专利名称：链式刀库自动换刀装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机加工技术领域，尤其涉及一种链式刀库自动换刀装置。
背景技术：
加工中心机床的自动换刀系统直接关系机床的加工范围和机床的工作效率。随着加工中心机床功能的提升和效率的升高，对刀库自动换刀装置也提出了速度快、可靠性高及换刀时间短等要求。目前，链式刀库换刀装置的换刀机械手有两种方式ー种是固定在刀库上，这种方式机械手刚性较差，不适合抓取重量或外形尺寸较大的刀具。第二种是换刀机械手按照固定的轨道运动，这种换刀装置刚性较好，但是用油缸或气缸来驱动，速度较低且容易产生冲击，并且，由于换刀机械手按照固定的轨道运动，因此，换刀位置不可按需调整。
实用新型内容
·[0004]本实用新型的目的在于提出一种链式刀库自动换刀装置，以提高换刀机械手的刚·性；同时实现按照需要调整主轴的换刀位置，提高刀库的通用性。本实用新型链式刀库自动换刀装置包括与刀库连接的支撑架、第一方向运动组件、第二方向运动组件以及换刀机械手；其中，第一方向与第二方向垂直；并且，第一方向运动组件设置于支撑架上，包括相连接的第一驱动机构和第一运动部件，第一运动部件由第一驱动机构驱动做直线运动；第二方向运动组件与第一运动部件相连接，包括相连接的第二驱动机构和第二运动部件，第二运动部件由第二驱动机构驱动做直线运动；以及，换刀机械手与第二运动部件固定连接，包括水平面旋转轴和竖直面旋转轴。优选地，上述链式刀库自动换刀装置中，第一方向为纵向，第一运动部件为纵向运动部件；第一驱动机构包括第一伺服电机、由第一伺服电机驱动的第一直线传カ机构以及第一直线导向机构；纵向运动部件与第一直线传カ机构及第一直线导向机构相连接。优选地，上述链式刀库自动换刀装置中，第一直线传カ机构为纵向丝杠副；第一直线导向机构为纵向导轨副；并且，纵向运动部件与纵向丝杠副的丝杠螺母及纵向导轨副的滑块相连。优选地，上述链式刀库自动换刀装置中，第二方向为横向，第二运动部件为横向运动部件；第二驱动机构包括第二伺服电机、由第二伺服电机驱动的第二直线传カ机构，以及第二直线导向机构；横向运动部件与第二直线传カ机构及第二直线导向机构相连接。优选地，上述链式刀库自动换刀装置中，第二直线传カ机构为横向丝杠副；第二直线导向机构为横向导轨副；并且，第二伺服电机、横向丝杠副及横向导轨副设置于纵向运动部件；横向运动部件与横向丝杠副的丝杠螺母及横向导轨副的滑块相连。在本实用新型中，换刀机械手与第二方向运动组件固定连接，第二方向运动组件与第一方向运动组件固定连接，第一方向运动组件与支撑架固定连接，支撑架与刀库连接，在这种连接方式中，由于换刀机械手没有直接与刀库相连接，因此，提高了换刀机械手的刚性，可换刀具的重量及体积范国大。并且，由于两个方向的运动组件均可由驱动机构驱动实现直线运动，因此，可以按照需要调整主轴的换刀位置，有利于刀库的通用性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型链式刀库自动换刀装置实施例的主视图；图2为本实用新型链式刀库自动换刀装置实施例的俯视图；图3为本实用新型链式刀库自动换刀装置实施例的立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。第一实施例本实施例链式刀库自动换刀装置包括与刀库连接的支撑架I、第一方向运动组件、第二方向运动组件；以及换刀机械手10 ;其中，第一方向与第二方向垂直；并且，第一方向运动组件设置于支撑架I上，包括相连接的第一驱动机构和第一运动部件，第一运动部件由第一驱动机构驱动做直线运动；第二方向运动组件与第一运动部件相连接，包括相连接的第二驱动机构和第二运动部件，第二运动部件由第二驱动机构驱动做直线运动；以及，换刀机械手10与第二运动部件固定连接，包括水平面旋转轴和竖直面旋转轴。本实施例中，换刀机械手与第二方向运动组件固定连接，第二方向运动组件与第一方向运动组件固定连接，第一方向运动组件与支撑架固定连接，支撑架与刀库连接，在这种连接方式中，由于换刀机械手没有直接与刀库相连接，因此，提高了换刀机械手的刚性，可换刀具的重量及体积范国大。并且，由于两个方向的运动组件均可由驱动机构驱动实现直线运动，因此，可以按照需要调整主轴的换刀位置，有利于刀库的通用性。第二实施例參照图I、图2和图3。该实施例链式刀库自动换刀装置中，包括支撑架I、纵向运动部件2、横向运动部件3、纵向伺服电机4、横向伺服电机5、纵向丝杠副6、横向丝杠副7、纵向导轨副8、横向导轨副9、机械手10。其中，纵向运动部件2、纵向伺服电机4、纵向丝杠副6和纵向导轨副8为第一方向运动组件；横向运动部件3、横向伺服电机5、横向丝杠副7和横向导轨副9为第二方向运动组件。支撑架I与刀库相连，支撑架I上面布置有纵向电机4、纵向丝杠6及纵向导轨副8。纵向丝杠由纵向伺服电机4驱动。纵向运动部件2与纵向丝杠副6的丝杠螺母及纵向导轨副8的滑块相连，由纵向丝杠6驱动其做直线运动。横向伺服电机5、横向丝杠副7及横向导轨副9布置在纵向运动部件2上，横向丝杠副7由横向电机5驱动。横向运动部件3与横向丝杠副7的丝杠螺母及横向导轨副7的滑块相连，由横向丝杠7驱动其做直线运动。[0025]换刀机械手10固定在横向运动部件上，可以在纵向运动和横向运动配合作用下完成从刀库取刀、至主轴换刀、将到放回刀库的动作。该自动换刀装置用在加工中心机床链式刀库上，支撑架I与刀库相连，为了増加其支撑刚性，可以做相应支撑与地面相连。纵向运动部件2相对于支撑架I在纵向做直线运动，由纵向伺服电机4及纵向丝杠副6作为传动链提供动力，纵向导轨副8作为导向。其中纵向伺服电机4由机床数控系统控制，可以控制纵向运动部件2的运动位置，纵向运动部件2可以完成刀库方向的拔刀、插刀以及主轴位置的抓刀动作。横向运动部件3相对于支撑架I在横向做直线运动，由横向伺服电机5及横向丝杠副7作为传动链提供动力,横向导轨副9作为导向。其中横向伺服电机5由机床数控系统控制，可以控制横向运动部件的运动位置，横向运动部件可以完成主轴方向的拔刀和插刀以及刀库位置的抓刀动作。机械手10有水平旋转轴和竖直旋转轴，竖直旋转轴至少旋转90°，可以完成从刀库方向到主轴方向的转向，水平旋转轴至少可旋转180°，完成在刀库位置或者主轴位置的换刀动作。换刀过程为机床数控系统指令换刀，刀库调整目标刀具到换刀位置，换刀机械手由横向运动部件3和纵向运动部件2调整到刀库换刀位置，横向伺服电机5动作，带动机械手抓刀，纵向伺服电机4动作,机械手拔刀。纵向伺服电机4和横向伺服电机5同时工作，送机械手10至主轴换刀位置，同时机械手的竖直旋转轴转动90°。纵向伺服电机4动作，机械手抓取需换下刀具，横向伺服电机5动作完成抜刀。机械手10水平旋转轴旋转180°，将新刀具调整到主轴锥孔位置，横向伺服电机5动作，完成插刀和机械手撤回动作。纵向伺服电机4和横向伺服电机5同时工作送机械手至刀库换刀刀套位置，同时机械手10的竖直旋转轴反向转动90°。纵向伺服电机4动作,完成插刀,横向伺服电机5动作,机械手10撤回。整个过程由机床数控系统控制完成。此外，需要说明的是，丝杠副可以由其他直线传カ机构代替，纵向和横向导轨副可由其他的直线导向机构来代替。本实施例具有如下技术效果第一、由于换刀机械手没有直接与刀库相连接，因此，提高了换刀机械手的刚性，可换刀具的重量及体积范围大。第二、由于两个方向的运动组件均可由驱动机构驱动实现直线运动，因此，可以按照需要调整主轴的换刀位置，有利于刀库的通用性。第三、纵向运动和横向运动部件由伺服电机控制，定位精度高，运动速度快，避免了油缸或气缸作为动カ所产生的冲击。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种链式刀库自动换刀装置，其特征在于，包括 与刀库连接的支撑架(I)、第一方向运动组件、第二方向运动组件；以及换刀机械手(10);其中， 第一方向与第二方向垂直；并且 所述第一方向运动组件设置于所述支撑架(I)上，包括相连接的第一驱动机构和第一运动部件，所述第一运动部件由所述第一驱动机构驱动做直线运动； 所述第二方向运动组件与所述第一运动部件相连接，包括相连接的第二驱动机构和第ニ运动部件，所述第二运动部件由所述第二驱动机构驱动做直线运动；以及 所述换刀机械手(10)与所述第二运动部件固定连接，包括水平面旋转轴和竖直面旋转轴。
2.根据权利要求I所述的链式刀库自动换刀装置，其特征在干， 所述第一方向为纵向，所述第一运动部件为纵向运动部件(2)； 所述第一驱动机构包括第一伺服电机(4)、由第一伺服电机(4)驱动的第一直线传カ机构，以及第一直线导向机构； 所述纵向运动部件(2)与所述第一直线传カ机构及第一直线导向机构相连接。
3.根据权利要求2所述的链式刀库自动换刀装置，其特征在干， 所述第一直线传カ机构为纵向丝杠副(6)； 所述第一直线导向机构为纵向导轨副(8);并且 所述纵向运动部件(2)与所述纵向丝杠副(6)的丝杠螺母及纵向导轨副(8)的滑块相连。
4.根据权利要求2所述的链式刀库自动换刀装置，其特征在干， 所述第二方向为横向，所述第二运动部件为横向运动部件(3)； 所述第二驱动机构包括第二伺服电机(5)、由第二伺服电机(5)驱动的第二直线传カ机构，以及第二直线导向机构； 所述横向运动部件(3)与所述第二直线传カ机构及第二直线导向机构相连接。
5.根据权利要求4所述的链式刀库自动换刀装置，其特征在干， 所述第二直线传カ机构为横向丝杠副(7)； 所述第二直线导向机构为横向导轨副(9);并且 第二伺服电机(5)、横向丝杠副(7)及横向导轨副(9)设置于所述纵向运动部件(2); 所述横向运动部件(3)与所述横向丝杠副(7)的丝杠螺母及横向导轨副(9)的滑块相连。
专利摘要本实用新型提出了一种链式刀库自动换刀装置，包括与刀库连接的支撑架、第一方向运动组件、第二方向运动组件以及换刀机械手；其中，第一方向与第二方向垂直；并且，第一方向运动组件设置于支撑架上，包括相连接的第一驱动机构和第一运动部件，第一运动部件由第一驱动机构驱动做直线运动；第二方向运动组件与第一运动部件相连接，包括相连接的第二驱动机构和第二运动部件，第二运动部件由第二驱动机构驱动做直线运动；以及，换刀机械手与第二运动部件固定连接，包括水平面旋转轴和竖直面旋转轴。本实用新型提高了换刀机械手的刚性；同时实现了按照需要调整主轴的换刀位置，进一步提高了刀库的通用性。
文档编号B23Q3/155GK202411926SQ20112052378
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者孟祥东, 赵云云, 郑开彬 申请人:上海三一精机有限公司