梁3垂直的y向能够排列多个刀具)被收容,而现有技术中的排式刀具库均以“横向排列”的方式(刀具库中的刀具沿与机床主轴横梁平行的方向排列)排列刀具;由于多主轴加工中心的各主轴沿机床主轴横梁3间隔排列,各主轴之间的间隔尺寸是一定的,因此采用“横向排列”方式储存刀具的刀具库的容量有限,而“纵向排列”方式则大大扩容了刀具库的刀具储存量。为进一步提高换刀效率,本发明中刀具被“纵向”排成两列收容于呈两列布置的刀具收纳腔1.34中,例如图4所示的刀具收纳腔1.34具有2列10行,组成了一个2列×10行的矩阵,共能够储存20把刀具。这种2列形式排列方式在换刀效率上表现出的优点将在下文中进一步说明。

刀具收纳仓1.3的主体部分由刀具储存板1.31构成,在刀具储存板1.31的下端面上开设两排通孔,这两排通孔分别与刀具储存板1.31的两条长边平行,即图5所示第一孔1.341,第一孔1.341形成了刀具收纳腔1.34的主体部分;第一孔1.341的直径稍大于刀柄5.2的直径,刀具5的刀柄5.2能够从第一孔1.341的下端伸入第一孔1.341中得到收容。第一孔1.341的上端嵌设有磁铁1.37,从而当刀柄5.2伸入第一孔1.341后能够被磁铁1.37吸引而得到固定。应当理解,磁铁1.37也可以由电磁铁等其他具有磁性的装置代替。

为增大刀具收纳仓1.3对刀具5的保持力,在刀具收纳仓1.3上加设辅助固定结构。具体地,在刀具储存板1.31的下端面上、沿刀具储存板1.31的两条长边分别设有一块长条形的优力胶板1.32。在每块优力胶板1.32表面覆盖同样尺寸的压板1.33,使用螺栓从压板1.33的下表面伸入优力胶板1.32并进一步伸入刀具储存板1.31以固定优力胶板1.32。优力胶材料,又称聚氨酯pu弹性体,其既具有塑料的刚性,又具有橡胶的弹性。优力胶板1.32和压板1.33覆盖了第一孔1.341所在的区域,在优力胶板1.32上对应第一孔1.341的位置处开设第二孔1.342,在压板1.33上对应第一孔1.341的位置处开设第三孔1.343;第二孔1.342的直径稍小于刀柄5.2的直径,第三孔1.343的直径稍大于刀柄5.2的直径。第一孔1.341、第二孔1.342和第三孔1.343共同构成了刀具收纳腔1.34。由于优力胶板1.32具有良好的弹性,自下向上伸入刀具收纳腔1.34的刀柄5.2在第二孔1.342处与优力胶板1.32过盈配合,从而刀柄5.2获得了来自优力胶板1.32的夹持力和静摩擦力,且优力胶材料不易磨损刀柄5.2。

应当理解,磁铁1.37和优力胶板1.32均为使刀具5保持在刀具收纳仓1.3内提供了保持力,这两者可以同时使用,也可以仅使用其中一者而省略另一者。此外,本实施方式中的优力胶板1.32也可以使用其他耐磨弹性材料(例如塑料或橡胶等)所制的板材来代替。下面结合图6至8介绍本发明换刀平台2的一种实施方式的主要结构。

换刀平台2

本实施方式的换刀平台2主要包括换刀平台安装架2.1、换刀爪架2.2、换刀爪组2.3、爪架导向组件2.4和拖链2.5;换刀平台安装架2.1固定在机床主轴横梁3的下部;换刀爪架2.2通过爪架导向组件2.4与换刀平台安装架2.1相连,通过爪架导向组件2.4的驱动和导引,换刀爪架2.2能够相对于换刀平台安装架2.1前后平移(沿图6所示y轴往复运动)。拖链2.5的一端安装在换刀平台安装架2.1上,另一端安装在换刀爪架2.2上。

爪架导向组件2.4包括设置于换刀平台安装架2.1两侧的爪架导轨2.42和设置于两爪架导轨2.42中间的爪架驱动机构2.41。爪架驱动机构2.41可以是伺服电机加丝杆的组合,也可以是气缸、液压缸或电缸等其他直线运动驱动机构。爪架驱动机构2.41和爪架导轨2.42下方均安装有防护罩1.6,参照图1。

换刀爪架2.2的前端固定安装有四组换刀爪组2.3,这是为了对应本实施方式的刀具库1的四个刀具收纳仓1.3,每一组换刀爪组2.3对应取放一个刀具收纳仓1.3中的刀具5。每组换刀爪组2.3包括两个换刀爪2.31,由于本实施方式中的刀具收纳仓1.3只能上下平移(沿z轴往复运动)、换刀爪组2.3只能前后平移(沿y轴往复运动),因此每一组换刀爪组2.3在左右方向(x轴向)上具有固定位置,该固定位置满足:一组换刀爪组2.3中的两个换刀爪2.31在x轴上的坐标分别与一个刀具收纳仓1.3中的两列刀具收纳腔1.34在x轴的坐标相同,即一个换刀爪2.31专门对应取放一列刀具收纳腔1.34中的刀具。此外,由于机床主轴4在换刀时需要依靠一组换刀爪组2.3中的一个换刀爪2.31将原刀具卸下,并将该组换刀爪组2.3中的另一个换刀爪2.31上所备选的刀具重新装上主轴4,因此主轴4具备两个换刀位置,分别为卸刀时对应一个换刀爪2.31的“退刀点”和重新装载刀具时对应另一个换刀爪2.31的“换刀点”。

参照图8,每个换刀爪2.31包括两个(一对)换刀爪片2.310,两个换刀爪片2.310受气动控制而互相靠拢或互相远离,从而灵活实现对刀具的取放,不会磨损刀柄5.2。以下将一对换刀爪片2.310互相靠拢的状态称为换刀爪的“闭合”状态,将一对换刀爪片2.310互相远离的状态称为换刀爪的“打开”状态。一对换刀爪片2.310从刀具5的两侧抱取刀具5,每个换刀爪片2.310的爪头呈向刀具5弯折的姿态,换刀爪片2.310与刀具5的接触点(以下简称“刀具的被夹持部”)位于与刀头5.1接触的刀柄5.2的根部,而刀头5.1被两个换刀爪片2.310从两侧收容。应当理解,换刀爪片2.310动作的动力源也可以不是高压气体,而使用现有技术中的其他牵引动力。

下面结合图9至22介绍换刀平台2如何与刀具库1配合构成本发明的换刀机构,以及换刀机构如何配合机床主轴4完成换刀过程。

换刀机构的换刀过程

为了提高换刀效率,本发明中的换刀过程需要借助一个换刀爪组2.3中的两个换刀爪,为描述方便,以下将这两个换刀爪分别称为第一换刀爪2.311和第二换刀爪2.312,这两个换刀爪在一个换刀爪组2.3中的左右位置并无特别要求。为了换刀动作的高效进行,对于具有多个主轴/多个刀具收纳仓/多组换刀爪组的设备,在多组换刀爪组之间,第一换刀爪2.311和第二换刀爪2.312的左右相对位置将保持统一,例如在每一组换刀爪组中均有第一换刀爪2.311在左、第二换刀爪2.312在右,这样在多个主轴4换刀过程中,多个主轴4的平移动作将保持一致;当然,对于具有多个主轴/多个刀具收纳仓/多组换刀爪组的设备,在多组换刀爪组之间,第一换刀爪2.311和第二换刀爪2.312的左右相对位置也可以不保持统一,这样在多个主轴4换刀过程中,多个主轴4的平移动作将不完全一致;以下介绍的是在多组换刀爪组之间,第一换刀爪2.311和第二换刀爪2.312的左右相对位置保持统一的情况。

s1备刀

s1.1刀具库1回位,即刀具收纳仓1.3在气缸带动下回到其最高点,以便于下面步骤换刀平台2的动作;

s1.2根据选刀指令,换刀爪架2.2沿y轴前后平移,使换刀爪架2.2前端的第一换刀爪2.311(此时每一个换刀爪均未夹持刀具)移动到对应的目标刀具5的正下方,同时第一换刀爪2.311打开(本实施例中的四组第一换刀爪2.311同时动作、四组第二换刀爪2.312同时动作,以下不再重复说明),参照图9;

s1.3刀具收纳仓1.3在气缸带动下向下平移,至目标刀具5的刀头5.1被第一换刀爪2.311的两个换刀爪片2.310收容、换刀爪2.310片的爪头高度刚好位于刀具5的被夹持部,参照图10;

s1.4第一换刀爪2.311闭合,目标刀具5被第一换刀爪2.311夹紧,参照图11;

s1.5刀具库1回位,刀具收纳仓1.3上升,第一换刀爪2.311夹紧刀具5、克服了刀具5所受的来自磁铁1.37的磁力和来自优力胶板1.32的摩擦力从而将刀具5从刀具收纳腔1.34中拔出,参照图12;

s2主轴换刀

s2.1主轴4停转并移至退刀点正上方;换刀爪架2.2向前方移动,至换刀爪组2.3到达主轴正下方,参照图13;

s2.2第二换刀爪2.312打开,参照图14;

s2.3主轴4下移至退刀点,主轴4上的刀具5被第二换刀爪2.312的两个换刀爪片2.310收容,第二换刀爪2.312闭合,参照图15;

s2.4主轴4松刀,主轴4上移至安全位置,主轴4上原有的刀具5被第二换刀爪2.312卸下并留在第二换刀爪2.312内,参照图16;

s2.5主轴4平移至第一换刀爪2.311正上方,参照图17;

s2.6主轴4下移至换刀点,刀具5的刀柄5.2的一端完全插入主轴4上的刀具夹持位,主轴4完成刀具装夹,参照图18;

s2.7第一换刀爪2.311打开,主轴4上移至安全位置,主轴完成换刀,参照图19;

s2.8主轴4带着新装夹的刀具5继续加工作业;

s3刀具入库

s3.1换刀爪架2.2向后方移动,至第二换刀爪2.312到达目标刀具收纳腔1.34的正下方,参照图20;

s3.2刀具收纳仓1.3下移,刀具5的刀柄5.2插入目标刀具收纳腔1.34内,第二换刀爪2.312打开,刀具靠磁力和优力胶板的摩擦力被刀具收纳腔1.34保持住,参照图21;

s3.3刀具库1回位,刀具收纳仓1.3带着回库的刀具5回到最高点。

至此完成换刀过程。

值得注意的是,由于每个主轴4对应有两个换刀爪2.31,第一换刀爪2.311能够提前备刀,在s1备刀过程中,第二换刀爪2.312不夹持刀具而作为换刀过程中的“中转站”在s2主轴换刀过程中发挥作用;因此在整个s1备刀过程中,机床主轴4可以继续进行加工作业,而不需要立刻停止加工,或者说是在主轴4当前加工工序完成之前就能够先启动s1备刀过程,直到主轴4完成当前加工工序而需要将当前主轴4上的刀具卸下再更换成s1备刀过程中选取的新刀具时,才停止主轴4的当前加工。相比于现有技术中需要将主轴4上的刀具首先放回刀具库、再取用新刀具的换刀流程,本发明通过两个换刀爪2.31,将备刀过程与主轴4的动作独立开来,减少了换刀过程中主轴4停止作业的时间,提高了换刀效率和主轴4的加工效率。

应当理解,本发明刀具库1的刀具收纳仓1.3上也可以只设置一列刀具收纳腔1.34,刀具收纳腔1.34构成一列多行的矩阵,此时,换刀平台2的每个换刀爪组2.3仍然可以设置成具有两个换刀爪2.31,这两个换刀爪2.31沿与多个刀具收纳腔1.34构成的列平行的方向前后布置,这两个换刀爪2.31在x轴方向的坐标与刀具收纳腔1.34在x轴方向的坐标相同。

此外,本发明刀具库1的刀具收纳仓1.3也可以在空间允许的情况下设置任意列(一列或多列)刀具收纳腔1.34,换刀平台2的每个换刀爪组2.3包括至少两个换刀爪2.31,这两个换刀爪2.31在x轴方向的坐标可以与各刀具收纳腔1.34在x轴方向的坐标不完全相同;此时,加设使刀具收纳仓1.3沿x轴方向平移的机构或加设使换刀爪架2.2沿x轴方向平移的机构,以使每个换刀爪2.31能够对应操作至少一列刀具收纳腔1.34中的刀具5。

应当理解,本发明换刀平台2的每个换刀爪组2.3也可以设置成只具有一个换刀爪2.31。这种情况下,换刀机构不具备提前备刀功能,换刀爪2.31需要先将主轴4上的原有的刀具5取下放回刀具库1,再从刀具库1中挑选新的目标刀具5装夹到主轴4上。

应当理解,上述实施方式仅是示例性的,不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变,而不脱离本发明的范围。

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