一种加工中心的自动换刀装置的制作方法

1.本发明涉及数控加工技术领域，具体为一种加工中心的自动换刀装置。


背景技术：

2.自动换刀装置是数控铣床和加工中心最大的区别，而换刀速度是检验加工中心的质量的重要指标，但是因为刀具本身具有一定的重量，使得在高速换刀时，换刀杆会受到较大的离心力，并且在换刀过程中，需要经常急停，使得换刀杆和换刀轴之间的连接处会受到较大的惯性力，从而加剧其磨损，长时间使用后，换刀杆的位置可能会变形，甚至断裂，而且在加工过程中，刀具可能会因为切削力而微微变形，使得影响刀具的跳动公差。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种加工中心的自动换刀装置，用于克服现有技术中的上述缺陷。
4.根据本发明的一种加工中心的自动换刀装置，包括安装板，所述安装板的下端面设有开口朝下的工作滑槽，所述工作滑槽内设有可对工件进行切削加工的工作组，所述工作组左侧的所述安装板下端面设有开口朝下的升降腔，所述升降腔的顶面固定设有液压安装块，所述液压安装块的下端面设有伸缩杆，所述伸缩杆的下端面固定连接有升降块，所述升降块内固定设有换刀电机，所述换刀电机的下端面驱动连接有延伸至所述升降腔外的换刀轴，所述换刀轴的下端面固定设有夹持杆，所述升降块内设有可以在换刀到位前对所述换刀轴进行减速的减速机构；所述升降腔左侧的所述安装板下端面固定设有转刀电机，所述转刀电机的下端面驱动连接有转刀轴，所述转刀轴的下端面固定设有刀库，所述刀库的内设有六个环形分布且开口朝下的刀具转动腔，所述刀具转动腔的顶面转动设有刀具安装块，所述刀具安装块的下端面设有刀具，所述刀具转动腔内侧的所述刀库内设有动力腔，所述动力腔与所述刀具转动腔相连通，所述动力腔的下端面固定设有动力电机，所述动力电机的上端面驱动连接有动力轴，所述动力轴上固定设有动力轮，所述动力轮与所述刀具安装块相啮合，所述动力腔下侧的所述刀库下端面设有六个与所述刀具转动腔位置相对应且开口朝下的检测收纳腔，所述检测收纳腔内设有可以对收纳的所述刀具进行跳动检测的跳动检测机构。
5.按上述方案，所述跳动检测机构包括转动设置在所述检测收纳腔内壁之间的检测转轴，所述检测转轴上固定设有检测转杆，所述检测转杆的下端面设有开口朝下的检测滑槽，所述检测滑槽内滑动设有检测移动块，所述检测移动块的下端面固定设有激光跳动检测器，该跳动检测机构可在换刀完毕时，对刀具进行跳动检测，提前发现刀具问题，防止问题刀具影响加工精度。
6.按上述方案，所述刀库的外表面上固定设有六个与所述刀具安装块位置相互对应的警示灯，该警示灯可提醒操作者有问题的刀具是哪个，以方便对其更换检修。
7.按上述方案，所述检测滑槽内侧的所述检测转杆内设有调节腔，所述检测滑槽的
外端面转动设有延伸到所述调节腔内的检测丝杆，所述检测丝杆与所述检测移动块螺纹连接，所述调节腔内的所述检测丝杆上固定设有第一锥齿轮，所述调节腔的顶面转动设有延伸到所述检测转杆下表面的旋钮轴，所述旋钮轴的下端面固定设有旋钮，所述调节腔内的所述旋钮轴上固定设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合，该旋钮可调节激光跳动检测器的位置，以适应不同大小的刀具。
8.按上述方案，所述减速机构包括两个设置在所述升降块内且上下位置对称的调速腔，所述调速腔的内壁上设有安装环板，所述安装环板上设有一个四分之一圆弧的第一电阻和一个二分之一圆弧的第二电阻，所述调速腔内的所述换刀轴上固定设有转动块，所述转动块上固定连接有导电杆，所述导电杆和所述第一电阻还有所述第二电阻上都连接有导线，所述导线上还连接有所述换刀电机和电源，该减速机构可在换刀到位前对换刀轴进行减速，降低换刀轴的磨损，延伸其使用寿命。
9.按上述方案，两个所述安装环板上的第一电阻和第二电阻设置位置沿原点对称，并且在导线上还固定设有切换开关，该切换开关可交替切换接入导线的安装环板。
10.本发明的有益效果是：本发明利用通过在换刀轴转动时，调节接入到电路内的电流大小，使得在换刀到位前，换刀轴可以得到减速，防止因为突然停止，使换刀轴连接处受到较大的惯性力，缩短换刀轴的使用寿命；
11.本发明通过在刀库位置处设置的激光跳动检测器，使得可在换刀完毕后，对其跳动公差进行检测，判断刀具是否还可正常使用，以提前发现问题刀具，防止影响后续的加工精度；
12.本发明通过旋钮，可调节激光跳动检测器的位置，使得可适应不同大小的刀具。
附图说明
13.图1是本发明的外观示意图；
14.图2是本发明的一种加工中心的自动换刀装置整体结构示意图；
15.图3是本发明图2中跳动检测机构的结构图；
16.图4是本发明图2中升降块的结构图；
17.图5是本发明图4中a-a的示意图；
18.图6是本发明图4中b-b的示意图；
19.图7是本发明图4中导线处的接线简图；
20.如图：
21.11、安装板；12、转刀电机；13、转刀轴；14、刀库；15、警示灯；16、刀具安装块；17、刀具转动腔；18、刀具；19、动力腔；20、动力轮；21、动力轴；22、动力电机；23、工作滑槽；24、夹持杆；25、换刀轴；26、工作组；27、液压安装块；28、伸缩杆；29、升降块；30、换刀电机；31、检测收纳腔；32、检测转杆；33、检测转轴；34、检测移动块；35、激光跳动检测器；36、检测丝杆；37、检测滑槽；38、调节腔；39、第一锥齿轮；40、第二锥齿轮；41、旋钮轴；42、旋钮；43、导线；44、调速腔；45、转动块；46、升降腔；47、导电杆；48、第一电阻；49、第二电阻；50、安装环板；51、电源；52、切换开关；53、跳动检测机构；54、减速机构。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解为以下文字仅仅用以描述本发明的一种加工中心的自动换刀装置或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定，如在本文中所使用，术语上下和左右不限于其严格的几何定义，而是包括对于机加工或人类误差合理和不一致性的容限，下面详尽说明该一种加工中心的自动换刀装置的具体特征：
23.参照附图1-图7，根据本发明的实施例的一种加工中心的自动换刀装置，包括安装板11，所述安装板11的下端面设有开口朝下的工作滑槽23，所述工作滑槽23内设有可对工件进行切削加工的工作组26，所述工作组26左侧的所述安装板11下端面设有开口朝下的升降腔46，所述升降腔46的顶面固定设有液压安装块27，所述液压安装块27的下端面设有伸缩杆28，所述伸缩杆28的下端面固定连接有升降块29，所述升降块29内固定设有换刀电机30，所述换刀电机30的下端面驱动连接有延伸至所述升降腔46外的换刀轴25，所述换刀轴25的下端面固定设有夹持杆24，所述升降块29内设有可以在换刀到位前对所述换刀轴25进行减速的减速机构54；所述升降腔46左侧的所述安装板11下端面固定设有转刀电机12，所述转刀电机12的下端面驱动连接有转刀轴13，所述转刀轴13的下端面固定设有刀库14，所述刀库14的内设有六个环形分布且开口朝下的刀具转动腔17，所述刀具转动腔17的顶面转动设有刀具安装块16，所述刀具安装块16的下端面设有刀具18，所述刀具转动腔17内侧的所述刀库14内设有动力腔19，所述动力腔19与所述刀具转动腔17相连通，所述动力腔19的下端面固定设有动力电机22，所述动力电机22的上端面驱动连接有动力轴21，所述动力轴21上固定设有动力轮20，所述动力轮20与所述刀具安装块16相啮合，所述动力腔19下侧的所述刀库14下端面设有六个与所述刀具转动腔17位置相对应且开口朝下的检测收纳腔31，所述检测收纳腔31内设有可以对收纳的所述刀具18进行跳动检测的跳动检测机构53。
24.示例性地，所述跳动检测机构53包括转动设置在所述检测收纳腔31内壁之间的检测转轴33，所述检测转轴33上固定设有检测转杆32，所述检测转杆32的下端面设有开口朝下的检测滑槽37，所述检测滑槽37内滑动设有检测移动块34，所述检测移动块34的下端面固定设有激光跳动检测器35，当完毕换刀作业后，检测转轴33将转动，检测转轴33带动检测转杆32转动，使得激光跳动检测器35正对着刀柄处，然后启动动力电机22，动力电机22带动动力轴21转动，动力轴21带动动力轮20转动，动力轮20通过刀具安装块16带动刀具18转动，这时激光跳动检测器35启动，激光跳动检测器35将对收纳完成的刀具18进行跳动检测。
25.示例性地，所述刀库14的外表面上固定设有六个与所述刀具安装块16位置相互对应的警示灯15，当激光跳动检测器35检测到刀具18的跳动值公差大于标准范围时，警示灯15将会亮起。
26.示例性地，所述检测滑槽37内侧的所述检测转杆32内设有调节腔38，所述检测滑槽37的外端面转动设有延伸到所述调节腔38内的检测丝杆36，所述检测丝杆36与所述检测移动块34螺纹连接，所述调节腔38内的所述检测丝杆36上固定设有第一锥齿轮39，所述调节腔38的顶面转动设有延伸到所述检测转杆32下表面的旋钮轴41，所述旋钮轴41的下端面固定设有旋钮42，所述调节腔38内的所述旋钮轴41上固定设有第二锥齿轮40，所述第二锥齿轮40与所述第一锥齿轮39啮合，当转动旋钮42时，旋钮42带动旋钮轴41转动，旋钮轴41通过第二锥齿轮40带动第一锥齿轮39转动，第一锥齿轮39带动检测丝杆36转动，检测丝杆36
带动检测移动块34移动，调节激光跳动检测器35的位置。
27.示例性地，所述减速机构54包括两个设置在所述升降块29内且上下位置对称的调速腔44，所述调速腔44的内壁上设有安装环板50，所述安装环板50上设有一个四分之一圆弧的第一电阻48和一个二分之一圆弧的第二电阻49，所述调速腔44内的所述换刀轴25上固定设有转动块45，所述转动块45上固定连接有导电杆47，所述导电杆47和所述第一电阻48还有所述第二电阻49上都连接有导线43，所述导线43上还连接有所述换刀电机30和电源51，当工作组26移动到换刀点时，换刀电机30启动，换刀电机30通过换刀轴25带动夹持杆24顺时针转动，使得夹持杆24将工作组26上的刀具18和刀具安装块16上的刀具18进行夹持固定，而在换刀轴25转动的同时，换刀轴25带动转动块45转动，转动块45带动导电杆47转动，使得导电杆47与第一电阻48接触，并且随着换刀轴25的转动，第一电阻48接入到导线43内的电阻逐渐增大，使得换刀电机30的功率下降，换刀轴25的转速逐渐下降，直到夹持杆24夹持刀具18为止，然后在夹持杆24夹持刀具18后，伸缩杆28启动，伸缩杆28带动换刀轴25下降，使得刀具18从工作组26和刀具安装块16上卸下，然后换刀电机30继续启动，换刀轴25顺时针转动一百八十度，完成刀具18的位置交换，并且在换刀轴25转动时，导电杆47会与第二电阻49接触，并且随着换刀轴25的转动，第二电阻49接入到导线43内的电阻将逐渐增大，使得在刀具18到位前，换刀轴25的速度会逐渐下降，然后伸缩杆28复位，完成换刀作业，最后换刀电机30反转启动，使得夹持杆24逆时针转动九十度，将夹持杆24卸下。
28.示例性地，两个所述安装环板50上的第一电阻48和第二电阻49设置位置沿原点对称，并且在导线43上还固定设有切换开关52，当完成一次换刀后，切换开关52进行切换，使得上侧的安装环板50与导线43断连，而下侧的安装环板50与导线43连接，如此循环。
29.本发明的一种加工中心的自动换刀装置，其工作流程如下：
30.当需要换刀时，工作组26通过工作滑槽23移动到换刀点，启动转刀电机12，转刀电机12通过转刀轴13带动刀库14转动，刀库14将更换的刀具18转动到最右侧，然后换刀电机30启动，换刀电机30通过换刀轴25带动夹持杆24顺时针转动九十度，使得夹持杆24将工作组26上等待更换的刀具18和刀具安装块16上的刀具18进行夹持固定，并且在换刀轴25转动的同时，换刀轴25带动转动块45转动，转动块45带动导电杆47转动，使得导电杆47与第一电阻48接触，并且随着换刀轴25的转动，第一电阻48接入到导线43内的电阻逐渐增大，使得换刀电机30的功率下降，换刀轴25的转速逐渐下降，直到夹持杆24夹持刀具18为止，然后在夹持杆24夹持刀具18后，伸缩杆28启动，伸缩杆28带动换刀轴25下降，使得刀具18从工作组26和刀具安装块16上卸下，然后换刀电机30继续启动，使换刀轴25顺时针转动一百八十度，完成刀具18的位置交换，并且在换刀轴25转动时，导电杆47会与第二电阻49接触，并且随着换刀轴25的转动，第二电阻49接入到导线43内的电阻将逐渐增大，使得在刀具18到位前，换刀轴25的速度会逐渐下降，然后伸缩杆28复位，将刀具18装到工作组26上，最后换刀电机30反转启动，使得夹持杆24逆时针转动九十度，将夹持杆24卸下，然后切换开关52进行切换，使得上侧的安装环板50与导线43断连，而下侧的安装环板50与导线43连接，到下一次的换刀完毕后，切换开关52再次切换，如此循环，使得在换刀到位前可以对换刀轴25进行减速，防止因为刀具18的重量和夹持杆24的转速，使得夹持杆24受到较大的离心力，加剧夹持杆24和换刀轴25连接处的磨损，影响换刀装置的使用寿命；
31.在换刀完成后，检测转轴33将转动，检测转轴33带动检测转杆32转动，使得激光跳
动检测器35正对着刀柄处，然后启动动力电机22，动力电机22带动动力轴21转动，动力轴21带动动力轮20转动，动力轮20通过刀具安装块16带动刀具18转动，这时激光跳动检测器35启动，激光跳动检测器35将对收纳完成的刀具18进行跳动检测，当激光跳动检测器35检测到刀具18的跳动值公差大于标准范围时，警示灯15将会亮起，以提醒操作人员，刀具18需要检修，使得在加工过程中就可以监控刀具18的使用情况，防止有问题的刀具18继续使用，影响加工精度；
32.并且可以通过转动旋钮42，旋钮42带动旋钮轴41转动，旋钮轴41通过第二锥齿轮40带动第一锥齿轮39转动，第一锥齿轮39带动检测丝杆36转动，检测丝杆36带动检测移动块34移动，调节激光跳动检测器35的位置，以适应不同大小的刀具18。
33.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种加工中心的自动换刀装置，包括安装板(11)，其特征在于：所述安装板(11)的下端面设有开口朝下的工作滑槽(23)，所述工作滑槽(23)内设有可对工件进行切削加工的工作组(26)，所述工作组(26)左侧的所述安装板(11)下端面设有开口朝下的升降腔(46)，所述升降腔(46)的顶面固定设有液压安装块(27)，所述液压安装块(27)的下端面设有伸缩杆(28)，所述伸缩杆(28)的下端面固定连接有升降块(29)，所述升降块(29)内固定设有换刀电机(30)，所述换刀电机(30)的下端面驱动连接有延伸至所述升降腔(46)外的换刀轴(25)，所述换刀轴(25)的下端面固定设有夹持杆(24)，所述升降块(29)内设有可以在换刀到位前对所述换刀轴(25)进行减速的减速机构(54)；所述升降腔(46)左侧的所述安装板(11)下端面固定设有转刀电机(12)，所述转刀电机(12)的下端面驱动连接有转刀轴(13)，所述转刀轴(13)的下端面固定设有刀库(14)，所述刀库(14)的内设有六个环形分布且开口朝下的刀具转动腔(17)，所述刀具转动腔(17)的顶面转动设有刀具安装块(16)，所述刀具安装块(16)的下端面设有刀具(18)，所述刀具转动腔(17)内侧的所述刀库(14)内设有动力腔(19)，所述动力腔(19)与所述刀具转动腔(17)相连通，所述动力腔(19)的下端面固定设有动力电机(22)，所述动力电机(22)的上端面驱动连接有动力轴(21)，所述动力轴(21)上固定设有动力轮(20)，所述动力轮(20)与所述刀具安装块(16)相啮合，所述动力腔(19)下侧的所述刀库(14)下端面设有六个与所述刀具转动腔(17)位置相对应且开口朝下的检测收纳腔(31)，所述检测收纳腔(31)内设有可以对收纳的所述刀具(18)进行跳动检测的跳动检测机构(53)。2.根据权利要求1所述的一种加工中心的自动换刀装置，其特征在于：所述跳动检测机构(53)包括转动设置在所述检测收纳腔(31)内壁之间的检测转轴(33)，所述检测转轴(33)上固定设有检测转杆(32)，所述检测转杆(32)的下端面设有开口朝下的检测滑槽(37)，所述检测滑槽(37)内滑动设有检测移动块(34)，所述检测移动块(34)的下端面固定设有激光跳动检测器(35)。3.根据权利要求2所述的一种加工中心的自动换刀装置，其特征在于：所述刀库(14)的外表面上固定设有六个与所述刀具安装块(16)位置相互对应的警示灯(15)。4.根据权利要求2所述的一种加工中心的自动换刀装置，其特征在于：所述检测滑槽(37)内侧的所述检测转杆(32)内设有调节腔(38)，所述检测滑槽(37)的外端面转动设有延伸到所述调节腔(38)内的检测丝杆(36)，所述检测丝杆(36)与所述检测移动块(34)螺纹连接，所述调节腔(38)内的所述检测丝杆(36)上固定设有第一锥齿轮(39)，所述调节腔(38)的顶面转动设有延伸到所述检测转杆(32)下表面的旋钮轴(41)，所述旋钮轴(41)的下端面固定设有旋钮(42)，所述调节腔(38)内的所述旋钮轴(41)上固定设有第二锥齿轮(40)，所述第二锥齿轮(40)与所述第一锥齿轮(39)啮合。5.根据权利要求1所述的一种加工中心的自动换刀装置，其特征在于：所述减速机构(54)包括两个设置在所述升降块(29)内且上下位置对称的调速腔(44)，所述调速腔(44)的内壁上设有安装环板(50)，所述安装环板(50)上设有一个四分之一圆弧的第一电阻(48)和一个二分之一圆弧的第二电阻(49)，所述调速腔(44)内的所述换刀轴(25)上固定设有转动块(45)，所述转动块(45)上固定连接有导电杆(47)，所述导电杆(47)和所述第一电阻(48)还有所述第二电阻(49)上都连接有导线(43)，所述导线(43)上还连接有所述换刀电机(30)和电源(51)。
6.根据权利要求5所述的一种加工中心的自动换刀装置，其特征在于：两个所述安装环板(50)上的第一电阻(48)和第二电阻(49)设置位置沿原点对称，并且在导线(43)上还固定设有切换开关(52)。

技术总结
本发明公开了一种加工中心的自动换刀装置，包括安装板，所述安装板的下端面设有开口朝下的工作滑槽，所述工作滑槽内设有可对工件进行切削加工的工作组；本发明利用通过在换刀轴转动时，调节接入到电路内的电流大小，使得在换刀到位前，换刀轴可以得到减速，防止因为突然停止，使换刀轴连接处受到较大的惯性力，缩短换刀轴的使用寿命，还通过在刀库位置处设置的激光跳动检测器，使得可在换刀完毕后，对其跳动公差进行检测，判断刀具是否还可正常使用，以提前发现问题刀具，防止影响后续的加工精度，不仅如此还通过旋钮，可调节激光跳动检测器的位置，使得可适应不同大小的刀具。使得可适应不同大小的刀具。使得可适应不同大小的刀具。


技术研发人员：苏瑞远
受保护的技术使用者：苏瑞远
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/9/9