一种刀库刀具自动更换的立式加工中心的制作方法

1.本发明涉及立式加工中心技术领域，具体为一种刀库刀具自动更换的立式加工中心。


背景技术：

2.立式加工中心是一种多功能数控机床，立式加工中心中带有刀库和换刀装置，可以更换刀具，以实现铣、镗削、钻削、攻螺纹和用切削螺纹等工序。
3.现有的立式加工中心中刀具的装配和更换由专用的换刀装置完成，由换刀装置对刀具进行取放操作，在刀库和刀具装配位置之间对刀具进行取放移动控制，这种刀具更换方式需要单独设置换刀装置，并预留换刀装置的位置和刀具更换过程中移动的轨迹空间，换刀过程涉及的结构较为复杂，换刀过程较为繁琐，会影响刀具的换刀效率。


技术实现要素：

4.为解决以上现有的立式加工中心中刀具更换方式需要单独设置换刀装置，并预留换刀装置的位置和刀具更换过程中移动的轨迹空间，换刀过程涉及的结构较为复杂，换刀过程较为繁琐，会影响刀具的换刀效率的问题，本发明通过以下技术方案予以实现：一种刀库刀具自动更换的立式加工中心，包括：机体，所述机体的内部设置有驱动座，所述驱动座的下表面设置有刀座，刀座内部安装有刀具装配组件；刀库，所述刀库的表面开设有多个放置孔；支撑座，位于所述刀库的表面，所述支撑座的表面滑动安装有支撑杆，支撑杆与支撑座之间设有缓冲弹簧，所述支撑杆远离所述支撑座的一端通过转接座转动安装在所述机体的内表面，所述刀库围绕所述转接座转动到水平状态时，此时所述刀座与其下部的放置孔位于同一竖直轴线上；齿轨，位于所述支撑座的表面，所述齿轨由圆弧形齿槽和直线齿槽组成，齿轨与圆弧形齿槽配合，可带动支撑座转动，齿轨与直线齿槽配合时，会带动支撑座向上或向下移动；驱动齿轮，转动安装在所述机体的内表面，位于所述齿轨的内部，与所述圆弧形齿槽和直线齿槽相适配，机体内部安装有控制驱动齿轮转动的驱动电机。
5.进一步的，所述刀座的内部转动安装有驱动轴，用于刀具的驱动，所述驱动轴的内部滑动安装有限位柱，所述限位柱位于所述驱动轴内部的一端设有电磁组一，电磁组一由两个电磁块组成，两个电磁块相对分布，所述限位柱与刀具安装端侧表面的槽孔相适配。
6.进一步的，所述刀库包括支撑环和外环，所述支撑座位于所述支撑环的表面，所述外环转动安装在所述支撑环的外侧表面，所述放置孔位于所述外环的内部，外环的转动，可以调节放置孔的位置，继而调节刀具的位置，以实现对刀具的选择。
7.进一步的，所述放置孔的内部安装有用于夹紧所述刀具的卡紧机构，所述卡紧机
构包括：支撑盘，转动安装在所述外环的内部；外齿圈，转动安装在所述支撑盘的表面，所述外齿圈的侧表面设有内齿环，所述支撑盘与所述外环之间的摩擦阻力大于所述外齿圈与所述支撑盘之间的摩擦阻力；多组传动齿轮，转动安装在所述支撑盘的表面，与所述内齿环齿轮啮合；多组齿杆，滑动安装在所述支撑盘的表面，与所述传动齿轮齿轮啮合，所述齿杆靠近所述放置孔的一端设有卡块。
8.进一步的，所述外环的内部转动安装有齿盘，齿盘为圆环状，齿盘的内外侧表面均设有齿面，所述齿盘与所述外齿圈齿轮啮合，所述内齿环转动安装在所述支撑盘的表面，同时与所述外齿圈转动连接，所述内齿环与所述外齿圈之间设有控制所述内齿环和外齿圈同步转动的联动机构。
9.进一步的，所述联动机构包括：顶杆，滑动安装在所述内齿环的表面，所述顶杆位于所述内齿环内部的一端延伸至所述外齿圈的内侧表面；电磁组三，由两组电磁块组成，两组所述电磁块分别位于所述顶杆和内齿环的表面。
10.进一步的，所述外环的内部设有用于限制所述齿盘转动的限位组件，所述限位组件包括：支杆，滑动安装在所述外环的内部，所述支杆靠近所述齿盘的一端设有齿板，所述齿板与所述齿盘内侧表面的齿面相适配；电磁组二，电磁组二由两个电磁块组成，两个电磁块相对分布，位于所述支杆远离所述齿板的一端。
11.进一步的，所述支撑环的内部安装有齿轮一，所述齿轮一与齿盘相适配，支撑环的表面设有控制齿轮一转动的驱动电机。
12.进一步的，所述机体的侧表面设有侧门，所述侧门与处于竖直状态的刀库相对应，刀库处于竖直状态时，可从侧门的位置将刀具放置在刀库，或将刀具从刀库中取出。
13.进一步的，所述驱动座上下滑动安装在所述机体的内部，所述机体的内部设有用于驱动所述驱动座上下移动的驱动链盘。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、该刀库刀具自动更换的立式加工中心，通过转接座和支撑杆与支撑座和刀库的配合设计以及齿轨内部圆弧形齿槽和直线齿槽与驱动齿轮的配合使用，可通过转动控制刀库移动，实现刀具的更换过程，无需增加单独的换刀装置进行换刀操作，同时在更换刀具时，可以控制刀库上下移动，继而可实现对刀具的自动取放操作。
15.2、该刀库刀具自动更换的立式加工中心，通过刀库支撑环与外环的组合设计、齿盘与限位组件的配合使用以及卡紧机构内部外齿圈和内齿环与联动机构的组合设计，可实现对刀库中刀具的选择，同时可对单个放置孔内部的刀具进行取放操作，并且可以对刀具进行转动调节，以便对刀具进行装配操作。
附图说明
16.图1为本发明立式加工中心结构主视图；图2为本发明立式加工中心内部结构主视图一；图3为本发明立式加工中心内部结构主视图二；图4为本发明刀座内部结构示意图；图5为本发明刀库结构主视图；图6为本发明刀库结构侧视图；图7为本发明刀库内部结构侧视图一；图8为本发明卡紧机构结构示意图一；图9为本发明刀库内部结构侧视图二；图10为本发明限位组件结构示意图；图11为本发明卡紧机构结构示意图二；图12为本发明图11中a处结构示意图。
17.图中：1、机体；11、侧门；2、驱动座；21、刀座；22、驱动轴；23、限位柱；231、电磁组一；3、驱动链盘；4、刀库；41、支撑环；42、外环；421、放置孔；5、支撑座；51、齿轨；52、支撑杆；6、转接座；7、驱动齿轮；8、齿盘；81、限位组件；811、支杆；812、齿板；813、电磁组二；9、卡紧机构；91、支撑盘；92、外齿圈；93、内齿环；94、传动齿轮；95、齿杆；96、卡块；97、联动机构；971、顶杆；972、电磁组三；10、齿轮一；12、刀具。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
19.该刀库刀具自动更换的立式加工中心的实施例如下：实施例一：请参阅图1-图12，一种刀库刀具自动更换的立式加工中心，包括：机体1，机体1的内部设置有驱动座2，驱动座2的下表面设置有刀座21，刀座21内部安装有刀具装配组件，刀座21的内部转动安装有驱动轴22，用于刀具12的驱动，驱动轴22的内部滑动安装有限位柱23，限位柱23位于驱动轴22内部的一端设有电磁组一231，电磁组一231由两个电磁块组成，两个电磁块相对分布，限位柱23与刀具12安装端侧表面的槽孔相适配。
20.刀库4，刀库4的表面开设有多个放置孔421。
21.支撑座5，位于刀库4的表面，支撑座5的表面滑动安装有支撑杆52，支撑杆52与支撑座5之间设有缓冲弹簧，支撑杆52远离支撑座5的一端通过转接座6转动安装在机体1的内表面，刀库4围绕转接座6转动到水平状态时，此时刀座21与其下部的放置孔421位于同一竖直轴线上。
22.齿轨51，位于支撑座5的表面，齿轨51由圆弧形齿槽和直线齿槽组成，齿轨51与圆弧形齿槽配合，可带动支撑座5转动，齿轨51与直线齿槽配合时，会带动支撑座5向上或向下移动。
23.驱动齿轮7，转动安装在机体1的内表面，位于齿轨51的内部，与圆弧形齿槽和直线齿槽相适配，机体1内部安装有控制驱动齿轮7转动的驱动电机。
24.机体1的侧表面设有侧门11，侧门11与处于竖直状态的刀库4相对应，刀库4处于竖直状态时，可从侧门11的位置将刀具12放置在刀库4，或将刀具12从刀库4中取出，驱动座2上下滑动安装在机体1的内部，机体1的内部设有用于驱动驱动座2上下移动的驱动链盘3。
25.实施例二：请参阅图1-图12，一种刀库刀具自动更换的立式加工中心，包括：机体1，机体1的内部设置有驱动座2，驱动座2的下表面设置有刀座21，刀座21内部安装有刀具装配组件，刀座21的内部转动安装有驱动轴22，用于刀具12的驱动，驱动轴22的内部滑动安装有限位柱23，限位柱23位于驱动轴22内部的一端设有电磁组一231，电磁组一231由两个电磁块组成，两个电磁块相对分布，限位柱23与刀具12安装端侧表面的槽孔相适配。
26.刀库4，刀库4的表面开设有多个放置孔421，刀库4包括支撑环41和外环42，支撑座5位于支撑环41的表面，外环42转动安装在支撑环41的外侧表面，放置孔421位于外环42的内部，外环42的转动，可以调节放置孔421的位置，继而调节刀具12的位置，以实现对刀具12的选择。
27.放置孔421的内部安装有用于夹紧刀具12的卡紧机构9，卡紧机构9包括：支撑盘91，转动安装在外环42的内部；外齿圈92，转动安装在支撑盘91的表面，外齿圈92的侧表面设有内齿环93，支撑盘91与外环42之间的摩擦阻力大于外齿圈92与支撑盘91之间的摩擦阻力；多组传动齿轮94，转动安装在支撑盘91的表面，与内齿环93齿轮啮合；多组齿杆95，滑动安装在支撑盘91的表面，与传动齿轮94齿轮啮合，齿杆95靠近放置孔421的一端设有卡块96。
28.外环42的内部转动安装有齿盘8，齿盘8为圆环状，齿盘8的内外侧表面均设有齿面，支撑环41的内部安装有齿轮一10，齿轮一10与齿盘8相适配，支撑环41的表面设有控制齿轮一10转动的驱动电机，齿盘8与外齿圈92齿轮啮合，内齿环93转动安装在支撑盘91的表面，同时与外齿圈92转动连接，内齿环93与外齿圈92之间设有控制内齿环93和外齿圈92同步转动的联动机构97。
29.联动机构97包括：顶杆971，滑动安装在内齿环93的表面，顶杆971位于内齿环93内部的一端延伸至外齿圈92的内侧表面；电磁组三972，由两组电磁块组成，两组电磁块分别位于顶杆971和内齿环93的表面。
30.外环42的内部设有用于限制齿盘8转动的限位组件81，限位组件81包括：支杆811，滑动安装在外环42的内部，支杆811靠近齿盘8的一端设有齿板812，齿板812与齿盘8内侧表面的齿面相适配；电磁组二813，电磁组二813由两个电磁块组成，两个电磁块相对分布，位于支杆811远离齿板812的一端。
31.支撑座5，位于刀库4的表面，支撑座5的表面滑动安装有支撑杆52，支撑杆52与支撑座5之间设有缓冲弹簧，支撑杆52远离支撑座5的一端通过转接座6转动安装在机体1的内表面，刀库4围绕转接座6转动到水平状态时，此时刀座21与其下部的放置孔421位于同一竖直轴线上；齿轨51，位于支撑座5的表面，齿轨51由圆弧形齿槽和直线齿槽组成，齿轨51与圆弧形齿槽配合，可带动支撑座5转动，齿轨51与直线齿槽配合时，会带动支撑座5向上或向下
移动；驱动齿轮7，转动安装在机体1的内表面，位于齿轨51的内部，与圆弧形齿槽和直线齿槽相适配，机体1内部安装有控制驱动齿轮7转动的驱动电机。
32.立式加工中心工作原理：在使用该立式加工中心对工件进行加工时，首先将工件放置在机体1内部的工作台中，根据工件的加工要求，选择对应的刀具12，将刀库4中对应的刀具12安装在刀座21中。
33.使电磁组二813接通电源，利用电磁组二813驱动支杆811移动，支杆811带动齿板812移动，使齿板812与齿盘8的内侧齿面啮合，此时齿盘8与外环42处于相对固定的状态，通过相关驱动设备使齿轮一10转动，齿轮一10与齿盘8的内侧齿面齿轮啮合，带动齿盘8转动，齿盘8带动外环42一起转动，以此将对应的放置孔421内部的刀具12转动到需要安装的位置。
34.通过相关驱动设备带动驱动齿轮7转动，驱动齿轮7与齿轨51内部的圆弧形齿槽齿轮啮合，带动支撑座5围绕转接座6转动，支撑座5带动刀库4一起转动，将刀库4转动到水平位置，此时刀座21与放置孔421可在竖直方向上相对应，此时驱动齿轮7继续转动，并与齿轨51内部的直线齿槽齿轮啮合，此时支撑座5会向上移动，并带动刀库4一起移动，对应放置孔421内部的刀具12同步向上移动。
35.利用刀库4的移动，将刀具12的安装端装配在刀座21的内部，并利用电磁组一231控制限位柱23移动，使限位柱23与刀具12安装端的槽孔配合在一起，从而实现刀具12的自动安装，当需要更换刀具12时，利用电磁组一231控制限位柱23移动，使其与刀具12安装端的槽孔脱离，并利用放置孔421内部的卡紧机构9将刀具12取出，然后通过转动外环42将需要更换的刀具12转动到刀座21的正下方，并通过控制刀库4向上移动，即可实现对刀具12的更换安装。
36.刀具12的安装盒更换过程中，利用卡紧机构9实现对刀具12的取放，具体为：利用限位组件81解除齿盘8的限制，并利用联动机构97中电磁组三972与顶杆971的配合，使对应放置孔421内部的外齿圈92和内齿环93固定在一起，通过相关驱动设备使齿轮一10转动，齿轮一10与齿盘8齿轮啮合，带动齿盘8转动，齿盘8与外齿圈92齿轮啮合，带动外齿圈92转动，外齿圈92带动内齿环93一起转动，内齿环93与传动齿轮94齿轮啮合，带动传动齿轮94转动，传动齿轮94与齿杆95齿轮啮合，带动齿杆95移动，齿杆95带动卡块96一起移动，以此即可利用卡块96之间的配合，实现对放置孔421内部刀具12的卡紧和松开，继而实现刀具12的取放。
37.卡块96将刀具12卡紧之后，当继续驱动齿盘8转动时，此时外齿圈92的转动不再驱动卡块96移动，外齿圈92会通过卡块96带动刀具12一起转动，以此即可调节刀具12安装的圆周方向的位置，使刀具12安装端表面的槽孔与限位柱23的位置相对应，以此实现刀具12的自动装配。
38.通过侧门11的位置，便于将刀具12放置在刀库4中，刀具12装配在刀座21中后，通过驱动链盘3可以控制驱动座2上下移动，以此调节刀具12的位置，从而可对机体1内部工作台表面的工件进行加工。
39.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。