龙门式数控镗铣床自动推拉式头库装置的制作方法

本实用新型属于机床制造领域，涉及龙门式数控镗铣床推拉式头库装置。即龙门式数控镗铣床中的铣头自动更换的头库。

背景技术：

目前，机床行业中的滑枕及自动更换类铣头的结构中，滑枕抓取铣头，滑枕与铣头之间的拉紧机构通常采用多个拉头油缸或碟形弹簧带动拉爪夹紧铣头的形式；滑枕与铣头之间的定位则依靠滑枕的主轴锥孔和铣头锥柄配合。当滑枕不安装铣头，而是用自己的主轴锥孔装夹刀具进行加工时，需要在滑枕前端安装保护盖，将拉紧机构罩住，防止切削过程中铁屑迸溅，损坏拉紧机构。

国内传统的自动铣头更换方式主要有三种：第一种是将铣头放置在简易支架上，需要更换铣头时用吊车将铣头连同简易支架移动至工作台上，再由人工进行找正后将滑枕与铣头对正，滑枕抓取铣头，至此完成铣头与滑枕的连接。然后将铣头支架移走，换头过程结束。此换头方式耗时长，人工参与多，步骤繁琐，且精度难以保证。第二种是将铣头支架做成一个摇臂机构安装在机床立柱的侧面，需要更换铣头时人工将铣头支架摆动至机床的立柱前方，立柱前方设有固定机构可以将铣头支架固定在指定位置，再移动滑枕至指定位置后，滑枕伸出自动抓取铣头。待铣头被滑枕抓走之后，再人工将铣头支架摆动回到立柱侧面。这种方式较第一种方便，但是仍然需要人工参与。第三种是在立柱侧面沿床身长度方向放置由伺服电机驱动的换头小车及轨道，当需要更换铣头时，换头小车移动至指定位置(即换头点)，然后滑枕移动移动至换头点自动抓取换头。此种方式为全自动更换，但是由于换头小车外置且配置伺服电机，需要增加高昂的成本，且占地面积大，防护间不容易布置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种龙门式数控镗铣床自动推拉式头库装置，实现自动换头，解决换头时间长，换头精度差，占用机床空间过多的问题。

这种龙门式数控镗铣床自动推拉式头库装置，包括电气控制系统，气缸控制阀组，限位装置以及两组直线导轨，其特征在于上支座和下支座竖直方向上下排列，通过高强度螺栓固定在机床立柱前侧面上；保护盖支架气缸和铣头支架气缸分别固定在上支座和下支座上，两支气缸的活塞杆末端分别与保护盖支架和铣头支架相连；保护盖支架直线导轨和铣头支架直线导轨分别通过螺钉安装在上、下支座的上端面和前端面上，保护盖支架和铣头支架分别与两组直线导轨的滑块固定；气缸内部设有磁性开关，作为位置反馈装置。

本实用新型的特点是：

1、本实用新型采用气缸作为铣头头库移动时的动力源，它与目前广泛应用的铣头头库结构相比具有更高效、准确的工作性能，其结构更简单、紧凑，空间要求更小，更有利于节省机床的行程,在龙门式数控镗铣床上具有独特的优势。

2、由于保护盖和自动铣头与滑枕的接口相同，本设计将保护盖当作另一个自动铣头处理，将保护盖支架与铣头支架上、下竖直排列，节省机床空间。

3、本实用新型在气缸两端具有位置检测用的磁性开关，当活塞杆运行到位时会发出信号。不需额外的触点开关。

本实用新型经过中捷机床有限公司的龙门式数控镗铣床GMC2040RL实用证明，是一种结构简单、紧凑，性能可靠，安装灵活的自动换头头库机构。为提高该机床的自动化程度起到重大作用。

附图说明

图1是龙门式数控镗铣床自动推拉式头库主视图；

图2是龙门式数控镗铣床自动推拉式头库左视图。

图中，1保护盖；2直角铣头；3保护盖支架；4铣头支架；5上支座；6下支座；7保护盖支架直线导轨；8铣头支架直线导轨；9保护盖支架气缸；10铣头支架气缸；11进程限位块；12回程限位块；13压块；14挤块。

具体实施方式

本实用新型的结构和实施方案如图1和图2所示，图2是图1左视图顺时针旋转90°；龙门式数控镗铣床自动推拉式头库装置中，包括电气控制系统，气缸控制阀组，限位装置以及两组直线导轨，其特征在于上支座5和下支座6竖直方向上下排列，通过高强度螺栓固定在机床立柱前侧面上；保护盖支架气缸9固定在上支座5、铣头支架气缸10固定在下支座6上，两支气缸的活塞杆末端分别与保护盖支架3和铣头支架4相连；保护盖支架直线导轨7和铣头支架直线导轨8分别通过螺钉安装在上、下支座5、6的上端面和前端面上，再分别加压块13和挤块14将保护盖支架直线导轨7和铣头支架直线导轨8侧面进行定位和压紧；保护盖支架3和铣头支架4分别通过螺钉与保护盖支架直线导轨7和铣头支架直线导轨8的滑块固定连接，使保护盖支架3和铣头支架4在保护盖支架气缸9和铣头支架气缸10的推动下，能够沿保护盖支架直线导轨7和铣头支架直线导轨8运动。两组导轨的长度大于相应支架宽度的两倍，保证支架退回待机位时，不占用机床加工区域。保护盖支架气缸9和铣头支架气缸10内部设有磁环(即磁性开关)，当气缸的活塞杆运动到磁环位置时，磁性开关向数控系统反馈到位信号，告知保护盖支架3或铣头支架4已经运动到位。为了保证运动平稳性和安全性，除了气缸内部的磁性开关外，推拉式头库装置中还在上、下支座上5、6上设置了进程限位块11和回程限位块12，限位块采用液压缓冲装置。

头库装置的工作过程如下：

换头时，机床数控系统通过控制气动阀组，使头库中的气缸完成换头程序中设计的换头动作，依次推动保护盖支架和铣头支架到程序中制定的换头坐标位置；到位后，气缸上的磁性开关向系统反馈到位信号，数控系统再控制滑枕完成其余换头动作；换头动作完成后，数控系统控制气缸将支架退回到待机位置，完成整套换头程序。

操作者发出换头指令后，机床数控系统通过气动阀组控制保护盖支架气缸9，推动保护盖支架3从待机位置沿保护盖支架直线导轨7向换头位置运动；当保护盖支架气缸9的活塞杆带动保护盖支架3运动到进程磁性开关附近时，保护盖支架3首先撞到进程限位块11，进程限位块11的液压缓冲器使保护盖支架3平稳减速，直到保护盖支架3到达换头位置，触发磁性开关反馈进程到位信号，系统控制保护盖支架气缸9停止运动；接下来系统控制机床滑枕运动至保护盖换头点坐标位置，控制拉头油缸松开，将保护盖1还回保护盖支架3上；保护盖1与滑枕脱开后，会触发滑枕内部压力开关，向系统反馈保护盖1脱开信号。系统接到脱开信号后，控制保护盖支架气缸9带动保护盖1及保护盖支架3返回待机位置，当保护盖支架3到达待机位置附近时，首先撞到回程限位块12，回程限位块12上的液压缓冲器起作用，原理与进程限位块相同；当保护盖支架3回程到位后，保护盖支架气缸9的磁性开关反馈回程保护盖支架回程到位信号。

系统接到保护盖支架3的回程到位信号后，控制铣头支架气缸10推动铣头支架4及支架内部的铣头2，向换头位置运动，原理与之前相同；铣头支架4到达换头位置后，数控系统控制滑枕运动到铣头的换头点位置坐标，并控制拉头油缸夹紧，使铣头2与滑枕结合；换头动作完成后，滑枕内部压力开关向系统反馈夹紧到位信号，之后系统控制滑枕向上运动，将铣头2从铣头支架4中拔出来，保证铣头2与铣头支架4不存在运动干涉；之后，系统控制铣头支架气缸10带动铣头支架4回到头库装置内待机位置，整套铣头更换程序自动完成。整个过程通过程序设定自动控制实现，不需人工参与。