一种叶盘加工中心刀库及换刀方法与流程

本发明涉及机床加工领域，尤其涉及一种叶盘加工中心刀库及换刀方法。

背景技术：

1、在叶盘等精细加工过程中，为了加工出叶片的形状，叶盘加工中心的刀具与加工的工件之间会有一定程度的转动，这个转动由工件和刀具在多个维度的相对运动复合而成。

2、为了更好的对叶盘进行加工，保证机床在进行五轴旋转刀具中心加工动作时，各物理轴的运动速度和加速度相对于普通结构的机床保持在一个较低的范围，叶盘加工中心采用斜角摆头并将刀尖点设置在摆头回转轴线上，保证摆头旋转加工时，不会产生线性轴较大的速度和加速度。

3、现有的机床为了实现换刀，需要额外设置机械手等换刀机构，通过换刀机构自身动作或者换刀机构与机床配合动作实现换刀，增加机械手等换刀机构，会提高机床制造成本，占用较大的空间。而且，由于采用斜角摆头，主轴轴线和刀具轴线均与机床坐标轴之间存在一定夹角，为了配合斜角摆头，这种换刀方式对机械手的安装位置和姿态要求均有较高要求，需要使刀库内刀具轴线、主轴轴线和机械手抓取刀具轴线平行或重合，这使换刀动作精准控制的难度较大，换刀逻辑复杂，换刀动作繁琐，不利于高效率高精度加工。

技术实现思路

1、本发明提供一种叶盘加工中心刀库及换刀方法，以解决上述问题。

2、一种叶盘加工中心刀库，包括：t直线轴组件、t轴回转组件和a轴回转组件，所述t直线轴组件用于驱动所述a轴回转组件直线运动，所述t轴回转组件用于驱动刀盘做回转运动，所述a轴回转组件用于驱动装有刀具的摆头做回转运动；

3、当所述摆头的轴线与所述刀盘所在平面平行，或处于所述刀盘所在平面时，所述摆头轴线与所述刀盘直线轴平行或重合。

4、进一步地，所述t轴回转组件设于刀库底座上，所述刀库底座设于床身一侧，所述床身另一侧设有能够沿z轴方向运动的立柱，所述立柱上设有能够沿y轴方向运动的滑鞍，所述滑鞍上设有所述a轴回转组件，所述床身上还设有工作台，所述工作台设于所述刀库底座同侧；

5、所述刀库底座具有安装斜面，所述t轴回转组件设于所述安装斜面，并能够沿所述安装斜面运动。

6、进一步地，所述t轴回转组件包括刀盘转动固定座、刀盘和刀盘转动电机，所述刀盘转动固定座安装于所述安装斜面上，所述刀盘可转动的安装于所述刀盘转动固定座上，所述刀盘转动电机通过电机座固定于所述刀盘转动固定座上，所述刀盘同轴固定有从动齿轮，所述从动齿轮与主动齿轮啮合，所述刀盘转动电机与所述主动齿轮传动连接。

7、进一步地，所述t直线轴组件包括设于所述安装斜面上的驱动电机和导轨，所述驱动电机通过丝杠和丝母与所述t轴回转组件连接，所述t轴回转组件通过滑块安装在所述导轨上。

8、进一步地，还包括检测开关支架，所述检测开关支架一端固定在所述刀盘转动固定座上，另一端设有检测开关，所述检测开关朝向设于所述刀盘上的刀具。

9、进一步地，所述t轴回转组件包括刀盘，所述刀盘周向设有用于夹持刀具的刀夹，所述刀具的轴线均与所述刀盘的轴线垂直相交，所述刀夹在所述刀盘轴向的两侧均夹持有所述刀具。

10、进一步地，t1轴与水平方向的夹角α为30°、45°或60°。

11、一种叶盘加工中心换刀方法，利用所述的叶盘加工中心刀库，并包括以下步骤：

12、s1、立柱沿z轴运动，滑鞍沿y轴运动，a轴回转组件驱动摆头转动，使待装刀具的摆头的轴线与刀盘的轴线垂直相交且与刀具的轴线共面；

13、s2、t2轴回转组件转动所述刀盘，使待抓取刀具的轴线与所述摆头的轴线重合；

14、s3、t2轴回转组件沿t1轴运动，使所述摆头抓取所述刀具；

15、s4、立柱沿z轴运动，使所述刀具脱离所述刀盘。

16、一种叶盘加工中心换刀方法，利用所述的叶盘加工中心刀库，并包括以下步骤：

17、s1、立柱沿z轴运动，滑鞍沿y轴运动，a轴回转组件驱动摆头转动，使装有刀具的摆头的轴线与刀盘的轴线垂直相交，且所述摆头轴线与所述刀盘的距离大于所述刀盘上的刀具安装口与所述刀盘的距离；

18、s2、t2轴回转组件转动所述刀盘，使所述刀盘上刀具安装口的轴线与所述摆头的轴线平行；

19、s3、t2轴回转组件沿t1轴运动，使所述刀盘上的刀具安装口对准所述摆头上的刀具；

20、s4、立柱沿z轴运动，使所述刀具装入所述刀盘；

21、s5、所述摆头松开所述刀具，t2轴回转组件沿t1轴运动，使所述刀具脱离所述摆头。

22、本发明公开的叶盘加工中心刀库及换刀方法，无需使用机械手等复杂设备，依靠机床z轴、y轴以及t1轴的相互配合就可以完整的实现换刀过程，大幅降低了生产成本，减少机床占用空间，更有利于机床自身结构布置，降低换刀动作与加工动作相互干涉的可能性。而且在换刀过程中，刀具的抓取和松脱的动作，仅通过单一直线轴运动配合即可实现，仅需要主轴与刀库内刀具轴线重合，即可实现换刀，大幅降低了换刀动作的复杂性，使机床换刀逻辑更为简洁，操控易于实现，有利于高精度高效率加工，而且结构简单，稳定性好，易于维修。

技术特征：

1.一种叶盘加工中心刀库，其特征在于，包括：t1直线轴组件、t2轴回转组件和a轴回转组件，所述t1直线轴组件用于驱动所述a轴回转组件直线运动，所述t2轴回转组件用于驱动刀盘(2)做回转运动，所述a轴回转组件用于驱动装有刀具的摆头(1)做回转运动；

2.根据权利要求1所述的一种叶盘加工中心刀库，其特征在于，所述t2轴回转组件设于刀库底座(3)上，所述刀库底座(3)设于床身(4)一侧，所述床身(4)另一侧设有能够沿z轴方向运动的立柱(5)，所述立柱(5)上设有能够沿y轴方向运动的滑鞍(6)，所述滑鞍(6)上设有所述a轴回转组件，所述床身(4)上还设有工作台(7)，所述工作台(7)设于所述刀库底座(3)同侧；

3.根据权利要求2所述的一种叶盘加工中心刀库，其特征在于，所述t2轴回转组件包括刀盘转动固定座(8)、刀盘(2)和刀盘转动电机(9)，所述刀盘转动固定座(8)安装于所述安装斜面上，所述刀盘(2)可转动的安装于所述刀盘转动固定座(8)上，所述刀盘转动电机(9)通过电机座(10)固定于所述刀盘转动固定座(8)上，所述刀盘(2)同轴固定有从动齿轮(11)，所述从动齿轮(11)与主动齿轮(12)啮合，所述刀盘转动电机(9)与所述主动齿轮(12)传动连接。

4.根据权利要求2所述的一种叶盘加工中心刀库，其特征在于，所述t1直线轴组件包括设于所述安装斜面上的驱动电机和导轨(13)，所述驱动电机通过丝杠和丝母与所述t2轴回转组件连接，所述t2轴回转组件通过滑块安装在所述导轨(13)上。

5.根据权利要求3所述的一种叶盘加工中心刀库，其特征在于，还包括检测开关支架(14)，所述检测开关支架(14)一端固定在所述刀盘转动固定座(8)上，另一端设有检测开关(15)，所述检测开关(15)朝向设于所述刀盘(2)上的刀具。

6.根据权利要求1所述的一种叶盘加工中心刀库，其特征在于，所述t2轴回转组件包括刀盘(2)，所述刀盘(2)周向设有用于夹持刀具的刀夹(16)，所述刀具的轴线均与所述刀盘(2)的轴线垂直相交，所述刀夹(16)在所述刀盘(2)轴向的两侧均夹持有所述刀具。

7.根据权利要求1所述的一种叶盘加工中心刀库，其特征在于，t1轴与水平方向的夹角α为30°、45°或60°。

8.一种叶盘加工中心换刀方法，其特征在于，利用权利要求1-7任意一项所述的叶盘加工中心刀库，并包括以下步骤：

9.一种叶盘加工中心换刀方法，其特征在于，利用权利要求1-7任意一项所述的叶盘加工中心刀库，并包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种叶盘加工中心刀库，包括T2轴回转组件和A轴回转组件，所述T2轴回转组件能够沿T1轴运动，当所述摆头的轴线与所述刀盘所在平面平行，或处于所述刀盘所在平面时，所述摆头轴线与所述刀盘直线轴平行或重合。本发明还提供一种叶盘加工中心换刀方法，无需使用机械手等复杂设备，依靠机床Z轴、Y轴以及T1轴的相互配合就可以完整的实现换刀过程，而且在换刀过程中，刀具的抓取和松脱的动作，仅通过单一直线轴运动配合即可实现，大幅降低了换刀动作的复杂性，使机床换刀逻辑更为简洁，操控易于实现，而且结构简单，稳定性好，易于维修。

技术研发人员：陈虎,尹书强,任志辉,贺行健,王连炀,宫兴林,邓鑫
受保护的技术使用者：科德数控股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11