一种微型自动换刀系统的制作方法

本实用新型涉及机械技术领域，具体为一种微型自动换刀系统。

背景技术：

自动换刀装置，它的形式多种多样，目前常见的有回转刀架换刀、排式刀架换刀、更换主轴头换刀和带刀库的自动换刀系统。实际加工过程中，自动换刀装置可帮助数控机床节省辅助时间，并满足在一次安装中完成多工序、多工步加工要求。上述带刀库的自动换刀系统包括带机械手的自动换刀装置和无机械手的自动换刀装置，其中，带机械手的自动换刀装置采用机械手进行换刀。现如今所采用的机械手主要包括钩式、抱手、叉手、伸缩手等，实际使用过程中，采用现有机械手进行换刀时，由于自刀库内提出刀具时，需将机械手同步向上移动；而将刀具放回刀库时，需将机械手同步向下移动，因而将刀具放回刀库时不能同步完成将刀具插入主轴的刀具安装过程，且自刀库内提出刀具时不能同步完成自机床主轴上卸下刀具的过程，因而所需的换刀时间相对较长。

现有的盘式刀库换刀机械手换刀系统，换刀机械手转动不到位，导致加工精度下降，使用自动化机械臂，成本又太高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种微型自动换刀系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种微型自动换刀系统，包括刀头座、固定铝和微型伺服电机，所述刀头座的顶部设有主轴，所述主轴的下方装有主轴固定座，所述主轴固定座上设有复位弹簧，所述主轴固定座的侧面设有固定铝，所述主轴固定座的正下方设有微型伺服电机，所述微型伺服电机的底部设有直线角度感应器组件，所述微型伺服电机与直线角度感应器组件之间设有微型伺服电机支撑磁感应接近开关，所述微型伺服电机支撑磁感应接近开关的上端部分安装在微型伺服电机的内部。

优选的，所述固定铝的上方设有接接拉杆，所述固定铝的方面设有两个平推复位弹簧，所述固定铝的一侧设有主轴夹持座，所述主轴夹持座的下方设有夹持驱动磁感应接近开关，所述夹持驱动磁感应接近开关的侧面设有角度感应器，所述角度感应器与夹持驱动磁感应接近开关为一体结构，所述角度感应器的一端设有接近开关感应金属片，所述接近开关感应金属片套在角度感应器上，所述角度感应器的下方设有赛钢绝缘柱，所述赛钢绝缘柱的侧面固定在夹持驱动磁感应接近开关的侧面，所述赛钢绝缘柱的反面设有对到基准金属，所述赛钢绝缘柱的侧面设有一根磁感应接近开关，所述磁感应接近开关的一端与接近开关感应金属片连接，所述赛钢绝缘柱的一端设有强力磁铁，所述强力磁铁的一端与赛钢绝缘柱连接，所述强力磁铁的另一端与夹持驱动磁感应接近开关连接，所述夹持驱动磁感应接近开关的右下端设有平推复位弹簧钢垫片，所述平推复位弹簧钢垫片上设有中心对到基准金属和垫片。

优选的，所述微型伺服电机上设有梅花套筒孔，所述梅花套筒孔的内部设有无油铜套，所述梅花套筒孔的中间设有主轴孔，所述主轴孔的内部设有主轴，所述主轴的底端设有主轴固定器，所述主轴固定器通过内置螺纹拧在主轴的底端，所述主轴的顶部设有光轴，所述光轴盖在主轴的顶部。

优选的，所述微型伺服电机的侧面设有固定铝座，所述固定铝座的中间侧面装有梅花套筒，所述梅花套筒的一端设有刀具夹头，所述梅花套筒、固定铝座之间通过刀具夹头连接。

优选的，所述无油铜套的中间设有扭力弹簧，所述扭力弹簧的上方设有离合器，所述扭力弹簧的下方设有梅花套筒固定铝，在梅花套筒固定铝的内部设有磁感应接近开关，所述梅花套筒固定铝的下方设有主轴孔，所述主轴孔的顶部卡头卡在梅花套筒固定铝的内部。

优选的，所述固定铝座固定在微型伺服电机的侧面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型结构设计合理，在刀头座上可装载8-12个ER系列刀头，且体积小巧，占用工作区域小；

(2)本实用新型采用的刀头座采用磁感应接近开关，保证刀头座位置精准；

(3)本实用新型中，普通的螺纹扭紧式主轴即可实现自动换刀，无需更换主轴马达和对应的刀具夹头；

(4)本实用新型中，梅花套筒下方设有离合器，离合器上的齿采用一边直角，一边弧形斜角的设计，保证了拆刀头不会打滑，同时安装刀头不会因为主轴螺纹长短不同，导致刀具安装不到位或是安装过紧扭坏螺纹；

(5)本实用新型中的光轴采用特殊复位弹簧，使旋转和支撑刀头座。

附图说明

图1为本实用新型主轴和主轴固定器装配结构示意图；

图2为本实用新型主轴和主轴固定器拆分结构示意图；

图3为本实用新型刀头座拆分结构示意图。

图中：1、主轴；2、主轴固定座；3、固定铝；4、微型伺服电机；5、直线角度感应器组件；6、微型伺服电机支撑磁感应接近开关；7、接接拉杆；8、主轴夹持座；9、夹持驱动磁感应接近开关；10、角度感应器；11、中心对到基准金属和垫片；12、平推复位弹簧钢垫片；13、强力磁铁；14、对到基准金属；15、赛钢绝缘柱；16、磁感应接近开关；17、接近开关感应金属片；18、平推复位弹簧；19、复位弹簧；20、固定铝座；21、光轴；22、无油铜套；23、刀具夹头；24、梅花套筒；25、离合器；26、扭力弹簧；27、梅花套筒固定铝；28、主轴孔；29、梅花套筒孔；30、主轴固定器；31、主轴；32、刀头座；33、主轴孔。

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做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。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种微型自动换刀系统，包括刀头座32、固定铝3和微型伺服电机4，在微型伺服电机4上可装载8个无油铜套22，且体积小巧，占用工作区域小；刀头座32的顶部设有主轴1，主轴1的下方装有主轴固定座2，主轴固定座2上设有复位弹簧19，主轴固定座2的侧面设有固定铝3，主轴固定座2的正下方设有微型伺服电机4，微型伺服电机4的底部设有直线角度感应器组件5，微型伺服电机4与直线角度感应器组件5之间设有微型伺服电机支撑磁感应接近开关6，微型伺服电机支撑磁感应接近开关6的上端部分安装在微型伺服电机4的内部。

本实施例中，固定铝3的上方设有接接拉杆7，固定铝3的方面设有两个平推复位弹簧18，固定铝3的一侧设有主轴夹持座8，主轴夹持座8的下方设有夹持驱动磁感应接近开关9，夹持驱动磁感应接近开关9的侧面设有角度感应器10，角度感应器10与夹持驱动磁感应接近开关9为一体结构，角度感应器10的一端设有接近开关感应金属片17，接近开关感应金属片17套在角度感应器10上，角度感应器10的下方设有赛钢绝缘柱15，赛钢绝缘柱15的侧面固定在夹持驱动磁感应接近开关9的侧面，赛钢绝缘柱15的反面设有对到基准金属14，赛钢绝缘柱15的侧面设有一根磁感应接近开关16，磁感应接近开关16的一端与接近开关感应金属片17连接，赛钢绝缘柱15的一端设有强力磁铁13，强力磁铁13的一端与赛钢绝缘柱15连接，强力磁铁13的另一端与夹持驱动磁感应接近开关9连接，夹持驱动磁感应接近开关9的右下端设有平推复位弹簧钢垫片12，平推复位弹簧钢垫片12上设有中心对到基准金属和垫片11。

本实施例中，微型伺服电机4上设有梅花套筒孔29，梅花套筒孔29的内部设有无油铜套22，梅花套筒孔29的中间设有主轴孔33，主轴孔33的内部设有主轴31，主轴31的底端设有主轴固定器30，主轴固定器30通过内置螺纹拧在主轴31的底端，主轴31的顶部设有光轴21，光轴21盖在主轴的顶部；微型伺服电机4的侧面设有固定铝座20，固定铝座20的中间侧面装有梅花套筒24，梅花套筒24的一端设有刀具夹头23，梅花套筒24、固定铝座20之间通过刀具夹头23连接。

本实施例中，无油铜套22的中间设有扭力弹簧26，扭力弹簧26的上方设有离合器25，扭力弹簧26的下方设有梅花套筒固定铝27，在梅花套筒固定铝27的内部设有磁感应接近开关16，梅花套筒固定铝27的下方设有主轴孔28，主轴孔28的顶部卡头卡在梅花套筒固定铝27的内部，梅花套筒24固定块固定在微型伺服电机4的侧面。

本实用新型中，普通的螺纹扭紧式主轴可实现自动换刀，无需更换主轴马达和对应的刀具夹头，刀头座32无需外加控制系统，通过刀头座32的控制软件，只需要增加刀库对应的程序脚本，即可实现换刀。

本实用新型动作简单过程：

机床需要换刀时，本实用新型先通过磁感应接近开关使刀头座回归零位，主轴马达移动到对应刀头位置，通过主轴固定器固定主轴使其不旋转，控制机架移动，让刀头座顺时针旋转拆下原有刀头，主轴移动到对应的所需刀头位置，逆时针旋转装上需要的刀头，继续工作。

本实用新型动作要点：

(1)主轴固定器：主轴控制器通过微型伺服电机推动主轴加紧组件固定主轴。

(2)磁感应接近开关：通过两个强力磁铁，固定住刀座的位置，使刀座不会随意摆动，主轴能准确定位零位。

(3)离合器：在拆刀头时，利用离合器上的直角齿，使梅花套筒停止旋转，并拆下刀头；装刀头时，利用离合器上的弧形斜角齿卸力，保证不让刀头旋转到位后不会过紧。

(4)光轴；本实用新型采用特殊轴承，此光轴主要起旋转作用。

(5)复位弹簧：刀头座下方的复位弹簧在拆装刀头时，缓冲来自主轴对刀头的压力，起保护刀头的作用，同时可以依靠弹簧的推力和梅花套筒的斜面将位置偏移的主轴头自动校正对齐。

本实用新型中，普通的螺纹拧紧式主轴即可实现自动换刀，无需更换主轴马达和对应的刀具夹头，主轴固定器无需外加控制系统，通过主轴控制器的控制软件，只需增加刀库对应的程序脚本，即可实现换刀。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。