[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于機(jī)床的換刀裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910246663.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101758411A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 烏多·圖爾曼;史蒂芬·庫(kù)梅爾;安德烈亞斯·克雷奇施馬爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 德克爾-馬霍澤巴赫有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23Q3/155
• 分類(lèi)號(hào): B23Q3/155;B23Q3/157
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于機(jī)床的換刀裝置，包括至少一個(gè)刀具機(jī)械手爪 (too1gripper)，一個(gè)支撐刀具機(jī)械手爪的支撐柱(supporting?column)，其 可以升高和降低并繞縱軸旋轉(zhuǎn)，和一個(gè)機(jī)械凸輪裝置，用來(lái)產(chǎn)生刀具機(jī)械 手爪的升降和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，其中凸輪裝置有一個(gè)凸輪鼓(cam?barrel)、一個(gè) 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(drive?motor)、和一個(gè)中間齒輪組(intermediate?gear)。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代金屬切削機(jī)床里，各種類(lèi)型的換刀設(shè)備通常有一個(gè)刀具庫(kù)(tool? storage)和一個(gè)換刀裝置，而刀具庫(kù)大都安置在實(shí)際工作區(qū)之外。利用這 些系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)換刀以便能夠減少各個(gè)加工裝置的非生產(chǎn)時(shí)間，特別是 所謂的換刀時(shí)間周期。特別是，要最小化實(shí)際換刀余量(too1allowance), 其占據(jù)相當(dāng)大比例的換刀時(shí)間周期。為了能夠在盡可能短的時(shí)間周期內(nèi)進(jìn) 行換刀，換刀裝置各個(gè)部件的一些運(yùn)動(dòng)互相協(xié)作配合，例如降低刀具機(jī)械 手爪以便能夠讓預(yù)先己經(jīng)移動(dòng)到了換刀位置的、要調(diào)換的刀具離開(kāi)機(jī)床的 工作主軸(work?spindle)，隨后通常將刀具機(jī)械手爪旋轉(zhuǎn)移動(dòng)180°以便從 工作主軸下方的位置移開(kāi)要調(diào)換的刀具，并同時(shí)移動(dòng)一個(gè)刀具插入到此位 置內(nèi)，最后采用升降動(dòng)作將刀具插入到工作主軸的拉刀錐(clamping?cone)。 適當(dāng)?shù)兀@種聯(lián)合在一起的開(kāi)降和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作可以“一口氣”（in?one?go）進(jìn) 行，無(wú)需任何停頓或傳感器評(píng)估時(shí)間。為了產(chǎn)生這種連續(xù)動(dòng)作，使用一個(gè) 機(jī)械凸輪裝置，其包括一個(gè)凸輪、一個(gè)用于移動(dòng)特別是旋轉(zhuǎn)凸輪鼓的驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)、和一個(gè)中間齒輪組。凸輪軌道就形成在凸輪鼓壁上，挺桿構(gòu)件(tappet? member)與其嚙合。凸輪鼓的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使刀具機(jī)械手爪的支撐柱繞其縱軸 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)使其在縱向方向上移動(dòng)，使刀具機(jī)械手爪產(chǎn)生相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)和垂 直運(yùn)動(dòng)。

設(shè)計(jì)機(jī)械凸輪裝置時(shí)遇到的一個(gè)特殊問(wèn)題是要使凸輪鼓的直徑盡可 能小。只有具備一個(gè)充分小的凸輪鼓直徑，才有可能實(shí)現(xiàn)極快地加速和減 速，因?yàn)樯岛托D(zhuǎn)齒輪的慣性矩因凸輪鼓的直徑越小而越小。另一方面， 一旦減小凸輪鼓的直徑，曲線陡度將會(huì)加大，由此機(jī)械部件的負(fù)荷將會(huì)增 加。

在己知的機(jī)械凸輪裝置里，通常一個(gè)凹槽形狀的凸輪軌道形成在凸輪 鼓的上前部，其中凸輪軌道引導(dǎo)一個(gè)挺桿(tappet)，以便使包括刀具機(jī)械 手爪的支撐柱產(chǎn)生升降動(dòng)作。機(jī)械手爪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由凸輪鼓殼體表面上 的一個(gè)或多個(gè)凸輪帶動(dòng)，其僅有一個(gè)有限的陡度，這只能夠通過(guò)一個(gè)直徑 大約是250mm的大凸輪鼓來(lái)實(shí)現(xiàn)。總之，結(jié)果將是一個(gè)體積相當(dāng)大的機(jī) 械凸輪裝置，并有相當(dāng)高的慣性矩，從而需要設(shè)置較高的驅(qū)動(dòng)功率來(lái)獲得 較短的換刀余量。撇開(kāi)不理想的高機(jī)械負(fù)荷，這個(gè)己知的機(jī)械凸輪裝置也 需要機(jī)床有一個(gè)相當(dāng)大的結(jié)構(gòu)空間，對(duì)一個(gè)符合"拾撿(pick-up)"原理 的換刀裝置來(lái)說(shuō)，這就使分別移動(dòng)工作主軸到換刀裝置和到刀具機(jī)械手爪 成為必然。這些移動(dòng)是非常耗時(shí)的，特別是那些具有較大軸行程的機(jī)床， 因?yàn)檫@些機(jī)器有大且笨重的滑動(dòng)托架裝置，盡管有較大的軸行程，還是要 能夠確保在金屬切削期間有足夠的剛性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)用于機(jī)床的換刀裝置，其機(jī)械凸輪裝置 技術(shù)簡(jiǎn)易且結(jié)構(gòu)緊湊，有較低的慣性，從而僅需要相對(duì)較小的驅(qū)動(dòng)功率， 并允許快速換刀，同時(shí)降低換刀時(shí)間周期。

依照本發(fā)明，本發(fā)明的目的可以由以下的事實(shí)得以實(shí)現(xiàn)，即機(jī)械凸輪 裝置的凸輪鼓在其上前部有一個(gè)第一挺桿，用于刀具機(jī)械手爪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)， 沿凸輪周長(zhǎng)有凸輪曲線，用于刀具機(jī)械手爪的升降動(dòng)作:第一挺桿與Maltese 槽輪嚙合，Maltese槽輪支承在一個(gè)軸上，該軸平行于刀具機(jī)械手爪的旋轉(zhuǎn) 軸，而刀具機(jī)械手爪的支撐柱、凸輪鼓和Maltese槽輪以平行于軸的方式被依 次安置。