本發(fā)明屬于數(shù)控設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙層刀庫。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，對數(shù)控機(jī)床的加工能力也提出了更高的要求，不僅需要具有較高的加工精度和加工效率，而且還要能夠滿足不同領(lǐng)域不同工件多特征的加工要求，這就要求數(shù)控機(jī)床必須能夠容納足夠數(shù)量的刀具。而對于精加工性能較好的中小型機(jī)床來說，由于受刀庫容量所限，不能滿足對工件多特征的加工要求。

目前，常見增加機(jī)床所帶刀具數(shù)目的方法主要有增加刀庫數(shù)量和改變刀庫類型。增加刀庫數(shù)量主要是在機(jī)床的相應(yīng)位置裝配多個(gè)刀庫，例如在機(jī)床左右兩側(cè)各配置一個(gè)刀庫，這種方案在一定程度上勢必會(huì)增加機(jī)床的尺寸空間，并且影響了機(jī)床自動(dòng)上下料等其他機(jī)床組件的位置排布，不利于機(jī)床自動(dòng)化程度的提高，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)還具有換刀周期長、不利于維護(hù)、成本高等缺陷；而改變刀庫類型的方法則是將刀庫容量較小的小型刀庫換成具有較大容量的大型刀庫，例如將直排式刀庫換成鏈?zhǔn)降稁?，這種方案雖然能夠增加機(jī)床所帶刀具數(shù)目，并且不增加刀庫數(shù)量，但是大型刀庫的尺寸空間較大，不能滿足小型機(jī)床對空間的設(shè)計(jì)要求，與小型機(jī)床不匹配。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、空間占用小、加工制造方便、成本低、換刀速度快的雙層刀庫，能夠與小型機(jī)床的空間設(shè)計(jì)相匹配，并且在不增加刀庫數(shù)量的前提下，大幅增加機(jī)床所帶刀具數(shù)目，滿足機(jī)床對工件多特征的加工要求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種雙層刀庫，由驅(qū)動(dòng)裝置、上刀盤、下刀盤、離合傳動(dòng)裝置以及氣缸動(dòng)力裝置組成，離合傳動(dòng)裝置包括上旋轉(zhuǎn)中心和下旋轉(zhuǎn)中心，下旋轉(zhuǎn)中心為主動(dòng)部分，上旋轉(zhuǎn)中心為從動(dòng)部分；上旋轉(zhuǎn)中心與氣缸動(dòng)力裝置聯(lián)接，可在氣缸動(dòng)力裝置控制下實(shí)現(xiàn)與下旋轉(zhuǎn)中心的分離與配合；上刀盤固定安裝于上旋轉(zhuǎn)中心上；下刀盤固定安裝于下旋轉(zhuǎn)中心上，并由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；上刀盤和下刀盤上均設(shè)置有供容置刀具的卡刀座。

上述一種雙層刀庫，所述上刀盤與下刀盤為帶有直線邊的半盤體結(jié)構(gòu)，且上刀盤的直線邊固定安裝有上防護(hù)門，下刀盤的直線邊固定安裝有下防護(hù)門；上刀盤和下刀盤的外部還設(shè)置有防護(hù)罩，防護(hù)罩上設(shè)置有換刀口；上防護(hù)門和下防護(hù)門可分別隨上刀盤和下刀盤一起在防護(hù)罩內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)上刀盤和下刀盤的直線邊轉(zhuǎn)動(dòng)至防護(hù)罩的換刀口處時(shí)，上防護(hù)門和下防護(hù)門將換刀口關(guān)閉，與防護(hù)罩一起形成封閉防護(hù)。

上述一種雙層刀庫，所述驅(qū)動(dòng)裝置由伺服電機(jī)和減速機(jī)組成，伺服電機(jī)與減速機(jī)固定聯(lián)接，減速機(jī)與下旋轉(zhuǎn)中心固定聯(lián)接；所述伺服電機(jī)僅包含一個(gè)絕對位置編碼器。

上述一種雙層刀庫，所述上旋轉(zhuǎn)中心包括內(nèi)旋轉(zhuǎn)部和外旋轉(zhuǎn)部，內(nèi)旋轉(zhuǎn)部通過花鍵嚙合于外旋轉(zhuǎn)部內(nèi)，內(nèi)旋轉(zhuǎn)部的上端與氣缸動(dòng)力裝置聯(lián)接，下端可與下旋轉(zhuǎn)中心配合；外旋轉(zhuǎn)部軸向固定安裝，上刀盤固定于外旋轉(zhuǎn)部上。

上述一種雙層刀庫，所述上旋轉(zhuǎn)中心與下旋轉(zhuǎn)中心通過定心軸與塑料軸承實(shí)現(xiàn)定心過渡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用雙層刀盤結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，換刀速度快；通過氣缸和離合傳動(dòng)裝置的作用，僅用一個(gè)伺服電機(jī)就能實(shí)現(xiàn)對兩層刀盤的控制，使得刀庫能夠充分利用機(jī)床的高度空間，大大縮小了機(jī)床的橫向或縱向尺寸，在保證數(shù)控機(jī)床整體占地面積小的前提下，翻倍增加了機(jī)床的刀具容量；同時(shí)也保證了機(jī)床的內(nèi)部空間，方便其他機(jī)床組件的位置排布，有利于機(jī)床自動(dòng)化功能的擴(kuò)展，適用于各類數(shù)控機(jī)床。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明刀庫刀盤及防護(hù)罩結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明上刀盤換刀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明下刀盤換刀結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明的一種雙層刀庫，包括驅(qū)動(dòng)裝置10、上刀盤20、下刀盤30、上旋轉(zhuǎn)中心40、下旋轉(zhuǎn)中50以及氣缸動(dòng)力裝置60。下旋轉(zhuǎn)中心50與驅(qū)動(dòng)裝置10聯(lián)接，并由驅(qū)動(dòng)裝置10驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；上旋轉(zhuǎn)中心40與氣缸動(dòng)力裝置60聯(lián)接，可在氣缸動(dòng)力裝置60控制下實(shí)現(xiàn)與下旋轉(zhuǎn)中心50的分離與配合；上刀盤20固定安裝于上旋轉(zhuǎn)中心40上，下刀盤30固定安裝于下旋轉(zhuǎn)中心50上。

如圖2所示，驅(qū)動(dòng)裝置10包括伺服電機(jī)11和減速機(jī)12，伺服電機(jī)11與減速機(jī)12固定聯(lián)接，并通過電機(jī)安裝板固定安裝于刀庫安裝座70上，為避免水汽或切削等與伺服電機(jī)接觸，伺服電機(jī)11的下方設(shè)置有電機(jī)保護(hù)罩13。下旋轉(zhuǎn)中心50由定爪盤51和定心軸52組成，定爪盤51與減速機(jī)12通過螺栓固定聯(lián)接，可由伺服電機(jī)11驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)；定心軸52位于定爪盤51的中心，并通過螺栓與定爪盤51固定聯(lián)接；下刀盤30固定安裝于定爪盤51上。氣缸動(dòng)力裝置60包括端鎖氣缸61以及軸承座62，軸承座62固定于端鎖氣缸61的輸出端，端鎖氣缸61通過氣缸支座安裝于刀庫安裝座70上。上旋轉(zhuǎn)中心40由花鍵軸41、花鍵套42以及動(dòng)爪盤43組成，花鍵軸41嚙合于花鍵套42內(nèi)，花鍵套42通過軸承44以及鎖緊螺母45軸向限位于刀庫安裝座70內(nèi)；上刀盤20固定安裝于花鍵套42上；動(dòng)爪盤43固定于花鍵軸41的下端，其中心孔內(nèi)設(shè)置有塑料軸承46，動(dòng)爪盤43可通過爪齒與定爪盤51相嚙合，并通過定心軸52和塑料軸承46進(jìn)行定心過渡；花鍵軸41的上端通過軸承47裝設(shè)于軸承座62內(nèi)，可隨軸承座62在端鎖氣缸61的帶動(dòng)下上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)爪盤43與定爪盤51之間的分離與嚙合動(dòng)作；為防止花鍵軸41在軸承座62內(nèi)發(fā)生軸向攢動(dòng)，花鍵軸41的頂部設(shè)置有軸承壓板48，同時(shí)為保證花鍵軸41上下運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，刀庫安裝座70上還設(shè)置有限位板71，限位板71上具有內(nèi)花鍵，能夠與花鍵軸41相嚙合。為實(shí)現(xiàn)動(dòng)爪盤43與定爪盤51之間的無塵嚙合，上刀盤20與下刀盤30之間設(shè)置有密封防塵裝置80。

如圖3所示，上刀盤20與下刀盤30均為半盤體結(jié)構(gòu)，其中圓弧邊均勻分布有供容置刀具的卡刀座，直線邊則分別與上防護(hù)門21及下防護(hù)門31聯(lián)接，在不需要換刀時(shí)，上防護(hù)門21和下防護(hù)門31位于防護(hù)罩90的換刀口處，并與防護(hù)罩90形成封閉防護(hù)，當(dāng)需要換刀時(shí)，上防護(hù)門21和下防護(hù)門31在上刀盤20和下刀盤30的帶動(dòng)下向防護(hù)罩內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)對上刀盤20執(zhí)行換刀動(dòng)作時(shí)，端鎖氣缸61的上部氣路與外部氣源接通，氣缸桿推動(dòng)軸承座62向下移動(dòng)，并進(jìn)而帶動(dòng)花鍵軸41和動(dòng)爪盤43一起向下移動(dòng)，至氣缸桿處于伸長極限狀態(tài)時(shí)，動(dòng)爪盤43與定爪盤51相互嚙合；伺服電機(jī)11工作，其動(dòng)力通過定爪盤51傳遞給動(dòng)爪盤43，進(jìn)而通過花鍵軸41將動(dòng)力傳遞到花鍵套42上，使上刀盤20和下刀盤30同時(shí)旋轉(zhuǎn)，機(jī)床主軸或換刀機(jī)械手即可移動(dòng)至換刀位對上刀盤20執(zhí)行換刀動(dòng)作，如圖4所示。當(dāng)對下刀盤30執(zhí)行換刀動(dòng)作時(shí)，端鎖氣缸61的下部氣路與外部氣源接通，氣缸桿帶動(dòng)軸承座62向上移動(dòng)，進(jìn)而拉動(dòng)花鍵軸41和動(dòng)爪盤43一起向上移動(dòng)，至氣缸桿處于壓縮極限狀態(tài)時(shí)，動(dòng)爪盤43與定爪盤51完全分離；伺服電機(jī)11工作，其動(dòng)力僅定爪盤51傳遞下刀盤30，使下刀盤30單獨(dú)動(dòng)作，機(jī)床主軸或換刀機(jī)械手即可移動(dòng)至換刀位對下刀盤30執(zhí)行換刀動(dòng)作，如圖5所示。由于上刀盤20不隨下刀盤30一起動(dòng)作，上防護(hù)門21處于關(guān)閉狀態(tài)，換刀時(shí)，上刀盤20不形成干涉，有效保證了換刀的順利進(jìn)行。

盡管上文對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。