一种加工中心用换刀装置的制作方法

1.本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种加工中心用换刀装置。


背景技术：

2.数控加工中心是可以连续进行多种类型加工的数控机床，包括镗、铣、钻、螺纹和铰孔等多种加工工艺，其主要特点是配有自动换刀装置以及配置有刀库，可实现上述多种加工操作，通过编程，可以实现自动换刀；随着工业的不断发展，我国的机械加工技术已愈发成熟，现有的加工中心均已具备自动换刀功能，也具备种类齐全的刀具库，根据需要，可对刀具进行实时更换；现有的加工中心换刀装置需要与刀库配合使用，即与刀库协调配合，才能完成换刀操作；现在的换刀装置在将刀具更换放置后，刀具通过磁吸或者其他方式进行固定，在需要换刀时，移动至预设换刀位置进行换刀；刀具的放置安装成为了重要的作业流程，刀具是否安装稳定，会影响后续的换刀操作；因此，在刀具更换安装时，需要对其进行稳定性检测；发明人结合对现有加工中心的学习经验，认为现有的加工中心换刀装置有不足之处：刀具更换安装后，检测方式仅靠传感器感应，对刀具的夹持安装需要持续进行电气控制；根据上述问题，发明人提出一种对刀具具备简易夹持的换刀装置，且能完成刀具是否夹持安装稳定。公开号为cn106239227a的中国专利公开一种加工中心用刀库交换装置，其记载的技术方案为：通过油缸伸缩轴从驱动箱内向外延伸并进行伸缩操作，其自由端设有夹刀杆组件，从记载的内容上看，本发明主要解决的是如何对刀具进行夹持，对于现有的加工中心换位装置来说，对刀具的夹持已经非常成熟，常见的机械手等转移机械，就能完成换刀工作，对于发明人提出的对刀具的放置安装，以及安装是否稳定的检测，该专利并没有提出有关技术方案。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本发明能对刀具进行简易夹持，且对刀具进行安装稳定性检测，无需利用持续性电气控制，实现对刀具的放置安装。
4.本发明所使用的技术方案为：一种加工中心用换刀装置，包括加工机箱，加工机箱的侧面设置有刀具箱，在加工机箱的内部设置有用于转移更换刀具的转移件，在刀具箱内部设置有用于中转放置刀具的放置件；在刀具箱的内部固定连接有安装架，安装架上旋转设置有呈线性阵列排布的总装盘，总装盘上呈圆形阵列排布有安装筒，安装筒用于安装放置刀具；刀具的安装柄处设置有扣合槽；在安装筒的内部设置有扣合杆，扣合杆的一端设置有与扣合槽进行扣合的球状扣杆，滚轮的另一端设置有滚轮；且安装筒内部滑动设置有挤压斜板，挤压斜板与滚轮为接触挤压关系；在安装筒的内部一端设置有弹力检测器，且在安装筒内部滑动设置有接触板，接触板与弹力检测器之间通过检测弹簧连接；当刀具安装在安装筒中时，刀具的一端挤压接触板，使检测弹簧压缩；在接触板上设置有解除孔和检测孔；在安装架上滑动安装有控制件，用于控制调节总装盘的角度方位，以及控制对刀具的安装拆卸；控制件包括滑动安装在安装架上的滑座，滑座上设置有控制电缸，控制电缸的伸缩
杆上连接有l形架，l形架上升降滑动安装有升降滑座，升降滑座上设置有升降调节盘，升降调节盘上径向滑动安装有径向滑座，径向滑座上连接有推杆，通过推杆穿过检测孔，以对刀具端部进行顶动，通过弹力检测器输出反馈检测弹簧的弹力，以检测刀具是否稳定安装在安装筒内；通过推杆穿过解除孔，以推动挤压斜板，以使扣合杆滑动，进而使球状扣杆解除对刀具的扣合；在滑座上还设置有夹持件，用于夹持转移刀具，总装盘位于夹持件与滑座之间。
5.进一步地，所述转移件包括设置在加工机箱内部的转移电机，转移电机的输出轴上连接有转移盘，转移盘上设置有升降电缸，升降电缸的伸缩杆上连接有安装座，安装座上设置有两个转移电缸，通过转移电缸夹持更换刀具。
6.进一步地，所述放置件包括设置在刀具箱内部的放置电机，放置电机的输出轴上连接有放置盘，放置盘上呈线性阵列布置有吸附固定筒，吸附固定筒用于吸附固定刀具。
7.进一步地，所述安装架上旋转安装有移动丝杆，且安装架的一端固定设置有用于驱动移动丝杆的丝杆电机；控制件上的滑座与移动丝杆构成螺旋副；在安装架上设置有固定电缸，固定电缸的伸缩杆上连接有固定板；固定板用于固定总装盘，在总装盘的端部设置有调节齿轮。
8.进一步地，所述控制件包括设置在滑座底部的啮合电机，啮合电机的输出轴上连接有啮合齿轮，当啮合齿轮与调节齿轮啮合时，以驱动总装盘转动；在滑座上设置有啮合控制电缸，啮合电机设置在啮合控制电缸的伸缩杆上；在l形架上水平滑动安装有调节滑座，且在l形架上固定设置有调节电机，以及旋转安装有调节丝杆，调节电机用于驱动调节丝杆，调节丝杆与调节滑座构成螺旋副；在调节滑座上旋转安装有调节连杆，调节连杆的一端与升降滑座旋转连接。
9.进一步地，所述升降调节盘的圆周上旋转安装有转环，且在升降调节盘的端面上旋转设置有转动电缸，转动电缸的伸缩杆与转环旋转连接，以驱动转环转动；转环上旋转安装有径向连杆，径向连杆的一端与径向滑座旋转连接。
10.进一步地，所述夹持件包括夹持座，夹持座与滑座之间通过连接杆连接；夹持座上旋转安装有偏转电缸，以及固定设置有用于驱动偏转电缸的偏转电机；在偏转电缸的伸缩杆上设置有用于夹持刀具的电磁夹板。
11.进一步地，所述球状扣杆上套设有用于提供复位弹力的弹簧一，挤压斜板上套设有用于提供复位弹力的弹簧二。
12.本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明将加工所需刀具逐一放置安装在吸附固定筒中，更换刀具时，能在短时间内进行刀具更换，省去远距离输送刀具所使用的时间；（2）本发明推杆穿过检测孔时，推杆对刀具端部进行推动，当刀具处于稳定安装时，刀具无法被推动，即接触板不会移动，检测弹簧的压缩量不变；当刀具没有处于固定安装状态，刀具被推动，接触板移动，且检测弹簧压缩变化，弹力检测器输出反馈检测弹簧的弹力，以检测出刀具是否处于稳定的安装状态；（3）本发明利用球状扣杆与刀具安装柄处扣合槽进行扣合，以将刀具固定，利用扣合的方式对刀具进行固定，省去持续性的电气控制流程，能确保刀具安装的稳定性。
附图说明
13.图1为本发明整体结构的示意图。
14.图2为本发明加工机箱内部的示意图。
15.图3为本发明控制件的安装示意图。
16.图4为本发明控制件的示意图。
17.图5为本发明总装盘的示意图。
18.图6为本发明控制件局部结构的示意图。
19.图7为本发明安装筒的示意图。
20.图8为本发明安装筒的剖视图。
21.图9为本发明接触板的示意图。
22.附图标记：1-加工机箱；2-刀具箱；3-转移电机；4-转移盘；5-升降电缸；6-安装座；7-转移电缸；8-放置电机；9-放置盘；10-吸附固定筒；11-安装架；12-丝杆电机；13-移动丝杆；14-控制电缸；1401-滑座；15-啮合控制电缸；16-l形架；17-调节电机；18-调节滑座；19-调节丝杆；20-调节连杆；21-升降滑座；22-啮合电机；23-啮合齿轮；24-连接杆；25-夹持座；26-偏转电机；27-偏转电缸；28-电磁夹板；29-总装盘；30-固定电缸；31-固定板；32-调节齿轮；33-升降调节盘；3301-转环；34-转动电缸；35-径向连杆；36-径向滑座；37-推杆；38-安装筒；40-弹力检测器；41-检测弹簧；42-接触板；43-扣合杆；44-滚轮；45-球状扣杆；46-弹簧一；47-弹簧二；48-挤压斜板；4201-解除孔；4202-检测孔。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明进行具体说明：如图1和图2所示，加工机箱1的侧面设置有刀具箱2，在加工机箱1的内部设置有用于转移更换刀具的转移件，在刀具箱2内部设置有用于中转放置刀具的放置件；转移件包括设置在加工机箱1内部的转移电机3，转移电机3的输出轴上连接有转移盘4，转移盘4上设置有升降电缸5，升降电缸5的伸缩杆上连接有安装座6，安装座6上设置有两个转移电缸7，通过转移电缸7夹持更换刀具；放置件包括设置在刀具箱2内部的放置电机8，放置电机8的输出轴上连接有放置盘9，放置盘9上呈线性阵列布置有吸附固定筒10，吸附固定筒10用于吸附固定刀具。
24.如图3至图6所示，在刀具箱2的内部固定连接有安装架11，安装架11上旋转设置有呈线性阵列排布的总装盘29，在总装盘29的端部设置有调节齿轮32；在安装架11上滑动安装有控制件，用于控制调节总装盘29的角度方位，以及控制对刀具的安装拆卸；控制件包括滑动安装在安装架11上的滑座1401，安装架11上旋转安装有移动丝杆13，且安装架11的一端固定设置有用于驱动移动丝杆13的丝杆电机12；控制件上的滑座1401与移动丝杆13构成螺旋副；在安装架11上设置有固定电缸30，固定电缸30的伸缩杆上连接有固定板31；固定板31用于固定总装盘29； 滑座1401上设置有控制电缸14，控制电缸14的伸缩杆上连接有l形架16，l形架16上升降滑动安装有升降滑座21，升降滑座21上设置有升降调节盘33，升降调节盘33上径向滑动安装有径向滑座36，径向滑座36上连接有推杆37；升降调节盘33的圆周上旋转安装有转环3301，且在升降调节盘33的端面上旋转设置有转动电缸34，转动电缸34的伸缩杆与转环3301旋转连接，以驱动转环3301转动；转环3301上旋转安装有径向连杆35，径向连杆35的一端与径向滑座36旋转连接；控制件还包括设置在滑座1401底部的啮合电机
22，啮合电机22的输出轴上连接有啮合齿轮23，当啮合齿轮23与调节齿轮32啮合时，以驱动总装盘29转动；在滑座1401上设置有啮合控制电缸15，啮合电机22设置在啮合控制电缸15的伸缩杆上；在l形架16上水平滑动安装有调节滑座18，且在l形架16上固定设置有调节电机17，以及旋转安装有调节丝杆19，调节电机17用于驱动调节丝杆19，调节丝杆19与调节滑座18构成螺旋副；在调节滑座18上旋转安装有调节连杆20，调节连杆20的一端与升降滑座21旋转连接。
25.在滑座1401上还设置有夹持件，用于夹持转移刀具，总装盘29位于夹持件与滑座1401之间；夹持件包括夹持座25，夹持座25与滑座1401之间通过连接杆24连接；夹持座25上旋转安装有偏转电缸27，以及固定设置有用于驱动偏转电缸27的偏转电机26；在偏转电缸27的伸缩杆上设置有用于夹持刀具的电磁夹板28。
26.如图3至图9所示，总装盘29上呈圆形阵列排布有安装筒38，安装筒38用于安装放置刀具；刀具的安装柄处设置有扣合槽；在安装筒38的内部设置有扣合杆43，扣合杆43的一端设置有与扣合槽进行扣合的球状扣杆45，滚轮44的另一端设置有滚轮44；且安装筒38内部滑动设置有挤压斜板48，挤压斜板48与滚轮44为接触挤压关系；在安装筒38的内部一端设置有弹力检测器40，且在安装筒38内部滑动设置有接触板42，接触板42与弹力检测器40之间通过检测弹簧41连接；当刀具安装在安装筒38中时，刀具的一端挤压接触板42，使检测弹簧41压缩；在接触板42上设置有解除孔4201和检测孔4202；球状扣杆45上套设有用于提供复位弹力的弹簧一46，挤压斜板48上套设有用于提供复位弹力的弹簧二47；在安装筒38的一端开设有允许推杆37通过的槽位，通过推杆37穿过检测孔4202，以对刀具端部进行顶动，通过弹力检测器40输出反馈检测弹簧41的弹力，以检测刀具是否稳定安装在安装筒38内；通过推杆37穿过解除孔4201，以推动挤压斜板48，以使扣合杆43滑动，进而使球状扣杆45解除对刀具的扣合。
27.本发明工作原理：各种加工用刀具放置安装在安装筒38中，通过球状扣杆45与刀具安装柄处扣合槽进行扣合，以将刀具固定，同时，刀具端部对接触板42进行挤压，使检测弹簧41压缩；在一个加工工序中，将需要使用的刀具进行转移放置，即通过丝杆电机12工作，移动丝杆13转动，使控制件滑动至对应的总装盘29处，然后通过啮合控制电缸15控制啮合齿轮23与对应的调节齿轮32啮合，通过啮合电机22工作，使总装盘29转动，将目标刀具调整至夹持方位；需要说明的是，在总装盘29不转动时，通过固定电缸30控制固定板31对总装盘29进行固定，保证其稳定；在进行刀具拆卸时，调节电机17工作，调节丝杆19转动，使调节滑座18滑动，在调节连杆20的连接作用下，升降滑座21和升降调节盘33滑动，使推杆37的位置与安装筒38的端部位置对应；控制电缸14控制间距，推杆37进入到安装筒38内部，当推杆37穿过解除孔4201，并对挤压斜板48进行推动，使得挤压斜板48挤压推动滚轮44，进而扣合杆43和球状扣杆45运动，球状扣杆45与刀具安装柄处扣合槽脱离扣合，释放刀具；通过夹持件将刀具进行夹持转移，即电磁夹板28将刀具夹持，偏转电缸27偏转，使刀具朝向上方，并将刀具放置安装在吸附固定筒10中，吸附固定筒10对刀具进行吸附固定；按照上述流程，将加工所需刀具逐一放置安装在吸附固定筒10中，更换刀具时，通过扣合杆43工作，转移电缸7对刀具进行夹持，实现刀具的更换；这样能在短时间内进行刀具更换，省去远距离输送刀具所使用的时间。
28.在对刀具的安装进行检测时，即处于检测模式下，为检测刀具是否稳定的放置安
装在安装筒38上，通过上述流程，使推杆37位于安装筒38的内部，通过转动电缸34工作，使转环3301转动，在径向连杆35的连接作用下，径向滑座36和推杆37径向滑动，以调节径向距离，即使推杆37与检测孔4202对应；当推杆37穿过检测孔4202时，推杆37对刀具端部进行推动，当刀具处于稳定安装时，刀具无法被推动，即接触板42不会移动，检测弹簧41的压缩量不变；当刀具没有处于固定安装状态，刀具被推动，接触板42移动，且检测弹簧41压缩变化，弹力检测器40输出反馈检测弹簧41的弹力，以检测出刀具是否处于稳定的安装状态；利用扣合的方式对刀具进行固定，省去持续性的电气控制流程，能确保刀具安装的稳定性。

技术特征：
1.一种加工中心用换刀装置，包括加工机箱（1），加工机箱（1）的侧面设置有刀具箱（2），在加工机箱（1）的内部设置有用于转移更换刀具的转移件，在刀具箱（2）内部设置有用于中转放置刀具的放置件；其特征在于：在刀具箱（2）的内部固定连接有安装架（11），安装架（11）上旋转设置有呈线性阵列排布的总装盘（29），总装盘（29）上呈圆形阵列排布有安装筒（38），安装筒（38）用于安装放置刀具；刀具的安装柄处设置有扣合槽；在安装筒（38）的内部设置有扣合杆（43），扣合杆（43）的一端设置有与扣合槽进行扣合的球状扣杆（45），滚轮（44）的另一端设置有滚轮（44）；且安装筒（38）内部滑动设置有挤压斜板（48），挤压斜板（48）与滚轮（44）为接触挤压关系；在安装筒（38）的内部一端设置有弹力检测器（40），且在安装筒（38）内部滑动设置有接触板（42），接触板（42）与弹力检测器（40）之间通过检测弹簧（41）连接；当刀具安装在安装筒（38）中时，刀具的一端挤压接触板（42），使检测弹簧（41）压缩；在接触板（42）上设置有解除孔（4201）和检测孔（4202）；在安装架（11）上滑动安装有控制件，用于控制调节总装盘（29）的角度方位，以及控制对刀具的安装拆卸；控制件包括滑动安装在安装架（11）上的滑座（1401），滑座（1401）上设置有控制电缸（14），控制电缸（14）的伸缩杆上连接有l形架（16），l形架（16）上升降滑动安装有升降滑座（21），升降滑座（21）上设置有升降调节盘（33），升降调节盘（33）上径向滑动安装有径向滑座（36），径向滑座（36）上连接有推杆（37），通过推杆（37）穿过检测孔（4202），以对刀具端部进行顶动，通过弹力检测器（40）输出反馈检测弹簧（41）的弹力，以检测刀具是否稳定安装在安装筒（38）内；通过推杆（37）穿过解除孔（4201），以推动挤压斜板（48），以使扣合杆（43）滑动，进而使球状扣杆（45）解除对刀具的扣合；在滑座（1401）上还设置有夹持件，用于夹持转移刀具，总装盘（29）位于夹持件与滑座（1401）之间。2.根据权利要求1所述的一种加工中心用换刀装置，其特征在于：所述转移件包括设置在加工机箱（1）内部的转移电机（3），转移电机（3）的输出轴上连接有转移盘（4），转移盘（4）上设置有升降电缸（5），升降电缸（5）的伸缩杆上连接有安装座（6），安装座（6）上设置有两个转移电缸（7），通过转移电缸（7）夹持更换刀具。3.根据权利要求1所述的一种加工中心用换刀装置，其特征在于：所述放置件包括设置在刀具箱（2）内部的放置电机（8），放置电机（8）的输出轴上连接有放置盘（9），放置盘（9）上呈线性阵列布置有吸附固定筒（10），吸附固定筒（10）用于吸附固定刀具。4.根据权利要求1所述的一种加工中心用换刀装置，其特征在于：所述安装架（11）上旋转安装有移动丝杆（13），且安装架（11）的一端固定设置有用于驱动移动丝杆（13）的丝杆电机（12）；控制件上的滑座（1401）与移动丝杆（13）构成螺旋副；在安装架（11）上设置有固定电缸（30），固定电缸（30）的伸缩杆上连接有固定板（31）；固定板（31）用于固定总装盘（29），在总装盘（29）的端部设置有调节齿轮（32）。5.根据权利要求4所述的一种加工中心用换刀装置，其特征在于：所述控制件包括设置在滑座（1401）底部的啮合电机（22），啮合电机（22）的输出轴上连接有啮合齿轮（23），当啮合齿轮（23）与调节齿轮（32）啮合时，以驱动总装盘（29）转动；在滑座（1401）上设置有啮合控制电缸（15），啮合电机（22）设置在啮合控制电缸（15）的伸缩杆上；在l形架（16）上水平滑动安装有调节滑座（18），且在l形架（16）上固定设置有调节电机（17），以及旋转安装有调节丝杆（19），调节电机（17）用于驱动调节丝杆（19），调节丝杆（19）与调节滑座（18）构成螺旋副；在调节滑座（18）上旋转安装有调节连杆（20），调节连杆（20）的一端与升降滑座（21）旋
转连接。6.根据权利要求1所述的一种加工中心用换刀装置，其特征在于：所述升降调节盘（33）的圆周上旋转安装有转环（3301），且在升降调节盘（33）的端面上旋转设置有转动电缸（34），转动电缸（34）的伸缩杆与转环（3301）旋转连接，以驱动转环（3301）转动；转环（3301）上旋转安装有径向连杆（35），径向连杆（35）的一端与径向滑座（36）旋转连接。7.根据权利要求1所述的一种加工中心用换刀装置，其特征在于：所述夹持件包括夹持座（25），夹持座（25）与滑座（1401）之间通过连接杆（24）连接；夹持座（25）上旋转安装有偏转电缸（27），以及固定设置有用于驱动偏转电缸（27）的偏转电机（26）；在偏转电缸（27）的伸缩杆上设置有用于夹持刀具的电磁夹板（28）。8.根据权利要求1所述的一种加工中心用换刀装置，其特征在于：所述球状扣杆（45）上套设有用于提供复位弹力的弹簧一（46），挤压斜板（48）上套设有用于提供复位弹力的弹簧二（47）。

技术总结
本发明公开一种加工中心用换刀装置，涉及机械加工技术领域；包括加工机箱，加工机箱的侧面设置有刀具箱，在加工机箱的内部设置有用于转移更换刀具的转移件，在刀具箱内部设置有用于中转放置刀具的放置件；在刀具箱的内部固定连接有安装架，安装架上旋转设置有呈线性阵列排布的总装盘，总装盘上呈圆形阵列排布有安装筒，安装筒用于安装放置刀具；在安装架上滑动安装有控制件，用于控制调节总装盘的角度方位，以及控制对刀具的安装拆卸；本发明利用扣合的方式对刀具进行夹持固定，无需进行电气持续控制，换刀流程简易快捷，且能对刀具是否安装稳定进行检测。装稳定进行检测。装稳定进行检测。


技术研发人员：高维荣
受保护的技术使用者：江苏铁宝锻造有限公司
技术研发日：2023.08.02
技术公布日：2023/9/9