本實(shí)用新型涉及機(jī)床換刀設(shè)備領(lǐng)域，具體地指一種新型自動(dòng)換刀裝置。

背景技術(shù)：

數(shù)控機(jī)床要提高效率的重要內(nèi)容之一就是要縮短非切割時(shí)間，為此帶有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床得以迅速發(fā)展。自動(dòng)換刀裝置已廣泛用于各種多工序數(shù)控機(jī)床，如鏜銑床、銑床、車床及組合機(jī)床等，它不僅提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率，擴(kuò)大了單功能數(shù)控機(jī)床的使用范圍，而且由于零件在一次安裝中完成多工序加工，大大減少了零件安裝定位次數(shù)，從而提高了加工精度。

現(xiàn)有自動(dòng)換刀裝置有如下幾種基本類型：

1）回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置：此裝置必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受加工時(shí)的切削抗力。加工過(guò)程中刀具位置不進(jìn)行人工調(diào)整，因此有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后，具有盡可能高的重復(fù)定位精度。

2）多主軸轉(zhuǎn)塔頭換刀裝置：這種換刀裝置儲(chǔ)存刀具的數(shù)量少，適用于加工簡(jiǎn)單的工件。由于空間位置的限制，使主軸部件結(jié)構(gòu)不能設(shè)計(jì)地十分堅(jiān)實(shí)，因而影響了主軸系統(tǒng)的剛度。

3）機(jī)械手自動(dòng)換刀裝置：這種裝置需要有極為復(fù)雜的選刀工序，需要有刀具識(shí)別裝置等，會(huì)降低換刀裝置效率。

所以需要設(shè)計(jì)一種全新的換刀裝置來(lái)彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的一些不足，使數(shù)控機(jī)床的加工效率得到有效提高，以此節(jié)約加工成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種新型自動(dòng)換刀裝置，有效提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，節(jié)約加工成本。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是：一種新型自動(dòng)換刀裝置，包括刀庫(kù)，所述刀庫(kù)內(nèi)設(shè)有用于裝入刀具的刀座，所述刀庫(kù)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端垂直固定連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸另一端與第一蝸輪副輸出端連接，所述第一蝸輪副輸入端與第一步進(jìn)電機(jī)輸出軸連接；

所述刀庫(kù)一側(cè)設(shè)有用于對(duì)刀具進(jìn)行換刀操作的機(jī)械手，所述機(jī)械手與圓柱管垂直固定連接，所述圓柱管固定套裝于螺母表面，所述螺母與螺桿一端相互配合，所述螺桿另一端與第二蝸輪副輸出端連接，所述第二蝸輪副輸入端與第二步進(jìn)電機(jī)輸出軸連接，所述圓柱管上固定設(shè)有分布于螺母兩側(cè)的第一永久磁體和第二永久磁體，靠近第一永久磁體的一側(cè)設(shè)有第一電磁鐵，靠近第二永久磁體的一側(cè)設(shè)有第二電磁鐵。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手兩端均設(shè)有抓手，所述抓手包括對(duì)稱設(shè)于抓手兩端的兩個(gè)第三永久磁體，兩個(gè)第三永久磁體內(nèi)對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)第三電磁鐵。

優(yōu)選地，所述刀具的刀座均設(shè)有互相對(duì)應(yīng)的編號(hào)。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型刀庫(kù)可儲(chǔ)存大量刀具，可加工復(fù)雜零件，沒有刀具識(shí)別裝置和選刀工序，提高了換刀效率，將主軸停止工作的時(shí)間大大壓縮，有效提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率，節(jié)約了加工成本。

附圖說(shuō)明

圖1 為一種新型自動(dòng)換刀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，刀庫(kù)1、刀座1.1、刀具1.2、轉(zhuǎn)動(dòng)軸2、第一蝸輪副3、第一步進(jìn)電機(jī)4、機(jī)械手5、抓手5.1、第三永久磁體5.1.1、第三電磁鐵5.1.2、圓柱管6、第一永久磁體6.1、第二永久磁體6.2、螺母7、螺桿8、第二蝸輪副9、第二步進(jìn)電機(jī)10、第一電磁鐵11、第二電磁鐵12、主軸13、主軸箱14。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1和圖2所示，一種新型自動(dòng)換刀裝置，包括刀庫(kù)1，所述刀庫(kù)1內(nèi)設(shè)有用于裝入刀具1.2的刀座1.1，所述刀庫(kù)1與轉(zhuǎn)動(dòng)軸2一端垂直固定連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸2另一端與第一蝸輪副3輸出端連接，所述第一蝸輪副3輸入端與第一步進(jìn)電機(jī)4輸出軸連接；

所述刀庫(kù)1一側(cè)設(shè)有用于對(duì)刀具1.2進(jìn)行換刀操作的機(jī)械手5，所述機(jī)械手5與圓柱管6垂直固定連接，所述圓柱管6固定套裝于螺母7表面，所述螺母7與螺桿8一端相互配合，所述螺桿8另一端與第二蝸輪副9輸出端連接，所述第二蝸輪副9輸入端與第二步進(jìn)電機(jī)10輸出軸連接，所述圓柱管6上固定設(shè)有分布于螺母7兩側(cè)的第一永久磁體6.1和第二永久磁體6.2，靠近第一永久磁體6.1的一側(cè)設(shè)有第一電磁鐵11，靠近第二永久磁體6.2的一側(cè)設(shè)有第二電磁鐵12。這樣當(dāng)?shù)谝浑姶盆F11、第二電磁鐵12通電時(shí)，兩個(gè)電磁鐵產(chǎn)生的磁力同時(shí)對(duì)第一永久磁體6.1或第二永久磁體6.2產(chǎn)生吸引力，使得機(jī)械手5相對(duì)第一電磁鐵11和第二電磁鐵12靜止，此時(shí)螺桿8轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使機(jī)械手5豎直上升或下降。當(dāng)?shù)谝浑姶盆F11和第二電磁鐵12斷電時(shí)機(jī)械手5會(huì)隨著螺桿8轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手5兩端均設(shè)有抓手5.1，所述抓手5.1包括對(duì)稱設(shè)于抓手5.1兩端的兩個(gè)第三永久磁體5.1.1，兩個(gè)第三永久磁體5.1.1內(nèi)對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)第三電磁鐵5.1.2。這樣當(dāng)需要夾緊刀具1.2時(shí)，使刀具1.2置于兩個(gè)第三電磁鐵5.1.2之間，當(dāng)給兩個(gè)第三電磁鐵5.1.2通入電流后，兩個(gè)電磁鐵之間產(chǎn)生磁力相互吸引，同時(shí)第三永久磁體5.1.1對(duì)第三電磁鐵5.1.2生產(chǎn)排斥力，以此將刀具1.2緊緊夾住；當(dāng)?shù)谌姶盆F5.1.2斷電時(shí)時(shí)，第三永久磁體5.1.1對(duì)第三電磁鐵5.1.2產(chǎn)生吸引力，使抓手5.1松開刀具1.2。

優(yōu)選地，所述刀具1.2的刀座1.1均設(shè)有互相對(duì)應(yīng)的編號(hào)。在本實(shí)施例中，所有刀具1.2在裝入刀庫(kù)1前，將這些刀具1.2分別編碼A、B、C、、、；刀座1.1編碼a、b、c、、、；刀具1.2與刀座1.1編號(hào)一一對(duì)應(yīng)，主軸13上安裝的刀具1.2姑且編為0，將這些刀具1.2、刀座1.1對(duì)應(yīng)信息輸入到數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)里并且儲(chǔ)存。假設(shè)刀具1.2被換到主軸13上時(shí)，則刀座1.1對(duì)應(yīng)的刀具1.2為0，系統(tǒng)自動(dòng)將刀座1.1的刀具1.2信息更新。以此類推，無(wú)論機(jī)床是否斷電，此信息一直保留，除非人為更改這些信息。

本實(shí)施例工作過(guò)程如下：

1）在數(shù)控機(jī)床的操作面板上人為或者系統(tǒng)根據(jù)儲(chǔ)存的刀庫(kù)1信息自動(dòng)選擇出需要的刀具1.2，之后系統(tǒng)向第一步進(jìn)電機(jī)4發(fā)送電脈沖信號(hào)，使該刀具1.2轉(zhuǎn)動(dòng)到正對(duì)機(jī)械手5的位置后停止。

2）系統(tǒng)自動(dòng)向第一電磁鐵11、第二電磁鐵12通電，然后發(fā)送電脈沖信號(hào)使步進(jìn)電機(jī)11正轉(zhuǎn)，讓機(jī)械手5豎直下落至一定距離后第二步進(jìn)電機(jī)10停止工作，然后抓手5.1工作夾住刀具1.2。

3）之后第二步進(jìn)電機(jī)10反轉(zhuǎn)，使機(jī)械手5豎直上升，同時(shí)主軸箱14移動(dòng)到抓手5.1的正上方后停止。

4）當(dāng)抓手5.1夾住的刀具1.2從刀座1.1內(nèi)出來(lái)時(shí)，第二步進(jìn)電機(jī)10停止工作，此時(shí)抓手5.1正好可以?shī)A住主軸13的刀具1.2。

5）抓手5.1工作夾住主軸13的刀具1.2后，主軸13松開刀具1.2并且主軸13上升一定距離。

6）第一電磁鐵11、第二電磁鐵12斷電，接著第二步進(jìn)電機(jī)10正轉(zhuǎn)（也可反轉(zhuǎn)），此時(shí)機(jī)械手5會(huì)隨著螺桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，之后給第一電磁鐵11、第二電磁鐵12通電，使機(jī)械手5停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)機(jī)械手5恰好已轉(zhuǎn)動(dòng)180度。

7）第二步進(jìn)電機(jī)10停止工作，主軸13下落，夾緊抓手5.1上的刀具1.2，接著抓手5.1松開，主軸13上升后離開換刀位置繼續(xù)加工零件。

8）第二步進(jìn)電機(jī)10正轉(zhuǎn)，使機(jī)械手5豎直下落一定距離，接著抓手5.1工作松開刀具1.2，使刀具1.2落到空刀座1.1里。

9）第二步進(jìn)電機(jī)10反轉(zhuǎn)，使機(jī)械手5上升一定距離后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)停止給第一電磁鐵11、第二電磁鐵12通電。

10）系統(tǒng)自動(dòng)更新刀庫(kù)1信息。

上述的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對(duì)于本實(shí)用新型的限制，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征在不沖突的情況下，可以相互任意組合。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。