刀庫及加工中心的制作方法

本發(fā)明涉及加工中心技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種刀庫。本發(fā)明還涉及一種具有上述刀庫的加工中心。

背景技術(shù)：

加工中心的全稱為數(shù)控加工中心(cnc)，是在數(shù)控銑床的基礎上做出的進一步的改進，具體而言，加工中心是在數(shù)控銑床的基礎上加裝有刀庫和自動換刀系統(tǒng)。加工中心能夠?qū)崿F(xiàn)工件在一次裝夾后，機床的控制系統(tǒng)控制機床在不同工序間自動選擇和交換刀具，變換主軸轉(zhuǎn)速、進給速度及其他輔助功能。上述過程是通過機床的控制系統(tǒng)按照事先編制好的數(shù)控程序自動進行的。加工中心能夠?qū)崿F(xiàn)的工藝包括完成工件上銑、鎖、鉆、攻絲等。且上述的工藝只需要一次裝夾，故省去了工件的多次定位裝夾、工裝調(diào)整等其他的輔助工作時間。同時也省去了工件在每個工序之間的周轉(zhuǎn)時間。因此加工中心具有生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢。

加工中心自動換刀裝置有兩種形式：有機械手換刀和無機械手換刀。其中，有機械手換刀是指，由機械手把刀庫上的刀具送到主軸上，再把主軸上已用過的刀具還送到刀庫上。換刀時間短，但其機械結(jié)構(gòu)比較復雜。無機械手換刀是指，直接在刀庫和主軸之間換刀。通過刀庫與主軸之間一者或者兩者的移動，先將用過的到送到刀庫中，隨后刀庫旋轉(zhuǎn)，再從刀庫中取出新刀。綜上，在有機械手換刀方式的加工中心上，在送舊刀換新刀之間的選刀過程，是通過移動刀庫或者移動機械手；在無機械手換刀方式的加工中心上，選刀過程中刀庫需要移動?，F(xiàn)有技術(shù)中本領(lǐng)域內(nèi)的小型加工中心(刀具的數(shù)量小于10把)采用無機械手換刀方式，中到大型的加工中心(中型加工中心刀具的數(shù)量在10－64把，大型加工中心刀具的數(shù)量可以達到100－200把)采用有機械手換刀方式。這是由于中大型的加工中心的刀具數(shù)量也相應增加，從而刀庫的尺寸較大，此時通過移動刀庫的位置來切換刀具會出現(xiàn)多種問題，如運行不平穩(wěn)。所以中大型加工中心使用機械手換刀以避免上述問題。但是，機械手本身的價格昂貴，使用中的保養(yǎng)費用也高。

現(xiàn)有的刀庫主要是兩種形式：盤形刀庫和鏈式刀庫。盤形刀庫內(nèi)存儲的刀具數(shù)量為32把以下，因為如果刀具進一步增加，圓盤的直徑會太大，此時不僅換刀的時間長，刀庫的轉(zhuǎn)動慣量也大。如果需要存放刀具的數(shù)量多，則使用鏈式刀庫。圖1示出了目前較為先進的一種大型加工中心所使用的鏈式刀庫。

但是，以圖1中的鏈式刀庫為例，刀具直接放置的部分，即刀架部分通常為爪形，這種結(jié)構(gòu)不適合放置體積、重量較大的刀具，如多孔鉆。因為此時容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)動不平穩(wěn)的現(xiàn)象。

鑒于上述情況，本申請的目的在于提供一種適用于中大型加工中心的、主要采用無機械手換刀方式的刀庫，使其能夠存放數(shù)量較多的刀具，同時還能夠存放單個重量較大的刀具。

基于此，本發(fā)明提供了一種刀庫及具備該刀庫的加工中心以解決上述的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種刀庫，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中的刀庫運行不平穩(wěn)的技術(shù)問題，鑒于此，以解決現(xiàn)有的刀庫中不能放置重量大的刀具，不能實現(xiàn)重量大的刀具在加工中心上自動換刀，尤其是不能在加工中心上自動更換多軸器。本發(fā)明的另一目的在于提供一種加工中心。

本發(fā)明提供的刀庫，包括保持刀具的刀架和傳送線，所述刀架位于所述傳送線上，所述傳送線圍成閉環(huán)；所述刀架放置在所述傳送線上方，在所述傳送線的帶動下實現(xiàn)刀具的位置交換。

進一步的，所述傳送線包括第一軌道和第二軌道，所述第一軌道和所述第二軌道交叉設置，所述第一軌道和所述第二軌道的高度不同；在所述第一軌道和所述第二軌道的交叉點處設置有換向機構(gòu)，所述換向機構(gòu)將所述刀架在所述第一軌道和所述第二軌道之間切換位置。

進一步的，所述換向機構(gòu)包括托板、滾輪和托板驅(qū)動裝置，所述托板驅(qū)動裝置驅(qū)動所述托板升降；所述滾輪設置在所述托板上側(cè)，所述滾輪的轉(zhuǎn)軸的兩端和所述托板連接；所述刀架放置在所述滾輪時，能夠與所述滾輪之間產(chǎn)生摩擦力，所述滾輪的轉(zhuǎn)軸方向與所述第一軌道一致，所述滾輪的傳動方向與所述第二軌道一致。

進一步的，所述托板驅(qū)動裝置為氣缸，所述氣缸的伸縮端和所述托板連接。

進一步的，所述刀架包括支座，所述支座與所述傳送線之間設置有傳動鏈。

進一步的，所述傳動鏈為倍速鏈。

進一步的，還包括止動機構(gòu)，所述止動機構(gòu)設置在所述刀架的下方，所述止動機構(gòu)包括止動氣缸，所述止動氣缸的伸出端的端部設置有止動滾輪。

進一步的，還包括機架，所述傳送線設置在所述機架上，所述機架設置有高度調(diào)整機構(gòu)，所述高度調(diào)整機構(gòu)用于調(diào)整所述傳送線與地面之間的距離。

進一步的，所述傳送線上設置有位置監(jiān)測裝置。

本發(fā)明提供的所述刀庫具有如下的效果：刀庫的刀架用于保持刀具，即平時刀具穩(wěn)固的放置在刀架上，換刀時刀具能夠被主軸取下。刀庫的傳送線用于傳遞刀架及刀具，刀具沿著傳送線所圍成的形狀穩(wěn)定運行。刀架放置在傳送線上方，刀架受到垂直與傳送線支持力，傳送線相對于地面水平設置，刀架的重心處所受的重力和支持力的作用線重合。傳送線在正常工作時近似勻速運動，因此刀架不容易出現(xiàn)振動，刀架的運行平穩(wěn)，此時可以裝載質(zhì)量大的刀具。而現(xiàn)有技術(shù)中使用卡爪夾持刀具，卡爪和刀具均為外伸部分，在轉(zhuǎn)動時刀具容易出現(xiàn)振動，尤其是刀具重量較大的時候，振動現(xiàn)象將更加明顯。

進一步的效果，傳送線包括第一軌道和第二軌道，第一軌道和第二軌道交叉設置。通過第一軌道和第二軌道將傳送線圍成閉環(huán)。第一軌道和第二軌道的高度不同。在第一軌道和第二軌道的交叉點處設置有換向機構(gòu)，換向機構(gòu)將刀架在第一軌道和第二軌道之間切換位置?，F(xiàn)有技術(shù)中，刀具的傳送線圍成閉環(huán)，這一閉環(huán)包括轉(zhuǎn)彎處。在封閉軌道的轉(zhuǎn)彎處，刀具將受到向心力的作用，導致刀具不平穩(wěn)。尤其是重量大的刀具，這一現(xiàn)象將更加明顯。本申請的刀庫，為了在轉(zhuǎn)彎處使刀具平穩(wěn)，不是讓刀具自身作旋轉(zhuǎn)運動，而是在轉(zhuǎn)彎處將刀具拖舉起或者下放，移動到另一軌道上。將旋轉(zhuǎn)的運動轉(zhuǎn)化為平移。

進一步的效果，傳送線使用鏈傳動，即使刀具的重量過大也幾乎不會出現(xiàn)打滑的問題。

進一步的效果，刀庫還包括止動機構(gòu)，止動機構(gòu)用于使傳送線在任一時刻停下或者暫停。在取舊刀、換新刀的過程中，在出現(xiàn)故障或者檢修時均可能需要使傳送線暫停。

進一步的效果，刀庫的機架設置有高度調(diào)整機構(gòu)，高度調(diào)整機構(gòu)用于調(diào)整傳送線與地面之間的距離，以適應多種換刀主軸。

進一步的效果，傳送線上設置有位置監(jiān)測裝置，在能夠?qū)崿F(xiàn)自動運行的刀庫上，刀架的位置是需要檢測的數(shù)據(jù)。因此，本申請的刀庫能自動完成在整個換刀過程。

本發(fā)明提供的加工中心，包括主軸和上述的刀庫，所述主軸為立式主軸，所述傳送線水平設置。

由于刀庫具有上述技術(shù)效果，具有刀庫的加工中心也應具有相應的技術(shù)效果。

基于此，本發(fā)明較之原有技術(shù)，具有能夠放置重量大的刀具，并能夠使上述刀具自動換刀的優(yōu)點，進而能夠在加工中心上自動更換多軸器，并且在整個換刀過程中不容易出現(xiàn)振動的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的刀庫整體示意圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1中的換向機構(gòu)的局部放大示意圖；

圖4為圖1的仰視角度的立體示意圖；

圖5為倍速鏈的的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為倍速鏈的其中一節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7刀架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為加工中心的示意圖。

標記：10－刀架；11－架體；12－支座；13－刀具；20－傳送線；21－第一軌道；22－第二軌道；23－倍速鏈鏈輪；30－換向機構(gòu)；31－托板；32－滾輪；40－止動氣缸；41－止動滾輪；50－機架；51－高度調(diào)整機構(gòu)；60－刀庫；61－立式主軸。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，如出現(xiàn)術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等，其所指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，如出現(xiàn)術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，如出現(xiàn)術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例

本發(fā)明的核心是提供一種刀庫，適用于中大型加工中心的、主要采用無機械手換刀方式的刀庫，使其能夠存放數(shù)量較多的刀具，同時還能夠存放單個重量較大的刀具，尤其是能夠在加工中心上使用多軸器。借助加工中心中的換刀結(jié)構(gòu)，使重量大的刀具也能夠自動換刀。并且在上述換刀過程中不容易出現(xiàn)振動的問題。

圖1為本發(fā)明實施例提供的刀庫整體示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1中的換向機構(gòu)30的局部放大示意圖；圖4為圖1的仰視角度的立體示意圖；圖7刀架10的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1－圖3、圖7所示，在本實施例中提供了一種刀庫，所述刀庫包括保持刀具的刀架10和傳送線20，所述刀架10位于所述傳送線20上，所述傳送線20圍成閉環(huán)；所述刀架10放置在所述傳送線20上方，在所述傳送線20的帶動下實現(xiàn)刀具13的位置交換。

在上述實施例的基礎上，進一步的，所述傳送線20包括第一軌道21和第二軌道22，所述第一軌道21和所述第二軌道22交叉設置，所述第一軌道21和所述第二軌道22的高度不同；在所述第一軌道21和所述第二軌道22的交叉點處設置有換向機構(gòu)30，所述換向機構(gòu)30將所述刀架10在所述第一軌道21和所述第二軌道22之間切換位置。

在上述實施例的基礎上，進一步的，所述換向機構(gòu)30包括托板31、滾輪32和托板31驅(qū)動裝置，所述托板31驅(qū)動裝置驅(qū)動所述托板31升降；所述滾輪32設置在所述托板31上側(cè)，所述滾輪32的轉(zhuǎn)軸的兩端和所述托板31連接；所述刀架10放置在所述滾輪32時，能夠與所述滾輪32之間產(chǎn)生摩擦力，所述滾輪32的轉(zhuǎn)軸方向與所述第一軌道21一致，所述滾輪32的傳動方向與所述第二軌道22一致。

在上述實施例的基礎上，進一步的，所述托板31驅(qū)動裝置為氣缸，所述氣缸的伸縮端和所述托板31連接。

在上述實施例的基礎上，進一步的，所述刀架10包括支座12，所述支座12與所述傳送線20之間設置有傳動鏈。

本申請的刀庫的一種實施例為：在主軸為立式主軸的立式加工中心上，刀庫的傳送線20水平設置。

刀架10包括架體11和支座12，架體11設置在支座12上，架體11上有刀具13放置孔或者槽。架體11與支座12固接，可以是可拆卸，也可以是一體成型的結(jié)構(gòu)。支座12的一側(cè)用于連接放刀的架體11，另一側(cè)用于與傳送線20連接，需要傳送線20帶動其平移。

傳送線20為一閉環(huán)系統(tǒng)，刀架10在其上循環(huán)往復的平移。一種較佳的方式是：第一軌道21和第二軌道22分別為兩條，兩條第一軌道21平行設置，第二軌道22與第一軌道21垂直布置，或者接近垂直設置。

第一軌道21比第二軌道22長，第一軌道21的位置低于第二軌道22。

換向機構(gòu)30包括托板31、滾輪32和托板31驅(qū)動裝置，托板31驅(qū)動裝置為氣缸。

托板31驅(qū)動裝置驅(qū)動托板31升降；滾輪32設置在托板31上側(cè)，滾輪32的轉(zhuǎn)軸的兩端和托板31連接；刀架10放置在滾輪32時，能夠與滾輪32之間產(chǎn)生摩擦力。滾輪32為條形滾輪32，其的長度方向與所述第一軌道21一致，所述滾輪32的傳動方向與所述第二軌道22一致。

當需要將刀架10從第一軌道21移動到第二軌道22時托板31被頂起，此時刀架10的支座12被拖在滾輪32上側(cè)，直接與滾輪32接觸。通過滾輪32轉(zhuǎn)動，帶動刀架10向第二軌道22上運行，由于滾輪32的傳動方向與第二軌道22一致，刀架10便移動到第二軌道22上。

圖5為倍速鏈的的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為倍速鏈的其中一節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5－圖6所示，倍速鏈是現(xiàn)有的一種用于物料輸送的傳動鏈，目前常用在流水線上，其主要特點為以鏈條作為牽引和承載體輸送物料，倍速鏈鏈輪23可以采用普通的套筒滾子輸送鏈，也可采用其它特種形狀。倍速鏈可承載較大的載荷；輸送速度準確穩(wěn)定，能保證精確的同步輸送。

如圖6所示，傳送線20上設置有凹槽，倍速鏈的一部分置于凹槽內(nèi)。

在上述實施例的基礎上，進一步的，還包括止動機構(gòu)，所述止動機構(gòu)設置在所述刀架10的下方，所述止動機構(gòu)包括止動氣缸40，所述止動氣缸40的伸出端的端部設置有止動滾輪41。

止動機構(gòu)的工作過程是，當?shù)都?0需要暫停時，為與其行進方向的止動氣缸40線處于伸出狀態(tài)，擋在刀架10的支座12前側(cè)。當?shù)都?0碰上止動氣缸40的伸出端的止動滾輪41時，刀架10停止移動。

在上述實施例的基礎上，進一步的，還包括機架50，所述傳送線20設置在所述機架50上，所述機架50設置有高度調(diào)整機構(gòu)51，所述高度調(diào)整機構(gòu)51用于調(diào)整所述傳送線20與地面之間的距離。

本實施例還提供了一種加工中心，包括主軸和上述的刀庫60，所述主軸為立式主軸61，所述傳送線20水平設置。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。