专利名称：隧道掘进用在线换刀刀头结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及隧道机械技术领域，特别涉及一种隧道掘进用在线换刀刀头结构。
背景技术：
目前隧道掘进机均采用的是盘形滚动刀具，安装在整体刀架上，一旦需要更换刀具，隧道掘进机都必须停机并退出工作位置进行刀具更换工作，这将消耗大量的时间，降低施工效率，提升维护成本。现有技术无法实现快速方便换刀的要求。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的缺陷，提供一种隧道掘进用在线换刀刀头结构，能在工作时更换刀具，节约时间，提高掘进效率。本发明的目的通过以下技术方案实现
隧道掘进用在线换刀刀头结构，它包括切削单元安装盘，安装在切削单元安装盘上的切削单元、换刀机械手和刀具装卸孔，以及安装在切削单元安装盘内的刀具装卸机械手。刀具装卸孔和换刀机械手位于切削单元之间，换刀机械手紧贴于切削单元安装盘时，正好将刀具装卸孔盖住。切削单元包括切削单元旋转刀架，通过切削单元旋转刀架相连接的切削刀具和主轴，控制主轴的主轴伺服装置。换刀机械手由换刀机械手伺服装置驱动， 换刀机械手上设置有装夹装置。刀具装卸机械手由刀具装卸机械手伺服装置驱动。刀具装卸孔的数量可以为一个，也可以为多个。通过上面的叙述可以看出，本发明的优点是能在工作的同时更换刀具，节省了时间。切削单元上的刀具可以同时工作，也可以独立工作，其工作范围完全一样，提高了掘进系统的可靠性。可以根据作业过程中遇到的不同的地质条件，实时选择不同的刀具，实现作业效率和经济效益的最佳匹配。
图1为本发明的结构示意2为刀具装卸示意图
图3为刀具更换示意图
图中，1-切削单元安装盘，2-切削刀具，3-切削单元，4-换刀机械手，5-刀具装卸机械手，6-刀具装卸机械手伺服装置，7-换刀机械手伺服装置，8-主轴，9-主轴伺服装置，10-切削单元旋转刀架，11"刀具装卸孔，12-装夹装置。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。如图1和图2所示，隧道掘进用在线换刀刀头结构，它包括切削单元安装盘1，安装在切削单元安装盘1上的切削单元3、换刀机械手4和刀具装卸孔11，以及安装在切削单元安装盘1内的刀具装卸机械手5。如图1、图2和图3所示，刀具装卸孔11和换刀机械手4位于切削单元3之间，换刀机械手4紧贴于切削单元安装盘1时，正好将刀具装卸孔11盖住。切削单元3包括切削单元旋转刀架10，通过切削单元旋转刀架10相连接的切削刀具2和主轴8，控制主轴8的主轴伺服装置9。换刀机械手4由换刀机械手伺服装置7驱动，换刀机械手4上设置有装夹装置12。刀具装卸机械手5由刀具装卸机械手伺服装置6驱动。刀具装卸孔11的数量可以为一个，也可以为多个。本发明的基本工作原理如下
换刀机械手4在换刀机械手伺服装置7的驱动下作旋转、伸缩运动，换刀机械手4上设置有装夹装置12，能夹紧或释放刀具。换刀机械手4用于将切削刀具2从切削单元3上取下并放入刀具装卸孔11，或者将切削刀具2从刀具装卸孔11中取出并安装到切削单元3 上。当换刀机械手4缩回，紧贴与切削单元安装盘1时，正好将刀具装卸孔11盖住，保护了刀具装卸孔11并且阻止了切削粉尘的进入。刀具装卸机械手5在刀具装卸机械手伺服装置6的驱动下作旋转、伸缩运动，用于将切削刀具2放入刀具装卸孔11，或者将切削刀具2 从刀具装卸孔11中取出。在正常工作时，换刀机械手4缩回，紧贴于切削单元安装盘1上的刀具装卸孔11， 主轴伺服装置9驱动主轴旋转、伸出，带动切削刀具2进行切削。当需要更换刀具时，切削单元旋转刀架10转动主轴8到设定位置，同时在主轴伺服装置9的驱动下缩回，并停止转动，换刀机械手4伸出，换刀机械手4旋转，直至换刀机械手4的装夹装置12中心线与切削刀具2的中心线重合，换刀机械手4沿装夹装置12中心线移动到合适位置，装夹装置12夹紧切削刀具2，主轴8松开切削刀具2，换刀机械手4沿装夹装置12中心线退出，然后换刀机械手4旋转，对准刀具装卸孔11后缩回直至紧贴于切削单元安装盘1，换下的刀具2就被推入了刀具装卸孔11。此时刀具装卸机械手5旋转直至对准刀具装卸孔11，刀具装卸机械手5伸出并夹紧切削刀具2，换刀机械手4松开切削刀具2，刀具装卸机械手5缩回，取走换下的切削刀具2。当安装新的刀具时，刀具装卸机械手5夹紧切削刀具2，旋转直至对准刀具装卸孔 11，刀具装卸机械手5伸出，将切削刀具2放入刀具装卸孔11中，并顶推刀具2到达换刀机械手4的装夹装置12的夹紧位置，换刀机械手4的装夹装置12夹紧切削刀具2，刀具装卸机械手5松开切削刀具2，换刀机械手4伸出并旋转到切削刀具2的安装位置，将切削刀具 2安装到主轴8上，然后换刀机械手4旋转回初始位置，缩回直至紧贴于切削刀具安装盘1。 最后，主轴8带动切削刀具2旋转、伸出，开始切削作业。
权利要求
1.隧道掘进用在线换刀刀头结构，其特征在于，它包括切削单元安装盘(1)，安装在切削单元安装盘(1)上的切削单元(3)、换刀机械手(4)和刀具装卸孔(11)，以及安装在切削单元安装盘(1)内的刀具装卸机械手(5)，刀具装卸孔(11)和换刀机械手(4)位于切削单元 (3)之间。
2.根据权利要求1所述的隧道掘进用在线换刀刀头结构，其特征在于，所述切削单元 (3)包括切削单元旋转刀架(10)，通过切削单元旋转刀架(10)相连接的切削刀具(2)和主轴(8)，控制主轴(8)的主轴伺服装置(9)。
3.根据权利要求1所述的隧道掘进用在线换刀刀头结构，其特征在于，所述换刀机械手(4)由换刀机械手伺服装置(7)驱动，换刀机械手(4)上设置有装夹装置(12)。
4.根据权利要求1所述的隧道掘进用在线换刀刀头结构，其特征在于，所述刀具装卸机械手(5)由刀具装卸机械手伺服装置(6)驱动。
5.根据权利要求1所述的隧道掘进用在线换刀刀头结构，其特征在于，所述刀具装卸孔(11)可以为一个，也可以为多个。
全文摘要
本发明公开了一种隧道掘进用在线换刀刀头结构，它包括切削单元安装盘(1)，安装在切削单元安装盘(1)上的切削单元(3)，安装在切削单元(3)上的切削刀具(2)，换刀机械手(4)和刀具装卸孔(11)。本发明的优点是，能在工作的同时更换刀具，节省了时间；切削单元上的刀具可以同时工作，也可以独立工作，其工作范围完全一样，提高了掘进系统的可靠性；可以根据作业过程中遇到的不同的地质条件，实时选择不同的刀具，实现作业效率和经济效益的最佳匹配。
文档编号E21D9/10GK102337901SQ201110252990
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者刘勇谋, 李志伟 申请人:刘勇谋, 李志伟