一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的制作方法

1.本发明涉及数控机床技术领域，具体是涉及一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床。


背景技术：

2.机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床，一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等，现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。
3.机床换刀过程中大都通过人工进行，先将机床上的刀具拆下，从刀具库中取下预选刀具，将预选刀具安装在车床上，需要多次对刀具进行整理，将刀具有序的存放在刀具库中，费时费力，工作效率低下，还容易出现刀具放错情况，严重时造成产品的报废。
4.中国专利号cn110614523a公开的一种机床用的机器人刀库换刀装置，该装置通过刀库墙、机器人换刀机构、机床、刀具车、箱体、横板、夹持板、刀具、底座、第一旋转臂、支撑臂、第二旋转臂、握刀柄、机床立柱、刀具支撑板、卡刀板、检测开关、刀具芯片识别器、处理器、刀具辨别开关、刀具信息存储模块和托盘进行配合，具备可自动对机床进行换刀，对换下的刀具进行整理存放的优点，解决了人工换刀费时费力，工作效率低下，还容易出现刀具放错情况，严重时造成产品报废的问题。
5.但是在实际操作使用过程中，刀具在切削后，刀头往往会残留细小的金属颗粒，且刀具每次用完以后均需要进行保养，而上述装置中并未涉及如何实现在刀具使用完毕后，对更换后的刀具实现清洁保养，因此导致刀具的使用寿命降低，从而导致使用不便。


技术实现要素：

6.针对现技术所存在的问题，提供一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床，通过旋转夹持组件与净化机构的相互配合，可实现对刀具实现全方位净化，防止刀具在机床切削后残留的金属碎削停留在刀头，导致刀头容易生锈，从而导致刀具使用寿命降低，进而导致实用性降低，通过刀库墙、机器人换刀机构和机床的相互配合，可实现对刀具的自动跟换，增加机床的工作效率，减少人力成本。
7.为解决现有技术问题，本发明提供一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床，包括底座，底座的顶部左侧设置有刀库墙，刀库墙的旁侧还设置有机床，机床与刀库墙之间设置有机器人换刀机构，所述刀库墙还包括第一支架和刀具箱，第一支架固定设置在底座上，刀具箱具有多个且依次阵列设置在第一支架上，所述刀具箱的还包括旋转夹持组件，净化机构和密封门，所述旋转夹持组件固定设置在刀具箱的内部，净化机构固定设置在刀具箱上，密封门铰接设置在刀具箱远离第一支架的一侧，所述机床还包括刀具更替组件，所述刀具更替组件还包括转动机构、第二固定架、盖板和旋转夹持装置，所述第二固定架固定设置在机床上，转动机构固定设置在第二固定架上，旋转夹持装置的数量为六个，旋转夹
持装置的一侧与转动机构铰接，旋转夹持装置的另一侧与第二固定架铰接，盖板固定设置在第二固定架远离机床的一侧。
8.优选的，旋转夹持组件包括第一夹持装置、第二夹持装置和水平推送装置，第一夹持装置滑动设置在水平推送装置上，水平推送装置固定设置在刀具箱内，第二夹持装置固定设置在刀具箱内且远离第一夹持装置的旁侧。
9.优选的，第一夹持装置和第二夹持装置结构相同，第一夹持装置与第二夹持装置均包括第二支架、旋转机构、第一夹持机构、第二夹持机构、第三夹持机构和环形架，第二支架滑动设置在水平推送装置上，环形架转动设置在水平推送装置上，旋转机构固定设置在第二支架上，第一夹持机构、第二夹持机构和第三夹持机构环形阵列设置在爱第二支架的内部。
10.优选的，旋转机构包括第一驱动单元、第一齿轮、环形齿轮和第一限位机构，第一驱动单元固定设置在第二支架上，第一齿轮固定设置在第一驱动单元的输出端，环形齿轮固定设置在环形架的外围，第一限位机构固定设置在环形齿轮的旁侧。
11.优选的，第一限位机构包括环形滑轨合环形滑槽，环形滑轨固定设置在环形支架的外围，环形滑槽固定设置在第二支架的顶部。
12.优选的，第一夹持机构、第二夹持机构、第三夹持机构结构相同，第一夹持机构、第二夹持机构、第三夹持机构均包括第三支架、第二驱动单元、齿条、第二齿轮和转动轴，第三支架固定设置在环形架上，转动轴转动设置在第三支架上，齿条滑动设置在第三支架上，第二齿轮转动设置在转动轴上，第二驱动单元固定设置在第三支架上，第二驱动单元的输出端与转动轴固定连接。
13.优选的，水平推送装置包括第一固定块、第二固定块、螺纹杆、稳定杆和第三驱动单元，第一固定块固定设置在刀具箱的内底部，第二固定块具有一对且镜像设置在第一固定块的两侧，螺纹杆转动设置在第一固定块上，稳定杆具有一对且一一对应设置在第二固定块上，第三驱动单元固定设置在刀具箱的内部，第三驱动单元的输出端与螺纹杆固定连接。
14.优选的，净化机构包括第一固定架、风扇和第四驱动单元，第一固定架固定设置在刀具箱的顶部，第四驱动单元固定设置在第一固定架上，风扇固定设置在第四驱动单元的输出端。
15.优选的，转动机构包括第五驱动单元、第三齿轮、第二限位机构和转动齿轮，第五驱动单元固定设置在第二固定架上，第三齿轮固定设置在第五驱动单元的输出端，转动齿轮转动设置在第二固定架远离第五驱动单元的一侧，第二限位机构固定设置在转动齿轮与第二固定架之间。
16.优选的，旋转夹持装置包括夹持块、铰接杆、第一铰接块和第二铰接块，夹持块的一侧与铰接杆铰接，夹持块的另一侧与第二固定架铰接，铰接杆的一侧与第一铰接块铰接，铰接块的另一侧与第二铰接块铰接，第一铰接块固定设置转动齿轮上，第二铰接块固定设置在第二固定架上。
17.本技术相比较于现有技术的有益效果是：
18.1.本技术通过旋转夹持组件与净化机构的相互配合，可实现对刀具实现全方位净化，防止刀具在机床切削后残留的金属碎削停留在刀头，导致刀头容易生锈，从而导致刀具
使用寿命降低，进而导致实用性降低。
19.2.本技术通过刀库墙、机器人换刀机构和机床的相互配合，可实现对刀具的自动跟换，增加机床的工作效率，减少人力成本。
附图说明
20.图1是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的立体结构示意图一。
21.图2是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的立体结构示意图二。
22.图3是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的局部立体结构示意图一。
23.图4是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的局部结构的主视图。
24.图5是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的局部立体结构示意图二。
25.图6是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的局部结构的剖视图一。
26.图7是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的局部结构的剖视图二。
27.图8是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的图7中a处放大图。
28.图9是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的局部立体结构示意图三。
29.图10是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的局部立体结构示意图四。
30.图11是一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床的局部立体结构示意图五。
31.图中标号为：
32.1-刀库墙；11-第一支架；12-刀具箱；13-旋转夹持组件；131-第一夹持装置；132-第二支架；133-旋转机构；1331-第一驱动单元；1332-第一齿轮；1333-环形齿轮；1334-第一限位机构；1335-环形滑轨；1336-环形滑槽；134-第一夹持机构；1341-第三支架；1342-第二驱动单元；1343-齿条；1344-第二齿轮；1345-转动轴；135-第二夹持机构；136-第三夹持机构；137-环形架；14-第二夹持装置；15-水平推送装置；151-第一固定块；152-第二固定块；153-螺纹杆；154-稳定杆；155-第三驱动单元；16-净化机构；161-第一固定架；162-风扇；163-第四驱动单元；17-密封门；2-机器人换刀机构；3-机床；31-刀具更替组件；311-转动机构；3111-第五驱动单元；3112-第三齿轮；3113-第二限位机构；3114-转动齿轮；312-第二固定架；313-盖板；314-旋转夹持装置；3141-夹持块；3142-铰接杆；3143-第一铰接块；3144-第二铰接块；4-底座。
具体实施方式
33.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
34.参见图1至图11所示，一种具有自动换刀及刀具保养功能的数控机床，包括底座4，底座4的顶部左侧设置有刀库墙1，刀库墙1的旁侧还设置有机床3，机床3与刀库墙1之间设置有机器人换刀机构2，所述刀库墙1还包括第一支架11和刀具箱12，第一支架11固定设置在底座4上，刀具箱12具有多个且依次阵列设置在第一支架11上，所述刀具箱12的还包括旋转夹持组件13，净化机构16和密封门17，所述旋转夹持组件13固定设置在刀具箱12的内部，净化机构16固定设置在刀具箱12上，密封门17铰接设置在刀具箱12远离第一支架11的一侧，所述机床3还包括刀具更替组件31，所述刀具更替组件31还包括转动机构311、第二固定架312、盖板313和旋转夹持装置314，所述第二固定架312固定设置在机床3上，转动机构311
固定设置在第二固定架312上，旋转夹持装置314的数量为六个，旋转夹持装置314的一侧与转动机构311铰接，旋转夹持装置314的另一侧与第二固定架312铰接，盖板313固定设置在第二固定架312远离机床3的一侧。
35.当需要实现对机床3刀具的自动更换时，操作人员可通过操作控制中心，使得控制中心给刀库墙1发出指令，被指定的刀具箱12上的密封门17自动打开，此时，位于刀库墙1旁侧的机器人换刀机构2将输出端与刀具箱12内部已固定的刀具进行夹持，此时旋转夹持组件13可实现将刀具松开，机器人换刀机构2可实现将所需刀具从刀具箱12内抽出，机器人换刀机构2经过运输，直至机器人换刀机构2带动刀具移动至刀具更替组件31上，机器人换刀机构2可实现将刀柄插接至刀具更替组件31内部，此时，转动机构311和旋转夹持装置314的配合可实现将刀具夹紧，进而可实现机器人换刀机构2对刀具的自动换刀功能，同理，当需要将机床3上的刀具进行换刀时，机器人换刀机构2可将所需更换的刀具的刀柄夹紧，此时，在转动机构311与旋转夹持装置314的配合下，使得刀具能够从刀具更替组件31上抽出，控制中心可将更换的刀具型号发射至刀具墙，刀具墙上的同型号的刀具箱12可实现将密封门17打开，此时，通过机器人换刀机构2将刀具输送至旋转夹持组件13上，旋转夹持组件13将刀具夹紧后，机器人换刀机构2可将刀具松开并且从刀具箱12内移出，此时，刀具箱12将密封门17关闭，通过旋转夹持组件13与净化机构16的相互配合，可实现对刀具实现全方位净化，防止刀具在机床3切削后残留的金属碎削停留在刀头，导致刀头容易生锈，从而导致刀具使用寿命降低，进而导致实用性降低。
36.参见图7至图10所示，旋转夹持组件13包括第一夹持装置131、第二夹持装置14和水平推送装置15，第一夹持装置131滑动设置在水平推送装置15上，水平推送装置15固定设置在刀具箱12内，第二夹持装置14固定设置在刀具箱12内且远离第一夹持装置131的旁侧。
37.通过第一夹持装置131和第二夹持装置14的设置，可实现对刀具的夹持，防止刀头与刀具箱12硬碰撞导致刀头损坏，进而导致刀具无法使用，通过设置的水平推送装置15，可便于第一夹持装置131和第二夹持装置14对不同型号的刀具进行夹持。
38.参见图7至图10所示，第一夹持装置131和第二夹持装置14结构相同，第一夹持装置131与第二夹持装置14均包括第二支架132、旋转机构133、第一夹持机构134、第二夹持机构135、第三夹持机构136和环形架137，第二支架132滑动设置在水平推送装置15上，环形架137转动设置在水平推送装置15上，旋转机构133固定设置在第二支架132上，第一夹持机构134、第二夹持机构135和第三夹持机构136环形阵列设置在爱第二支架132的内部。
39.当刀具被机器人换刀机构2放置在第一夹持装置131上时，通过第一夹持机构134、第二夹持机构135与第三夹持机构136的相互配合，可实现对刀具的固定夹持，通过旋转机构133的设置，使得第一夹持装置131与第二夹持装置14可带动旋转机构133实现对刀具的旋转，进而使得净化机构16可实现对刀头全方位的清洁，防止刀头上残留细小的金属碎削，从而影响刀具的使用寿命。
40.参见图7至图10所示，旋转机构133包括第一驱动单元1331、第一齿轮1332、环形齿轮1333和第一限位机构1334，第一驱动单元1331固定设置在第二支架132上，第一齿轮1332固定设置在第一驱动单元1331的输出端，环形齿轮1333固定设置在环形架137的外围，第一限位机构1334固定设置在环形齿轮1333的旁侧。
41.当需要实现旋转机构133带动刀具进行旋转时，通过第一驱动单元1331带动第一
齿轮1332转动，第一齿轮1332的外齿与环形齿轮1333的外齿相啮合，因此在第一齿轮1332转动的同时，环形齿轮1333与第一齿轮1332同步转动，进而可实现环形齿轮1333带动环形架137实现转动，环形架137带动刀具实现转动。
42.参见图7至图10所示，第一限位机构1334包括环形滑轨1335合环形滑槽1336，环形滑轨1335固定设置在环形支架的外围，环形滑槽1336固定设置在第二支架132的顶部。
43.环形滑轨1335可配合环形滑槽1336滑动，当旋转机构133带动环形架137转动时，通过环形滑轨1335与环形滑槽1336的相互配合，使保证环形架137沿第二支架132转动时的稳定性，从而保证刀具在转动过程中的稳定性，进一步增加实用性。
44.参见图7至图9所示，第一夹持机构134、第二夹持机构135、第三夹持机构136结构相同，第一夹持机构134、第二夹持机构135、第三夹持机构136均包括第三支架1341、第二驱动单元1342、齿条1343、第二齿轮1344和转动轴1345，第三支架1341固定设置在环形架137上，转动轴1345转动设置在第三支架1341上，齿条1343滑动设置在第三支架1341上，第二齿轮1344转动设置在转动轴1345上，第二驱动单元1342固定设置在第三支架1341上，第二驱动单元1342的输出端与转动轴1345固定连接。
45.当需要实现第一夹持机构134、第二夹持机构135与第三夹持机构136将刀具夹紧时，通过第二驱动单元1342带动转动轴1345转动，转动轴1345带动齿轮转动，齿轮的外齿与齿条1343相啮合，因此在齿轮转动的同时，齿条1343相对于第三支架1341实现滑动，直至齿条1343远离第三支架1341的一侧与刀具外壁抵接，通过第一夹持机构134、第二夹持机构135和第三夹持机构136的同步配合，可实现对刀具的夹持功能。
46.参见图9和图10所示，水平推送装置15包括第一固定块151、第二固定块152、螺纹杆153、稳定杆154和第三驱动单元155，第一固定块151固定设置在刀具箱12的内底部，第二固定块152具有一对且镜像设置在第一固定块151的两侧，螺纹杆153转动设置在第一固定块151上，稳定杆154具有一对且一一对应设置在第二固定块152上，第三驱动单元155固定设置在刀具箱12的内部，第三驱动单元155的输出端与螺纹杆153固定连接。
47.第二支架132上设置有供螺纹杆153贯穿的穿孔，穿孔内部设置有与螺纹杆153啮合的螺纹，当需要实现水平推送装置15对第一夹持装置131实现水平移动时，第三驱动单元155带动螺纹杆153转动，螺纹杆153转动的同时带动第二支架132沿螺纹杆153的方向移动，进而实现带动第一夹持装置131的平移，通过稳定杆154的设置，增加第一夹持装置131在移动过程中的稳定性。
48.参见图7和图11所示，其特征在于，净化机构16包括第一固定架161、风扇162和第四驱动单元163，第一固定架161固定设置在刀具箱12的顶部，第四驱动单元163固定设置在第一固定架161上，风扇162固定设置在第四驱动单元163的输出端。
49.当刀头放置在刀具箱12内时，通过第四驱动单元163带动风扇162转动，风扇162的输出端对准刀头部分，吹出的风将刀头上附着的金属碎削除去，刀具箱12的底部还设置有通风口，被吹除的金属碎削通过通风孔移出，进而保证刀具的清洁度，从而延长刀具的使用寿命。
50.参见图3至图6所示，转动机构311包括第五驱动单元3111、第三齿轮3112、第二限位机构3113和转动齿轮3114，第五驱动单元3111固定设置在第二固定架312上，第三齿轮3112固定设置在第五驱动单元3111的输出端，转动齿轮3114转动设置在第二固定架312远
离第五驱动单元3111的一侧，第二限位机构3113固定设置在转动齿轮3114与第二固定架312之间。
51.当需要实现转动机构311转动时，通过第五驱动单元3111转动，第三齿轮3112的外齿与转动齿轮3114的外齿相互啮合，因此在第三齿轮3112转动的同时带动转动齿轮3114同步转动，进而实现转动齿轮3114带动旋转夹持装置314实现转动，从而使得旋转加持装置的输出端对刀具的夹持，通过第二限位机构3113的设置，可有效的保证转动齿轮3114在转动过程中的稳定性。
52.参见图4和图5所示，旋转夹持装置314包括夹持块3141、铰接杆3142、第一铰接块3143和第二铰接块3144，夹持块3141的一侧与铰接杆3142铰接，夹持块3141的另一侧与第二固定架312铰接，铰接杆3142的一侧与第一铰接块3143铰接，铰接块的另一侧与第二铰接块3144铰接，第一铰接块3143固定设置转动齿轮3114上，第二铰接块3144固定设置在第二固定架312上。
53.当需要实现旋转夹持装置314对刀具进行夹持时，通过第三齿轮3112的转动，第三齿轮3112带动第一铰接块3143实现转动，第一铰接块3143在转动的过程中带动铰接杆3142转动，铰接杆3142推动夹持块3141沿第二固定架312上的延伸架转动，直至夹持块3141抵接刀具外壁，通过六组旋转夹持装置314的同步协作，可实现对刀具的夹持。
54.当需要实现对机床3刀具的自动更换时，操作人员可通过操作控制中心，使得控制中心给刀库墙1发出指令，被指定的刀具箱12上的密封门17自动打开，此时，位于刀库墙1旁侧的机器人换刀机构2将输出端与刀具箱12内部已固定的刀具进行夹持，此时旋转夹持组件13可实现将刀具松开，机器人换刀机构2可实现将所需刀具从刀具箱12内抽出，机器人换刀机构2经过运输，直至机器人换刀机构2带动刀具移动至刀具更替组件31上，机器人换刀机构2可实现将刀柄插接至刀具更替组件31内部，此时，转动机构311和旋转夹持装置314的配合可实现将刀具夹紧，进而可实现机器人换刀机构2对刀具的自动换刀功能，同理，当需要将机床3上的刀具进行换刀时，机器人换刀机构2可将所需更换的刀具的刀柄夹紧，此时，在转动机构311与旋转夹持装置314的配合下，使得刀具能够从刀具更替组件31上抽出，控制中心可将更换的刀具型号发射至刀具墙，刀具墙上的同型号的刀具箱12可实现将密封门17打开，此时，通过机器人换刀机构2将刀具输送至旋转夹持组件13上，旋转夹持组件13将刀具夹紧后，机器人换刀机构2可将刀具松开并且从刀具箱12内移出，此时，刀具箱12将密封门17关闭，通过旋转夹持组件13与净化机构16的相互配合，可实现对刀具实现全方位净化，防止刀具在机床3切削后残留的金属碎削停留在刀头，导致刀头容易生锈，从而导致刀具使用寿命降低，进而导致实用性降低。
55.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。