一种刀库及加工设备的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种刀库及加工设备。

背景技术：

现有的自动机床如自动钻孔机、数控铣床、攻钻铣加工中心等，在加工过程中，换取的刀具由于具有不同的刀长，需要进行长度补偿，保证加工的精度和质量。刀具长度补偿前，一般通过对刀，得到刀具的长度补偿值。现有刀库中，各个刀具均需要进行对刀操作，得到各刀具的长度补偿值，耗时耗力，且对刀操作要求操作人员具有一定的经验，方可进行。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种刀库，能够使具有该刀库的加工设备，节省刀具进行长度补偿前的对刀操作，提高生产效率。

本发明还提出一种具有上述刀库的加工设备。

根据本发明的第一方面实施例的一种刀库，其包括放置架及至少两个刀具。所述放置架设置有至少两个摆放位，所述摆放位底部设置有定位部；所述刀具放置于所述摆放位，且所述刀具的刀尖与所述定位部接触。

根据本发明实施例的一种刀库，至少具有如下有益效果：定位部与工件的加工原点相对距离一定，刀具的刀尖与定位部接触，则刀具的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离一定，该相对距离可以预先确定，换刀过程中，加工设备的主轴夹紧、固定刀具后，主轴与该刀具的刀尖之间的相对位置固定，可以根据该刀具的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离，以及主轴的坐标，得到刀具进行长度补偿后的坐标，如此，可以节省刀具进行长度补偿前的对刀操作，提高生产效率。

根据本发明的一些实施例，所述放置架包括相对设置的底板及定位板，所述摆放位包括设置于所述定位板的定位孔，所述刀具插设于所述定位孔，所述定位部设置于所述底板。

根据本发明的一些实施例，所述定位部设置为定位面。

根据本发明的一些实施例，所述定位孔内安装有导套，所述刀具插设于所述导套。

根据本发明的一些实施例，所述摆放位处设置有夹持机构，所述夹持机构能够作用于所述刀具。

根据本发明的一些实施例，所述导套设置有避让孔，所述夹持机构包括工作部，所述工作部可伸缩地设置于所述避让孔，所述工作部能够作用于所述刀具。

根据本发明的一些实施例，所述夹持机构还包括弹片，所述弹片安装于所述导套外周，所述弹片与所述工作部连接。

根据本发明的一些实施例，所述弹片中部固定连接于所述导套，所述弹片两端均连接有所述工作部，所述定位孔侧壁设置有能够容纳所述弹片形变的避让槽。

根据本发明的第二方面实施例的加工设备，其具有上述所述的刀库。

根据本发明实施例的加工设备，至少具有如下有益效果：通过设置上述所述的刀库，可以使本发明提供的加工设备，更换刀具时可以免去对刀操作，节省对刀时间，简化加工过程，有效提高生产效率。

根据本发明的一些实施例，所述加工设备设置有主轴，所述主轴夹紧不同的所述刀具时，所述主轴相对所述定位部的距离保持一致。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的刀库的示意图；

图2为本发明实施例的刀库的剖面示意图；

图3为图1中a处的放大图；

图4为图2中b处的放大图；

图5为本发明实施例的导套及弹片的示意图；

图6为本发明实施例的刀库在多主轴加工设备中的示意图。

附图标记：

放置架100，底板110，定位板120，支撑板130，定位面111，避让槽121；

刀具200，刀柄210；

导套300，避让孔310，卡槽320；

弹片410工作部420；

主轴500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

在本技术领域中，现有的自动机床如自动钻孔机、数控铣床、攻钻铣加工中心等，刀具200进行长度补偿的目的是确定刀具200的刀尖与工件的加工原点的相对位置，刀具200进行长度补偿后的三个坐标中，其中两个坐标与主轴500的相应坐标一致，另外一个坐标为刀具200的刀尖与工件的加工原点的相对距离坐标。

参照图1和图2，本发明实施例提供的一种刀库，其包括放置架100及至少两个刀具200。放置架100设置有至少两个摆放位，摆放位底部设置有定位部；刀具200，放置于摆放位，且刀具200的刀尖与定位部接触。定位部与工件的加工原点之间的相对距离一定，刀具200的刀尖与定位部接触，则刀具200的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离一定，该相对距离可以预先确定，换刀过程中，加工设备的主轴500夹紧、固定刀具200后，主轴500与该刀具200的刀尖之间的相对位置固定，此时可以根据该刀具200的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离，以及主轴500的坐标，可以得到刀具200进行长度补偿后的坐标，如此，可以节省刀具200进行长度补偿前的对刀操作，提高生产效率，并可以降低成本。可以理解，当刀具200越多，本发明提供的刀库，能够省去的对刀操作越多，效益越明显。

在一些实施例中，可以通过检测定位部以及工件的加工原点二者的坐标，确定刀具200的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离。另外，在加工前，一般需要通过第一把刀具200进行对刀操作，确定工件的加工原点，此时，可以根据主轴500取第一把刀具200时的坐标，与主轴500在对刀位置时的坐标，得到第一把刀具200在刀库中时其刀尖与加工原点之间的相对距离；其他刀具200的刀尖与第一把200刀具的刀尖的相对距离预先确定，如此，可以得到其他刀具200的刀尖与工件加工原点之间的相对距离，于是，后续换取的刀具200无需进行对刀操作，即可确定该刀具200进行长度补偿后的坐标。当然，本领域的技术人员可以理解的是，确定刀具200的刀尖与工件加工原点之间的相对距离的方法，可以包括但不限于上述两种方法。

现有的加工设备，可以依据刀具200的长度补偿值进行长度补偿。本发明提供的刀库，也可以利用刀库与主轴500的配合，得到刀具200的长度补偿值，进而对刀具200进行长度补偿。具体的，刀具200的刀尖与定位部接触，定位部的坐标可以预先确定，在换刀过程中，主轴500夹紧刀具200后，根据定位部的坐标及主轴500的坐标，可以得到主轴500与定位部之间的距离，该距离为刀具200的实际长度，并可以作为刀具200的长度补偿值，进而可以得到刀具200进行长度补偿后的坐标，如此，也可以节省刀具200进行长度补偿前的对刀操作。需要说明的是，本发明提供的刀库，其使用方式包括但不限于上述的两种使用方式，只要能够得到刀具200进行长度补偿后的坐标，并节省对刀操作即可。

参照图1和图2，可以理解，在一些实施例中，放置架100包括相对设置的底板110及定位板120，摆放位包括设置于定位板120的定位孔，刀具200插设于定位孔，定位部设置于底板110。

参照图1和图2，可以理解，在一些实施例中，上述的定位部可以设置为定位面111，定位面111可以设置于底板110，刀具200的刀尖与定位面111接触，各个刀具200的刀尖对齐于定位面111，此时，于是，各刀具200的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离一致，可以给加工设备带来更大的方便。另外，刀库中，各刀具200进行长度补偿后，各刀具200在长度方向上的坐标一致。加工前，利用第一把刀具200确定加工原点，并得到第一把刀具200的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离后，在加工过程中，其他刀具200可以直接换用，无需通过对刀操作，即可得到其他刀具200进行长度补偿后的坐标。另外，定位面111的坐标值只有一个，也方便加工设备根据主轴500的坐标与定位面111的坐标，确定各刀具200的长度补偿值。

当然，本领域的技术人员可以理解的是，在一些实施例中，上述的定位部也可以采用其他设置方式，例如，定位部也可以设置为多个定位凸起，定位凸起与摆放位一一对应，刀具200的刀尖与对应的定位凸起接触，各定位凸起与工件的加工原点之间的相对距离可以相同也可以不同，并可以通过上文的两种方法确定该相对距离。

参照图1和图2，具体而言，在一些实施例中，加工设备的主轴500沿竖向设置，此时，放置架100沿水平方向设置，底板110位于定位板120下方，放置架100还包括支撑板130，支撑板130两端分别与定位板120和底板110连接，以对定位板120形成支撑，此时，定位面111可以设置于底板110上表面，定位面111沿水平方向设置，刀具200沿竖向放置。于是，换刀过程中，主轴500夹紧、固定刀具200后，刀具200进行长度补偿后的x、y、z坐标，其x、y坐标分别与主轴500的x、y坐标一致，刀具200的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离坐标为刀具200的z坐标，且刀库中各刀具200的z坐标一致。另外，主轴500的z轴坐标与定位面111相应坐标之间的差值，即为刀具200的长度，并可以作为刀具200的长度补偿值。当然，本领域的技术人员可以理解的是，在一些实施例中，加工设备的主轴500也可以沿其他方向设置，例如，加工设备的主轴500也可以沿水平方向设置，此时，底板110与定位板120沿竖向设置，定位面111沿竖向设置，刀具200沿水平方向放置。

参照图1至图5，可以理解，在一些实施例中，定位孔内安装有导套300，刀具200插设于导套300。导套300可以避免刀具200的刀柄210与定位孔侧壁接触，避免定位孔侧壁磨损，长时间使用后，只需更换导套300即可，无需更换放置架100，降低维护费用；另外，导套300可以采用柔性材料或摩擦系数小的材料等制作，以降低刀具200的刀柄210的磨损。

参照图4和图5，具体而言，导套300的两端设置有卡槽320，卡槽320内套设有挡圈，挡圈与定位板120相应的表面接触，通过上述设置，可以将导套300固定于定位孔内，避免导套300脱离定位孔，且导套300拆装方便，易于更换。

参照图2、图4和图5，可以理解，在一些实施例中，摆放位处设置有夹持机构，夹持机构能够作用于刀具200。可以理解，在一些实施例中，导套300设置有避让孔310，夹持机构包括工作部420，工作部420可伸缩地设置于避让孔310，工作部420能够作用于刀具200。

参照图2、图4和图5，具体而言，在一些实施例中，上述的夹持机构还包括弹片410，弹片410安装于导套300外周，弹片410与工作部420连接。如图2和图4所示，具体而言，在一些实施例中，弹片410中部固定连接于所述导套300，弹片410两端均连接有工作部420，定位孔侧壁设置有能够容纳弹片410形变的避让槽121。于是，刀具200的刀柄210位于导套300内时，刀柄210的外周表面使工作部420向避让孔310内收缩，与工作部420连接的弹片410产生变形，在弹片410的形变作用下，工作部420对刀柄210产生挤压作用，通过上述设置，可以增加刀具200进出导套300时受到的阻力，当放置架100沿水平方向设置时，可以降低刀具200插入导套300的速度，避免刀尖与底板110之间发生较大的碰撞，保护刀尖；当放置架100沿竖向设置时，也可以避免刀具200脱离导套300。当然，本领域的技术人员可以理解的是，在一些实施例中，弹片410与工作部420之间也可以采取其他设置方式，例如，工作部420连接于弹片410一端，弹片410另一端与导套300固定连接。

需要说明的是，在一些实施例中，夹持机构也可以采用其他设置方式，例如，可以将上述的弹片410替换为弹簧，弹簧可以设置于避让孔310内并作用于工作部420，如此，可以利用弹簧的弹力，使工作部420能够对刀具200的刀柄210施加挤压力。

需要说明的是，在一些实施例中，上述的摆放位也可以采用其他设置方式，例如，上述的摆放位包括设置于定位板120的夹爪，通过夹爪固定、夹持刀具200。

需要说明的是，在一些实施例中，上述的放置架100也可以采取其他设置方式，例如，上述的摆放位可以包括设置于放置架100上的凹孔，刀具200可以放置于凹孔内，此时，定位部可以设置于凹孔的底部，底板110可以不用设置。

根据本发明的第二方面实施例的加工设备，其设置有上述的刀库。通过设置上述的刀库，可以使本发明提供的加工设备，节省对刀操作，简化加工过程，有效提高生产效率。

加工设备设置有主轴500，主轴500用来装夹刀具200，可以理解，在一些实施例中，在夹紧刀具200的过程中，主轴500可以沿刀柄210径向夹紧刀具200，以避免发生刀具200轴向滑移的情况，使刀具200的刀尖与定位部保持接触状态，待主轴500完成夹紧刀具200后，主轴500可以直接取出刀具200，换刀过程简单、方便。

本领域中，主轴500种类繁多，本领域的技术人员可以根据实际情况进行选择，例如：在一些实施例中，主轴500可以设置有夹持孔，夹持孔内设置有夹紧结构，该夹紧结构可以设置为能够沿夹持孔径向滑动的夹头，换刀时，刀具200的刀柄210插设于夹持孔内，通过夹持孔的侧壁对刀具200进行定位，然后夹头向刀柄210滑动以将刀柄210夹紧；在一些实施例中，主轴500可以设置有卡爪，通过卡爪沿刀柄210径向夹持、固定刀柄210。

在一些实施例中，当主轴500夹紧不同的刀具200时，主轴500相对于定位部的距离可以保持一致，其中，定位部可以设置为定位面111，或者定位部设置为定位凸起，且定位凸起顶部平齐，于是，在加工设备中，主轴500取刀时的轴向坐标，为定值，以方便主轴500的控制。主轴500夹紧不同的刀具200时，各刀具200的刀尖与主轴500之间的距离相同，相当于各刀具200具有相同的长度，各刀具200的长度补偿值相同，各刀具200进行长度补偿后的长度方向坐标也是一致的，各刀具200的刀尖与工件的加工原点的相对距离相同。

现有的多主轴加工设备，通常在加工前通过对刀操作得到各刀具200的长度补偿值，并针对每一个主轴500建立一个长度补偿数据库，刀具200与其长度补偿值需要一一对应，其操作麻烦，耗时耗力，各主轴500对刀具200进行长度补偿时也比较困难，并容易出错。如图6所示，本发明提供的加工设备，当其具有多个主轴500时，各个主轴500换取刀具200过程中，各个主轴500与定位面111的距离保持一致，此时，对于各个主轴500而言，各刀具200具有相同的长度，各刀具200的长度补偿值相同。于是，加工前，可以通过第一把刀具200对刀确定加工原点，确定第一把刀具200进行长度补偿后的坐标，在加工过程中，后续换取的刀具200可以直接换取，无需进行长度补偿；或者，也可以通过预先确定定位面111与加工原点之间的相对位置，得到第一把刀具200进行长度补偿后的坐标后，后续换取的刀具200也可以直接换取，无需进行长度补偿。通过上述设置，既可以节省对刀操作，又不需要建立庞大的数据库，方便加工设备编程，可以节省人力成本，提高效率。

当然，需要说明的是，在一些实施例中，当主轴500夹紧不同的刀具200时，主轴500的轴向坐标也可以不一致，只需确定刀具200的刀尖与工件的加工原点之间的相对距离即可。

参照图1和图2，由于各刀具200的刀柄210顶部可能不平齐，主轴500夹紧不同的刀具200时，各刀具200的刀柄210插入主轴500的深度不同，为了使主轴500能够顺利完成对各刀具200的夹紧，各刀具200的刀柄呈圆柱形，刀柄210外周面为圆柱面，当主轴500到达设定的轴向位置时，主轴500至少可以夹紧刀柄210的一部分，且刀柄210具有更好的定位精度，并方便主轴500装夹。需要说明的是，刀柄210也可以采用其他设置方式，只要刀柄210能够被主轴500装夹即可，例如，刀柄210的截面形状可以为正多边形。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上面结合附图对本实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本宗旨的前提下作出各种变化。