[發明專利]一種具備立臥轉換功能的換刀裝置及其換刀方法

在審

• 申請號: 201811356961.0
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109176106A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 任工昌;張魏;張強;張越
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B23Q3/155
• 分類號: B23Q3/155
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.一種具備立臥轉換功能的換刀裝置，包括液壓控制系統裝置，其特征在于：

還包括開式齒輪減速機構（2）、曲軸（6）、機械手；

開式齒輪減速機構（2）和工作臺（12）通過螺栓連接；工作臺（12）與直線導軌（7）通過螺栓連接，直線導軌（7）和柱塞液壓缸（11）分別通過螺栓連接固定在底座（34）上；柱塞液壓缸（11）與工作臺（12）通過平鍵（9）和開槽沉頭螺釘（8）連接，柱塞液壓缸（11）可推動工作臺（17）沿直線導軌（7）前后移動；

曲軸（6）的前端連接于驅動開式齒輪減速機構（2），末端與回轉液壓缸（5）通過螺栓連接；回轉液壓缸（5）與連接板（31）通過螺栓連接；

機械手包括第一機械手（3）和第二機械手（4）；第一機械手（3）和第二機械手（4）通過連接板（31）連接，在空間上呈現90°分布。

2.根據權利要求1所述的一種具備立臥轉換功能的換刀裝置，其技術特征在于：

所述第一機械手（3）和第二機械手（4）均包括液壓缸（30）、活塞（29）、活塞桿（28）以及機械手爪（27）；

所述機械手爪（27）能產生自鎖。

3.根據權利要求2所述的一種具備立臥轉換功的換刀裝置，其特征在于：

所述開式齒輪減速機構（2）包括小齒輪（23）、大齒輪（22）、曲軸（6）、平鍵（20）、角接觸球軸承（17）、套杯1（19）、套杯2（26）、軸承端蓋（14）、圓螺母（15）、圓螺母用止動墊圈（16），密封圈（18），箱體座（13）、箱體蓋（21）和防護罩（24）；

小齒輪（23）和大齒輪（22）為嚙合連接；

大齒輪（22）與曲軸（6）通過平鍵（20）連接；

曲軸（6）與角接觸球軸承（17）為過盈配合，并通過套杯1（19）、套杯2（26）、軸承端蓋（14）、圓螺母（15）和圓螺母用止動墊圈（16）鎖緊。

4.根據權利要求3所述的一種具備立臥轉換功的換刀裝置，其特征在于：

所述的直線導軌（7）包括滑塊（32）和滑軌（33）；

滑塊（32）與工作臺（12）螺栓連接，滑軌（33）通過螺栓連接固定于底座（34）上，由柱塞液壓缸（11）推動工作臺（12）帶著滑塊（32）沿滑軌（33）前后移動。

5.根據權利要求4所述的一種具備立臥轉換功的換刀裝置，其特征在于：

液壓馬達（1）為開式齒輪減速機構（2）提供原動力，液壓馬達（1）通過驅動開式齒輪減速機構（2）帶動曲軸（6）做90°旋轉。

6.根據權利要求5所述的一種具備立臥轉換功能的換刀裝置，其特征在于：

所述曲軸（6）為45°曲軸。

7.根據權利要求6所述的一種具備立臥轉換功能的換刀裝置，其特征在于：

所述液壓控制系統裝置包括：液壓油箱、液壓泵、油管、壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥、壓力表、流量表。

8.根據權利要求7所述的一種具備立臥轉換功能的換刀裝置，其特征在于：

所述液壓控制系統裝置中，液壓油箱的容量為0.5m3；

液壓泵的型號為CB50型；

油管為I型軟管；

壓力控制閥包括單向順序閥DGM-03-20、減壓閥DR10DP、卸荷溢流閥DA、壓力繼電器HED1K；

流量控制閥包括單向調速閥QA-H20、行程節流閥ZGM-10；

方向控制閥包括電液換向閥DSG-03-3C、電磁換向閥DSG-01-3C、液控單向閥SV10；

壓力表的型號為Y-60；

流量表的型號為YYD-FOX。

9.一種換刀方法，應用于上述權利要求1～8中任一項所述的換刀裝置，其特征在于，所述方法包括：

步驟一：依據立式/臥式的主軸狀態，第五驅動裝置驅動開式齒輪減速機構帶動曲軸做（90°）旋轉，實現立式/臥式轉換：即由液壓馬達（1）驅動開式齒輪減速機構（2），使得曲軸（6）和回轉液壓缸（5）、機械手（3）和機械手（4）整體回轉90°時，換刀機械手空間位置實現立式/臥式的轉換，以滿足當前要求；

步驟二：第一驅動裝置驅動工作臺沿直線導軌向刀庫位置移動：即直線導軌（7）在柱塞液壓缸（11）的作用下由主軸向刀庫移動，帶動換刀第一機械手（3）和第二機械手（4）達到刀庫位置；

步驟三：第二驅動裝置驅動第一機械手夾取刀庫中的新刀具：即第一機械手（3）的液壓缸驅動機械手爪抓取刀庫中的新刀具；

步驟四：第一驅動裝置驅動工作臺沿直線導軌向主軸位置移動：即直線導軌（7）在柱塞液壓缸（11）的作用下由刀庫向主軸移動，帶動換刀的第一機械手（3）和第二機械手（4）達到主軸位置；

步驟五：第三驅動裝置驅動第二機械手夾取主軸上的刀具：即第二機械手（4）的液壓缸驅動機械手爪抓取主軸上的舊刀具；

步驟六：第四驅動裝置驅動連接板帶動第一機械手和第二機械手整體回轉180°：即第一機械手（3）和第二機械手（4）在回轉液壓缸（5）驅動連接板（31）的作用下整體旋轉180°，將第一機械手（3）上的新刀具送往主軸處；

步驟七：第二驅動裝置驅動第一機械手與主軸配合完成新刀具的安裝：即主軸下移，第一機械手（3）在液壓缸的驅動下的松開新刀具，完成主軸和機械手（3）之間的換刀；

步驟八：第一驅動裝置驅動工作臺沿直線導軌向刀庫位置移動：即直線導軌（7）在柱塞液壓缸（11）的作用下由主軸向刀庫移動，帶動換刀的第一機械手（3）和第二機械手（4）達到刀庫位置，將第二機械手（4）上的舊刀具帶到刀庫位置；

步驟九：第三驅動裝置驅動第二機械手與刀庫配合完成舊刀具的存放：即第二機械手（4）在液壓缸的驅動下的松開舊刀具，刀庫配合第二機械手（4）完成刀庫和機械手之間的刀具存放。