专利名称：机床用刀具自动更换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及滚齿机床领域，具体地说是一种可用于滚齿加工机床的刀具自动
更换装置。
背景技术：
齿轮在机械传动中的应用极为广泛，是绝大多数机械领域不可缺少的零件之一。 齿轮的加工方法有滚齿、铣齿、插齿、梳齿、磨齿等，其中以滚齿加工效率最高，滚齿是目前 世界上在齿轮加工中应用最广的切齿方法。目前，国内外一些机床生产厂家已经研制出六 轴四联动数控滚齿机，使齿轮滚切加工的调整过程大为简化，但是机床仍为单刀加工，即需 要通过手动进行刀具交换。由于手动换刀和调整找正，使得齿轮加工增加了人为误差，影响 了齿轮的加工精度，也降低了机床的加工效率，增加了劳动强度。 综上所述，虽然目前各种机床用工具自动交换装置很多，但是还没有一种能够有 效用于滚齿机实现刀具自动更换的装置。
发明内容本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，能快速、 准确、自动实现滚齿机主轴与刀盘之间的刀具交换，使刀具交换装置与加工区分开，避免加 工区切屑、冷却液飞溅对刀具交换装置造成不良影响的机床用刀具自动更换装置。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 —种机床用刀具自动更换装置，设有底座和立柱，底座上设有导轨，立柱安装在导 轨上，其特征在于底座一侧设有叉形刀盘装置，叉形刀盘装置经框架固定在地基上，导轨上 设有滑动座架，滑动座架上端设有刀盘机械手，立柱两侧设有磁性开关油缸，滑动座架经磁 性开关油缸与立柱相连接。 本实用新型中的叉形刀盘装置包括框架、导向柱、叉形板、刀具托架、滑座体、联接 法兰、缸筒、活塞、缸套、端盖、旋转接头和检测装置，检测装置包括上升检测开关、开关支 架、下降检测开关和上升检测杆，框架上端面设有通孔，导向柱穿过框架上端面设有的通孔 与框架固定连接，导向柱上端设有盲孔，下端设有旋转接头，盲孔内设有缸筒，缸筒内设有 活塞，活塞经缸套、端盖与缸筒相连接，旋转接头一端口经导向柱和缸筒侧壁设有的注油孔 与缸筒下腔相连通，另一端口经导油管穿过导向柱和缸筒侧壁设有的注油孔与缸筒上腔相 连通，导向柱外部设有滑座体，滑座体上端与联接法兰固定连接，下端与叉形板固定连接， 叉形板上设有刀具托架，联接法兰经螺钉与活塞固定连接，联接法兰上设有与导向柱相配 合的圆柱形凸台，圆柱形凸台上设有键槽及导向键，联接法兰经导向键与导向柱盲孔内壁 设有的键槽配合连接，以利于联接法兰经滑座体带动叉形板上下作直线升降运动，开关支 架固定在框架内壁，开关支架上部设有上升检测开关，下部设有下降检测开关，上升检测杆 穿过导向柱上设有的孔与滑座体下端固定连接，当系统接到换刀指令后，缸筒下腔通入液 压油，活塞带动联接法兰、滑座体、叉形板及刀具托架一起沿缸筒轴线向上运动，当滑座体上升到指定位置时，上升检测杆检测到位信号，活塞停止运动，系统发出换刀指令，换刀完 毕，缸筒上腔通入液压油，活塞向下运动，上升检测杆检测到下降检测开关的信号时，即停 止向下运动。 本实用新型中的滑动座架包括导向滑座、电机、滚珠丝杆、检测开关、左支板、右支 板、滚珠丝杆、滚珠丝杆支架、轴承和联轴器，导向滑座两侧经磁性开关油缸与立柱相连接， 导向滑座上端设有横向导轨，下端对应设有左支板和右支板，一侧与传动座固定连接，横向 导轨中间设有滚珠丝杆，滚珠丝杆一端经轴承、丝杆支架与导向滑座固定连接，另一端经轴 承、联轴器与固定在传动座上的电机相连接，电机也可为液压马达，导向滑座一侧设有二个 检测开关，分别位于导向滑座的中间和一端，左支板和右支板下部内侧分别设有曲线轴承， 曲线轴承经销轴、轴承套分别与左支板和右支板固定连接，以使滑动座架沿着导轨纵向滑 动。 本实用新型可在框架上端设有回转装置，回转装置包括回转支承轴承、联接板、电 机、齿轮和检测装置，检测装置包括检测圆盘、延伸杆、(T回转检测开关、角度回转检测开 关和回转检测杆，框架上端设有带内齿的回转支承轴承，回转支承轴承上端设有联接板，联 接板固定在回转支承轴承的内圈上，联接板上设有通孔，通孔外部设有弧形通孔，导向柱穿 过联接板上设有的通孔与联接板固定连接，导向柱轴线与回转支承轴承轴线重合，以利于 联接板绕回转支承轴承轴线任意回转，框架内设有电机，电机经齿轮与回转支承轴承内齿 相啮合，以使电机带动回转支承轴承内圈旋转，进而带动导向柱、联接法兰、滑座体、叉形板 旋转，进行刀具的交换，检测圆盘经延伸杆穿过联接板和导向柱上设有的弧形通槽与滑座 体下瑞固定连接，上升检测杆和回转检测杆对应固定在检测圆盘两侧，0。回转检测开关和 角度回转检测开关分别固定在开关支架上，依次排在下降检测开关的下方，当系统接到换 刀指令后，缸筒下腔通入液压油，活塞带动联接法兰、滑座体、叉形板及刀具托架一起沿缸 筒轴线向上运动，当滑座体上升到指定位置时，上升检测开关检测到上升到位信号，活塞停 止运动，同时0°回转检测开关检测到到位信号后，电机动作，带动齿轮、回转支承轴承、联 接板、导向柱、联接法兰、滑座体、叉形板及刀具托架一起顺时针方向旋转，旋转到位后，角 度回转检测开关检测到回转检测杆信号，电机即停止运动，实现叉形板两端刀具托架的位 置交换。 本实用新型可在滑座体上部和下部径向分别均匀设有2-4个盲孔，盲孔侧壁与滑 座体内圆相连通，盲孔内设有偏心轴，偏心轴上设有导向轮，导向轮对应的导向柱外壁设有 导向平面，使导向轮沿导向柱外壁的导向平面自由旋转，以减少滑座体升降时与导向柱的 摩擦，当滑座体上升或下降时，由于偏心轴的偏心作用，导向轮与导向柱外壁的导向平面相 切，导向柱周边的导向轮同时夹紧导向柱，起到自动消除导向轮与导向柱导向面之间间隙 的作用，使滑座体运行更加平稳可靠。 本实用新型还可在框架外部设有磁性感应液压缸，磁性感应液压缸上设有活塞 杆，联接板下端面设有定位套，活塞杆与定位套相配合，以利于联接板的初始位置定位，当 系统接到换刀指令后，磁性感应液压缸上腔通入液压油，活塞杆下降，磁性感应液压缸内的 磁性感应开关检测到下降到位信号，缸筒下腔通入液压油，带动活塞、联接法兰、滑座体、叉 形板、刀具托架及检测圆盘一起沿导向柱轴线上升，当上升检测开关检测到上升到位信号 后，电机动作，带动齿轮、回转支承轴承内圈、联接板、导向柱、联接法兰、滑座体、叉形板、刀具托架及检测圆盘一起沿导向柱轴向旋转，旋转到位后，角度回转检测开关检测到检测圆 盘下端的回转检测杆信号，电机停止动作，缸筒上腔通入液压油，带动活塞、联接法兰、滑座 体、叉形板、刀具托架及检测圆盘一起沿导向柱轴线下降，当下降检测开关检测到下降到位 信号后，磁性感应液压缸下腔通入液压油，活塞杆上升，与联接板下端的定位套相配合，达 到初始位置定位的目的。 本实用新型中的刀盘机械手包括横向滑座、连接座、刀具托盘、缓冲装置、安装板、
感应块和直线导轨副，在滑动座架上端的横向导轨上设有横向滑座，横向滑座经直线导轨
副与横向导轨滑动连接，横向滑座上端设有连接座，连接座上端经缓冲装置与刀具托盘活
动连接，使刀具托盘经横向滑座一端电机的动力，沿滚珠丝杆横向滑动，横向滑座一侧设有
安装板，安装板上设有感应块，导向滑座一侧设有检测开关，感应块与检测开关高度等同。 本实用新型还可在左支板和右支板下部的曲线轴承一侧分别设有滚轮支承轴承，
滚轮支承轴承经销轴、侧向支架分别与左支板和右支板固定连接，以使滑动座架经滚轮支
承轴承沿着导轨侧壁纵向滑动，减少滑动座架与导轨的摩擦，同时保证滑动座架在导轨上
的平稳运行。 本实用新型可在左支板和右支板的下端分别设有压紧盘，压紧盘上部设有定位 板，定位板分别与左支板和右支板固定连接，压紧盘内设有液压腔，液压腔内设有活塞，压 紧盘一侧设有压力开关，当导向滑座到达指定位置后，导向滑座上的感应块检测到横向滑 座中间的检测开关发出的信号，压紧盘内通入液压油，活塞动作，压力开关发出确认信号， 将导向滑座经活塞和定位板夹紧在导轨上，便于刀具交换。 本实用新型中的刀具托架包括托架体、左托架、右托架和定位键，托架体下端设有 定位孔，用于刀具托架在叉形刀盘和换刀机械手上的定位，上端两侧分别于左托架和右托 架固定连接，左托架或右托架内侧设有定位键，用于滚动组件在刀具托架上的轴向定位。 本实用新型中的缓冲装置是由销轴、弹簧及轴套组成，利用弹簧的压縮变形来减 小换刀过程中的冲击震动，延长换刀装置的使用寿命。 本实用新型还可在导向滑座上设有导轨伸縮护罩，导轨伸縮护罩是由密封条、滚
轮及型号不等的护罩依次活动连接组成，护罩与护罩之间设有密封条，护罩底部设有滚轮，
以利于护罩的伸縮移动，减少与横向滑座的摩擦，导轨伸縮护罩固定端与导向滑座相连接，
运动端经滚轮与横向滑座相连接，以利于保护导向滑座不受冷却液的腐蚀。 本实用新型还可叉形板上设有定位块和定位销，以利于刀具托架的安装定位。 本实用新型还可在框架外侧设有检修门，方便操作人员对设备的检修。 本实用新型由于采用上述结构，能快速、准确、自动实现滚齿机主轴与刀盘之间的
刀具交换，使刀具交换装置与加工区分开，节省人为换刀时间，避免加工区切屑、冷却液飞
溅对刀具交换装置造成的不良影响，具有结构新颖、自动化程度高、操作方便、生产效率高、
工件加工精度高等优点。
图1是本实用新型初始位置的结构示意图。 图2是本实用新型中立柱带动刀盘机械手移动，与叉形刀盘进行刀具交换的结构 示意图。[0023] 图3是本实用新型中刀盘机械手通过磁性开关油缸的位置检测，移动到立柱上的 主轴下部，使主轴轴线与刀盘机械手上的刀具轴线在同一垂直面的结构示意图。 图4是本实用新型中刀具机械手横向移动到主轴换刀点K的结构示意图。 图5是立柱上的主轴下降的结构示意图。 图6是本实用新型中刀盘机械手与主轴进行换刀的结构示意图。 图7是本实用新型中刀盘机械手换刀完毕，主轴上升回位的结构示意图。 图8是本实用新型中刀盘机械手回位的结构示意图。 图9是本实用新型中滑动座架经磁性开关油缸伸縮，使刀盘机械手回到初始状态 的结构示意图。 图10是本实用新型中立柱携带换好的刀具进入工作的结构示意图。 图11是本实用新型中叉形刀盘装置的立体结构示意图。 图12是图11的主视图的结构示意图。 图13是图12的俯视图的结构示意图。 图14是图13中A-A剖视图的结构示意图。 图15是图12中B-B剖视图的结构示意图。 图16是图12中C-C剖面图的结构示意图。 图17是本实用新型中刀具托架的结构示意图。 图18是图17的俯视图的结构示意图。 图19是本实用新型中滑动座架与刀盘机械手连接关系的结构示意图。 图20是图19的俯视图的结构示意图(去掉导轨伸縮护罩)。 图21是图19的左视图的结构示意图。 图22是图19的剖视图的结构示意图(去掉导轨伸縮护罩)。 图23是图22中D_D的局部剖视图的结构示意图。 图24是图22中F的局部放大图的结构示意图。 图25是图22中G的局部放大图的结构示意图。 图26是图22中H向的结构示意图。 图27是图26中I向剖视图的结构示意图。 附图标记底座1、立柱2、导轨3、叉形刀盘装置4、框架5、刀盘机械手7、磁性开关 油缸8、滑动座架9、导向滑座10、电机11、滚珠丝杆12、检测开关13、左支板14、右支板15、 滚珠丝杆16、滚珠丝杆支架17、轴承18、联轴器19、横向导轨20、左支板21、右支板22、传动 座23、轴承24、联轴器25、电机26、滚轮支承轴承27、侧向支架28、曲线轴承29、销轴30、轴 承套31、横向滑座32、连接座33、刀具托盘34、安装板35、感应块36、缓冲装置37、直线导 轨副38、框架39、导向柱40、叉形板41、刀具托架42、滑座体43、联接法兰44、缸筒45、活塞 46、缸套47、端盖48、旋转接头49、上升检测开关50、开关支架51、下降检测开关52、上升检 测杆53、刀具托架54、圆柱形凸台55、导向键56、检测圆盘57、延伸杆58、0°回转检测开关 59、角度回转检测开关60、回转检测杆61 ，回转支承轴承62、联接板63、电机64、齿轮65、偏 心轴66、导向轮67、磁性感应液压缸68、活塞杆69、定位套70、压力开关71、压紧盘72、定位 板73、活塞74、导轨伸縮护罩75、主轴76、导向轴套77、托架体78、左托架79、右托架80、定 位键8具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明 —种机床用刀具自动更换装置，设有底座1和立柱2，底座1上设有导轨3，立柱2 安装在导轨3上，其特征在于底座1 一侧设有叉形刀盘装置4，叉形刀盘装置4经框架5固 定在地基上，导轨3上设有滑动座架9，滑动座架9上端设有刀盘机械手7，立柱2两侧设有 磁性开关油缸8，滑动座架9经磁性开关油缸8与立柱2相连接。 本实用新型中的叉形刀盘装置包括框架39、导向柱40、叉形板41、刀具托架42、滑 座体43、联接法兰44、缸筒45、活塞46、缸套47、端盖48、旋转接头49和检测装置，检测装 置包括上升检测开关50、开关支架51、下降检测开关52和上升检测杆53，框架39上端面 设有通孔，导向柱40穿过框架39上端面设有的通孔与框架39固定连接，导向柱40上端设 有盲孔，下端设有旋转接头49，盲孔内设有缸筒45，缸筒45内设有活塞46，活塞46经缸套 47、端盖48与缸筒45相连接，旋转接头49 一端口经导向柱40和缸筒45侧壁设有的注油孔 与缸筒45下腔相连通，另一端口经导油管穿过导向柱40和缸筒45侧壁设有的注油孔与缸 筒45上腔相连通，导向柱40外部设有滑座体43，滑座体43上端与联接法兰44固定连接， 下端与叉形板41固定连接，叉形板41上设有刀具托架54，联接法兰44经螺钉与活塞46固 定连接，联接法兰44上设有与导向柱40相配合的圆柱形凸台55，圆柱形凸台55上设有键 槽及导向键56，联接法兰44经导向键56与导向柱40盲孔内壁设有的键槽配合连接，以利 于联接法兰44经滑座体43带动叉形板41上下作直线升降运动，开关支架51固定在框架5 内壁，开关支架5上部设有上升检测开关50，下部设有下降检测开关52，上升检测杆53穿 过导向柱40上设有的孔与滑座体43下端固定连接，当系统接到换刀指令后，缸筒45下腔 通入液压油，活塞46带动联接法兰44、滑座体43、叉形板41及刀具托架42 —起沿缸筒45 轴线向上运动，当滑座体43上升到指定位置时，上升检测杆53检测到位信号，活塞46停止 运动，系统发出换刀指令，换刀完毕，缸筒45上腔通入液压油，活塞46向下运动，上升检测 杆53检测到下降检测开关52的信号时，即停止向下运动。 本实用新型中的滑动座架9包括导向滑座10、电机11、滚珠丝杆12、检测开关13、 左支板14、右支板15、滚珠丝杆16、滚珠丝杆支架17、轴承18和联轴器19，导向滑座10两 侧经磁性开关油缸8与立柱2相连接，导向滑座10上端设有横向导轨20，下端对应设有左 支板21和右支板22，一侧与传动座23固定连接，横向导轨20中间设有滚珠丝杆16，滚珠 丝杆16 —端经轴承18、丝杆支架17与导向滑座10固定连接，另一端经轴承24、联轴器25 与固定在传动座23上的电机26相连接，电机26也可为液压马达，导向滑座10 —侧设有二 个或三个检测开关13，分别位于导向滑座10的中间和一端或两端，左支板14和右支板15 下部内侧分别设有曲线轴承29，曲线轴承29经销轴30、轴承套31分别与左支板14和右支 板15固定连接，以使滑动座架9沿着导轨3纵向滑动。 本实用新型可在框架上端设有回转装置，回转装置包括回转支承轴承62、联接板 63、电机64、齿轮65和检测装置，检测装置包括检测圆盘57、延伸杆58、0°回转检测开关 59、角度回转检测开关60和回转检测杆61，框架39上端设有带内齿的回转支承轴承62， 回转支承轴承62上端设有联接板63，联接板63固定在回转支承轴承62的内圈上，联接板 63上设有通孔，通孔外部设有弧形通孔，导向柱40穿过联接板63上设有的通孔与联接板63固定连接，导向柱40轴线与回转支承轴承62轴线重合，以利于联接板63绕回转支承轴 承62轴线任意回转，框架39内设有电机64，电机64经齿轮65与回转支承轴承62内齿相 啮合，以使电机64带动回转支承轴承62内圈旋转，进而带动导向柱40、联接法兰44、滑座 体43、叉形板41旋转，进行刀具的交换，检测圆盘57经延伸杆58穿过联接板63和导向柱 40上设有的弧形通槽与滑座体43下端固定连接，上升检测杆53和回转检测杆61对应固定 在检测圆盘57两侧，0°回转检测开关59和角度回转检测开关60分别固定在开关支架51 上，依次排在下降检测开关52的下方，当系统接到换刀指令后，缸筒45下腔通入液压油，活 塞46带动联接法兰44、滑座体43、叉形板41及刀具托架42 —起沿缸筒45轴线向上运动， 当滑座体43上升到指定位置时，上升检测开关53检测到上升到位信号，活塞46停止运动， 同时0°回转检测开关59检测到到位信号后，电机5动作，带动齿轮65、回转支承轴承62、 联接板63、导向柱40、联接法兰44、滑座体43、叉形板41及刀具托架42 —起顺时针方向旋 转，旋转到位后，角度回转检测开关60检测到回转检测杆53信号，电机64即停止运动，实 现叉形板41两端刀具托架42的位置交换。 本实用新型可在滑座体43上部和下部径向分别均匀设有2-4个盲孔，盲孔侧壁与 滑座体43内圆相连通，盲孔内设有偏心轴66，偏心轴66上设有导向轮67，导向轮67对应 的导向柱40外壁设有导向平面，使导向轮67沿导向柱40外壁的导向平面自由旋转，以减 少滑座体43升降时与导向柱40的摩擦，当滑座体43上升或下降时，由于偏心轴66的偏心 作用，导向轮67与导向柱40外壁的导向平面相切，导向柱40周边的导向轮67同时夹紧导 向柱40，起到自动消除导向轮67与导向柱40导向面之间间隙的作用，使滑座体43运行更 加平稳可靠。 本实用新型还可在框架39外部设有磁性感应液压缸68，磁性感应液压缸68上设 有活塞杆69，联接板63下端面设有定位套70，活塞杆69与定位套70相配合，以利于联接 板63的初始位置定位，当系统接到换刀指令后，磁性感应液压缸68上腔通入液压油，活塞 杆69下降，磁性感应液压缸68内的磁性感应开关检测到下降到位信号，缸筒45下腔通入 液压油，带动活塞46、联接法兰44、滑座体43、叉形板41、刀具托架42及检测圆盘57 —起 沿导向柱40轴线上升，当上升检测开关53检测到上升到位信号后，电机64动作，带动齿轮 65、回转支承轴承62内圈、联接板63、导向柱40、联接法兰44、滑座体43、叉形板63、刀具 托架42及检测圆盘57 —起沿导向柱40轴向旋转，旋转180°到位后，180°回转检测开关 60检测到检测圆盘57下端的回转检测杆53信号，电机停止动作，缸筒45上腔通入液压油， 带动活塞46、联接法兰44、滑座体43、叉形板41、刀具托架42及检测圆盘57 —起沿导向柱 40轴线下降，当下降检测开关52检测到下降到位信号后，磁性感应液压缸68下腔通入液压 油，活塞杆69上升，与联接板63下端的定位套70相配合，达到初始位置定位的目的。 本实用新型中的刀盘机械手7包括横向滑座32、连接座33、刀具托盘34、缓冲装置 37、安装板35、感应块36和直线导轨副38，在滑动座架32上端的横向导轨20上设有横向 滑座32，横向滑座32经直线导轨副38与横向导轨滑动连接，横向滑座32上端设有连接座 33，连接座33上端经缓冲装置37与刀具托盘34活动连接，使刀具托盘34经横向滑座32 一端电机11的动力，沿滚珠丝杆12横向滑动，横向滑座32 —侧设有安装板35，安装板35 上设有感应块36，导向滑座10 —侧设有检测开关13，感应块36与检测开关13高度等同。 本实用新型还可在左支板14和右支板15下部的曲线轴承29 —侧分别设有滚轮支承轴承27，滚轮支承轴承27经销轴、侧向支架28分别与左支板14和右支板15固定连 接，以使滑动座架9经滚轮支承轴承27沿着导轨3侧壁纵向滑动，减少滑动座架9与导轨 3的摩擦，同时保证滑动座架9在导轨3上的平稳运行。 本实用新型可在左支板14和右支板15的下端分别设有压紧盘72，压紧盘72上 部设有定位板73，定位板73分别与左支板14和右支板15固定连接，压紧盘72内设有液 压腔，液压腔内设有活塞74，压紧盘72 —侧设有压力开关71，当导向滑座10到达指定位置 后，导向滑座10上的感应块36检测到横向滑座32中间的检测开关13发出的信号，压紧盘 72内通入液压油，活塞74动作，压力开关71发出确认信号，将导向滑座10经活塞74和定 位板73夹紧在导轨3上，便于刀具交换。 本实用新型中的刀具托架42包括托架体78、左托架79、右托架80和定位键81，托 架体78下端设有定位孔，用于刀具托架在叉形刀盘装置4和换刀机械手7上的定位，上端 两侧分别于左托架79和右托架80固定连接，左托架79或右托架80内侧设有定位键81，用 于滚动组件在刀具托架42上的轴向定位。 本实用新型中的缓冲装置37是由销轴、弹簧及轴套组成，利用弹簧的压縮变形来 减小换刀过程中的冲击震动，延长换刀装置的使用寿命。 本实用新型还可在导向滑座10上设有导轨伸縮护罩75，导轨伸縮护罩75是由密 封条、滚轮及型号不等的护罩依次活动连接组成，护罩与护罩之间设有密封条，护罩底部设 有滚轮，以利于护罩的伸縮移动，减少与横向滑座的摩擦，导轨伸縮护罩75固定端与导向 滑座10相连接，运动端经滚轮与横向滑座32相连接，以利于保护导向滑座10不受冷却液 的腐蚀。 本实用新型还可在叉形板41内侧设有导向轴套77，以利于叉形板41的垂直升降。 本实用新型中的滑座体43内设有空腔，以使滑座体43的重量减轻，减少动力消 耗。 本实用新型还可叉形板41上设有定位块和定位销，以利于刀具托架的安装定位。 本实用新型还可在框架外侧设有检修门，方便操作人员对设备的检修。 本实用新型的实施过程在系统发出换刀指令之前，操作人员根据不同的滚刀组 件选择与之相配合的左托架和右托架，并将之固定在刀具托架42的两侧，调整完成后，将 刀具托架42安装到叉形板41上，刀具准备工作结束，向系统发出换刀指令信号，当系统接 到换刀指令后，磁性感应液压缸68上腔通入液压油，活塞杆69下降，磁性感应液压缸68内 的磁性感应开关检测到下降到位信号，缸筒45下腔通入液压油，活塞46带动联接法兰44、 滑座体43及叉形板41 一起沿缸筒45轴线向上运动，当滑座体43上升到指定位置时，上升 检测杆53检测到到位信号，同时0。回转检测开关59检测到检测圆盘57下端的0。回转 检测杆61信号，活塞46停止运动，电机64动作，带动齿轮65、回转支承轴承62内圈、联接 板63、导向柱40、联接法兰44、滑座体43、叉形板41及检测圆盘57 —起沿导向柱40轴线 旋转，旋转到位后，角度回转检测开关60检测到检测圆盘57下端的回转检测杆53信号，电 机64停止动作，完成滑座体43两侧的刀具交换；初始状态下，刀盘机械手位于导向滑座10 右侧换刀点位置，立柱2带动刀盘机械手7沿底座1上的导轨3向叉形刀盘装置位置移动， 到位后，缸筒45上腔通入液压油，活塞46带动联接法兰44、滑座体43、叉形板41及刀具托 架42 —起沿缸筒45轴线向下运动，当滑座体43下降到指定位置，活塞46停止运动，进行叉形刀盘装置4与刀盘机械手7之间的刀具交换，刀具交换完毕，立柱2两侧的磁性开关油 缸8动作，将刀盘机械手7移动到立柱2上的主轴轴线与刀具轴线相垂直的位置，导向滑 座10 —端的电机11启动，驱动滚珠丝杆12带动横向滑座32向导向滑座10中部运动，当 导向滑座10上的感应块36检测到横向滑座32中间的检测开关13发出的信号时，刀盘机 械手7上的刀具正对立柱2上的主轴换刀点，压紧盘72内通入液压油，活塞74动作，压力 开关71发出确认信号，将导向滑座10经活塞74和定位板73夹紧在导轨3上，系统开始执 行换刀指令，即立柱2上的主轴76下降到换刀点，进行刀盘机械手7与主轴76之间的刀具 交换，当主轴76完成换刀动作后，主轴76上升回位，压紧盘72腔体内液压油释放，电机11 反向驱动滚珠丝杆12，带动刀盘机械手7返回到导向滑座10右侧或左侧换刀点位置，到位 后，导向滑座10右侧或左侧检测开关发出确认信号，立柱2两侧的磁性开关油缸8动作，刀 盘机械手7复位，立柱2向工件加工点运动，完成整个叉形刀盘装置4向主轴76的换刀过 程；当机床完成一次切削加工后，系统发出换刀指令，按相反顺序执行上述动作，实现主轴 76向刀具托架42的刀具交换，完成整个换刀过程。 本实用新型由于采用上述结构，能快速、准确、自动实现滚齿机主轴与刀盘之间的 刀具交换，使刀具交换装置与加工区分开，节省人为换刀时间，避免加工区切屑、冷却液飞 溅对刀具交换装置造成的不良影响，具有结构新颖、自动化程度高、操作方便、生产效率高、 工件加工精度高等优点。
权利要求一种机床用刀具自动更换装置，设有底座和立柱，底座上设有导轨，立柱安装在导轨上，其特征在于底座一侧设有叉形刀盘装置，叉形刀盘装置经框架固定在地基上，导轨上设有滑动座架，滑动座架上端设有刀盘机械手，立柱两侧设有磁性开关油缸，滑动座架经磁性开关油缸与立柱相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种机床用刀具自动更换装置，其特征在于叉形刀盘装置包 括框架、导向柱、叉形板、刀具托架、滑座体、联接法兰、缸筒、活塞、缸套、端盖、旋转接头和 检测装置，检测装置包括上升检测开关、开关支架、下降检测开关和上升检测杆，框架上端 面设有通孔，导向柱穿过框架上端面设有的通孔与框架固定连接，导向柱上端设有盲孔，下 端设有旋转接头，盲孔内设有缸筒，缸筒内设有活塞，活塞经缸套、端盖与缸筒相连接，旋转 接头一端口经导向柱和缸筒侧壁设有的注油孔与缸筒下腔相连通，另一端口经导油管穿过 导向柱和缸筒侧壁设有的注油孔与缸筒上腔相连通，导向柱外部设有滑座体，滑座体上端 与联接法兰固定连接，下端与叉形板固定连接，叉形板上设有刀具托架，联接法兰经螺钉与 活塞固定连接，联接法兰上设有与导向柱相配合的圆柱形凸台，圆柱形凸台上设有键槽及 导向键，联接法兰经导向键与导向柱盲孔内壁设有的键槽配合连接，开关支架固定在框架 内壁，开关支架上部设有上升检测开关，下部设有下降检测开关，上升检测杆穿过导向柱上 设有的孔与滑座体下端固定连接。
3. 根据权利要求1所述的一种机床用刀具自动更换装置，其特征在于滑动座架包括导 向滑座、电机、滚珠丝杆、检测开关、左支板、右支板、滚珠丝杆、滚珠丝杆支架、轴承和联轴 器，导向滑座两侧经磁性开关油缸与立柱相连接，导向滑座上端设有横向导轨，下端对应设 有左支板和右支板，一侧与传动座固定连接，横向导轨中间设有滚珠丝杆，滚珠丝杆一端经 轴承、丝杆支架与导向滑座固定连接，另一端经轴承、联轴器与固定在传动座上的电机相连 接，导向滑座一侧设有二个检测开关，分别位于导向滑座的中间和一端，左支板和右支板下 部内侧分别设有曲线轴承，曲线轴承经销轴、轴承套分别与左支板和右支板固定连接。
4. 根据权利要求2所述的一种机床用刀具自动更换装置，其特征在于框架上端设有 回转装置，回转装置包括回转支承轴承、联接板、电机、齿轮和检测装置，检测装置包括检测 圆盘、延伸杆、(T回转检测开关、角度回转检测开关和回转检测杆，框架上端设有带内齿的 回转支承轴承，回转支承轴承上端设有联接板，联接板固定在回转支承轴承的内圈上，联接 板上设有通孔，通孔外部设有弧形通孔，导向柱穿过联接板上设有的通孔与联接板固定连 接，导向柱轴线与回转支承轴承轴线重合，框架内设有电机，电机经齿轮与回转支承轴承内 齿相啮合，检测圆盘经延伸杆穿过联接板和导向柱上设有的弧形通槽与滑座体下端固定连 接，上升检测杆和回转检测杆对应固定在检测圆盘两侧，O。回转检测开关和角度回转检测 开关分别固定在开关支架上。
5. 根据权利要求2所述的一种机床用刀具自动更换装置，其特征在于滑座体上部和下 部径向分别均匀设有2-4个盲孔，盲孔侧壁与滑座体内圆相连通，盲孔内设有偏心轴，偏心 轴上设有导向轮，导向轮对应的导向柱外壁设有导向平面。
6. 根据权利要求3所述的一种机床用刀具自动更换装置，其特征在于刀盘机械手包括 横向滑座、连接座、刀具托盘、缓冲装置、安装板、感应块和直线导轨副，在滑动座架上端的 横向导轨上设有横向滑座，横向滑座经直线导轨副与横向导轨滑动连接，横向滑座上端设 有连接座，连接座上端经缓冲装置与刀具托盘活动连接，横向滑座一侧设有安装板，安装板上设有感应块，导向滑座一侧设有检测开关，感应块与检测开关高度等同。
7. 根据权利要求2所述的一种机床用刀具自动更换装置，其特征在于框架外部设有磁 性感应液压缸，磁性感应液压缸上设有活塞杆，联接板下端面设有定位套，活塞杆与定位套 相配合。
8. 根据权利要求3所述的一种机床用刀具自动更换装置，其特征在于左支板和右支板 的下端分别设有压紧盘，压紧盘上部设有定位板，定位板分别与左支板和右支板固定连接， 压紧盘内设有液压腔，液压腔内设有活塞，压紧盘一侧设有压力开关。
9. 根据权利要求3所述的一种机床用刀具自动更换装置，其特征在于刀具托架包括托 架体、左托架、右托架和定位键，托架体下端设有定位孔，上端两侧分别与左托架和右托架 固定连接，左托架或右托架内侧设有定位键。
专利摘要本实用新型涉及滚齿机床领域，具体地说是一种机床用刀具自动更换装置，设有底座和立柱，底座上设有导轨，立柱安装在导轨上，其特征在于底座一侧设有叉形刀盘装置，叉形刀盘装置经框架固定在地基上，导轨上设有滑动座架，滑动座架上端设有刀盘机械手，立柱两侧设有磁性开关油缸，滑动座架经磁性开关油缸与立柱相连接，本实用新型由于采用上述结构，能快速、准确、自动实现滚齿机主轴与刀盘之间的刀具交换，使刀具交换装置与加工区分开，节省人为换刀时间，避免加工区切屑、冷却液飞溅对刀具交换装置造成的不良影响，具有结构新颖、自动化程度高、操作方便、生产效率高、工件加工精度高等优点。
文档编号B23Q3/155GK201544061SQ20092026858
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月26日 优先权日2009年10月26日
发明者刘鑫, 宋志刚, 常江, 张建州, 汤鹏, 类成龙, 车忠伟 申请人:威海华东重工有限公司