一种数控机床的换刀装置及其换刀方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种数控机床的换刀装置及其换刀方法，包括刀库机构、主轴箱、主轴、换刀机构，主轴箱上设置有用于释放主轴下端刀具的主轴松刀机构，主轴松刀机构包括松刀座和松刀臂，松刀座固定安装在主轴箱上，松刀臂上设置有松刀时用于对主轴上的压杆进行施压的松刀滚轮，主轴松刀机构还包括伺服驱动装置，伺服驱动装置设置于松刀座上且驱动端竖直朝下，松刀臂的一端转动连接于主轴箱上，松刀臂的另一端位于伺服驱动装置驱动端的正下方，松刀臂的中部与松刀座之间设置有连杆机构，连杆机构用于使得松刀臂位于伺服驱动装置下方的一端呈悬空状态。其技术方案要点是本数控机床的换刀装置通过提前松刀的方式来加快换刀效率。

A Tool Changing Device for NC Machine Tool and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床的换刀装置及其换刀方法
本专利技术涉及数控机床
，特别涉及一种数控机床的换刀装置及其换刀方法。
技术介绍
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有数控系统的自动化机床。数控该系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。现有公布号为CN108098421A的中国专利公开了一种用于卧式加工中心的换刀装置，包括机架、刀库机构、换刀机构、主轴加工机构。刀库机构包括刀具盘、刀架管、刀架管回转轴、扭簧、电磁铁、出料口，刀具盘转动设置于机架上，刀架管均布设置于刀具盘上，刀架管通过刀架管回转轴和扭簧铰接于刀具盘上，电磁铁安装于机架上，电磁铁通电动作，带动刀架管克服扭簧的扭力绕着刀架管回转轴摆动90°。主轴加工机构包括主轴，主轴用于装夹刀具并带动刀具旋转。换刀机构位于刀库机构和主轴加工机构之间，换刀机构包括换刀臂、锁止组件，锁止组件设置于换刀臂上，锁止组件用于夹住刀具，在一定程度上避免意外发生。该用于卧式加工中心的换刀装置工作时，刀具盘转动一定角度，使得新刀具移动至出料口处，然后电磁铁通电动作，带动刀架管克服扭簧的扭力绕着刀架管回转轴摆动90°，使刀架管的轴心朝向前后方向，接着换刀臂转动90°，此时刀具卡入换刀臂的换刀槽内，锁止组件实现对刀具的锁止，然后换刀臂向外伸出，接着换刀臂转动180°，此时新刀具位于主轴下方，待更换刀具位于刀架管下方，然后换刀臂缩回，进而新刀具装夹于主轴上，待更换刀具装夹于刀架管上，最后换刀臂向外伸出，换刀臂转动90°，回到初始位置。虽然该用于卧式加工中心的换刀装置能够对刀具进行更换，但是该用于卧式加工中心的换刀装置在进行换刀时，都是一个步骤接着一个步骤，只有在一个步骤完成后在进行下一步骤，换刀效率不佳。
技术实现思路
（一）要解决的技术问题针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种数控机床的换刀装置及其换刀方法，换刀效率较高。（二）技术方案本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种数控机床的换刀装置，包括刀库机构、主轴箱、设置于主轴箱内用于装夹刀具的主轴、位于刀库机构和主轴箱之间的换刀机构，所述主轴箱上设置有用于释放主轴下端刀具的主轴松刀机构，所述主轴松刀机构包括松刀座和松刀臂，所述松刀座固定安装在主轴箱上，所述松刀臂上设置有松刀时用于对主轴上的压杆进行施压的松刀滚轮，所述主轴松刀机构还包括伺服驱动装置，所述伺服驱动装置设置于松刀座上且驱动端竖直朝下；其中，所述松刀臂的一端转动连接于主轴箱上，所述松刀臂的另一端位于伺服驱动装置驱动端的正下方，所述松刀臂的中部与松刀座之间设置有连杆机构，所述连杆机构用于使得松刀臂位于伺服驱动装置下方的一端呈悬空状态，当伺服驱动装置的驱动端作用于松刀臂的悬空端时，松刀臂以其与主轴箱的转动连接处为支点发生转动，进而带动松刀滚轮下压主轴上的压杆。优选的，所述连杆机构包括转动连接于松刀臂中部的连杆，所述连杆远离松刀臂的一端转动连接有凸轮，所述凸轮远离连杆的一端转动连接于松刀座上，所述凸轮上设置有复位受力块，所述松刀座上设置有作用于复位受力块以使连杆机构带动松刀臂复位的松刀臂复位组件。优选的，所述复位受力块的数量为两个，两个所述复位受力块对称设置于凸轮的两侧壁上，所述松刀臂复位组件的数量为两组，两组松刀臂复位组件对称设置于凸轮的两侧，所述松刀臂复位组件包括设置于松刀座上的弹簧座，所述弹簧座上开设有弹簧槽，所述弹簧槽内滑动设置有复位柱，所述复位柱与弹簧槽的底壁之间设置有复位弹簧，所述复位柱远离复位弹簧的一端与复位受力块抵触。优选的，所述松刀臂包括U形部、设置于U形部背离开口一端的直杆部，所述松刀滚轮的数量为两个，两个所述松刀滚轮对称设置于U形部的开口内，所述直杆部上开设有通孔，所述连杆远离凸轮的一端位于通孔内。优选的，所述伺服驱动装置为伺服气缸，所述伺服气缸与数控系统电连接，所述直杆部远离U形部的一端开设有滚轮槽，所述滚轮槽内转动设置有受压滚轮，所述受压滚轮的外圆周面与伺服气缸的活塞杆接触。优选的，所述松刀座上开设有定位螺纹孔，所述定位螺纹孔内螺纹连接有定位柱，所述定位柱用于限制凸轮复位至初始位置。优选的，所述换刀机构包括换刀箱，所述换刀箱上设置有与数控系统电连接的伺服旋转伸缩气缸，所述伺服旋转伸缩气缸的活塞杆远离伺服旋转伸缩气缸的一端设置有换刀臂，所述换刀臂用于夹取刀库机构出料口处的新刀具和主轴上装夹的待更换刀具并将两者的位置互换。优选的，所述换刀臂的两端上设置有换刀槽，两个所述换刀槽的开口相背设置，两个所述换刀槽的侧壁上均开设有滑槽，所述换刀臂上设置有两组锁刀组件，所述锁刀组件包括滑动设置于滑槽内的锁刀块、设置于锁刀块与滑槽底壁之间的锁刀弹簧，所述锁刀块远离锁刀弹簧的一端尖头状。一种数控机床的换刀方法，包括依次进行的准备步骤、提前松刀步骤、取刀步骤、完全松刀步骤、退刀步骤、装刀步骤、复位步骤，提前松刀步骤：在换刀机构的换刀臂未获取到主轴上的待更换刀具之前，伺服驱动装置的活塞杆预先伸出一部分行程作用至松刀臂的悬空端，让松刀滚轮迫使装夹于主轴上的待更换刀具处于接近松刀的状态，即提前松刀；完全松刀步骤：在换刀机构的换刀臂获取到装夹于主轴上的待更换刀具时，伺服驱动装置的活塞杆伸出剩余行程并继续作用于松刀臂的悬空端，让松刀滚轮迫使装夹于主轴上的待更换刀具完全释放处于松刀状态，即松刀完成。优选的，准备步骤：换刀机构的换刀臂位于初始位置以准备就绪；取刀步骤：换刀机构的换刀臂自初始位置转动90°，使位于刀库机构换刀位置的新刀具和位于主轴箱主轴上的待更换刀具同时卡入换刀臂的两个换刀槽内；退刀步骤：换刀机构的换刀臂下移将处于松刀状态的待更换刀具从主轴上退出、将刀库出料口处的新刀具取出；装刀步骤：换刀机构的换刀臂转动180°并上移，使得新刀具插入主轴中、待更换刀具插入刀库的刀架管上，伺服驱动装置的活塞杆回退以释放松刀臂的悬空端，让松刀滚轮归位以完成新刀具在主轴上的夹紧动作，装刀完成；复位步骤：换刀机构的换刀臂转动90°，回到初始位置。（三）有益效果综上所述，本专利技术对比于现有技术的有益效果为：1、换刀效率高：本数控机床的换刀装置在换刀时采用提前松刀的方式，省去了部分的松刀时间，提高了换刀的速度；2、复位稳定：在松刀座上安装定位柱，定位柱用于限制凸轮的复位距离，可在一定程度上避免松刀臂出现复位过度的情况，稳定性好；3、稳定性好：采用检测伺服旋转伸缩气缸的扭力值来调节伺服旋转伸缩气缸的转速，能够有效控制刀具转动时的离心力，在一定程度上避免伺服旋转伸缩气缸带动刀具旋转时受刀具离心力作用而受到损害,稳定性好。附图说明图1为实施例一中本数控机床的换刀装置的结构示意图，主要突出本数控机床的换刀装置的具体结构；图2为实施例一中换刀臂的结构示意图，主要突出换刀臂的具体结构；图3为实施例一中主轴箱内各部件第一视角的结构示意图，主要突出打刀组件、松刀臂复位组件的具体结构；图4为实施例一中主轴箱内各部件第二视角的结构示意图，主要突出松刀臂的具体结构；图5为图3中A处的放大示意图，主要突出松刀臂复位组件的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控机床的换刀装置，包括刀库机构(1)、主轴箱(3)、设置于主轴箱(3)内用于装夹刀具的主轴(9)、位于刀库机构(1)和主轴箱(3)之间的换刀机构(2)，所述主轴箱(3)上设置有用于释放主轴(9)下端刀具的主轴松刀机构(8)，所述主轴松刀机构(8)包括松刀座(16)和松刀臂(10)，所述松刀座(16)固定安装在主轴箱(3)上，所述松刀臂(10)上设置有松刀时用于对主轴(9)上的压杆进行施压的松刀滚轮(12)，其特征是：所述主轴松刀机构(8)还包括伺服驱动装置(17)，所述伺服驱动装置(17)设置于松刀座(16)上且驱动端竖直朝下；其中，所述松刀臂(10)的一端转动连接于主轴箱(3)上，所述松刀臂(10)的另一端位于伺服驱动装置(17)驱动端的正下方，所述松刀臂(10)的中部与松刀座(16)之间设置有连杆机构(18)，所述连杆机构(18)用于使得松刀臂(10)位于伺服驱动装置(17)下方的一端呈悬空状态，当伺服驱动装置(17)的驱动端作用于松刀臂(10)的悬空端时，松刀臂(10)以其与主轴箱(3)的转动连接处为支点发生转动，进而带动松刀滚轮(12)下压主轴(9)上的压杆。

【技术特征摘要】
1.一种数控机床的换刀装置，包括刀库机构(1)、主轴箱(3)、设置于主轴箱(3)内用于装夹刀具的主轴(9)、位于刀库机构(1)和主轴箱(3)之间的换刀机构(2)，所述主轴箱(3)上设置有用于释放主轴(9)下端刀具的主轴松刀机构(8)，所述主轴松刀机构(8)包括松刀座(16)和松刀臂(10)，所述松刀座(16)固定安装在主轴箱(3)上，所述松刀臂(10)上设置有松刀时用于对主轴(9)上的压杆进行施压的松刀滚轮(12)，其特征是：所述主轴松刀机构(8)还包括伺服驱动装置(17)，所述伺服驱动装置(17)设置于松刀座(16)上且驱动端竖直朝下；其中，所述松刀臂(10)的一端转动连接于主轴箱(3)上，所述松刀臂(10)的另一端位于伺服驱动装置(17)驱动端的正下方，所述松刀臂(10)的中部与松刀座(16)之间设置有连杆机构(18)，所述连杆机构(18)用于使得松刀臂(10)位于伺服驱动装置(17)下方的一端呈悬空状态，当伺服驱动装置(17)的驱动端作用于松刀臂(10)的悬空端时，松刀臂(10)以其与主轴箱(3)的转动连接处为支点发生转动，进而带动松刀滚轮(12)下压主轴(9)上的压杆。2.根据权利要求1所述的一种数控机床的换刀装置，其特征是：所述连杆机构(18)包括转动连接于松刀臂(10)中部的连杆(19)，所述连杆(19)远离松刀臂(10)的一端转动连接有凸轮(20)，所述凸轮(20)远离连杆(19)的一端转动连接于松刀座(16)上，所述凸轮(20)上设置有复位受力块(25)，所述松刀座(16)上设置有作用于复位受力块(25)以使连杆机构(18)带动松刀臂(10)复位的松刀臂复位组件(26)。3.根据权利要求2所述的一种数控机床的换刀装置，其特征是：所述复位受力块(25)的数量为两个，两个所述复位受力块(25)对称设置于凸轮(20)的两侧壁上，所述松刀臂复位组件(26)的数量为两组，两组松刀臂复位组件(26)对称设置于凸轮(20)的两侧，所述松刀臂复位组件(26)包括设置于松刀座(16)上的弹簧座(29)，所述弹簧座(29)上开设有弹簧槽(30)，所述弹簧槽(30)内滑动设置有复位柱(31)，所述复位柱(31)与弹簧槽(30)的底壁之间设置有复位弹簧(32)，所述复位柱(31)远离复位弹簧(32)的一端与复位受力块(25)抵触。4.根据权利要求1所述的一种数控机床的换刀装置，其特征是：所述松刀臂(10)包括U形部(101)、设置于U形部(101)背离开口一端的直杆部(102)，所述松刀滚轮(12)的数量为两个，两个所述松刀滚轮(12)对称设置于U形部(101)的开口内，所述直杆部(102)上开设有通孔(13)，所述连杆(19)远离凸轮(20)的一端位于通孔(13)内。5.根据权利要求4所述的一种数控机床的换刀装置，其特征是：所述伺服驱动装置(17)为伺服气缸，所述伺服气缸与数控系统电连接，所述直杆部(102)远离U形部(101)的一端开设有滚轮槽(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：周祥兵，
申请(专利权)人：浙江意控机床有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33