一种圆盘式刀库的制作方法

本发明涉及数控机床刀库自动换刀，具体涉及一种圆盘式刀库。

背景技术：

1、机床切削工艺千变万化，一个零件也可能用到很多种类的刀具，对零件进行钻、铣、镗等多种切削加工，刀库作为机床的核心功能部件，用来储放加工工序所需的多种刀具，刀库可以按照程序指令，把即将使用的刀具迅速、准确地送到换刀位置，并接受程序指令，将使用过的刀具放回原来的位置。刀库由机械和控制两个部分组成，根据程序控制，使数控机床能够通过一次装夹，完成多种不同工艺的加工需求。如加工中心是一种备有刀库并能自动换刀对工件进行多工序加工的数控机床，具有省力、省时和节能的特点。

2、圆盘式刀库一般主要包括刀盘、环绕分布在刀盘上的若干刀套、驱动刀盘转动的刀盘电机、刀臂结构以及驱动刀臂结构进行换刀的atc换刀机构。现有技术中，刀盘电机主要是通过齿轮、入力轴和凸轮的传动来驱动刀盘转动，刀盘与刀盘电机之间的传动部件较多，使得累计误差较大，长期运行不稳定；同时，因加工工艺的类型繁多，使用的刀具有常规长度的，有较长或特长的，有重量轻的，有重量较重或很重的，常规的刀库讯号是单一的，只识别给出基本讯号，交换任一种类刀具都是默认执行相同动作相同速度。为适应个别大刀具重刀具，整体交换速度设置的较慢，特别是在需频繁交换刀具的情况下，浪费了较多时间。

技术实现思路

1、为解决现有技术中圆盘式刀库因刀盘电机与刀盘之间的传动部件较多，使得传动累计误差较大且长期运行不稳定以及刀盘因交换任一刀具运行速度相同而导致换刀用时较多的问题，本发明提供一种圆盘式刀库，其刀盘与刀盘电机之间传动部件少，且能根据不同的刀具，设置不同的角度输出讯号，从而实现快速换刀。

2、为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种圆盘式刀库，包括刀库本体、与所述刀库本体转动连接的刀盘、均匀分布在所述刀盘边缘周向上的若干个刀套、安装在所述刀库本体上的刀盘电机、固定在所述刀库本体上的atc自动换刀机构以及与所述atc自动换刀机构连接的换刀臂，所述刀盘电机通过一体式凸轮轴与所述刀盘连接并驱动所述刀盘转动，所述一体式凸轮轴包括轴体，所述轴体的上端通过联轴器与所述刀盘电机的输出轴连接，所述轴体的中下部位沿周向向外凸起有凸轮驱动肋，所述凸轮驱动肋呈螺旋状；所述刀盘沿周向均匀地、间隔地分布有若干个滚针轴承，所述滚针轴承与所述凸轮驱动肋啮合；

3、所述圆盘式刀库包括推动刀套进行转向切换的刀套气缸、固定在所述atc自动换刀机构上的apb数显控制盒和角度编码器，所述刀套气缸与气源连接的管道上安装有可控制节流阀，所述可控制节流阀和所述apb数显控制盒与机床控制系统连接，所述atc自动换刀机构、所述刀盘电机和所述刀套气缸在所述机床控制系统的控制下可对不同的刀具执行不同的运转速度。

4、在某些实施方式中，所述轴体在所述凸轮驱动肋的上方沿周向向外凸起有多个扇形凸起；

5、所述圆盘式刀库还包括至少一个与所述扇形凸起配合以识别所述一体式凸轮轴停止点的第一接近开关，所述第一接近开关机床控制系统电连接。

6、在某些实施方式中，所述圆盘式刀库还包括第一轴承座和配置在所述第一轴承座内的圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承外套在所述轴体上，所述第一轴承座与所述刀库本体可拆卸连接。

7、在某些实施方式中，所述刀库本体的下端设置有倒刀槽，所述倒刀槽用于提供空间以供一个所述刀套进行水平方向与垂直方向的转向切换；所述倒刀槽的下端面固定有刀套固定座，所述刀套固定座用于所述刀套垂直时的定位。

8、在某些实施方式中，所述圆盘式刀库还包括固定在所述刀套气缸的伸缩杆末端的倒刀块，所述倒刀块在所述刀套气缸的驱动下推动所述刀套在所述倒刀槽处进行转向切换，以便于所述atc自动换刀机构驱动所述换刀臂在所述倒刀槽处进行抓刀或插刀动作。

9、在某些实施方式中，所述圆盘式刀库还包括感应架和至少一个设置在所述感应架外侧的第二接近开关，所述感应架固定在所述倒刀块上并位于所述刀套气缸的一侧，所述第二接近开关与所述感应架配合以识别所述刀套气缸的推出与回位并将识别讯号输出给所述机床控制系统。

10、在某些实施方式中，所述圆盘式刀库设置有两个所述第二接近开关，一个所述第二接近开关用于识别所述刀套的水平状态，另一个所述第二接近开关用于识别所述刀套的竖直状态，两个所述第二接近开关分别与所述机床控制系统连接。

11、在某些实施方式中，所述圆盘式刀库还包括罩设在所述刀套气缸外侧的刀盘护罩和围设在若干个所述刀套外围的刀库后护罩，所述刀库后护罩与所述刀库本体可拆卸连接，所述刀库后护罩在所述倒刀槽处对应设置有转向豁口。

12、在某些实施方式中，限定某一刀套为一号刀套，所述刀盘的外端面上设有感应凸台，所述感应凸台设置在所述刀盘中心至所述一号刀套轴线的垂线上；所述圆盘式刀库还包括与所述感应凸台配合以识别所述刀盘的原点位置以及确认一号刀位的原点开关，所述原点开关通过原点支架固定在所述刀库本体上，所述原点开关与所述机床控制系统连接。

13、在某些实施方式中，所述apb数显控制盒预设有针对不同刀具类型设置的多组不同角度输出数据组；

14、所述角度编码器与所述apb数显控制盒电连接，所述角度编码器用于识别所述换刀臂的角度位置并将识别的角度位置数据输出给所述apb数显控制盒。

15、由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

16、通过一体式凸轮轴实现刀盘电机与刀盘之间的连接和传动，传动部件少，使得圆盘式刀库结构紧凑、传动快、噪音低且能够保持长期稳定运行，同时，一体式凸轮轴降低了刀库的加工精度和安装精度，使刀库没有累计加工误差和装配误差；

17、刀库配置有apb数显控制盒，可与角度编码器和机床控制系统配合，以实现根据不同刀具执行不同的运转速度，从而节约刀库换刀时间，同时，不同刀具执行不同的运转速度，可避免机床在换刀过程中出现震动，保护机床刀具主轴孔不受刀具惯性冲击，进而提高圆盘式刀库的稳定性，延长圆盘式刀库的使用寿命；

18、apb数显控制盒可设定提前向机床控制系统发送控制讯号，从而缩短了换刀臂在换刀过程中暂停等待的时间，进而提高刀库的换刀效率和机床的运行效率；

19、刀套气缸与气源的连接管道配置有可控制节流阀，可控制节流阀与机床控制系统连接，可控制节流阀在机床控制系统的控制下可调节供向刀套气缸的气流大小，进而控制刀套气缸推动刀套的速度，以使刀套气缸能够对不同刀具执行不同的运转速度，从而提高刀库运行的稳定性。

技术特征：

1.一种圆盘式刀库，包括刀库本体（1）、与所述刀库本体（1）转动连接的刀盘（2）、均匀分布在所述刀盘（2）边缘周向上的若干个刀套（3）、安装在所述刀库本体（1）上的刀盘电机（4）、固定在所述刀库本体（1）上的atc自动换刀机构（6）以及与所述atc自动换刀机构（6）连接的换刀臂（7），其特征在于，

2.如权利要求1所述的圆盘式刀库，其特征在于，

3.如权利要求1所述的圆盘式刀库，其特征在于，

4.如权利要求1所述的圆盘式刀库，其特征在于，

5.如权利要求4所述的圆盘式刀库，其特征在于，

6.如权利要求5所述的圆盘式刀库，其特征在于，

7.如权利要求6所述的圆盘式刀库，其特征在于，

8.如权利要求5所述的圆盘式刀库，其特征在于，

9.如权利要求1所述的圆盘式刀库，其特征在于，

10.如权利要求1至9任一项所述的圆盘式刀库，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种圆盘式刀库，包括刀库本体、与刀库本体转动连接的刀盘、均匀分布在刀盘边缘周向上的若干个刀套、推动刀套转向的刀套气缸、安装在刀库本体上的刀盘电机和ATC自动换刀机构、与ATC自动换刀机构连接的换刀臂、APB数显控制盒和角度编码器，刀盘电机通过一体式凸轮轴与刀盘连接并驱动刀盘转动，一体式凸轮轴包括轴体，轴体的上端通过联轴器与刀盘电机的输出轴连接，轴体的中下部位沿周向向外凸起有螺旋状的凸轮驱动肋，刀盘沿周向分布有若干个滚针轴承，滚针轴承与凸轮驱动肋啮合。本发明通过一体式凸轮轴实现刀盘电机与刀盘之间的连接和传动，传动部件少，使得刀库结构紧凑、传动快，刀库对不同刀具执行不同运转速度。

技术研发人员：赵相雨,邱海涛
受保护的技术使用者：江苏古田自动化股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12