專利名稱：鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置。
背景技術(shù)：
加工中心機床的自動換刀系統(tǒng)直接關(guān)系機床的加工范圍和機床的工作效率。隨著加工中心機床功能的提升和效率的升高，對刀庫自動換刀裝置也提出了速度快、可靠性高及換刀時間短等要求。目前，鏈?zhǔn)降稁鞊Q刀裝置的換刀機械手有兩種方式一種是固定在刀庫上，這種方式機械手剛性較差，不適合抓取重量或外形尺寸較大的刀具。第二種是換刀機械手按照固定的軌道運動，這種換刀裝置剛性較好，但是用油缸或氣缸來驅(qū)動，速度較低且容易產(chǎn)生沖擊，并且，由于換刀機械手按照固定的軌道運動，因此，換刀位置不可按需調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置，以提高換刀機械手的剛性； 同時實現(xiàn)按照需要調(diào)整主軸的換刀位置，提高刀庫的通用性。本發(fā)明鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置包括與刀庫連接的支撐架、第一方向運動組件、第二方向運動組件以及換刀機械手；其中，第一方向與第二方向垂直；并且，第一方向運動組件設(shè)置于支撐架上，包括相連接的第一驅(qū)動機構(gòu)和第一運動部件，第一運動部件由第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動做直線運動；第二方向運動組件與第一運動部件相連接，包括相連接的第二驅(qū)動機構(gòu)和第二運動部件，第二運動部件由第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動做直線運動；以及，換刀機械手與第二運動部件固定連接，包括水平面旋轉(zhuǎn)軸和豎直面旋轉(zhuǎn)軸。優(yōu)選地，上述鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置中，第一方向為縱向，第一運動部件為縱向運動部件；第一驅(qū)動機構(gòu)包括第一伺服電機、由第一伺服電機驅(qū)動的第一直線傳力機構(gòu)以及第一直線導(dǎo)向機構(gòu)；縱向運動部件與第一直線傳力機構(gòu)及第一直線導(dǎo)向機構(gòu)相連接。優(yōu)選地，上述鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置中，第一直線傳力機構(gòu)為縱向絲杠副；第一直線導(dǎo)向機構(gòu)為縱向?qū)к壐?；并且，縱向運動部件與縱向絲杠副的絲杠螺母及縱向?qū)к壐钡幕瑝K相連。優(yōu)選地，上述鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置中，第二方向為橫向，第二運動部件為橫向運動部件；第二驅(qū)動機構(gòu)包括第二伺服電機、由第二伺服電機驅(qū)動的第二直線傳力機構(gòu)，以及第二直線導(dǎo)向機構(gòu)；橫向運動部件與第二直線傳力機構(gòu)及第二直線導(dǎo)向機構(gòu)相連接。優(yōu)選地，上述鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置中，第二直線傳力機構(gòu)為橫向絲杠副；第二直線導(dǎo)向機構(gòu)為橫向?qū)к壐?；并且，第二伺服電機、橫向絲杠副及橫向?qū)к壐痹O(shè)置于縱向運動部件；橫向運動部件與橫向絲杠副的絲杠螺母及橫向?qū)к壐钡幕瑝K相連。在本發(fā)明中，換刀機械手與第二方向運動組件固定連接，第二方向運動組件與第一方向運動組件固定連接，第一方向運動組件與支撐架固定連接，支撐架與刀庫連接，在這種連接方式中，由于換刀機械手沒有直接與刀庫相連接，因此，提高了換刀機械手的剛性，可換刀具的重量及體積范圍大。并且，由于兩個方向的運動組件均可由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動實現(xiàn)直線運動，因此，可以按照需要調(diào)整主軸的換刀位置，有利于刀庫的通用性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置實施例的主視圖；圖2為本發(fā)明鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置實施例的俯視圖；圖3為本發(fā)明鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。第一實施例本實施例鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置包括與刀庫連接的支撐架1、第一方向運動組件、第二方向運動組件；以及換刀機械手10 ；其中，第一方向與第二方向垂直；并且，第一方向運動組件設(shè)置于支撐架1上，包括相連接的第一驅(qū)動機構(gòu)和第一運動部件，第一運動部件由第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動做直線運動；第二方向運動組件與第一運動部件相連接，包括相連接的第二驅(qū)動機構(gòu)和第二運動部件，第二運動部件由第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動做直線運動；以及， 換刀機械手10與第二運動部件固定連接，包括水平面旋轉(zhuǎn)軸和豎直面旋轉(zhuǎn)軸。本實施例中，換刀機械手與第二方向運動組件固定連接，第二方向運動組件與第一方向運動組件固定連接，第一方向運動組件與支撐架固定連接，支撐架與刀庫連接，在這種連接方式中，由于換刀機械手沒有直接與刀庫相連接，因此，提高了換刀機械手的剛性， 可換刀具的重量及體積范圍大。并且，由于兩個方向的運動組件均可由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動實現(xiàn)直線運動，因此，可以按照需要調(diào)整主軸的換刀位置，有利于刀庫的通用性。第二實施例參照圖1、圖2和圖3。該實施例鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置中，包括支撐架1、縱向運動部件2、橫向運動部件3、縱向伺服電機4、橫向伺服電機5、縱向絲杠副6、橫向絲杠副7、縱向?qū)к壐?、橫向?qū)к壐?、機械手10。其中，縱向運動部件2、縱向伺服電機4、縱向絲杠副6和縱向?qū)к壐?為第一方向運動組件；橫向運動部件3、橫向伺服電機5、橫向絲杠副7和橫向?qū)к壐?為第二方向運動組件。支撐架1與刀庫相連，支撐架1上面布置有縱向電機4、縱向絲杠6及縱向?qū)к壐?8?？v向絲杠由縱向伺服電機4驅(qū)動。縱向運動部件2與縱向絲杠副6的絲杠螺母及縱向?qū)к壐?的滑塊相連，由縱向絲杠6驅(qū)動其做直線運動。橫向伺服電機5、橫向絲杠副7及橫向?qū)к壐?布置在縱向運動部件2上，橫向絲杠副7由橫向電機5驅(qū)動。橫向運動部件3與橫向絲杠副7的絲杠螺母及橫向?qū)к壐?的滑塊相連，由橫向絲杠7驅(qū)動其做直線運動。換刀機械手10固定在橫向運動部件上，可以在縱向運動和橫向運動配合作用下完成從刀庫取刀、至主軸換刀、將到放回刀庫的動作。該自動換刀裝置用在加工中心機床鏈?zhǔn)降稁焐?，支撐?與刀庫相連，為了增加其支撐剛性，可以做相應(yīng)支撐與地面相連?？v向運動部件2相對于支撐架1在縱向做直線運動，由縱向伺服電機4及縱向絲杠副6作為傳動鏈提供動力，縱向?qū)к壐?作為導(dǎo)向。其中縱向伺服電機4由機床數(shù)控系統(tǒng)控制，可以控制縱向運動部件2的運動位置，縱向運動部件2可以完成刀庫方向的拔刀、插刀以及主軸位置的抓刀動作。橫向運動部件3相對于支撐架1在橫向做直線運動，由橫向伺服電機5及橫向絲杠副7作為傳動鏈提供動力，橫向?qū)к壐?作為導(dǎo)向。其中橫向伺服電機5由機床數(shù)控系統(tǒng)控制，可以控制橫向運動部件的運動位置，橫向運動部件可以完成主軸方向的拔刀和插刀以及刀庫位置的抓刀動作。機械手 10有水平旋轉(zhuǎn)軸和豎直旋轉(zhuǎn)軸，豎直旋轉(zhuǎn)軸至少旋轉(zhuǎn)90°，可以完成從刀庫方向到主軸方向的轉(zhuǎn)向，水平旋轉(zhuǎn)軸至少可旋轉(zhuǎn)180°，完成在刀庫位置或者主軸位置的換刀動作。換刀過程為機床數(shù)控系統(tǒng)指令換刀，刀庫調(diào)整目標(biāo)刀具到換刀位置，換刀機械手由橫向運動部件3和縱向運動部件2調(diào)整到刀庫換刀位置，橫向伺服電機5動作，帶動機械手抓刀，縱向伺服電機4動作，機械手拔刀?？v向伺服電機4和橫向伺服電機5同時工作， 送機械手10至主軸換刀位置，同時機械手的豎直旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動90°?？v向伺服電機4動作， 機械手抓取需換下刀具，橫向伺服電機5動作完成拔刀。機械手10水平旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180°， 將新刀具調(diào)整到主軸錐孔位置，橫向伺服電機5動作，完成插刀和機械手撤回動作?？v向伺服電機4和橫向伺服電機5同時工作送機械手至刀庫換刀刀套位置，同時機械手10的豎直旋轉(zhuǎn)軸反向轉(zhuǎn)動90°?？v向伺服電機4動作，完成插刀，橫向伺服電機5動作，機械手10撤回。整個過程由機床數(shù)控系統(tǒng)控制完成。此外，需要說明的是，絲杠副可以由其他直線傳力機構(gòu)代替，縱向和橫向?qū)к壐笨捎善渌闹本€導(dǎo)向機構(gòu)來代替。本實施例具有如下技術(shù)效果第一、由于換刀機械手沒有直接與刀庫相連接，因此，提高了換刀機械手的剛性， 可換刀具的重量及體積范圍大。第二、由于兩個方向的運動組件均可由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動實現(xiàn)直線運動，因此，可以按照需要調(diào)整主軸的換刀位置，有利于刀庫的通用性。第三、縱向運動和橫向運動部件由伺服電機控制，定位精度高，運動速度快，避免了油缸或氣缸作為動力所產(chǎn)生的沖擊。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置，其特征在于，包括與刀庫連接的支撐架(1)、第一方向運動組件、第二方向運動組件；以及換刀機械手 (10)；其中，第一方向與第二方向垂直；并且所述第一方向運動組件設(shè)置于所述支撐架(1)上，包括相連接的第一驅(qū)動機構(gòu)和第一運動部件，所述第一運動部件由所述第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動做直線運動；所述第二方向運動組件與所述第一運動部件相連接，包括相連接的第二驅(qū)動機構(gòu)和第二運動部件，所述第二運動部件由所述第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動做直線運動；以及所述換刀機械手(10)與所述第二運動部件固定連接，包括水平面旋轉(zhuǎn)軸和豎直面旋轉(zhuǎn)軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置，其特征在于， 所述第一方向為縱向，所述第一運動部件為縱向運動部件O)；所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括第一伺服電機G)、由第一伺服電機(4)驅(qū)動的第一直線傳力機構(gòu)，以及第一直線導(dǎo)向機構(gòu)；所述縱向運動部件(2)與所述第一直線傳力機構(gòu)及第一直線導(dǎo)向機構(gòu)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置，其特征在于， 所述第一直線傳力機構(gòu)為縱向絲杠副(6)；所述第一直線導(dǎo)向機構(gòu)為縱向?qū)к壐?8)；并且所述縱向運動部件( 與所述縱向絲杠副(6)的絲杠螺母及縱向?qū)к壐?8)的滑塊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置，其特征在于， 所述第二方向為橫向，所述第二運動部件為橫向運動部件(3)；所述第二驅(qū)動機構(gòu)包括第二伺服電機(5)、由第二伺服電機(5)驅(qū)動的第二直線傳力機構(gòu)，以及第二直線導(dǎo)向機構(gòu)；所述橫向運動部件(3)與所述第二直線傳力機構(gòu)及第二直線導(dǎo)向機構(gòu)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置，其特征在于， 所述第二直線傳力機構(gòu)為橫向絲杠副(7)；所述第二直線導(dǎo)向機構(gòu)為橫向?qū)к壐?9)；并且第二伺服電機(5)、橫向絲杠副(7)及橫向?qū)к壐?9)設(shè)置于所述縱向運動部件O)； 所述橫向運動部件C3)與所述橫向絲杠副(7)的絲杠螺母及橫向?qū)к壐?9)的滑塊相
全文摘要
本發(fā)明提出了一種鏈?zhǔn)降稁熳詣訐Q刀裝置，包括與刀庫連接的支撐架、第一方向運動組件、第二方向運動組件以及換刀機械手；其中，第一方向與第二方向垂直；并且，第一方向運動組件設(shè)置于支撐架上，包括相連接的第一驅(qū)動機構(gòu)和第一運動部件，第一運動部件由第一驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動做直線運動；第二方向運動組件與第一運動部件相連接，包括相連接的第二驅(qū)動機構(gòu)和第二運動部件，第二運動部件由第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動做直線運動；以及，換刀機械手與第二運動部件固定連接，包括水平面旋轉(zhuǎn)軸和豎直面旋轉(zhuǎn)軸。本發(fā)明提高了換刀機械手的剛性；同時實現(xiàn)了按照需要調(diào)整主軸的換刀位置，進一步提高了刀庫的通用性。
文檔編號B23Q3/155GK102416576SQ20111041816
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者孟祥東, 趙云云, 鄭開彬 申請人:上海三一精機有限公司