一种单动力驱动的刀库

本发明属于数控机床领域，特别是刀库及自动换刀装置。

背景技术：

现有刀库包括盘式刀库和链式刀库等类型，具有结构紧凑、刀库容量等特点，且链式刀库的链环形状可根据机床的布局设计成各种形状。刀库主要作用是存储和交换刀具，当需要换刀时，根据数控系统的指令，由机械手将刀具从刀库取出装入主轴孔中，可减少加工过程中的非切削时间，提高加工效率，降低制造成本，因此在数控机床中得到广泛应用。

专利申请号cn202020327557、cn201800555086、cn201520375585、cn2019103417353所公开的刀库可知，现有刀库均采用两个不同的驱动装置，即刀盘的转动和atc的运动采用了两个不同的驱动装置。首先刀盘驱动装置驱动刀盘旋转，实现选刀动作，其次通过倒刀气缸将刀柄运转至可换刀状态，然后通过atc电机驱动atc机构和换刀刀柄的运动，实现换刀动作。双驱动装置增加了控制驱动装置的数量，操作过程复杂，需要协调二者之间的平衡与控制，且机器成本也较高，因而现有的刀库在动力传输部分有待改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种单动力驱动的刀库，以实现一个驱动装置可同时驱动刀盘和刀臂组件的运动。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种单动力驱动的刀库，包括刀盘、atc换刀机构、刀臂组件、凸轮机构、倒刀气缸组件、驱动装置；所述凸轮机构用于驱动刀盘的转动；所述atc换刀机构用于驱动刀臂组件，实现刀臂组件的换刀动作；所述倒刀气缸组用于刀库倒刀和回刀的动作；

所述atc换刀机构与凸轮机构共用一个驱动装置，所述驱动装置与凸轮机构、atc换刀机构之间设有二向传动切换机构，用于驱动装置与凸轮机构、atc换刀机构之间的传动的切换，实现刀盘转动和换刀动作的切换。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

本发明通过离合器和中间传动机构实现动力传递的转换，实现仅需一个驱动装置可分别驱动刀盘和换刀刀臂运动，降低生产成本，同时因减少了动力源，可有效降低能源成本。

附图说明

图1为实施例1的盘式刀库整体结构示意图。

图2为实施例1动力传动组结构示意图。

图3为实施例1刀盘组结构示意图。

图4为实施例1的背面结构示意图。

图5为实施例2的链式刀库整体结构示意图。

图6为实施例2动力传动组结构示意图。

图7为实施例2刀盘组结构示意图。

图8为实施例2的背面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

实施例1

结合图1-图4，一种单动力驱动的盘式刀库，包括刀盘1，凸轮机构2，驱动装置3，二向传动切换机构4，atc换刀机构5，接线盒6，刀臂组件7，护罩8，刀库本体9，刀套组件10，倒刀气缸组件11；

所述驱动装置3设于刀盘1和atc换刀机构5之间，并固定在本体9右端。所述二向传动切换机构4的输入端与驱动装置3的输出端相连，所述二向传动切换机构4包含两个输出端，其中一个输出端与atc换刀机构5的输入端连接，另一个输出端通过凸轮机构2与刀盘1连接。所述刀臂组件7设于atc换刀机构5的下方，且与所述atc换刀机构5的输出端相连。在atc换刀机构5的带动下，可实现刀臂组件7的换刀动作。所述倒刀气缸组件11连接在刀库本体9上，所述刀套组件10转动连接在刀盘座1上，所述倒刀气缸组11的输出端可做伸缩运动，推动所述刀套组件10中位于倒刀处的刀套在刀盘上实现倒刀和回刀的动作。所述接线盒6和护罩8均与刀库本体9连接。

本实施例中，所述二向传动切换机构4包括第一离合器41、第一皮带轮42、带43、第二皮带轮44和第二离合器45。所述第一皮带轮42一端与驱动装置3输出端连接，另一端与第一离合器41输入端连接，且所述第一离合器41输出端与凸轮机构2输入端连接。所述第二皮带轮44与第二离合器45输入端连接，且所述第二离合器45输出端与atc换刀机构5输入端连接。

所述凸轮机构2为滚子凸轮机构，包括凸轮座21、凸轮22、滚子23；所述凸轮座21与本体9连接；所述凸轮22输入端与第一离合器41的输出端连接，且所述凸轮22转动连接在凸轮座21内部，所述滚子23转动连接在刀盘座1上，凸轮22与刀盘座1一周上的多个滚子23配合，用于带动刀盘1转动。

刀库选刀时，驱动装置3带动第一皮带轮42的转动，所述第一皮带轮42与第一离合器41输入端相连，此时第一离合器41闭合且第二离合器45断开。且所述第一离合器41输出端与凸轮机构2输入端相连，带动凸轮22旋转，进而带动刀盘1进行旋转，使预选刀位位于刀盘1最低点。当到达预选刀位时，第一离合器41断开，等待换刀指令。完成加工后，主轴头上升至换刀点，完成主轴方向定位。系统下达换刀指令，所述倒刀气缸组件11的输出端做伸缩运动，推动所述刀套组10在刀盘上实现倒刀和回刀的动作。完成选刀、倒刀过程之后，第一离合器41断开且第二离合器45闭合，控制刀臂组件7的旋转。系统下达指令，刀套组件10的主轴执行松刀动作，主轴执行松刀动作并做确认后，所述atc换刀机构5下方与刀臂组件7的中部通过转动副连接，带动刀臂回至原点位置，辅助系统换刀。

实施例2

结合图5-图8，一种单动力驱动的链式刀库，包括刀盘1，凸轮机构2，驱动装置3，二向传动切换机构4，atc换刀机构5，刀臂组件7，护罩8，刀库本体9，刀套组10，倒刀气缸组件11；

本实施例与实施例1的区别在于，刀库为链式刀库，所述凸轮机构2的滚子23转动连接在主动齿轮24背面，主动齿轮24和从动齿轮25转动连接在刀盘座1内部，主动齿轮24和从动齿轮25通过链条26传动，带动所述刀套12的转动，实现选刀动作。

实施例3

本实施例与实施例1或实施例2的区别在于，将两个皮带轮替换为两个齿轮或轮系；通过齿轮机构进行传动。

实施例4

本实施例与实施例1或实施例2的区别在于，将两个皮带轮替换为两个链轮，两个链轮通过链条传动。

技术特征：

1.一种单动力驱动的刀库，包括刀盘、atc换刀机构、刀臂组件、凸轮机构、倒刀气缸组件、驱动装置；所述凸轮机构用于驱动刀盘的转动；所述atc换刀机构用于驱动刀臂结构，实现刀臂组件的换刀动作；所述倒刀气缸组件用于实现刀库倒刀和回刀动作；其特征在于，

所述atc换刀机构与凸轮机构共用一个驱动装置，所述驱动装置与凸轮机构、atc换刀机构之间设有二向传动切换机构，用于驱动装置与凸轮机构、atc换刀机构之间的传动的切换，实现刀盘转动和换刀动作的切换。

2.根据权利要求1所述的单动力驱动的刀库，其特征在于，所述二向传动切换机构由含两个输出端的传动机构及两个离合器组成，所述传动机构主动端的输入端与驱动装置输出端相连，传动机构主动端的输出端通过一个离合器与凸轮机构相连；所述传动机构从动端的输出端通过另一个离合器与atc换刀机构相连；两个离合器用于传动机构与凸轮机构、atc换刀机构之间的传动的切换。

3.根据权利要求2所述的单动力驱动的刀库，其特征在于，所述传动机构为带轮传动机构。

4.根据权利要求2所述的单动力驱动的刀库，其特征在于，所述传动机构为齿轮传动机构。

5.根据权利要求2所述的单动力驱动的刀库，其特征在于，所述传动机构为链轮传动机构。

6.根据权利要求1所述的单动力驱动的刀库，其特征在于，所述刀库为盘式刀库。

7.根据权利要求1所述的单动力驱动的刀库，其特征在于，所述刀库为链式刀库。

技术总结
本发明公开了一种单动力驱动的刀库，包括刀盘、ATC换刀机构、刀臂组件、凸轮机构、倒刀气缸组件、驱动装置；所述凸轮机构用于驱动刀盘的转动；所述ATC换刀机构用于驱动刀臂组件，实现刀臂组件的换刀动作；所述倒刀气缸组件用于实现刀库倒刀和回刀的动作；所述ATC换刀机构与凸轮机构共用一个驱动装置，所述驱动装置与凸轮机构、ATC换刀机构之间设有二向传动切换机构，用于驱动装置与凸轮机构、ATC换刀机构之间的传动的切换，实现刀盘转动和换刀动作的切换。

技术研发人员：汪满新;仰洁;冯虎田;欧屹;韩军
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2021.04.20
技术公布日：2021.07.27