[發(fā)明專利]桌面式加工中心筒狀刀庫及自動換刀裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310346855.5
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN104369042A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬峻
• 申請（專利權(quán)）人: 馬峻
• 主分類號: B23Q3/155
• 分類號: B23Q3/155
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及桌面式加工中心的自動刀換刀裝置，包括刀庫和對刀器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的加工中心的刀庫方式分為直線式，圓盤式，鏈?zhǔn)交蛘呦涫健２捎眠@些方式的自動換刀裝置通常擁有單獨(dú)的電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)動刀庫找到正確的刀具，在換刀時(shí)連同刀柄一起換，造成使用了大量的刀柄增加了成本?，F(xiàn)有刀庫一般固定在主軸箱的上方或者側(cè)面，因此機(jī)器的主軸箱必須設(shè)計(jì)成可以承受足夠重量及抗抖動的結(jié)構(gòu)或者采用龍門式，在此情況下增加了機(jī)器的重量和成本。由于刀庫沒有保護(hù)裝置裸露在空氣中，容易受到加工過程中的飛濺的鐵屑或其他雜物的侵襲，影響換刀時(shí)的裝夾精度甚至損壞機(jī)器。刀具的長度和直徑在程序中一旦輸入就不再檢測，造成刀具磨損時(shí)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)的刀具補(bǔ)償，影響加工精度。

發(fā)明內(nèi)容

本桌面式加工中心筒狀刀庫及自動換刀裝置針對桌面式加工中心受限于空間位置的局限無法固定在主軸箱上方或側(cè)面而設(shè)計(jì)成圓筒狀，固定在加工中心桌面的右側(cè)。為了節(jié)約空間和成本每次換刀時(shí)只換刀具，不換刀柄。在需要換刀時(shí)筒狀蓋子開啟，刀具取出并在對刀器上對刀并進(jìn)行實(shí)時(shí)刀具補(bǔ)償，刀具離開刀庫后蓋子自動閉合。此結(jié)構(gòu)不需要占用額外的位置，不需要額外的支撐，通過蓋子的閉合有效的解決了位于側(cè)面的刀庫在加工期間被鐵屑和冷卻液污染的問題。

本筒狀刀庫式自動換刀裝置的技術(shù)方案是：裝置由安放刀具的底座和可旋轉(zhuǎn)的蓋子構(gòu)成，皆為黑色，底座通過支架和加工中心桌面的T型槽固定。可旋轉(zhuǎn)蓋子安裝在底座的中間，由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制合攏或打開，每次打開時(shí)蓋子旋轉(zhuǎn)180度露出里面的刀庫。刀庫可以存放8把刀，刀柄直徑從1mm到6mm，刀具編號從上至下從左到右變?yōu)?到8號。刀柄直徑也可以根據(jù)工件需要自行選擇，此時(shí)只需在上位機(jī)數(shù)控軟件的程序里注明相應(yīng)編號的刀柄直徑及名稱即可。刀具的數(shù)目也可根據(jù)需要適量增加，此時(shí)圓筒的直徑需要相應(yīng)增大，以便所有刀具可以有序的排列在刀庫里。在初次取刀具時(shí)銑床頭根據(jù)程序設(shè)定移動到指定刀具上方，再向下移動到刀柄完全進(jìn)入套筒，然后銑床頭上的氣動裝置收緊將刀具緊緊夾住，完成換刀過程。在換刀具時(shí)必須先將已使用刀具放回指定位置后銑頭才可以去取下一刀具。對刀器位于刀庫中間，便于刀具取出后就近對刀。對刀器由一個(gè)數(shù)字位移測量傳感器構(gòu)成。該傳感器非常靈敏可以測量到0.001mm范圍內(nèi)的高度變化。當(dāng)?shù)毒叩诌_(dá)傳感器時(shí)傳感器受力后退，后退的距離被傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的主控制單元，從而計(jì)算出該刀具的長度進(jìn)行實(shí)時(shí)刀具補(bǔ)償。

本發(fā)明設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)簡單，解決了桌面式加工中心的刀庫受到空間位置影響無法安裝在主軸箱上方的問題，其獨(dú)特的筒狀刀庫由于可以受控開啟和閉合保護(hù)了在加工中心右側(cè)的刀庫不受鐵屑和冷卻液的污染，并由于換刀時(shí)不需更換刀柄節(jié)約了生產(chǎn)成本。同時(shí)刀庫帶有的對刀功能可以在短時(shí)間內(nèi)迅速測量刀具的長度反饋到上位機(jī)的主處理單元進(jìn)行實(shí)時(shí)刀具補(bǔ)償。本發(fā)明無需額外的機(jī)械部件，易于制造，安全可靠。

附圖說明

圖1是刀庫及換刀裝置的CAD三視圖

圖2是刀庫蓋子開啟和關(guān)閉時(shí)的效果圖

圖3是本筒狀刀庫自動換刀裝置的連線圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

本裝置的具體實(shí)施方式：刀庫由安放刀具的底座2和可旋轉(zhuǎn)的蓋子1構(gòu)成，刀庫利用加工中心桌面自帶的寬為12mm的T型槽通過螺母固定在加工中心桌面8的右側(cè)。刀庫內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)3和數(shù)字位移傳感器5和上位機(jī)即電腦9連接并受到電腦里數(shù)控軟件程序的控制。步進(jìn)電機(jī)3采用56式，該電機(jī)的法蘭盤為56x56mm，高度77mm，輸入電流為3A，步進(jìn)角為1.8度，轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/分鐘，提供1Nm的扭矩來控制筒狀蓋子1的開啟6和閉合7。步進(jìn)電機(jī)3通過軸上的4x10mm的鍵槽和蓋子1的相連，保證在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)蓋子1同步運(yùn)動。8刀具刀庫4分兩列并排安裝在底座2。數(shù)字位移傳感器5由差動變壓器和電測儀器組成。差動變壓器是把被測位移量變換成電信號的傳感器，可直接用于測量物體間的相對變位，物體的長度變化。測量時(shí)把差動變壓器殼體夾固在刀庫中間，把和鐵芯連接的測桿緊固在作為被測點(diǎn)的圓片上，當(dāng)圓片受到刀具的擠壓位移時(shí)就帶動鐵芯相對于線圈移動，從而線性地改變差動變壓器的輸出電壓。這樣通過電測儀器測量差動變壓器輸出電壓的大小，即可測量出刀具的的位移量即刀具的長度傳回?cái)?shù)字信號給上位機(jī)9。數(shù)字位移傳感器5通過RS232接口與上位機(jī)9相連。