专利名称：多头数控钻床的换刀机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多头数控钻床，具体涉及一种多头数控钻床的换刀机构。
背景技术：
钻床在现代工业中应用广泛，是常见的机械加工设备，多用于钻孔和攻丝等工艺， 分为普通钻床和数控钻床两类。在现代机械加工中，往往要求连续完成工件的钻孔、扩孔、 锪孔、铰孔及攻丝中的两道乃至两道以上的工序，以提高工件孔的形状、尺寸、位置等精度， 同时减少装卸和定位次数，提高生产效率。普通钻床的单钻头钻床虽然操作简单，但需不断更换钻头，存在着不易定位、加工 精度和效率低等缺点；排头钻钻床的工作效率虽然有所提高，但精度要求仍无法满足。数控 钻床具有定位准确，加工精度和效率高等优点，但又因其结构复杂、价格昂贵、保养不便，使 很多中小企业难以接受。发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多头数控钻床的换刀机构，它可以克 服现有的数控多钻头钻床结构复杂、价格昂贵、保养不便的缺陷。为解决上述技术问题，本实用新型多头数控钻床的换刀机构的技术解决方案为包括圆盘、机械手、刀具夹头、速度与角度可控伺服电机，圆盘上设置多个机械手， 多个机械手相对于圆盘圆周均布，机械手夹持有刀具夹头；刀具夹头上装有刀具钻头；圆 盘通过联轴器连接速度与角度可控伺服电机；机械手及速度与角度可控伺服电机分别与数 控系统的信号输出端连接。所述机械手、刀具夹头与刀具钻头的数目相同。本实用新型可以达到的技术效果是本实用新型的多个刀具钻头在圆盘上沿圆周方向等角度分布，可实现一次装夹， 连续加工多道工序，能够有效地解决现有数控钻床不方便连续对工件孔多道工序的加工问 题；本实用新型还能够减少工件的重定位误差，因此获得的孔的形状、尺寸、位置精度高。本实用新型不仅生产效率高、加工精度高、价格低廉、能够降低劳动强度，而且结 构紧凑简单、设计合理，可广泛应用于机械加工领域。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明
图1是安装有本实用新型的多头数控钻床的结构示意图；图2是本实用新型多头数控钻床的换刀机构的示意图；图3是多头数控钻床的变速箱内部结构的示意图；图4是多头数控钻床的花键轴与变速箱的传动示意图。图中附图标记说明[0017] 1为底座，2为圆盘， 4为花键轴，6为升降电机， 9为齿条， 13为伺服电机， 15为支撑架， 19为机械手， 21为刀具钻头， 沈为输出齿轮，3为气动夹具，5为齿轮，7为主轴外套，12为变速箱， 14为速度与角度可控伺服电机，17为联轴器，20为刀具夹头，22为立柱，25为输入齿轮。
具体实施方式
本实用新型多头数控钻床的换刀机构，用于如
图1所示的多头数控钻床。多头数控钻床包括底座1、换刀机构、钻头机构、进给机构，底座1设置有工作台， 底座1上固定设置有立柱22，立柱22顶部设置换刀机构；底座1上固定设置有支撑架15， 支撑架15通过螺栓与底座1固定连接；支撑架15上设置有钻头机构，钻头机构连接进给机 构，进给机构驱动钻头机构的主轴外套7沿竖直方向运动，使气动夹具3 (气动夹具3通过 刀具夹头20夹持刀具钻头21)能够沿竖直方向运动；换刀机构、钻头机构、进给机构的控制 端均与数控系统的信号输出端连接。如图2所示，本实用新型换刀机构包括圆盘2、机械手19、刀具夹头20、速度与角度 可控伺服电机14，圆盘2上设置多个机械手19 (图2中所示为四个机械手)，多个机械手19 相对于圆盘2圆周均布，机械手19夹持有刀具夹头20 ；刀具夹头20上装有刀具钻头21 ；圆 盘2通过联轴器17连接速度与角度可控伺服电机14 ；机械手19与数控系统的信号输出端 连接。换刀机构的圆盘2通过立柱22支撑于底座1上。机械手19、刀具夹头20与刀具钻头21的数目相同，即每个刀具夹头20配置一个 机械手19及一个刀具钻头21。速度与角度可控伺服电机14通过螺栓固定设置于支撑架15上；速度与角度可控伺服电机14通过联轴器17带动圆盘2相对于底座1转动，每次 固定转动一定角度(当机械手19为四个时转动90度)，使机械手19所夹持的刀具夹头20 旋转至钻头机构的气动夹具3的对应位置处。钻头机构包括伺服电机13、变速箱12、主轴外套7、花键轴4、气动夹具3，如图3所 示，变速箱12内设置有相互啮合的输出齿轮26、输入齿轮25，变速箱12的输入齿轮25连 接伺服电机13 ；变速箱12通过螺栓与支撑架15固定连接；花键轴4包括花键段、光轴段， 变速箱12的输出齿轮沈与花键轴4的花键段相啮合，花键轴4的光轴段通过轴承固定设 置于主轴外套7内；花键轴4的光轴段一端(即花键轴4的输出端)连接气动夹具3，如图4 所示；气动夹具3与对应位置的刀具夹头20位于同一轴线上，使气动夹具3能够锁紧夹持 对应位置的刀具夹头20，从而实现对所需刀具钻头21的夹持；伺服电机13通过变速箱12、花键轴4、气动夹具3，将动力传至刀具夹头20。[0036]进给机构包括升降电机6、齿轮5、齿条9，升降电机6的输出轴通过键与齿轮5固 定连接，齿条9与钻头机构的主轴外套7固定连接，齿轮5与齿条9相啮合；升降电机6通过螺栓固定设置于变速箱12的底部；速度与角度可控伺服电机14 (即换刀机构的控制端)、伺服电机13 (即钻头机构的 控制端)、升降电机6 (即进给机构的控制端)均与数控系统的信号输出端连接。本实用新型的工作过程如下将工件定位于底座1的工作台上，数控系统驱动升降电机6，升降电机6驱动齿轮 5转动，齿轮5的转动带动与之啮合的齿条9向下移动，并同时带动主轴外套7及设置于主 轴外套7内的花键轴4作直线运动，从而使固定于花键轴4输出端的第一工序刀具钻头21 获得竖直方向的运动；当第一工序刀具钻头21随着花键轴4下降至加工工件的起始位置时，数控系统驱 动伺服电机13，伺服电机13通过变速箱12内的输出齿轮沈驱动花键轴4转动，花键轴4 的转动带动花键轴4输出端的第一工序刀具钻头21，使其按设定转速旋转，完成主运动，即 开始对工件进行钻孔加工；当所钻孔到达所需深度后，数控系统反向驱动升降电机6，升降电机6带动花键轴 4向上移动至换刀高度，同时停止伺服电机13的工作，第一工序刀具钻头21停止转动；数 控系统控制机械手19，使机械手19夹持住第一工序刀具夹头20，同时钻头机构的气动夹具 3释放第一工序刀具夹头20 ；数控系统驱动升降电机6，带动花键轴4向上移动，直至气动 夹具3完全脱离刀具夹头20，使花键轴4输出端释放对第一工序刀具钻头21的夹持；数控 系统驱动速度与角度可控伺服电机14，速度与角度可控伺服电机14驱动圆盘2旋转，每次 固定转动一定角度(如90度)，使圆盘2上的第二工序刀具夹头20定位到花键轴4的同心位 置(即钻头机构的气动夹具3的对应位置)；数控系统驱动升降电机6，升降电机6带动花键 轴4向下移动，使气动夹具3夹持住第二工序刀具夹头20，同时第二工序刀具夹头20对应 的机械手19释放刀具夹头20，使花键轴4输出端夹持住第二工序刀具钻头21，完成换刀；数控系统再次驱动升降电机6，开始第二道工序的加工。当工件的所有工序完成后，使花键轴4上升到初始高度，所有电机停止工作，即完 成工件多道工序的加工。
权利要求1.一种多头数控钻床的换刀机构，其特征在于包括圆盘(2)、机械手(19)、刀具夹头(20)、速度与角度可控伺服电机(14)，圆盘(2)上设置多个机械手(19)，多个机械手(19)相 对于圆盘(2)圆周均布，机械手(19)夹持有刀具夹头(20);刀具夹头(20)上装有刀具钻头(21);圆盘(2)通过联轴器(17)连接速度与角度可控伺服电机(14);机械手(19)及速度与 角度可控伺服电机(14)分别与数控系统的信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的多头数控钻床的换刀机构，其特征在于所述机械手(19)、刀 具夹头(20)与刀具钻头(21)的数目相同。
专利摘要本实用新型公开了一种多头数控钻床的换刀机构，包括圆盘、机械手、刀具夹头、速度与角度可控伺服电机，圆盘上设置多个机械手，多个机械手相对于圆盘圆周均布，机械手夹持有刀具夹头；刀具夹头上装有刀具钻头；圆盘通过联轴器连接速度与角度可控伺服电机；机械手及速度与角度可控伺服电机分别与数控系统的信号输出端连接。本实用新型的多个刀具钻头在圆盘上沿圆周方向等角度分布，可实现一次装夹，连续加工多道工序，能够有效地解决现有数控钻床不方便连续对工件孔多道工序的加工问题；本实用新型还能够减少工件的重定位误差，因此获得的孔的形状、尺寸、位置精度高。本实用新型可广泛应用于机械加工领域。
文档编号B23Q3/155GK201833215SQ20102059381
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者林哲然 申请人:林颖