CN118578169B - 一种远离机床的取送刀机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种远离机床的取送刀机构，涉及机床换刀技术领域，包括支撑框架，所述支撑框架远离机床布置，所述支撑框架上安装有刀库机构、第一取送刀机构和第二取送刀机构；所述刀库机构包括上下布置的链式刀库，且链式刀库的下方均安装有接水盘；通过第一取送刀机构第二取送刀机构的设计，使刀库可以远离机床进行布局，且取刀简单，运行速度快，有备刀功能，整个刀库不占用机床的换刀空间，为机床和刀库远离布局提供了稳定高效的刀具交换机构；由于刀库外置后，通过链式刀库上下多层布置，通过第一取送刀机构进行升降并进行取送刀作业，进而可为机床的得运作提供更多刀具数量，满足龙门加工中心及铝合模型对刀具数量的要求。

Description

一种远离机床的取送刀机构

技术领域

本发明涉及机床换刀技术领域，尤其涉及一种远离机床的取送刀机构。

背景技术

现有技术中，机床刀库的安装位置通常在机床的右侧、接近主轴处，以方便取刀和更换刀具；刀库上的刀具是通过刀具交换机构更换到机床主轴上的，刀具交换机构是实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置；刀具的交换方式有两种：由刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换以及采用机械手交换刀具。

通过上述现有技术，我们发现目前的机床配套的机床刀库及刀具交换机构有以下缺陷：

1、刀库安装在机床上、导致机床重量较大，机床负载提升，对于安装空间或安装宽度有要求的使用环境，现有的设计（机床刀库安装在一起）会导致宽度加大，提升机床尺寸；

2、由于的机床刀库安装在一起，对刀具数量的增加势必会提高机床的载荷，这对刀具的数量具有一定的限定，无法满足多刀具机床加工的需求；

3、由于1和2说明了刀库和机床配套安装在一起的缺陷，因此需要一种取刀简单、运行速度快且有备刀功能的取送刀机构满足机床和刀库远离布局的刀具交换机构；

集上述三点，我们提出一种远离机床的取送刀机构。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种远离机床的取送刀机构，有效的解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种远离机床的取送刀机构，包括支撑框架，所述支撑框架远离机床布置，所述支撑框架上安装有刀库机构、第一取送刀机构和第二取送刀机构；

所述刀库机构包括上下布置的链式刀库，且链式刀库的下方均安装有接水盘；

所述第一取送刀机构包括固定座、旋转气缸、伸缩气缸和夹爪气缸，所述旋转气缸安装在固定座的上端，所述旋转气缸的输出端延伸出固定座的底端安装有伸缩气缸，在伸缩气缸的输出端安装有与链式刀库配合运作的夹爪气缸，进而用于对刀具进行夹持；

所述第二取送刀机构包括移动座和刀臂，所述刀臂安装在移动座的顶端，在移动座的内部安装有带动刀臂进行旋转运作的伺服电机，且刀臂的两端对称设有刀爪用于对刀具进行夹持。

进一步的，所述刀库机构位于远离机床的顶端一侧，且第一取送刀机构竖向设在靠刀库机构处，所述第二取送刀机构横向安装在第一取送刀机构的一侧，且靠刀库机构的延伸方向与刀库机构呈90度角，而远离刀库机构的一端与机床换刀部相对应。

进一步的，所述支撑框架上位于远离机床的顶端一侧设有第一竖向支架用与安装刀库机构，所述第一取送刀机构的一侧设有第二竖向支架用于第一取送刀机构的安装，在第二竖向支架的下端部分安装有用于支撑第二取送刀机构的横向支架。

进一步的，所述第二竖向支架和横向支架上均安装有导轨丝杠组件用于带动第一取送刀机构靠近/远离第二取送刀机构，且使第二取送刀机构靠近/远离机床换刀部。

进一步的，所述导轨丝杠组件包括导向直线导轨及滚珠丝杠，在滚珠丝杠上安装有连接底座用于带动固定座和移动座进行升降和横向位移运作。

进一步的，所述链式刀库通过底部安装的电机及减速机驱动，所述链式刀库上环绕有刀爪组用于安装刀具。

进一步的，所述旋转气缸带动伸缩气缸进行定向转动，转动角度为90度且转动朝向为链式刀库和刀臂。

进一步的，所述伺服电机带动刀臂进行定向转动，转动角度为360度且分为四段每段的转动角度为90度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过第一取送刀机构第二取送刀机构的设计，使刀库可以远离机床进行布局，且取刀简单，运行速度快，有备刀功能，整个刀库不占用机床的换刀空间，为机床和刀库远离布局提供了稳定高效的刀具交换机构；

由于刀库外置后，通过链式刀库上下多层布置，通过第一取送刀机构进行升降并进行取送刀作业，进而可为机床的得运作提供更多刀具数量，满足龙门加工中心及铝合模型对刀具数量的要求；

同时刀库外置后，降低机床尺寸，刀库不在配套安装在机床上、使机床重量及机床负载降低，不受安装空间或安装宽度有要求使用环境的限制。

附图说明

图1为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的整体结构示意图；

图2为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的整体结构侧视图；

图3为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的A结构放大示意图；

图4为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的初始状态示意图；

图5为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图一；

图6为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图二；

图7为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图三；

图8为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图四；

图9为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图五；

图10为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图六；

图11为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图七；

图12为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图八；

图13为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图九；

图14为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图十；

图15为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图十一；

图16为本发明提供的一种远离机床的取送刀机构的动作时序图十二。

图例说明：1、支撑框架；11、第一竖向支架；12、第二竖向支架；13、横向支架；2、刀库机构；21、链式刀库；22、接水盘；23、刀爪组；3、第一取送刀机构；31、固定座；32、旋转气缸；33、伸缩气缸；34、夹爪气缸；4、第二取送刀机构；41、移动座；42、刀臂；43、伺服电机；44、刀爪；5、导轨丝杠组件；51、连接底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解本发明，下面将参照相关对本发明进行更全面的描述,给出了本发明的若干实施例,但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明,本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种远离机床的取送刀机构，包括支撑框架1，支撑框架1远离机床布置，支撑框架1对刀库机构2、第一取送刀机构3和第二取送刀机构4进行安装支撑，支撑框架1上安装有刀库机构2、第一取送刀机构3和第二取送刀机构4；刀库机构2包括上下布置的链式刀库21，链式刀库21的层数和刀具数量根据需求设计选择，且链式刀库21的下方均安装有接水盘22，链式刀库21用于存放刀具，接水盘22则用于收集刀具更换过程中产生的水滴或冷却液；第一取送刀机构3包括固定座31、旋转气缸32、伸缩气缸33和夹爪气缸34，旋转气缸32安装在固定座31的上端，旋转气缸32的输出端延伸出固定座31的底端安装有伸缩气缸33，在伸缩气缸33的输出端安装有与链式刀库21配合运作的夹爪气缸34，进而用于对刀具进行夹持；第二取送刀机构4包括移动座41和刀臂42，刀臂42安装在移动座41的顶端，在移动座41的内部安装有带动刀臂42进行旋转运作的伺服电机43，且刀臂42的两端对称设有刀爪44用于对刀具进行夹持。

实施例

如图1-3所示，刀库机构2位于远离机床的顶端一侧，且第一取送刀机构3竖向设在靠刀库机构2处进而可以直接从刀库中提取刀具或向刀库送回刀具，第二取送刀机构4横向安装在第一取送刀机构3的一侧，且靠刀库机构2的延伸方向与刀库机构2呈90度角使得两个取送刀机构可以协同工作，而远离刀库机构2的一端与机床换刀部相对应进而将刀具送到机床的换刀部位或从该部位取回刀具，与机床主轴配合换刀。

支撑框架1上位于远离机床的顶端一侧设有第一竖向支架11用与安装刀库机构2，第一取送刀机构3的一侧设有第二竖向支架12用于第一取送刀机构3的安装，在第二竖向支架12的下端部分安装有用于支撑第二取送刀机构4的横向支架13。

第二竖向支架12和横向支架13上均安装有导轨丝杠组件5用于带动第一取送刀机构3靠近/远离第二取送刀机构4，且使第二取送刀机构4靠近/远离机床换刀部。

导轨丝杠组件5包括导向直线导轨及滚珠丝杠，导向直线导轨负责支撑和导向，确保运动部件沿预定路径移动，滚珠丝杠则负责将旋转运动转换为直线运动，并通过电机驱动，在滚珠丝杠上安装有连接底座51用于带动固定座31和移动座41进行升降和横向位移运作。

链式刀库21通过底部安装的电机及减速机驱动，链式刀库21上环绕有刀爪组23用于安装刀具，刀爪组23的数量根据需求设计。

旋转气缸32带动伸缩气缸33进行定向转动，转动角度为90度且转动朝向为链式刀库21和刀臂42。

伺服电机43带动刀臂42进行定向转动，转动角度为360度且分为四段每段的转动角度为90度。

本发明工作原理，如图4-16所示，具体步骤如下：

1）通过图4给出，先将第一取送刀机构3调整与链式刀库21平齐，此位置第一取送刀机构3导轨丝杠组件5设原点，再通过地脚螺丝整体调水平，使第一取送刀机构3与第二取送刀机构4平齐；

需要补充的是，通过导轨丝杠组件5带动第一取送刀机构3进行升降可进行上下链式刀库21的选择；

2）通过图5给出，伸缩气缸33带动夹爪气缸34朝向刀爪组23伸出，夹爪气缸34抵触刀爪组23内A刀具进行夹持（取下层链式刀库21刀具时增加第一取送刀机构3下移动作，再将伸缩气缸33伸出）；

3）通过图6给出，伸缩气缸33带动夹爪气缸34缩回取出A刀具，旋转气缸32带动夹爪气缸34转动90度（取下层链式刀库21刀具时伸缩气缸33缩回后，增加取第一取送刀机构3上移动作）；

4）通过图7给出，伸缩气缸33带动夹爪气缸34朝向刀爪44，将A刀具推入至刀爪44内并缩回；

5）通过图8给出，导轨丝杠组件5带动移动座41朝机床横向移动至机床换刀部，伺服电机43带动刀臂42朝向机床转动90度，使A刀具与机床主轴相对应；

6）通过图9给出，机床主轴取A刀具，伺服电机43带动刀臂42回转90度（上述步骤1-6为主轴无刀时取刀动作流程）；

7）通过图10给出，恢复初始状态，旋转气缸32带动夹爪气缸34朝向链式刀库21转动90度，通过链式刀库21的运作，使B刀具与夹爪气缸34相对应；

8）通过图11给出，此处主轴有A刀具，重复3-5步骤，并通过伺服电机43带动刀臂42进行180度旋转，使刀臂42上的空刀爪44与机床主轴相对应；

9）通过图12给出，主轴还A刀具给刀臂42上的空刀爪44，并通过伺服电机43带动刀臂42进行180度旋转，使B刀具与机床主轴相对应；

10）通过图13给出，主轴取B刀具，伺服电机43带动刀臂42进行90度旋转，带动A刀具朝向夹爪气缸34；

11）通过图14给出，导轨丝杠组件5带动移动座41移动至夹爪气缸34处，伸缩气缸33伸出对A刀具进行夹取；

11）通过图15给出，伸缩气缸33缩回，旋转气缸32带动夹爪气缸34朝向链式刀库21转动90度，通过链式刀库21的运作，使A刀具刀位与夹爪气缸34相对应；

12）通过图16给出，伸缩气缸33带动夹爪气缸34朝向刀爪组23伸出进行A刀具与A刀具刀位的还刀，且伸缩气缸33收回或重新备刀流程如上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种远离机床的取送刀机构，包括支撑框架(1)，所述支撑框架(1)远离机床布置，其特征在于：所述支撑框架(1)上安装有刀库机构(2)、第一取送刀机构(3)和第二取送刀机构(4)；

所述刀库机构(2)包括上下布置的链式刀库(21)，且链式刀库(21)的下方均安装有接水盘(22)；

所述第一取送刀机构(3)包括固定座(31)、旋转气缸(32)、伸缩气缸(33)和夹爪气缸(34)，所述旋转气缸(32)安装在固定座(31)的上端，所述旋转气缸(32)的输出端延伸出固定座(31)的底端安装有伸缩气缸(33)，在伸缩气缸(33)的输出端安装有与链式刀库(21)配合运作的夹爪气缸(34)，进而用于对刀具进行夹持；

所述第二取送刀机构(4)包括移动座(41)和刀臂(42)，所述刀臂(42)安装在移动座(41)的顶端，在移动座(41)的内部安装有带动刀臂(42)进行旋转运作的伺服电机(43)，且刀臂(42)的两端对称设有刀爪(44)用于对刀具进行夹持；

所述刀库机构(2)位于远离机床的顶端一侧，且第一取送刀机构(3)竖向设在靠刀库机构(2)处，所述第二取送刀机构(4)横向安装在第一取送刀机构(3)的一侧，且靠刀库机构(2)的延伸方向与刀库机构(2)呈90度角，而远离刀库机构(2)的一端与机床换刀部相对应；

所述支撑框架(1)上位于远离机床的顶端一侧设有第一竖向支架(11)用与安装刀库机构(2)，所述第一取送刀机构(3)的一侧设有第二竖向支架(12)用于第一取送刀机构(3)的安装，在第二竖向支架(12)的下端部分安装有用于支撑第二取送刀机构(4)的横向支架(13)；

所述第二竖向支架(12)和横向支架(13)上均安装有导轨丝杠组件(5)用于带动第一取送刀机构(3)靠近/远离第二取送刀机构(4)，且使第二取送刀机构(4)靠近/远离机床换刀部；

所述导轨丝杠组件(5)包括导向直线导轨及滚珠丝杠，在滚珠丝杠上安装有连接底座(51)用于带动固定座(31)和移动座(41)进行升降和横向位移运作。

2.根据权利要求1所述的一种远离机床的取送刀机构，其特征在于：所述链式刀库(21)通过底部安装的电机及减速机驱动，所述链式刀库(21)上环绕有刀爪组(23)用于安装刀具。

3.根据权利要求1所述的一种远离机床的取送刀机构，其特征在于：所述旋转气缸(32)带动伸缩气缸(33)进行定向转动，转动角度为90度且转动朝向为链式刀库(21)和刀臂(42)。

4.根据权利要求1所述的一种远离机床的取送刀机构，其特征在于：所述伺服电机(43)带动刀臂(42)进行定向转动，转动角度为360度且分为四段每段的转动角度为90度。