一种紧凑型可自动切换立式及卧式的刀库和换刀方法与流程

1.本发明涉及机械制造技术领域，具体涉及的是一种紧凑型可自动切换立式及卧式的刀库和换刀方法。


背景技术：

2.在机械加工领域中，独立设置的带有垂直主轴的立式加工中心和带有水平主轴的卧式加工中心是常见的加工设备，每个加工中心均独立配设一个刀库，刀库包括刀仓和换刀机构，刀仓用于放置刀具，换到机构用于更换主轴刀具，体积较为庞大。
3.有鉴于此，本技术人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种紧凑型可自动切换立式及卧式的刀库和换刀方法，可适用立式加工中心和卧式加工中心的换刀操作，使用更灵活。
5.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
6.本案提供一种紧凑型可自动切换立式及卧式的刀库，包括刀仓和换刀机构，其特征在于，刀仓包括支撑架以及设在支撑架上的电机、涡杆、涡轮盘、驱动盘和若干依次连接的仓位，电机驱动涡杆转动，涡杆驱动涡轮盘转动，驱动盘与涡轮盘同步转动，驱动盘上设有可与单个仓位啮合的凹槽，换刀机构包括第一驱动液压缸、平移工作台、第二驱动液压缸、切换台、换刀基台以及刀臂，所述第一驱动液压缸固定在支撑架上并且第一驱动液压缸的活动端顶压平移工作台的背面，所述平移工作台转动设在支撑架上，所述第二驱动液压缸和切换台滑动设在平移工作台上，所述换刀基台转动设在切换台上并且换刀基台上设有切换基座，第二驱动液压缸的活动端与切换基座转动连接，所述刀臂设在换刀基台上并可往复平移和原位转动。
7.进一步的，所述支撑架内设有导轨，若干个仓位通过连接板连接形成链式结构，该链式结构在导轨内移动。
8.进一步的，相邻两个仓位两端分别共同套设一块连接板。
9.进一步的，还包括相啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮套设在电机驱动轴上，所述从动齿轮套设在涡杆上。
10.本案还提供一种使用上述的可自动切换立式及卧式的刀库的换刀方法，包括如下步骤：
11.步骤
①
，第一驱动液压缸驱动平移工作台绕支撑架转动，使平移工作台与支撑架平行；
12.步骤
②
，第二驱动液压缸拉动切换基座，使换刀基台绕切换台转动，此时，刀臂处于卧式状态；
13.步骤
③
，换刀基台向刀仓移动，使刀臂一端的夹刀槽夹持刀仓中的待装刀具上；
14.步骤
④
，刀臂移动并在移动过程中通过夹刀槽的夹持拔出待装刀具；刀臂转动180
度，使已夹持从主轴上拆下的待存刀具的夹刀槽对准刀仓的空仓位；刀臂复位移动并在移动过程中将待存刀具插入空仓位；
15.步骤
⑤
，第一驱动液压缸驱动平移工作台绕支撑架转动，使平移工作台与支撑架垂直；
16.步骤
⑥
，当面对水平主轴时，换刀基台直接向主轴移动，将待装刀具安装在水平主轴上；当面对竖直主轴时，第二驱动液压缸推动切换基座，使换刀基台绕切换台转动90度，此时刀臂处于立式状态，换刀基台向主轴移动后，将待装刀具安装在竖直主轴上。
17.进一步的，步骤
③
和
④
中，电机通过涡杆、涡轮盘、驱动盘的传动配合驱动仓位移动一个行程，使装有待装刀具的仓位或者空仓位的水平高度与刀臂一致。
18.采用上述结构后，本发明涉及的一种可自动切换立式及卧式的刀库和换刀方法，与现有技术相比，有益效果在于，刀库包括刀仓和换刀机构，刀仓采用电机、涡杆、涡轮盘等配合驱动，结构紧凑巧妙，驱动精准，换刀机构可在立式状态和卧式转态之间切换，立式状态下可更换立式加工中心的刀具，卧式状态下可更换卧式加工中心的刀具，由此适应两种加工中心的刀具更换，大大提升使用灵活性，可使加工中心结构更紧凑。
附图说明
19.图1为本案换刀机构的整体结构示意图；
20.图2为图1的截面示意图之一；
21.图3为图1的截面示意图之二；
22.图4为本案的刀库结构的整体结构示意图之一；
23.图5为本案的刀库结构的整体结构示意图之二。
24.图6为本案的部分结构示意图。
25.图中：
26.刀仓
‑
1，支撑架
‑
2，仓位
‑
3，第一驱动液压缸
‑
4，平移工作台
‑
5第二驱动液压缸
‑
6，切换台
‑
7，换刀基台
‑
8，刀臂
‑
9，转动支座
‑
10，驱动台
‑
11，切换基座
‑
12，滑台
‑
13，第三驱动液压缸
‑
14，滑轨
‑
15，第四驱动液压缸
‑
16，固定缸体
‑
17，伸缩活塞杆
‑
18，第五驱动液压缸
‑
19，驱动齿条
‑
20，摆转齿轮
‑
21，转动轴
‑
22，电机
‑
23，涡杆
‑
24，涡轮盘
‑
25，驱动盘
‑
26，凹槽
‑
27，导轨
‑
28，连接板
‑
29，夹刀槽
‑
30。
具体实施方式
27.为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
28.如图1
‑
6所示，本案提供一种紧凑型可自动切换立式及卧式的刀库，包括刀仓1和换刀机构，换刀机构立设在刀仓1上。其中，刀仓1包括支撑架2以及设在支撑架2上的电机23、涡杆24、涡轮盘25、驱动盘26和若干依次连接的仓位3，电机23驱动涡杆24转动，涡杆24驱动涡轮盘25转动，驱动盘26与涡轮盘25同步转动，驱动盘26上设有可与单个仓位3啮合的凹槽27，驱动盘26每次转动可移动一个仓位3，移动十分精准，而且涡杆24涡轮的配合使整体结构更紧凑。
29.换刀机构包括第一驱动液压缸4、平移工作台5、第二驱动液压缸6、切换台7、换刀
基台8以及刀臂9。所述第一驱动液压缸4固定在支撑架2上的另一侧上并且第一驱动液压缸4的活动端顶压平移工作台5的背面某个位置，所述平移工作台5转动设在支撑架2上，支撑架2上设有转动支座10，平移工作台5一端转动设在转动支座10上，具体的，平移工作台5背面滑动设有驱动台11，第一驱动液压缸4与驱动台11转动连接，第一驱动液压缸4伸缩带动驱动台11滑动并推动平移工作台5转动。所述第二驱动液压缸6和切换台7滑动设在平移工作台5上，所述换刀基台8转动设在切换台7上并且换刀基台8上设有切换基座12，第二驱动液压缸6的活动端与切换基座12转动连接，通过第二驱动液压缸6、切换台7和切换基座12的配合驱动刀臂9在立式状态和卧式状态之间切换。切换基座12的转动中心轴和换刀基台8的转动中心轴相平行，所述刀臂9设在换刀基台8上并可往复平移和原位转动。
30.优选的，所述支撑架2内设有导轨28，若干个仓位3通过连接板29连接形成链式结构，该链式结构在导轨28内移动，使若干个仓位3可在封闭导轨28内移动。
31.更优选的，相邻两个仓位3两端分别共同套设一块连接板29，结构更稳定。
32.优选的，还包括相啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮套设在电机23驱动轴上，所述从动齿轮套设在涡杆24上，电机23通过齿轮传动驱动涡杆24转动。
33.由此，本案的换刀操作包括如下步骤：
34.步骤
①
，第一驱动液压缸4驱动平移工作台5绕支撑架2转动，使平移工作台5与支撑架2平行；
35.步骤
②
，第二驱动液压缸6拉动切换基座12，使换刀基台8绕切换台7转动，此时，刀臂9处于卧式状态，
36.步骤
③
，换刀基台8向刀仓1移动，使刀臂9一端的夹刀槽30夹持刀仓1中的待装刀具上；
37.步骤
④
，刀臂9移动并在移动过程中通过夹刀槽30的夹持拔出待装刀具；刀臂9转动180度，使已夹持从主轴上拆下的待存刀具的夹刀槽30对准刀仓1的空仓位3；刀臂9复位移动并在移动过程中将待存刀具插入空仓位3；
38.步骤
⑤
，第一驱动液压缸4驱动平移工作台5绕支撑架2转动，使平移工作台5与支撑架2垂直；
39.步骤
⑥
，当面对水平主轴时，换刀基台8直接向主轴移动，刀臂9平移将待装刀具安装在水平主轴上；当面对竖直主轴时，第二驱动液压缸6推动切换基座12，使换刀基台8绕切换台7转动90度，此时刀臂9处于立式状态，换刀基台8向主轴移动后，刀臂9平移将待装刀具安装在竖直主轴上。
40.由此完成换刀操作，本案可适应立式和卧式加工中心的刀具更换，大大提升使用灵活性，两种加工中心共用一个刀库，可使结构更紧凑。
41.更具体来说，本案还包括滑台13和第三驱动液压缸14，所述平移工作台5上设有滑轨15，所述第三驱动液压缸14固定在平移工作台5上并且通过其活塞杆往复移动驱动滑台13在滑轨15上往复平移，所述第二驱动液压缸6和切换台7固定在滑台13上并且第二驱动液压缸6倾斜设置，由此，滑台13移动可带动第二驱动液压缸6和切换台7同步移动。
42.由此，在步骤
③
和
⑥
中，第三驱动液压缸14伸缩驱动滑台13移动，使第二驱动液压缸6、切换台7、换刀基台8同步移动。
43.为实现刀臂9平移，优选的，本案还包括有第四驱动液压缸16，该第四驱动液压缸
16包括固定缸体17和伸缩活塞杆18，固定缸体17转动设在换刀基台8上，固定缸体17与换刀基台8之间通过轴承连接，伸缩活塞杆18与刀臂9固定连接，在步骤
④
和
⑥
中，伸缩活塞杆18伸缩带动刀臂9平移，所述刀臂9相对两端设有夹刀槽23。
44.为实现刀臂9转动，优选的，本案还包括第五驱动液压缸19、驱动齿条20、摆转齿轮21以及转动轴22，所述摆转齿轮21固定套设在固定缸体17上，所述驱动齿条20设在第五驱动液压缸19的活塞杆上并且与摆转齿轮21啮合，所述摆动齿轮套设在转动轴22上，所述第五驱动液压缸19竖直设置。
45.由此，在步骤
④
中，第五驱动液压缸19伸缩带动驱动齿条20下降或者上升，从而带动摆转齿轮21反转180度或者正转180度，使第四驱动液压缸16整体转动，最终实现刀臂9转动。
46.本案通过多个液压缸实现各种操作，液压缸不仅具有体积小省空间，承载力大等优点，而且伸缩杆每次伸缩行程固定，因此角度切换精准，不易出错。
47.优选的，步骤
③
和
④
中，电机23通过涡杆24、涡轮盘25、驱动盘26的传动配合驱动仓位3移动一个行程，使装有待装刀具的仓位3或者空仓位3的水平高度与刀臂9一致，控制精准不易出错。
48.上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。