一种机床主轴的感应结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种感应结构，特别是涉及一种机床主轴的感应结构。
【背景技术】
[0002]在柔性机械加工过程中，对一个工件的加工有时候需要用到多种刀具，这就必须进行换刀。主轴换刀时，需要感应主轴当前的位置以及工作状态，然后对自动换刀的机械手发出一个信号，则主轴感应装置的出现就成了必然。
[0003]目前在主轴的换刀结构中，通常是在气缸旁设有两个上下的行程开关，通过气缸的行程来判断主轴是否松开刀具或者拉紧刀具。但是在实际自动换刀操作时，假如刀具不能够完全被松开，气缸旁的行程开关是无法检测到的，因此容易导致刀具在没有松开的情况下被机械手硬拉下来。因此，容易出现判断错误而造成抓刀轴和刀具的损坏。因此，也有一些自动换刀结构，在主轴上安装行程开关来对刀具的松紧进行判断，这样的判断虽然准确，但是在主轴上安装行程开关，受限于机床主轴的结构，不但不容易安装拆卸，而且也影响了主轴的整体强度和稳定性能。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种便于判断机床主轴的换刀信号，并且判断准确，安装方便的机床主轴的感应结构。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种机床主轴的感应结构，包括主轴以及位于主轴内与主轴同轴设置的抓刀轴，所述主轴外侧固定套有与其同轴的壳体，其特征在于:所述壳体的第一端固定有气缸，所述抓刀轴的第一端与所述气缸的活塞相对设置，所述抓刀轴的第二端与主轴之间套有抓刀爪，所述气缸驱动所述抓刀轴沿所述主轴的轴向运动，进而驱动所述抓刀爪向抓刀轴的径向外侧散开或者向抓刀轴的径向内侧收拢，所述抓刀轴的第一端上固定套有一感应环，所述感应环随着抓刀轴的运动同样沿主轴的轴向运动，所述壳体上设置有传感器，所述传感器与感应环相互作用进而使得所述传感器传出抓刀轴的位置信号。
[0006]为了使位置信号更加准确，所述传感器为沿壳体的轴向间隔设置的第一传感器和第二传感器，所述抓刀轴沿所述主轴的轴向运动时，所述感应环在第一传感器一侧和第二传感器一侧来回运动。
[0007]为了便于安装，所述壳体的外周面上设有沿其径向延伸的孔，所述孔上沿壳体的轴向相对的内表面上固定所述第一传感器和第二传感器。
[0008]为了使所述抓刀轴的运动更加顺畅，所述抓刀轴的中部外侧套有一弹簧，所述弹簧的一端抵于所述主轴的内侧表面上，另一端抵于所述感应环上，所述弹簧使得所述抓刀轴具有始终向其第一端侧运动进而张开抓刀爪的趋势。
[0009]为了使感应环的运动具有导向更加平稳，所述感应环包括固定套于抓刀轴外侧的筒形面以及沿所述筒形面的径向向外侧垂直延伸的法兰圈，所述法兰圈上设有多个供主轴的周面穿过的轴向通孔，所述主轴与所述法兰圈相匹配的周面上设有多个长条形缺口，所述长条形缺口之间的周面插入位于所述轴向通孔内，所述法兰圈沿所述长条形缺口移动。
[0010]优选地，所述抓刀轴的第二端端部上固定连接有拉杆螺栓，所述抓刀爪的内侧端位于主轴的内表面上的凹槽内并且可在该凹槽内转动，所述抓刀轴的第二端上位于所述抓刀爪的内侧还依次套有卡座和衬垫，所述卡座和所述抓刀爪的内侧端相配合，并且所述抓刀轴的第二端相对于该卡座和衬垫的内侧设有沿其径向向外突出的凸圈，所述拉杆螺栓以及所述凸圈在抓刀轴沿其自身轴向运动时驱动所述抓刀爪的张开和收拢。
[0011]优选地，所述气缸包括与壳体的第一端固定连接的缸体以及封住缸体一端的端盖，所述活塞位于缸体内并且沿缸体的轴向运动伸出于缸体的另一端。
[0012]与现有技术相比，本发明的优点在于该机床主轴的感应结构，采用非接触式的接近式传感器，使用寿命长，成本低，而且传感器安装在主轴的壳体上，便于更换，而且感应抓刀轴的运动准确可靠，不会出现刀具没有松开而误拔或者没有夹紧等误操作。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例的机床主轴的立体示意图。
[0014]图2为本发明实施例的机床主轴的感应环的立体示意图。
[0015]图3为沿图1中A-A线的剖视图。
[0016]图4为本发明实施例的机床主轴的部分放大图(省略主轴以及壳体)。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0018]本发明实施例的机床主轴的感应结构，如图1-3所示，包括主轴1，以及位于主轴I内同轴设置的抓刀轴2，所述主轴I的外侧固定套有与其同轴的壳体3。主轴I和壳体3之间还设有衬套10。
[0019]所述壳体3的第一端固定有一抓刀和松刀的气缸4，该气缸4的轴向与壳体3同向设置，并且包括位于外侧的缸体41和封住缸体41 一端的端盖42，以及位于缸体41内相对于缸体41的轴向运动伸出于缸体41的另一端的活塞43。所述活塞43与抓刀轴2的第一端21相对设置，优选地，相互固定连接。因此，活塞43的运动可带动抓刀轴2沿主轴I以及壳体3的轴向运动。该抓刀轴2的第一端21端部上套有一接头20。该主轴I的第一端上通过联轴器5连接至其他外部带动主轴I转动的电机。该壳体3的第一端、主轴I的第一端和抓刀轴2的第一端21同侧设置，壳体3的第二端、主轴I的第二端和抓刀轴2的第二端同侧设置。
[0020]所述主轴I的第二端伸出位于壳体3的第二端外侧，并且其内的抓刀轴2的第二端22上与所述主轴I之间套有抓刀爪6，抓刀轴2的第二端22端部上固定连接有拉杆螺栓61，该拉杆螺栓61与抓刀轴2固定，并且位于抓刀爪6的径向内侧，该抓刀爪6可随着抓刀轴2沿主轴I的轴向运动，向抓刀轴2的径向外侧散开或者向径向内侧收拢。该抓刀爪6为沿抓刀轴2的周向均匀分布设有多个，并且其内侧端位于主轴I的内表面上沿主轴I的径向延伸的凹槽12内，所述抓刀爪6的内侧端可在该凹槽12内摆动，外侧端向外伸出于抓刀轴2和主轴I的第二端。该抓刀轴2位于抓刀爪6内侧的部位上还依次套有卡座7和衬垫71，该卡座7和衬垫71与抓刀爪6相配合，并且该抓刀轴2的外周面上设有与该衬垫71相匹配的径向向外突出的凸圈23，所述凸圈23相对于卡座7和衬垫71位于抓刀轴2轴向的内侧，随着抓刀轴2沿主轴I的轴向从第一端向第二端的运动，该凸圈23与衬垫71相配合，进而推动抓刀爪6的在凹槽12内的转动，进而驱动抓刀爪6向抓刀轴2的径向内侧收拢，而当抓刀轴2从第二端向第一端运动时，该拉杆螺栓61与抓刀爪6相作用，使得该抓刀爪6向抓刀轴2的径向外侧张开，进而卡紧位于抓刀爪6外侧的刀具，这样实现抓刀爪6的开合进而进行抓刀和松刀动作。优选地，如图4所示，所述拉杆螺栓61的内侧端上设有一沿其径向向内倾斜的斜面62，抓刀爪6的内侧端与该拉杆螺栓61相对的面上设有与该斜面62相匹配的第一倾斜面601，因此，拉杆螺栓61随着抓刀轴2从抓刀轴2的第二端向第一端运动时，由于斜面62和第一倾斜面601的配合，使得抓刀爪6沿抓刀轴2的径向向外张开。所述卡座7向着所述抓刀爪6的端面上设有一圈向着抓刀轴2的第一端向抓刀轴2径向内侧倾斜的斜面72，该抓刀爪6的内侧端与该卡座7上的斜面72相匹配的第二倾斜面602，该卡座7与抓刀爪6相配合，当卡座7受抓刀轴2上的凸圈23驱动向抓刀轴2的第二端运动时，该抓刀爪6可沿抓刀轴2的径向向内收拢。
[0021]所述