数控机床用刀库系统的制作方法

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种数控机床用刀库系统。

背景技术：

在数控机床用刀库系统的自动换刀系统中，用来实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为：刀具交换装置。

刀具交换装置所采用的刀具交换方式通常分为：机械手刀具交换和刀库与机床主轴配合进行相对运动实现无机械手刀具交换。

机械手刀具交换具有很大的灵活性，可以减少换刀时间。在刀具交换装置中，对机械手的具体要求是动作迅速可靠、准确协调。由于不同的加工中心，其刀库与主轴之间的相对位置不同，所以各种加工中心所使用的换刀机械手也不尽相同。但是，从机械手手臂的类型来看，其具体可以分为单臂机械手和双臂机械手。

传统技术中，双臂机械手能够完成抓刀—拔刀—回转—插刀—返回等一系列动作。为了防止刀具滑落，机械手的手抓部分都带有自锁机构。双臂回转机械手的动作比较简单，而且能够同时抓取和卸装机床主轴和刀库中的刀具，可进一步缩短可换刀时间。

技术实现要素：

(一)技术问题

现有的换刀系统多采用单臂机械手和双臂机械手结构设计，上述两种机械手对机床的结构紧凑性及整体换刀时间有一定的局限性。同时单臂机械手和双臂机械手在机床中的相对位置及尺寸设计均需单独考虑，因此其通用性较差，设计的周期相对也较长。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种数控机床用刀库系统，包括有刀库以及主轴，本实用新型还包括：

换刀组件，所述换刀组件包括有换刀刀架以及驱动电机，所述驱动电机设置于所述换刀刀架的底部、用于驱动所述换刀刀架的旋转，所述换刀刀架包括有刀架主体，所述刀架主体为长方形板式结构，于所述刀架主体的两端各设置有一组换刀卡头，所述换刀卡头为由弹性金属材料一体成型的C型结构；

调节组件，所述调节组件包括有用于安装所述换刀组件的安装平台、与所述安装平台连接用于所述安装平台上下移动的第一直线导轨以及与所述第一直线导轨连接用于所述第一直线导轨水平移动的第二直线导轨，所述驱动电机可拆卸地设置于所述安装平台上，于所述第一直线导轨上设置有与所述安装平台连接的第一驱动装置，所述第二直线导轨设置于所述刀库与所述主轴之间，于所述第二直线导轨上设置有与所述第一直线导轨连接的第二驱动装置。

优选地，本实用新型还包括有防护门，所述防护门设置于所述调节组件的一侧。

优选地，本实用新型还包括有第三直线导轨，所述第三直线导轨水平设置，所述第三直线导轨相对于所述第二直线导轨固定设置，所述防护门可滑动地设置于所述第三直线导轨上，于所述第三直线导轨上设置有第三驱动装置，所述第三驱动装置与所述防护门连接。

优选地，所述第一驱动装置为气缸装置；所述第二驱动装置为气缸装置；所述第三驱动装置为气缸装置。

优选地，所述驱动电机为伺服电机或步进电机。

优选地，所述刀库为圆盘形结构，沿所述刀库的外缘设置有多个用于安装刀头的安装槽。

优选地，所述安装槽之间等间隔设置。

(三)有益效果

通过上述结构设计，本实用新型提供的数控机床用刀库系统，调节组件采用直线导轨结构，其可在水平直线方向上以及竖直直线方向上的精度调节，这样能够使得本实用新型适应各种机床主轴与刀库距离变化，通用性好。本系统采用驱动电机驱动换刀刀架进行回转，重复定位精度高，可靠性高。换刀卡头为由弹性金属材料一体成型的C型结构，其具有较好的自锁性，能够防止刀具滑落。采用了结合直线导轨以及旋转方式对换刀卡头进行定位，本实用新型的通用性较强，其无需根据不同的数控机床用刀库系统进行设计。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中数控机床用刀库系统的局部结构示意图；

图2为本实用新型另一个实施例中数控机床用刀库系统的局部结构示意图；

在图1和图2中，部件名称与附图编号的对应关系为：

刀库1、主轴2、换刀刀架3、驱动电机4、安装平台5、

第一直线导轨6、第二直线导轨7、防护门8、第三直线导轨9。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1和图2，其中，图1为本实用新型一个实施例中数控机床用刀库系统的局部结构示意图；图2为本实用新型另一个实施例中数控机床用刀库系统的局部结构示意图。

本实用新型提供了一种数控机床用刀库系统，包括有刀库1以及主轴2，在本实用新型中还包括：换刀组件，换刀组件包括有换刀刀架3以及驱动电机4，驱动电机4设置于换刀刀架3的底部、用于驱动换刀刀架3的旋转，换刀刀架3包括有刀架主体，刀架主体为长方形板式结构，于刀架主体的两端各设置有一组换刀卡头，换刀卡头为由弹性金属材料一体成型的C型结构；调节组件，调节组件包括有用于安装换刀组件的安装平台5、与安装平台5连接用于安装平台5上下移动的第一直线导轨6以及与第一直线导轨6连接用于第一直线导轨6水平移动的第二直线导轨7，驱动电机4可拆卸地设置于安装平台5上，于第一直线导轨6上设置有与安装平台5连接的第一驱动装置，第二直线导轨7设置于刀库1与主轴2之间，于第二直线导轨7上设置有与第一直线导轨6连接的第二驱动装置。

通过上述结构设计，本实用新型提供的数控机床用刀库系统，调节组件采用直线导轨结构，其可在水平直线方向上以及竖直直线方向上的精度调节，这样能够使得本实用新型适应各种机床主轴2与刀库1距离变化，通用性好。本系统采用驱动电机4驱动换刀刀架3进行回转，重复定位精度高，可靠性高。换刀卡头为由弹性金属材料一体成型的C型结构，其具有较好的自锁性，能够防止刀具滑落。采用了结合直线导轨以及旋转方式对换刀卡头进行定位，本实用新型的通用性较强，其无需根据不同的数控机床用刀库系统进行设计。

基于上述结构设计，本实用新型采用提前从刀库1取刀待换的动作，节约换刀时间。采用切削暂停时间提前完成下一把的刀库1旋转选刀过程，防止机床切削过程中因刀库1旋转而产生振动影响加工精度；换刀系统采用防护门8对刀库1进行防护，防止切屑、粉尘、切削液等进入刀库1，影响换刀精度。

为了避免加工时碎屑飞溅而影响换刀动作的实施以及降低换刀精度的情况出现，本实用新型还提供了防护门8，防护门8设置于调节组件的一侧。

基于上述事实方式，为了实现防护门8的自动开闭，本实用新型还提供了第三直线导轨9，第三直线导轨9水平设置，第三直线导轨9相对于第二直线导轨7固定设置，防护门8可滑动地设置于第三直线导轨9上，于第三直线导轨9上设置有第三驱动装置，第三驱动装置与防护门8连接。

在此限定：第一驱动装置为气缸装置；第二驱动装置为气缸装置；第三驱动装置为气缸装置；驱动电机4为伺服电机或步进电机。

具体地，刀库1为圆盘形结构，沿刀库1的外缘设置有多个用于安装刀头的安装槽。采用圆盘形状结构设计的刀库1，其旋转不会发生震动，可提高本实用新型的运行稳定性。

当然，本实用新型中，刀库1还可以采用三角形或者五边形等规则形状。

具体地，安装槽之间等间隔设置。

本实用新型的数控机床用刀库系统工作时，若主轴2未安装刀具并需要更换刀具时，刀库1旋转并将待更换刀具旋至换刀刀架3工作位置，第二直线导轨7驱动换刀刀架3向刀库1靠近并将待更换刀具卡住，接着第一直线导轨6驱动换刀刀架3向下运动并将取下，然后第二直线导轨7驱动换刀刀架3至主轴2正下方，接着换刀刀架3旋转180°，此时第三直线导轨9开启防护门8，主轴2下降，接着第一直线导轨6驱动换刀刀架3向上运动并将待更换刀具安装在主轴2上，然后主轴2上升，第三直线导轨9关闭防护门8，完成此次换到过程。若主轴2已安装刀具并需要更换刀具时，则刀库1旋转并将待更换刀具旋至换刀刀架3工作位置，第二直线导轨7驱动换刀刀架3向刀库1靠近并将待更换刀具卡住，接着第一直线导轨6驱动换刀刀架3向下运动并将取下，，然后第二直线导轨7驱动换刀刀架3至主轴2正下方，此时第三直线导轨9开启防护门8，主轴2下降，接着换刀刀架3将刀具取下并旋转180°，接着第一直线导轨6驱动换刀刀架3向上运动并将待更换刀具安装在主轴2上，然后主轴2上升，第三直线导轨9关闭防护门8，完成此次换到过程。从主轴2的换刀过程可以看出，主轴2的换刀时间是恒定的。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。