换刀系统及具有该换刀系统的钻孔的制造方法
【专利摘要】本发明揭示了一种换刀系统及具有该换刀系统的钻孔机，所述换刀系统包括钻孔装置、安装在所述钻孔装置上的换刀装置以及用来放置刀具的刀具架，所述钻孔装置包括主轴底板以及安装在所述主轴底板上的主轴，所述换刀装置安装在所述主轴底板上。相较于现有技术，在保证设备高精度要求的情况下，该换刀系统的中转刀座与刀库的距离将不再受空间限制，在同等空间的条件下，设备的刀库容量可以排布的更多，设备的自动化程度及其钻孔效率会更高。
【专利说明】换刀系统及具有该换刀系统的钻孔机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种换刀系统,尤其涉及一种用于PCB(printed circuit board ,柔性印刷电路板)钻孔机的换刀系统及具有该换刀系统的钻孔机。
【背景技术】
[0002]随着PCB (printed circuit board ,柔性印刷电路板)行业对钻孔机的钻孔效率和自动化程度的要求越来越高，对PCB钻孔机的刀库容量也提出了更高的要求。刀库容量越大，每更换一次刀库刀具，所钻的孔也就越多，设备的有效时间利用率也就越高。因此钻孔机刀库容量的多少在一定程度上体现了设备的钻孔效率和自动化程度。
[0003]图1所示为传统钻孔机的机械手换刀系统100’，所述机械手换刀系统100’包括安装在钻孔机上的钻孔装置10’、安装在所述钻孔装置10’上的换刀装置20’、用来放置刀具的刀具架30’以及放置在所述刀具架30’内的刀具40’。所述钻孔装置10’包括钻孔机主轴底板11’以及安装在所述主轴底板11’上的主轴12’。所述换刀装置20’安装在所述主轴底板11’上，包括气缸21’以及安装在所述气缸21’上的机械手22’。所述刀具架30’包括中转刀座31’以及与所述中转刀座31’相邻的刀库32’。
[0004]所述机械手换刀系统100’换刀过程如下:首先，所述主轴底板11’带着所述主轴12’运动使得所述主轴12’位于所述中转刀座31’的正上方，然后所述主轴12’将旧刀放入所述中转刀座31’内。接着所述主轴底板11’带着所述换刀装置20’运动使得安装在所述换刀装置20’上的机械手22’位于所述中转刀座31’的正上方，然后所述机械手22’取出位于所述中转刀座31’上的旧刀，接着所述机械手22’随着所述主轴底板11’运行至所述刀库32’的正上方，并把旧刀放入所述刀库32’中。其次，所述机械手22’从所述刀库32’上取出新刀，并随着所述主轴底板11’运动至所述中转刀座31’的正上方，并将新刀放入所述中转刀座31’内，然后所述主轴12’从所述中转刀座31’内取出新刀。
[0005]为了确保所述机械手换刀系统100’能够准确地在中转刀座31’和刀库32’中取放刀具，所述中转刀座31’和刀库32’的高度必须一样。这样，当所述主轴12’在所述中转刀座31’的正上方取放刀具40’时，为保证主轴12’和刀库32’不干涉，所述中转刀座31’和刀库32’之间必须保留足够的安全距离，从而造成在空间一定的情况下，刀库的容量减少，空间利用率低，所述机械手换刀系统100’的有效时间利用率低。
[0006]图2所示为另一种机械手换刀系统200’，其结构与所述机械手换刀系统100’大体相同，相同部分的结构在此就不做重复描述，主要差异在于所述机械手换刀系统200’的换刀装置220’安装在主轴212’上，中转刀座231’和刀库232’采取错层阶梯设计。相较于所述机械手换刀系统100’，由于所述机械手换刀系统200’采取错层阶梯设计，因此所述刀库232’的容量会有一定的增加，但是由于换刀装置220’安装在主轴212’上，在主轴钻孔的过程中，主轴212’的重心与主轴212’的中心不在同一条铅垂线上，从而影响到主轴212’的钻孔精度，且换刀过程中安装机械手222’的一侧由于机械手222’的上下运动会对整个主轴212’的装配精度产生不利影响，从而进一步影响主轴的钻孔精度。[0007]鉴于上述问题，有必要提供一种空间利用率高、有效时间利用率高、钻孔精度优良的换刀系统，以解决上述问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种换刀系统，该换刀系统的刀具架的中转刀座、刀库采取错层设计，从而使得所述刀具架占据空间一定的情况下，所述刀库的容量变得更大?’另外，该换刀系统的换刀装置安装在所述主轴底板上，从而使得所述主轴的重心与主轴的中心在同一条铅垂线上，且换刀过程中所述机械手的上下运动对整个主轴的装配精度不会产生影响，进而保证了主轴钻孔时的钻孔精度。
[0009]相应地，本发明一种换刀系统，用于PCB板钻孔机，包括钻孔装置、安装在所述钻孔装置上的换刀装置以及用来放置刀具的刀具架，所述钻孔装置包括主轴底板以及安装在所述主轴底板上的主轴，所述换刀装置包括用来从所述刀具架上取放刀具的机械手，所述刀具架包括主体部、安装在所述主体部上的中转刀座以及安装在所述主体部上的刀库，所述中转刀座与所述 刀库位于所述主体部的同一侧，所述中转刀座的上端面高出所述刀库的上端面，所述换刀装置安装在所述主轴底板上。
[0010]进一步地，所述中转刀座和所述刀库构成阶梯状。
[0011]进一步地，所述中转刀座与所述刀库紧紧相邻。
[0012]进一步地，所述换刀装置包括用以推动所述机械手运动的气缸。
[0013]进一步地，所述气缸为双行程气缸。
[0014]进一步地，所述气缸包括两个单行程气缸，所述两个单行程气缸的行程不同。
[0015]进一步地,所述中转刀座包括至少两个换刀位置。
[0016]本发明的另一目的在于提供一种钻孔机，该钻孔机的有效时间利用率闻、钻孔精度优良。
[0017]相应地，本发明一种钻孔机，包括换刀系统，所述换刀系统包括钻孔装置、安装在所述钻孔装置上的换刀装置以及用来放置刀具的刀具架，所述钻孔装置包括主轴底板以及安装在所述主轴底板上的主轴，所述换刀装置包括用来从所述刀具架上取放刀具的机械手，所述刀具架包括主体部、安装在所述主体部上的中转刀座以及安装在所述主体部上的刀库，所述中转刀座与所述刀库位于所述主体部的同一侧，所述中转刀座的上端面高出所述刀库的上端面，所述换刀装置安装在所述主轴底板上。
[0018]本发明的有益效果是:本发明所述换刀系统及具有该换刀系统的钻孔机由于设置有中转刀座、刀库错层设计的刀具架以及具有双行程的气缸，从而使得所述刀具架占据空间一定的情况下，所述刀具架的容量变得更大，进而使得更换一次刀库刀具时所钻的孔越多，所述换刀系统的有效时间利用率越高。此外，由于所述换刀装置安装在所述主轴底板上，因此在主轴钻孔的过程中，所述主轴的重心与主轴的中心在同一条铅垂线上，且换刀过程中所述机械手的上下运动对整个主轴的装配精度不会产生影响，从而保证了主轴钻孔时的钻孔精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为现有一种换刀系统的不意图。[0020]图2为现有另一种换刀系统的不意图。
[0021]图3为本发明换刀系统的示意图。
[0022]图4为本发明换刀系统的另一状态示意图。
[0023]图5为双行程气缸的示意图。
[0024]图6为两个单行程气缸的示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
[0026]请参阅图3所示，本发明换刀系统100包括钻孔装置10、安装在所述钻孔装置10上的换刀装置20、用来放置刀具的刀具架30以及放置在所述刀具架30内的刀具40。
[0027]请参阅图3所示，所述钻孔装置10包括安装在钻孔机上的主轴底板11以及安装在所述主轴底板11上的主轴12。所述主轴12可以沿所述主轴底板11滑动。
[0028]请参阅图3并结合图5所示，所述换刀装置20安装在所述主轴底板11上，包括具有双行程的气缸21以及安装在所述气缸21上的机械手22。所述气缸21包括第一行程SI以及第二行程S2，所述第一行程SI小于所述第二行程S2。所述机械手22可以在所述气缸21的作用下上下移动。
[0029]请参阅图3所示,所述刀具架30包括主体部31、安装在所述主体部31上的中转刀座32以及安装在所述主体部31上的刀库33。所述中转刀座32与所述刀库33位于所述主体部31的同一侧。所述中转刀座32高出所述刀库33，并且所述中转刀座32和所述刀库33构成阶梯状。所述中转刀座32紧靠着所述刀库33，并且所述中转刀座32与所述主轴底板11的垂直距离小于所述刀库33与所述主轴底板11的垂直距离。
[0030]请参阅图3所示，所述刀具40包括钻头41和安装部42，机械手22与所述安装部42相配合，以便所述机械手22从所述中转刀座32或刀库33内取出所述刀具40。
[0031]当使用本发明所述换刀系统100时，首先所述主轴12随着所述主轴底板11运动至所述中转刀座32的正上方，然后沿着所述主轴底板11向下滑动至正好将位于所述主轴12 一端的旧刀具40放入所述中转刀座32内，接着所述主轴12再向上滑动至原位。其次，所述主轴底板11带着所述换刀装置20运动使得所述换刀装置20上的机械手22位于所述中转刀座32的正上方(如图3所示)。所述机械手22在所述气缸21的作用下向下滑动所述第一行程SI，此时所述机械手22正好可以抓住位于所述中转刀座32内的旧刀具40的安装部42，然后所述机械手22在所述气缸21的作用回复原位。再然后，所述换刀装置20随着所述主轴底板11运动至空的刀库33上方。然后所述机械手22在所述气缸21的作用下向下滑动所述第二行程S2，此时被所述机械手22抓住的旧刀具40正好被放置在空的刀库33内，然后所述机械手22松开并在所述气缸21的作用下回复原位。接着，所述换刀装置20随着所述主轴底板11运动至装有新刀具的刀库33上方。所述机械手22在所述气缸21的作用下向下滑动第二行程S2，此时所述机械手22正好抓住新刀具40的安装部42，然后再在所述气缸21的作用回复原位。接下来，所述换刀装置20再随着所述主轴底板11运动至中转刀座32的正上方，所述机械手22在所述气缸21的作用下向下滑动第一行程SI，此时所述机械手22正好将新刀具40放入中转刀座32中，然后再在所述气缸21的作用下回复原位。最后，所述主轴12随着所述主轴底板11运动至所述中转刀座32的正上方，然后所述主轴12向下滑动至正好使得位于所述中转刀座32内的新刀具40的安装部42安装在所述主轴12上，然后所述主轴12再向上滑动至原位。这样，所述换刀系统100就完成将旧刀具换成新刀具的动作。
[0032]由于所述刀具架30的中转刀座32和刀库33采取了错层设计，从而使得即使在所述中转刀座32和刀库33紧紧相邻的情况下，所述主轴12从所述中转刀座32上取放刀具40时，所述主轴12不会与位于所述刀库33内的刀具40发生碰撞，进而确保了换刀过程的安全性。又由于所述刀具架30的中转刀座32和刀库33之间省去了安全空间，从而使得所述刀具架30占据空间一定的情况下，所述刀具架30的容量变得更大，进而使得更换一次刀库刀具时所述钻的孔越多，所述换刀系统100的有效时间利用率越高。此外，由于所述换刀装置20安装在所述主轴底板11上，因此在主轴钻孔的过程中，所述主轴12的重心与主轴12的中心在同一条铅垂线上，且换刀过程中所述机械手22的上下运动对整个主轴12的装配精度不会产生影响，从而保证了主轴钻孔时的钻孔精度。
[0033]在本实施例中，所述气缸21为双行程气缸，但是在其它实施例中，所述气缸21可以用两个单行程气缸代替，其中一个单行程气缸具有第一行程Si，另一个单行程气缸具有第二行程S2 (如图6所示)。
[0034]在本实施例中，所述中转刀座32是单个换刀位置，但是在其它实施例中，所述中转刀座32的换刀位置可以有两个或者多个换刀位置。
[0035]相较于现有技术，本发明所述换刀系统100由于设置有中转刀座32、刀库33错层设计的刀具架30以及具有双行程的气缸21，从而使得所述刀具架30占据空间一定的情况下，所述刀具架30的容量变得更大，进而使得更换一次刀库刀具时所钻的孔越多，所述换刀系统100的有效时间利用率越高。此外，由于所述换刀装置20安装在所述主轴底板11上，因此在主轴钻孔的过程中，所述主轴12的重心与主轴12的中心在同一条铅垂线上，且换刀过程中所述机械手22的上下运动对整个主轴12的装配精度不会产生影响，从而保证了主轴钻孔时的钻孔精度。
[0036]特别需要指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化，仍应包含在本发明申请专利范围所主张的范围中。
【权利要求】
1.一种换刀系统，用于PCB板钻孔机，其特征在于:所述换刀系统包括钻孔装置、安装在所述钻孔装置上的换刀装置以及用来放置刀具的刀具架，所述钻孔装置包括主轴底板以及安装在所述主轴底板上的主轴，所述换刀装置安装在所述主轴底板上，所述换刀装置包括用来从所述刀具架上取放刀具的机械手，所述刀具架包括主体部、安装在所述主体部上的中转刀座以及安装在所述主体部上的刀库，所述中转刀座与所述刀库位于所述主体部的同一侧，所述中转刀座的上端面高出所述刀库的上端面。
2.如权利要求1所述的换刀系统，其特征在于:所述中转刀座和所述刀库构成阶梯状。
3.如权利要求2所述的换刀系统，其特征在于:所述中转刀座与所述刀库紧紧相邻。
4.如权利要求3所述的换刀系统，其特征在于:所述换刀装置包括用以推动所述机械手运动的气缸。
5.如权利要求4所述的换刀系统，其特征在于:所述气缸为双行程气缸。
6.如权利要求4所述的换刀系统，其特征在于:所述气缸包括两个单行程气缸，所述两个单行程气缸的行程不同。
7.如权利要求2所述的换刀系统，其特征在于:所述中转刀座包括至少两个换刀位置。
8.一种钻孔机，其特征在于:所述钻孔机包括如权利要求1至7项中任意一项所述的换刀系统。
【文档编号】B23B41/02GK103769929SQ201210415181
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月26日 优先权日:2012年10月26日
【发明者】常远, 罗志建, 徐 明 申请人:维嘉数控科技（苏州）有限公司