[發明專利]一種機械手自動換刀系統

有效

• 申請號: 201210119128.0
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102626881A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 邵文遠
• 申請（專利權）人: 邵文遠
• 主分類號: B23Q3/155
• 分類號: B23Q3/155
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種用于加工中心自動換刀系統，尤其是一種利用凸輪實現自動換刀過程中機械手和主軸松拉刀動作協調控制的換刀系統，屬于金屬切削機床技術領域。

背景技術

發明專利ZL200810011687.3、發明名稱為：加工中心液壓凸輪聯動換刀機構，提出一種與傳統技術不同的機械手自動換刀機構。按傳統技術，換刀機械手僅承擔機械手的回轉扣刀和拔插刀動作，其間需要與主軸松拉刀機構相互配合，兩套機構需要數控系統進行檢測和協調控制，整個換刀過程，換刀機械手要起動停止3次，每起動一次，要檢測并等待機械手狀態信號就緒，控制機械手停止，停止后又要檢測并等待主軸松拉刀狀態信號就緒、才能進行下一次機械手起動，每個起動停止過程，只要有一個檢測信號不正常，換刀過程就不能繼續進行，所以不但換刀過程慢，而且故障率較高。而發明專利ZL200810011687.3提出的“液壓凸輪聯動換刀機構”用一個與機械手控制凸輪聯動的松刀凸輪推動一個推動油缸的活塞，該油缸輸出的油液通過油管推動一個裝在主軸箱上的松刀油缸的活塞，該活塞通過一個杠桿推動主軸后端的拉刀桿，實現主軸松拉刀動作與機械手動作的協調，使整個過程換刀機械手只要起動停止一次就可完成，大幅度加快了換刀速度，簡化了結構，提高了換刀過程的可靠性。但該發明仍有以下不足：第一、一個推動油缸經液壓油管與一個松刀油缸聯動，因主軸相對于換刀機械手長時間處于運動之中，液壓油管較長并軟硬串聯，其間經過多個液壓接頭，長時間微量油液泄漏難免，而且封閉于推動油缸、液壓油管、松刀油缸之中的油液如混入氣體或受溫度影響也會影響松刀油缸活塞的行程，而松刀行程必須在一定范圍內才能實現有效松刀，如因長時間微量的油液泄漏，或混入氣體或溫度的變化導致松刀油缸活塞的行程達不到上述范圍，則一次性起動停止的，無松刀行程檢測的換刀運動，就會造成換刀機構的破壞性損傷。第二、松刀油缸的活塞通過一個杠桿推動主軸后端的拉刀桿，實現主軸松刀或拉刀，該結構不利于換刀時向刀柄錐面吹氣，也不適用于直連主軸、中噴主軸。第三、該發明顯然是為某種特定的臥式加工中心設計的，如要像傳統的凸輪換刀機械手那樣，既能適用于臥式加工中心，又能適用于立式加工中心，其布局應更緊湊，并置于主軸的同一側。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機械手自動換刀系統，以克服已有技術可能因微量油液泄漏或溫度變化而導致松刀失效，機構損傷的隱患，以及不能適用于多種主軸，不能適用多種加工中心的不足。

為達到本發明的目的，本發明采用如下技術方案。

本發明機械手自動換刀系統，包括殼體、剎車電機、減速機構蝸桿、減速機構蝸輪、旋臂凸輪、六星輪、機械手、機械手軸、插拔刀杠桿、連桿、軸承滑塊、松刀凸輪、柱塞油泵、滾輪、高壓軟管、松刀油缸、用于調整松刀行程的松刀頂桿、帶有松刀桿的主軸和數控系統、凸輪位置開關；所述旋臂凸輪與減速機構蝸輪固接，旋臂凸輪外圓上的環面凸輪槽與六星輪嚙合，制在或裝在旋臂凸輪一側端面上的插拔刀凸輪與插拔刀杠桿上的滾輪嚙合，并通過杠桿推動機械手軸作直線插拔刀運動，松刀凸輪的凸輪面與滾輪接觸，滾輪直接地或通過杠桿機構與油泵的柱塞外端連接，油泵內的油液通過高壓軟管與松刀油缸聯通，其結構特點是：

設置一位移傳感器，用于檢測主軸松刀桿或松刀頂桿的位移量；

設置一開關，用于檢測松刀凸輪是否達到最高點位置；

所述位移傳感器和開關、凸輪位置開關的輸出信號接入一數控系統或接入一帶報警裝置的數控系統；

所述數控系統或帶報警裝置的數控系統在每次開關的輸出信號有效時，根據位移傳感器的輸出信號選擇執行以下之一的過程：

a、顯示松刀行程正常，換刀及加工程序繼續；

b、提示當前松刀行程偏小，換刀及加工程序繼續；

c、發出松刀行程大于但接近最低極限的報警，本次換刀繼續，但換刀結束后加工程序即停止；

d、發出松刀行程小于或等于最低極限報警，換刀電機立即停電并剎車。

本發明機械手自動換刀系統的結構特點也在于：

在所述油泵的缸體上制有一補油孔，所述補油孔與盛有油液的補油杯相聯通，加大松刀凸輪曲線升程，使油泵柱塞增加一個額外的補油行程，一個柱塞復位彈簧安置在油泵的缸體與柱塞之間，強制柱塞外伸使滾輪始終與松刀凸輪的凸輪曲面保持接觸，當滾輪與松刀凸輪的最低點接觸時，補油孔被打開，補油杯的油液與柱塞油泵內空間相通，并被抽入少量油液，從而使油泵、油管和松刀油缸回路內的油液得以及時補充。

設置有一個排氣螺堵，位于油泵、高壓油管與松刀油缸油路的最高端。