一種用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置，包括液槽、安裝在液槽上的底板、安裝在底板上的電極叉，其中電極叉并排設(shè)置多個(gè)，液槽固定在電火花成型機(jī)的工作臺(tái)上。本實(shí)用新型由于和工作臺(tái)固定在一起，不隨機(jī)床移動(dòng)，電極庫由底板和電極叉組成，無其他傳動(dòng)環(huán)節(jié)，在換電極過程中，僅通過移動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸換電極，電極庫的布局合理，電極叉選用硬鋁材質(zhì)，兩側(cè)入口處裝有碰珠頂絲，根部開有削弱槽，底板、電極叉和底板、液槽均安裝有定位銷；因此，適合于電火花成型機(jī)使用，且定位精度高、穩(wěn)定性高、占用空間小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、安全耐用可靠、成本低、便于制造維修調(diào)整、機(jī)床布局合理美觀。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及到一種用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置，主要用于電火花 成型機(jī)電極的自動(dòng)存儲(chǔ)和自動(dòng)更換。 -種用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置
【背景技術(shù)】
[0002] 帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)的數(shù)控加工機(jī)床在現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)中起著重要的作用，它能縮 短產(chǎn)品的制造周期，提高產(chǎn)品的加工精度，減少加工過程中的非切削時(shí)間，提高生產(chǎn)率，降 低生產(chǎn)成本，進(jìn)而提升機(jī)床乃至整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)力。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)換刀裝置是實(shí)現(xiàn)多工 序連續(xù)加工的重要裝置，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制是實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵。
[0003] 目前自動(dòng)換刀裝置主要有兩種，分別是轉(zhuǎn)塔式和刀庫式。轉(zhuǎn)塔式又分為回轉(zhuǎn)刀架 和轉(zhuǎn)塔頭。刀庫式又分為刀具與主軸之間直接換刀和用機(jī)械手配合刀庫進(jìn)行換刀。
[0004] (1)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置
[0005] 這種換刀裝置常用于數(shù)控車床，根據(jù)不同的要求，可設(shè)計(jì)成四方刀架、六角刀架、 盤形回轉(zhuǎn)刀架等，根據(jù)工序的要求按順序自動(dòng)地將裝有所需刀具的主軸轉(zhuǎn)到工作位置，以 此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。由于其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，刀具除了旋轉(zhuǎn)換刀外，不能移動(dòng)，有很大局限性， 一般只能用于數(shù)控車床。
[0006] (2)轉(zhuǎn)塔頭（更換主軸箱）自動(dòng)換刀裝置
[0007] 這種換刀裝置的八方形轉(zhuǎn)塔頭上裝有八根主軸，每根主軸上裝有一把刀具。根據(jù) 工序的要求按順序自動(dòng)地將裝有所需刀具的主軸轉(zhuǎn)到工作位置，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，同時(shí) 連接主傳動(dòng)，不處在工作位置的主軸便與主傳動(dòng)脫開，轉(zhuǎn)塔頭的轉(zhuǎn)位由槽輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。由 于空間位置的限制，使主軸部件結(jié)構(gòu)不能設(shè)計(jì)得十分堅(jiān)固，因而影響了主軸系統(tǒng)的剛度，由 于主軸是可以活動(dòng)的，因此精度不是很高。而且每把刀都需要一個(gè)主軸，尺寸結(jié)構(gòu)都受到很 多限制。
[0008] (3)刀具與主軸之間直接自動(dòng)換刀
[0009] 主軸2定向準(zhǔn)停，使主軸上的端面鍵與刀柄鍵槽方向一致；根據(jù)指令，控制工作臺(tái) 5快速向右移動(dòng)，使工件移開主軸，同時(shí)將刀庫4移到主軸下面，并使刀庫的某個(gè)空刀座恰 好對(duì)準(zhǔn)主軸；主軸內(nèi)的刀具夾緊裝置放松，主軸2下降，將主軸上用過的刀具3放回刀庫4 的空刀座上；主軸箱1上升，接著刀庫4回轉(zhuǎn)，將下一工步需要用的刀具對(duì)準(zhǔn)主軸；主軸箱1 下降，將下一步所需的刀具插入主軸2,同時(shí)主軸內(nèi)的刀具夾緊裝置夾緊刀具；主軸箱1及 主軸帶著刀具上升；將刀庫4從主軸箱1下面移開，同時(shí)將工件移至主軸下面，使主軸上的 刀具對(duì)準(zhǔn)工件的加工面。這種方式換刀過程比較復(fù)雜，需要刀庫的一連串動(dòng)作。同時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn) 盤直徑大時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也增大，在旋轉(zhuǎn)選刀時(shí)間會(huì)很長?？臻g利用率低，成本高。
[0010] ⑷機(jī)械手配合刀庫進(jìn)行自動(dòng)換刀
[0011] 主軸移至換刀位置，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)停，使主軸上的端面鍵與刀柄鍵槽方向一致；刀庫中 所要更換的刀具翻下，機(jī)械手手臂伸出旋轉(zhuǎn)90度，同時(shí)抓住刀庫和主軸上的刀具；主軸夾 頭松開刀具，機(jī)械手同時(shí)將刀庫和主軸上的刀具拔出；手臂旋轉(zhuǎn)180度，新舊刀具交換；機(jī) 械手同時(shí)將新舊刀具分別插入主軸和刀庫，然后夾頭夾緊刀具；轉(zhuǎn)動(dòng)手臂，回到原始位置， 刀庫刀套翻上?？梢酝ㄟ^軟件進(jìn)行選刀，將刀具號(hào)及其所在的刀座號(hào)一一對(duì)應(yīng)地記憶在數(shù) 控系統(tǒng)的PLC中，無論刀具存放在哪個(gè)刀座中，計(jì)算機(jī)都能跟蹤記憶，刀具可任意取出任意 送回。這種方式換刀過程非常復(fù)雜，機(jī)構(gòu)繁瑣，刀庫的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作、刀套的翻上翻下動(dòng)作，以及 機(jī)械手的伸出旋轉(zhuǎn)抓刀等動(dòng)作、多個(gè)檢測(cè)開關(guān)和PLC程序信號(hào)控制等，聯(lián)機(jī)調(diào)整相關(guān)精度 比較復(fù)雜。成本很高。由于零件和檢測(cè)開關(guān)比較多，在系統(tǒng)出故障時(shí)維修不便。
[0012] 綜上所述，現(xiàn)有的換刀過程較為復(fù)雜，動(dòng)作多，動(dòng)作間的相互協(xié)調(diào)關(guān)系多，而且均 不能滿足電火花成型機(jī)所要求的定位精度高、占用空間小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、安全耐用可靠、 成本低、便于制造維修調(diào)整的要求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0013] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于電火花成 型機(jī)、具備定位精度高、占用空間小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、安全耐用可靠、成本低、便于制造維修 調(diào)整、機(jī)床布局合理美觀的自動(dòng)交換電極裝置。
[0014] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)手段是：一種用于電火花成型機(jī)的自 動(dòng)交換電極裝置，包括液槽、安裝在液槽上的底板、安裝在底板上的電極叉，其中電極叉并 排設(shè)置多個(gè)，液槽固定在電火花成型機(jī)的工作臺(tái)上。
[0015] 進(jìn)一步的，所述液槽上設(shè)置有定位銷，所述底板上設(shè)置有對(duì)應(yīng)定位銷的孔，并開有 螺釘槽，底板通過兩根定位銷和五個(gè)間隔且分兩排設(shè)置的底板螺釘安裝在液槽的右側(cè)頂面 上。
[0016] 進(jìn)一步的，所述底板上設(shè)置有多個(gè)電極叉定位銷，每?jī)蓚€(gè)為一組對(duì)應(yīng)電極叉，所述 電極叉通過螺釘和電極叉定位銷安裝在底板上。
[0017] 進(jìn)一步的，所述電極叉的兩側(cè)叉體入口處裝有碰珠頂絲，該碰珠頂絲由頂絲頭和 頂絲頭頂住的一個(gè)帶彈簧的鋼球組成。
[0018] 進(jìn)一步的，所述電極叉采用硬質(zhì)鋁材料，在電極叉與底板連接處靠電極叉?zhèn)仍O(shè)置 有削弱槽。
[0019] 本實(shí)用新型的有益效果是：由于本裝置和工作臺(tái)固定在一起，不隨機(jī)床移動(dòng)，電 極庫由底板和電極叉組成，無其他傳動(dòng)環(huán)節(jié)，在換電極過程中，僅通過移動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸換電 極，電極庫的布局合理，電極叉選用硬鋁材質(zhì)，兩側(cè)入口處裝有碰珠頂絲，根部開有削弱槽， 底板、電極叉和底板、液槽均安裝有定位銷；因此，適合于電火花成型機(jī)使用，且定位精度 高、穩(wěn)定性高、占用空間小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、安全耐用可靠、成本低、便于制造維修調(diào)整、機(jī)床 布局合理美觀。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 下面結(jié)合視圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的描述。
[0021] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖中：1、液槽，2、底板螺釘，3、定位銷，4、底板，5、碰珠頂絲，6、電極叉，7、削弱槽， 8、電極叉定位銷。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 如圖1所示一種用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置，包括液槽1、安裝在液槽 上的底板4、安裝在底板上的電極叉6,其中電極叉6并排設(shè)置多個(gè)，液槽1固定在電火花成 型機(jī)的工作臺(tái)上。
[0024] 進(jìn)一步的，所述液槽1上設(shè)置有定位銷3,所述底板4上設(shè)置有對(duì)應(yīng)定位銷的孔，并 開有螺釘槽，底板4通過兩根定位銷3和五個(gè)間隔且分兩排設(shè)置的底板螺釘2安裝在液槽 1的右側(cè)頂面上。
[0025] 進(jìn)一步的，所述底板4上設(shè)置有多個(gè)電極叉定位銷8,每?jī)蓚€(gè)為一組對(duì)應(yīng)電極叉， 所述電極叉6通過螺釘和電極叉定位銷8安裝在底板4上。
[0026] 進(jìn)一步的，所述電極叉6的兩側(cè)叉體入口處裝有碰珠頂絲5,該碰珠頂絲5由頂絲 頭和頂絲頭頂住的一個(gè)帶彈簧的鋼球組成。
[0027] 進(jìn)一步的，所述電極叉6采用硬質(zhì)鋁材料，在電極叉6與底板4連接處靠電極叉?zhèn)?設(shè)置有削弱槽7。
[0028] 本實(shí)用新型采用的是無機(jī)械手電極庫。電極庫僅僅由一個(gè)底板4和一定數(shù)量的電 極叉6組成，無其他傳動(dòng)環(huán)節(jié)，電極叉6直接用螺釘并排固定在底板4上，底板4通過底板 螺釘2固定在液槽1右側(cè)頂面上，液槽1則用螺釘固定在工作臺(tái)上，整個(gè)組件連成一體，無 任何移動(dòng)部件。電極叉6和底板4之間采用2個(gè)電極叉定位銷8,使他們之間不會(huì)發(fā)生相 對(duì)位移，底板4和液槽1之間同樣采用2個(gè)定位銷3,對(duì)于更換和拆卸重新裝配依然位置不 變。由于采用的是固定工作臺(tái)的主機(jī)，因此在整個(gè)換電極過程中電極庫是不動(dòng)的，穩(wěn)定性和 換電極精度得到極大提高。電極叉6材料為硬鋁，同時(shí)在底部開有一個(gè)削弱槽7,以防萬一 出故障，僅僅破壞一個(gè)電極叉，而不會(huì)因撞擊而影響整個(gè)機(jī)床精度。在電極叉兩側(cè)入口處 裝有碰珠頂絲5,頂絲端頭有一個(gè)帶彈簧的可伸縮鋼球，可保證電極順利裝入，固定且不脫 出。電極裝入電極叉后，每個(gè)都有一個(gè)固定位置，這個(gè)位置是機(jī)床的絕對(duì)坐標(biāo)，把這個(gè)位置 的XYZ坐標(biāo)輸入到軟件里面，每次換電極只需移動(dòng)主軸到換電極點(diǎn)即可，電極庫不動(dòng)，采用 0. 25 μ m分辨率直線光柵尺閉環(huán)控制坐標(biāo)軸移動(dòng)可保證極佳的精準(zhǔn)度。電極通過氣路控制 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換電極，只有通過壓縮空氣才能打開。
[0029] (1)為了實(shí)現(xiàn)電極庫極佳的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型采用固定電極庫形式，把電極庫和 工作臺(tái)固定在一起，工作臺(tái)固定不動(dòng)。
[0030] (2)為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。本實(shí)用新型的電極庫僅僅由底板和電極叉構(gòu)成， 無其他傳動(dòng)環(huán)節(jié)。
[0031] (3)為了提高換電極的定位精度。本實(shí)用新型換電極的動(dòng)作全部由機(jī)床坐標(biāo)軸完 成，具備非常高的精度。
[0032] (4)為了不破壞整體外觀，減小空間。本實(shí)用新型把電極庫安裝到液槽內(nèi)部，靠右 的上端板上，電極叉朝內(nèi)，從正面是無法看到附加的電極庫的。
[0033] (5)為了提高加工區(qū)域空間。本實(shí)用新型把液槽向右適當(dāng)?shù)募娱L，留出電極庫位 置，當(dāng)電極庫拆下暫時(shí)不用時(shí)，空出液槽右側(cè)換電極空間。
[0034] (6)為了保證電極順利裝入，固定且不脫出。本實(shí)用新型在電極叉兩側(cè)入口處裝有 碰珠頂絲，頂絲端頭有一個(gè)帶彈簧的可伸縮鋼球。
[0035] (7)為了防止換電極出故障破壞機(jī)床。本實(shí)用新型在電極叉的根部開有削弱槽，材 料為硬鋁，萬一換電極失誤時(shí)，僅僅撞壞電極叉，對(duì)機(jī)床精度無影響。
[0036] (8)為了提高電極庫的通用性和互換性，維修方便。本實(shí)用新型電極庫的底板和電 極叉、底板和液槽，兩者之間固定都安裝有定位銷，可直接更換，不影響精度。
[0037] (9)為了簡(jiǎn)化控制方式。本實(shí)用新型采用兩路氣動(dòng)控制，其中吹氣路兼顧多種作 用，全套系統(tǒng)僅需幾個(gè)元件即可實(shí)現(xiàn)。
[0038] 綜上所述，整個(gè)動(dòng)作只需要快速移動(dòng)機(jī)床的XYZC軸，電極庫不移動(dòng)，更沒有機(jī)械 手，控制僅僅通過檢測(cè)兩路氣壓即可完成，非常簡(jiǎn)潔高效。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置，包括液槽（1)，其特征在于：還包括安 裝在液槽上的底板（4)、安裝在底板上的電極叉￠)，其中電極叉（6)并排設(shè)置多個(gè)，液槽 (1)固定在電火花成型機(jī)的工作臺(tái)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置，其特征在于：所述 液槽（1)上設(shè)置有定位銷（3)，所述底板（4)上設(shè)置有對(duì)應(yīng)定位銷的孔，并開有螺釘槽，底板 ⑷通過兩根定位銷（3)和五個(gè)間隔且分兩排設(shè)置的底板螺釘⑵安裝在液槽⑴的右側(cè) 頂面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置，其特征在于：所述 底板（4)上設(shè)置有多個(gè)電極叉定位銷（8)，每?jī)蓚€(gè)為一組對(duì)應(yīng)電極叉，所述電極叉（6)通過 螺釘和電極叉定位銷（8)安裝在底板（4)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置，其特征在于：所述 電極叉（6)的兩側(cè)叉體入口處裝有碰珠頂絲（5)，該碰珠頂絲（5)由頂絲頭和頂絲頭頂住的 一個(gè)帶彈簧的鋼球組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電火花成型機(jī)的自動(dòng)交換電極裝置，其特征在于：所述 電極叉（6)采用硬質(zhì)鋁材料，在電極叉（6)與底板（4)連接處靠電極叉?zhèn)仍O(shè)置有削弱槽 ⑵。
【文檔編號(hào)】B23H1/00GK203887345SQ201320693499
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】侯磊, 張朝謀 申請(qǐng)人:北京安德建奇數(shù)字設(shè)備有限公司