(未图示)内，并分布连接换刀臂29与花键套20。在本实施例中，连接臂杆4通过螺钉与花键套20固定连接，换刀臂29安装在连接臂杆4的端部。应理解，在本实施例的换刀臂29设置于框架22的一侧，线性驱动器2设置于框架22的另一侦牝换刀臂29和线性驱动器2相对设置。
[0029]转动驱动装置包括联轴器33、减速机30和转动驱动器31。联轴器33的一端与花键轴19连接，联轴器33的另一端与减速机30的一端连接，减速机31的另一端与转动驱动器31连接。既减速机30通过联轴器33与花键轴19相连，转动驱动器31与减速机30直连。优选地，减速机30通过电机座7安装在框架22上。在本实施例中，转动驱动器31为伺服电机。应理解，在其他实施例中，转动驱动器31并不限定于伺服电机，转动驱动器31还可以为步进电机。
[0030]在本实施例中，框架22的内部进一步形成有第二容置腔(未图示)，联轴器33、减速机30和转动驱动器31设置于框架22的外侧，花键轴19设置于第二容置腔内，并通过框架22上的通孔与联轴器33连接。应理解，联轴器33、减速机30和转动驱动器31与线性驱动器2设置在框架22的同一侧。
[0031]下面说明本实用新型自动换刀装置的工作原理。
[0032]气缸的活塞杆往复运动，可以驱动滑块9、轴承座5、滚动轴承34以及花键套20沿线性导轨10进行直线运动，进而带动换刀臂29和连接臂杆4沿花键轴19的轴向进行直线运动，形成自动换刀装置的机械手直线平移动作，从而可以实现拔刀和插刀功能动作。
[0033]伺服电机通过减速机30和联轴器33驱动花键轴19绕花键轴19的轴线进行转动，既伺服电机的旋转扭矩通过减速机31、联轴器33、花键轴19和花键套20传递到换刀臂29和连接臂杆4，形成自动换刀装置的机械手旋转分度动作，从而可以实现抓刀、180°换刀和回零功能动作。
[0034]本实施例通过对传统凸轮联动式自动换刀装置的功能分解和分析，利用简单的气缸往复运动和伺服电机的精确可控制的旋转、分度和定位功能，实现了自动换刀装置的机械手旋转分度动作和机械手的直线平移动作。
[0035]综上所述，本实用新型的数控机床的自动换刀装置包括框架、线性驱动机构、花键套、花键轴、转动驱动装置和换刀臂，线性驱动机构设置于框架上，花键套与线性驱动机构转动连接，花键轴穿设于花键套内，转动驱动装置设置于框架上且与花键轴连接，换刀臂与花键套连接，其中，线性驱动机构驱动花键套，并由花键套带动换刀臂沿花键轴的轴向进行直线运动，转动驱动装置驱动花键轴，并由花键轴带动花键套以及换刀臂绕花键轴的轴向进行转动。本实用新型的自动换刀装置的结构简单，其制造精度要求低，且设计难度低，加工容易，故障率低，保证自动换刀装置的换刀运动连续、高速、平稳和可靠，同时能够有效降低成本。
[0036]以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种数控机床的自动换刀装置，其特征在于，所述自动换刀装置包括: 框架； 线性驱动机构，所述线性驱动机构设置于所述框架上； 花键套，所述花键套与所述线性驱动机构转动连接； 花键轴，所述花键轴穿设于所述花键套内； 转动驱动装置，所述转动驱动装置设置于所述框架上且与所述花键轴连接； 换刀臂，所述换刀臂套接于所述花键套上，并与所述花键套垂直； 其中，所述线性驱动机构驱动所述花键套，并由所述花键套带动所述换刀臂沿所述花键轴的轴向进行直线运动，所述转动驱动装置驱动所述花键轴，并由所述花键轴带动所述花键套以及所述换刀臂绕所述花键轴的轴向进行转动。
2.根据权利要求1所述的自动换刀装置，其特征在于，所述线性驱动机构包括: 线性导轨，所述线性导轨固定于所述框架上且沿所述花键轴的轴向设置； 滑块，所述滑块滑动支撑于所述线性导轨上； 轴承座，所述轴承座固定于所述滑块上； 滚动轴承，所述滚动轴承的外圈固定于所述轴承座上，所述花键套固定于所述滚动轴承的内圈上； 线性驱动器，所述线性驱动器固定于所述框架上且与所述滑块连接，进而驱动所述滑块、所述轴承座、所述滚动轴承以及所述花键套沿所述线性导轨进行直线运动。
3.根据权利要求2所述的自动换刀装置，其特征在于，所述线性驱动器为气缸。
4.根据权利要求2所述的自动换刀装置，其特征在于，所述框架的内部形成第一容置腔，所述线性导轨、所述滑块、所述轴承座、所述滚动轴承以及所述花键套设置于所述第一容置腔内，所述线性驱动器设置于所述框架的外侧，并通过所述框架上的第一通孔与所述滑块连接。
5.根据权利要求4所述的自动换刀装置，其特征在于，所述换刀臂设置于所述框架的外侧，所述自动换刀装置进一步包括连接臂杆，所述连接臂杆穿设于所述框架上的第二通孔内，并连接所述换刀臂与所述花键套。
6.根据权利要求2所述的自动换刀装置，其特征在于，所述轴承座设置有内孔，所述滚动轴承设置于所述内孔内，所述线性驱动机构进一步包括外圈压盖和内圈压盖，其中所述外圈压盖和所述内圈压盖用于分别将所述滚动轴承的外圈和内圈压持于所述内孔内。
7.根据权利要求6所述的自动换刀装置，其特征在于，所述线性驱动机构包括过渡套，所述过渡套设置于所述花键套与所述滚动轴承的内圈之间且分别与所述花键套和所述滚动轴承的内圈之间形成紧配合。
8.根据权利要求1所述的自动换刀装置，其特征在于，所述转动驱动装置包括: 联轴器，所述联轴器的一端与所述花键轴连接； 减速机，所述减速机的一端与所述联轴器的另一端连接； 转动驱动器，所述转动驱动器与所述减速机的另一端连接，进而通过所述减速机和所述联轴器驱动所述花键轴绕所述花键轴的轴线进行转动。
9.根据权利要求8所述的自动换刀装置，其特征在于，所述转动驱动器为伺服电机，所述框架的内部形成第二容置腔，所述联轴器、所述减速机和所述转动驱动器设置于所述框架的外侧，所述花键轴设置于所述第二容置腔，并通过所述框架上的通孔与所述联轴器连接。
10.一种数控机床，其特征在于，所述数控机床包括如权利要求1-9任一项所述的自动换刀装置。
【专利摘要】本实用新型公开了一种数控机床的自动换刀装置，其包括框架、线性驱动机构、花键套、花键轴、转动驱动装置和换刀臂，线性驱动机构设置于框架上，花键套与线性驱动机构转动连接，花键轴穿设于花键套内，转动驱动装置设置于框架上且与花键轴连接，换刀臂套接于花键套上，并与花键套垂直；其中，线性驱动机构驱动花键套，并由花键套带动换刀臂沿花键轴的轴向进行直线运动，转动驱动装置驱动花键轴，并由花键轴带动花键套以及换刀臂绕花键轴的轴向进行转动。本实用新型还公开一种数控机床。通过上述方式，本实用新型的自动换刀装置的结构简单，且其设计难度低，加工容易，故障率低，能够有效降低成本。
【IPC分类】B23Q3-155
【公开号】CN204546073
【申请号】CN201420872711
【发明人】吕战争, 陈宗孟, 游天佑
【申请人】深圳市配天智造装备股份有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年12月31日