一种换刀系统的交换机构的制作方法

本实用新型涉及机床加工技术领域，尤其涉及一种换刀系统的交换机构。

背景技术：

在涡轮盘的拉削过程中，一般需要对涡轮盘依次进行粗拉削、半精拉削以及精拉削的工序操作，因此在加工过程中需要更换不同规格的刀具，通常换刀过程是通过机器人或者桁架机械手进行操作的，具体是将从机床上拆卸下的刀具放置到下刀座上，然后从相应的上刀座上抓取下一刀具重新转配到机床上，其中，拆卸下来的刀具需要运送到固定位置进行存储。

如申请号为：cn201810662504.8(授权公告号为：cn108655494a)的中国发明专利公开了《一种涡轮盘榫槽拉削的自动化生产线》，该生产线中具有刀具储运单元，刀具储运单元包括刀具储存架，所述刀具储存架包括固定座、设于所述固定座上并能够在水平方向上相对往复移动的上刀座和下刀座、驱动上刀座和下刀座相对移动的电机和传动机构，其中，所述上刀座用于存放欲放置到所述传送机构上的拉刀组件，所述下刀座用于存放的从传送机构上卸下的拉刀组件。这种刀具储存架的上刀座和下刀座可以相对移动以交换位置，操作人员在刀具储存架的一侧就可以方便地进行放置或者拿取拉刀组件，提高了工作效率。

但，上述刀具储运单元的自动程度还不高，刀具交换用时较长，不能很好的满足涡轮盘榫槽拉削的生产线的自动化需求，还需要进一步改进

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种自动化程度高的换刀系统的交换机构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种换刀系统的交换机构，包括：

支撑架，在纵向上分为位于前方的第一区域以及位于后方的第二区域；

第一刀座和第二刀座，均前后滑动地设于所述支撑架上；

电机驱动装置，与第一刀座与第二刀座均传动连接，能使第一刀座与第二刀座均相对所述支撑架移动并至少处于两种状态；

在第一状态时，所述第一刀座位于第一区域，所述第二刀座位于第二区域；

在第二状态时，所述第一刀座位于第二区域，所述第二刀座位于第一区域；

第一识别装置，设于所述支撑架上并与第一刀座相对应，能够对所述的第一刀座是否移动至相应设定位置进行识别；

第二识别装置，设于所述支撑架上并与第二刀座相对应，能够对所述的第一刀座是否移动至相应设定位置进行识别；

控制系统，与上述电机驱动装置、第一识别装置及第二识别装置进行信号连通。

为了对第一刀座在前后移动过程中是否移动到位进行检测并将相应信号传送给控制系统，所述第一识别装置包括设于所述支撑架的前、后两端中至少一端部位置的第一接近开关；各所述第一接近开关对应设于竖向设置在所述支撑架上的第一立杆上，并使感应端朝向所述第一刀座。

为了对第二刀座在前后移动过程中是否移动到位进行检测并将相应信号传送给控制系统，所述第二识别装置包括设于所述支撑架的前、后两端中至少一端部位置的第二接近开关；各所述第二接近开关对应设于竖向设置在所述支撑架上的第二立杆上，并使感应端朝向所述第二刀座。

为了在支撑件的前后两端对第一刀座及第二刀座进行限位，还包括用于对第一刀座在支撑架的前后两端进行前后限位的第一限位组件以及用于对第二刀座在支撑架的前后两端进行前后限位的第二限位组件；所述第一限位组件包括设于支撑架的前端部的第一前限位柱以及设于支撑架的后端部的第一后限位柱，第一前限位柱自所述支撑架的前端向后延伸并在其自由端位置设有第一前缓冲块，第一后限位柱自所述支撑架的后端向前延伸并在其自由端位置设有第一后缓冲块；所述第二限位组件包括设于支撑架的前端部的第二前限位柱以及设于支撑架的后端部的第二后限位柱，第二前限位柱自所述支撑架的前端向后延伸并在其自由端位置设有第二前缓冲块，第二后限位柱自所述支撑架的后端向前延伸并在其自由端位置设有第二后缓冲块。

为了能使第一刀座及第二刀座在前后方向上顺利移动并交换前后位置，所述支撑架具有上下两层，其中，所述的第一刀座设于支撑架的上层位置，所述的第二刀座设于支撑件的下层位置。当然，可以想到的是，第一刀座及第二刀座也可以处于同一水平高度，如分别位于支撑架的左右两侧(横向方形上)，在电机驱动装置的驱动下前后滑移。

为了能使第一刀座及第二刀座同时动作，提高换刀效率，所述电机驱动装置包括伺服电机以及与该伺服电机的输出轴连接的齿轮传动组件，所述第一刀座上设有沿前后方向布置的第一齿条，所述第二刀座上设有沿前后方向布置的第二齿条；所述齿轮传动组件与所述第一齿条及第二齿条均传动连接，使第一刀座和第二刀座同步动作并在支撑架的前后方向上互换位置。

为了能使第一刀座及第二刀座在前后方向上同步移动，所述齿轮传动组件包括齿轮轴以及连接在所述齿轮轴上的齿轮，所述伺服电机的主动轴通过联轴器连接所述齿轮轴；所述第一齿条及第二齿条分别在所述齿轮的上下两侧与该齿轮进行啮合。其中，伺服电机正转时，第一刀座能从第一区域移动至第二区域，同时，第二刀座从第二区域移动至第一区域；当伺服电机反转时，第二刀座能从第一区域移动至第二区域，同时，第一刀座从第二区域移动至第一区域，从而实现两个刀座的往复移动。

为了实现第一刀座及第二刀座在支撑架上前后滑移，所述支撑架的上层位置设有沿前后延伸的第一导轨组件，所述第一刀座滑动连接在所述第一导轨组件上；所述支撑架的下层位置设有沿前后延伸的第二导轨组件，所述第二刀座滑动连接在所述第二导轨组件上。

作为一种优选的实施方式，所述第一导轨组件包括两个平行设置的第一导轨安装座，该两个第一导轨安装座在所述支撑架的横向上相互间隔设置，各第一导轨安装座上均设有第一导轨，第一刀座的底部在横向上对应设有两组能分别与上述两个第一导轨滑动配合的第一滑座；所述第二导轨组件包括两个平行设置的第二导轨安装座，该两个第二导轨安装座在所述支撑架的横向上相互间隔设置，各第二导轨安装座上均设有第二导轨，第二刀座的底部在横向上对应设有两组能分别与上述两个第二导轨滑动配合的第二滑座。

为了对第一刀座及第二刀座进行合理布置，减少交换机构整体的占用空间，所述两个第二导轨之间的间距小于所述两个第一导轨之间的间距，且分别对应位于两个第一导轨的内侧。

与现有技术相比，本实用新型的优点：本实用新型的换刀系统的交换机构的第一刀座和第二刀座可以相对移动以交换位置，并且第一识别装置以及第二识别装置能够对应的第一刀座及第二刀座是否移动到位进行识别，并将相应信号传送给控制系统，当两个刀座移动到位时，控制系统能够控制电机驱动装置停止动作，此时，操作人员在支撑架的一侧就可以方便地进行放置或者拿取相应刀具，这种换刀机构，结构简单，减少工人工作量，降低生产成本，有效地提高了工作效率，同时减少了零件加工的辅助时间，有益于实现自动化加工。

附图说明

图1为本实用新型实施例的换刀系统的交换机构的右视角度结构示意图；

图2为本实用新型实施例的换刀系统的交换机构的正视角度结构示意图；

图3为图2中a处放大图；

图4为本实用新型实施例的换刀系统的交换机构的俯视角度结构示意图；

图5为图4中a处放大图；

图6为图4中b处放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

参见图1-图6，一种换刀系统的交换机构包括支撑架10、第一刀座20、第二刀座30以及电机驱动装置，支撑架10在在纵向上分为位于前方的第一区域101以及位于后方的第二区域102，其中，第一刀座20和第二刀座30上均可以放置刀具，第一刀座20和第二刀座30能在支撑架10上前后滑移，并停留在上述第一区域或第二区域，在本实施例中，第一刀座20用于将后续待装配的刀具从远离加工区的第一区域传动至靠近机床加工区的第二区域，第二刀座30用于将从机床上拆卸下来的刀具从第二区域传送至第一区域；在第一区域，操作人员可以将待装配的刀具放置到第一刀座20上，以及将第二刀座30上的相应刀具搬运下来，在第二区域，机械手或通过人工能将第一刀座20上的待装配刀具取下安装到机床上，以及将机床上的相应刀具拆卸下来并放置到第二刀座30上。

参加图2，支撑架10分为上下两层结构，其中，第一刀座20设于上层，第二刀座30设于下层。支撑架10设有两组导轨组件，该两组导轨组件分别为位于支撑架10上层的第一导轨组件和位于支撑架10下层的第二导轨组件，其中，第一刀座20前后滑动地设置在第一导轨组件上，第二刀座30前后滑动地设置在第二导轨组件上。具体地，第一刀座20与第二刀座30之间可以在前后方向相对滑移并互换前后位置。

参见图2及图3，第一导轨组件包括一对相互间隔设置的第一导轨安装座91，该两个第一导轨安装座91的结构相同，且均为沿支撑架10的前后方向延伸设置的条形座，具体地，第一导轨安装座91的底部固定在支撑架10上，第一导轨安装座91的顶部设有第一导轨92，第一导轨92的延伸方向与第一导轨安装座91的延伸方向一致。第一刀座20横向架设在两个相对设置的第一导轨92上，具体地，第一刀座20整体呈倒u型，包括横向延伸的第一放置平板201以及两个分别连接在该放置平板的两端且向下延伸的第一支撑板202，相应刀具可放置在上述第一放置平板201上，两个第一支撑板202的底部均连接有与第一导轨92相适配的第一滑座22，第一刀座20通过上述第一滑座22滑动连接在第一导轨上。

继续参见图2及图3，第二导轨组件包括一对间隔设置的第二导轨安装座93，该两个第二导轨安装座93的结构相同，且均为沿支撑架10的前后方向延伸设置的条形座，具体地，第二导轨安装座93的底部固定在支撑架10上，第二导轨安装座93的顶部设有第二导轨94，第二导轨94的延伸方向与第二导轨安装座93的延伸方向一致。第二刀座30横向架设在两个相对设置的第二导轨94上，具体地，第二刀座30整体同样呈倒u型，包括横向延伸的第二放置平板301以及两个分别连接在该第二放置平板301的两端部且向下延伸的第二支撑板302，相应刀具可放置在上述第二放置平板301上，两个第二支撑板302的底部均连接有与第二导轨94相适配的第二滑座32，第二刀座30通过上述第二滑座32滑动连接在第二导轨94上。

为了方便第二刀座30能在第一刀座20的下方滑移，上述第二导轨组件位于第一导轨组件的两个第一导轨安装座91之间，具体可以理解为，第二导轨组件的两个第二导轨安装座93均位于两个第一导轨安装座91的内侧，这样位于支撑架10的下层位置的第二刀座30能够顺利地在第一刀座20的下方相对第一刀座20前后滑移而不会产生干扰。

参见图3，电机驱动装置包括伺服电机80、联轴器83以及齿轮传动组件，伺服电机80位于支撑架10的一侧并处于该支撑架10前后方向的中间位置，伺服电机80设于通过电机座84上，该电机座84放置在一支撑座86上。齿轮传动组件包括齿轮轴811以及连接在该齿轮轴811上的齿轮810，伺服电机80的输出轴通过联轴器83与齿轮轴811连接，齿轮轴811上套设有轴承85，该轴承85通过轴承座850连接在支撑架10上。

参见图1-图3，第一刀座20的靠近伺服电机80的第一支撑板202的底部具有前后延伸且水平设置的第一齿条21，该第一齿条21位于第一支撑板202的外侧。第二刀座30上的靠近伺服电机80的第二支撑板302的底部连接有前后延伸且水平设置的第二齿条31，由于第一刀座20的第一支撑板202与第二刀座30的第二支撑板302在水平方向上间隔一定的距离，所以为了使上述第一齿条21和第二齿条31在上下方向上相对布置，以便由上述齿轮同步驱动，上述第二支撑板302的底部连接有向外伸出的条形过渡板303，该条形过渡板303具体延伸至与第一齿条21对应的下方位置，第二齿条31对应设置在条形过渡板外端与第一齿条21在上下方向上对应设置。上述第一齿条21与第二齿条31分别位于齿轮的上下两侧，即，第一齿条21在上方与该齿轮啮合，第二齿条31位在下方与该齿轮啮合。当伺服电机80动作时，可通过齿轮及上述两个齿条的传动配合驱动第一刀座20和第二刀座30相对移动以交换位置。

参见图1及图4，为了使第一刀座20与第二刀座30在前后滑移进行位置交换的过程中，使两个相应刀座在移动到设定位置后能够自动停止，支撑架10的前后两端还分别设有能够对相应刀座是否移动到位进行识别的识别装置，具体包括第一识别装置和第二识别装置，其中，第一识别装置与第一刀座20相对应，用于对第一刀座20是否移动至相应设定位置进行识别，第二识别装置与第二刀座30相对应，用于对第一刀座20是否移动至相应设定位置进行识别。第一识别装置为设于支撑架10上层的位置的第一接近开关，第一接近开关有两个，分别为设于位于支撑架10前端的第一前接近开关40a和位于支撑架10后端的第一后接近开关40b，第一前接近开关40a以及第一后接近开关40b均通过第一立杆41连接在支撑架上，第一前接近开关40a能对第一刀座20是否移动至支撑架10的前端设定位置进行识别，第一后接近开关40b能对第一刀座20是否移动至支撑架10的后端设定位置进行识别。第二识别装置为设于支撑架10上层的位置的第二接近开关，第二接近开关有两个，分别为设于位于支撑架10前端的第二前接近开关50a和位于支撑架10后端的第二后接近开关50b，第二前接近开关50a和第二后接近开关50b均通过第二立杆连接在支撑架上，第二前接近开关50a能对第二刀座30是否移动至支撑架10的前端设定位置进行识别，第二后接近开关50b能对第二刀座30是否移动至支撑架10的后端设定位置进行识别。

上述第一识别装置和第二识别装置均与控制系统(未示出)进行信号连通，在第一刀座20与第二刀座30在进行位置交换过程中，相应的接近开关可以对相应刀座是否移动到位进行识别，当第一刀座20或者第二刀座30移动到位时，对应的接近开关能够对此进行识别并将相应信号传送给控制系统，通过控制系统控制伺服电机80停止转动。

继续参见图1及图4，为了对第一刀座20及第二刀座30在支撑架10的前后两端进行限定，使两刀座能够移动到相应的设定位置，还包括用于对第一刀座20在支撑架10的前后两端进行前后限位的第一限位组件以及用于对第二刀座30在支撑架10的前后两端进行前后限位的第二限位组件；第一限位组件包括设于支撑架10的前端部的第一前限位柱61以及设于支撑架10的后端部的第一后限位柱62，第一前限位柱61自支撑架10的前端向后延伸并在其自由端位置设有第一前缓冲块610，第一后限位柱62自支撑架10的后端向前延伸并在其自由端位置设有第一后缓冲块620；第二限位组件包括设于支撑架10的前端部的第二前限位柱71以及设于支撑架10的后端部的第二后限位柱72，第二前限位柱71自支撑架10的前端向后延伸并在其自由端位置设有第二前缓冲块710，第二后限位柱72自支撑架10的后端向前延伸并在其自由端位置设有第二后缓冲块720。上述各缓冲块的设置能够有效避免第一刀座20及第二刀座30移动到位后直接与相应的限位块发生碰撞，其中，缓冲块可采用相应的弹性材料制得。

本实施例中的换刀系统的交换机构的第一刀座20和第二刀座30可以相对移动以交换位置，并且第一识别装置以及第二识别装置能够对应的第一刀座20及第二刀座30是否移动到位进行识别，并将相应信号传送给控制系统，当两个刀座移动到位时，控制系统能够控制电机驱动装置停止动作，此时，操作人员在支撑架10的一侧就可以方便地进行放置或者拿取相应刀具，这种换刀机构，结构简单，减少工人工作量，降低生产成本，有效地提高了工作效率，同时减少了零件加工的辅助时间，有益于实现自动化加工。

为了更清楚的理解本实施例的技术方案，本实施例中的“前”是指第一区域101所在的位置，相应地，“后”是指第二区域102所在的位置；本实施例中的“右”是指伺服电机80所在一侧的位置，相应地，“左”是与伺服电机80的所在位置相背离的一侧位置。