加工中心刀库的制作方法

1.本发明涉及加工中心技术领域，具体涉及一种加工中心刀库。


背景技术：

2.刀库主要是提供储刀位置，并能依程式的控制，正确选择刀具加以定位，以进行刀具交换；换刀机构则是执行刀具交换的动作。现有的刀库结构设计存在结构不合理，功能不全的问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构合理、功能齐全的加工中心刀库。
4.实现本发明的技术方案如下
5.加工中心刀库，包括刀库框架，在刀库框架的外周设有环形轨道；以及设置于刀库框架上沿着环形轨道运动的传输机构，传输机构上安装有若干刀具夹爪；
6.刀库框架上设置有驱使传输机构运动的驱动机构、推动刀具夹爪张开的推动机构、检测刀具夹爪所夹持刀具断刀的断刀检测装置，以及对刀具夹爪所持刀具进行清洁的清洁机构。
7.进一步地，所述传输机构由若干个收尾相接的活节单元构成，每个活节单元包括活节支架，刀具夹爪装配于活节支架中间位置；活动支架的一端装配有销轴，另一端设置有与相邻活节支架的销轴进行连接的连接端；
8.所述驱动机构与活动支架上的销轴配合，带动传输机构运动。
9.进一步地，所述断刀检测装置包括固定安装于刀库框架上的基座，装配于基座上的连接座，以及装配于连接座上的断刀检测仪，所述连接座通过连接件连接在基座上，连接座在基座上以连接件为中心形成转动；在连接座、基座之间设置有在连接座转动到位后，将连接座与基座形成锁定的锁定机构。
10.进一步地，所述驱动机构包括电机、减速机、驱动盘，电机的输出端与减速机的输入端连接，驱动盘装配于减速机的输出端；
11.驱动盘的外周分布有等间隔布置的若干驱动部，每个驱动部设置有朝向开口的驱动槽，所述驱动槽与销轴配合。
12.进一步地，所述环形轨道由固定于刀库框架外周的两个导轨并排构成，导轨的外顶面构成外导向面，导轨的内侧面构成内导向面，活节支架的侧部安装有与外导向面滚动配合呈纵向布置的纵向导轮，以及与内导向面形成滚动配合呈横向布置的横向滚轮。
13.进一步地，所述刀具夹爪包括固定夹爪、活动夹爪，活节支架内具有供固定夹爪与活动夹爪安装的装配空间，固定夹爪固定设置于活节支架上，固定夹爪的中部与活动夹爪的中部转动连接，在固定夹爪的上部与活节支架之间设置有受二者压缩的弹性件；
14.活动夹爪的下部、固定夹爪的下部之间构成夹持空间；活动夹爪的上端向装配空间外部延伸作为驱动端。
15.进一步地，所述推动机构安装于刀库框架上的推动器，装配于推动器驱动端的推动块，所述推动块设置有推动活动夹爪驱动端的推动槽。
16.进一步地，所述清洁机构包括清洁环、驱使清洁环靠近被清洁刀具或远离清洁刀具的驱动器。
17.进一步地，所述刀库框架上还设置有对传输机构进行涨紧调节的涨紧机构，涨紧机构包括涨紧支架、涨紧支架的一端转动连接于刀库框架，另一端设置有涨紧器，涨紧支架的外侧有与环形轨道相适应的轨道段；
18.所述涨紧器包括固定块、调节块、弹性体、调节螺杆，固定块固定设置于涨紧支架上，调节块调节式设置于涨紧支架上，调节块的一端与刀库框架相抵，所述弹性体处于固定块与调节块之间受二者压缩，所述调剂螺杆穿过调节块与固定块，调整二者之间的距离。
19.进一步地，所述刀库框架上设置有水平调整机构，水平调整机构包括装配于刀库框架的两个水平调整块，每个水平调整块上设置有水平调节螺杆。
20.采用了上述技术方案，刀具夹爪由传输机构的传输，在刀库框架的环形轨道的导向行程内运动，切换刀具夹爪的位置，以变换刀具位置；驱动机构为传输机构的运转提供动力；在所需刀具运转到相应位置时，由推动机构推动刀具夹爪，使刀具夹爪撤销对刀具的夹持力，由相应的换刀机构将该刀具夹持送到主轴位置，进行换刀；在刀具随着传输机构循环过程中，断刀检测装置对刀具的断刀情况进行检测，出现断刀情况时则反馈给加工中心控制系统；清洁机构对刀具吹气清洁，保证刀具外无杂物附着。本发明能够对刀具形成循环式输送，能够及时了解刀库中刀具的断刀情况，也能够及时对刀具进行清洁，避免因刀具库中刀具问题而影响加工质量。
附图说明
21.图1为本发明的立体结构示意图；
22.图2为图1的后视结构示意图；
23.图3为图1中a部的放大示意图；
24.图4为本发明中驱动机构的结构示意图；
25.图5为本发明中活节单元的结构示意图；
26.图6为本发明中活节支架的结构示意图；
27.图7为本发明中活动夹爪的结构示意图；
28.图8为本发明中断刀检测装置的立体结构示意图；
29.图9为图8的后视结构示意图；
30.图10为图8隐藏检测箱后的结构示意图；
31.图11为图10进一步隐藏后的结构示意图；
32.图12为本发明中推动机构的结构示意图；
33.图13为本发明中清洁机构的结构示意图；
34.图14为清洁机构中清洁环的结构示意图；
35.图15为清洁环中第一环形体的结构示意图；
36.图16为清洁环中第二环形体的结构示意图；
37.图17为图2隐藏涨紧支架后的示意图；
38.附图中，1为刀库框架，2为环形轨道，3为传输机构，4为刀具夹爪，5为驱动机构，6为推动机构，7为断刀检测装置，8为清洁机构，9为导轨，10为外顶面，11为内侧面，12为活节单元，13为活节支架，14为销轴，15为连接耳，16为纵向导轮，17为横向滚轮，18为挡板，19为固定夹爪，20为活动夹爪，21为装配空间，22为弹性件，23为驱动端，24为枢接座，25为连接部，26为固定夹持部，27为让位口，28为枢接部，29为活动夹持部，30为加强部，31为容置体，32为容置孔，33为容置槽，34为电机，35为减速机，36为驱动盘，37为驱动部，38为驱动槽，39为基座，40为连接座，41为断刀检测仪，42为横向支架，43为纵向支架，44为安装座，45为连接件，46为第一锁定连接件，47为第二锁定连接件，48为第三锁定连接件，49为调节孔，50为挡位块，51为调节顶杆，52为检测箱，53为镭射激光检测仪，54为密封圈，55为引线接头，56为激光罩，57为连接区域，58为安装区域，59为安装平台，60为推动器，61为推动块，62为推动槽，63为清洁环，64为驱动器，65为第一环形体，66为第二环形体，67为进气口，68为进气接头，69为吹气孔，70为环形台，71为环形槽，72为安装环，73为连接板，74为涨紧支架，75为转轴，76为涨紧器，77为固定块，78为调节块，79为弹性体，80为调节螺杆，81为腰型孔，82为支板，83为连接块，84为水平调整块，85为水平调节螺杆，86为卡槽，87为连接安装块。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.参见图1
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17，加工中心刀库，包括刀库框架1，刀库框架1安装于加工中心加工主轴上方，在刀库框架1的外周设有环形轨道2；以及设置于刀库框架1上沿着环形轨道2运动的传输机构3，传输机构3上安装有若干刀具夹爪4；刀库框架上设置有驱使传输机构运动的驱动机构5、推动刀具夹爪张开的推动机构6、检测刀具夹爪所夹持刀具断刀的断刀检测装置7，以及对刀具夹爪所持刀具进行清洁的清洁机构8。
41.本申请中的刀具夹爪4夹持刀具，刀具夹爪4由传输机构3的传输，在刀库框架1的环形轨道2的导向行程内运动，切换刀具夹爪4的位置，以变换刀具位置；驱动机构5为传输机构3的运转提供动力；在所需刀具运转到相应位置时，由推动机构6推动刀具夹爪4，使刀具夹爪4撤销对刀具的夹持力，由相应的换刀机构将该刀具夹持送到主轴位置，进行换刀；在刀具随着传输机构3循环过程中，断刀检测装置7对刀具的断刀情况进行检测，出现断刀情况时则反馈给加工中心控制系统；清洁机构8对刀具吹气清洁，保证刀具外无杂物附着。
42.其中，环形轨道2由固定于刀库框架外周的两个导轨9并排构成，在导轨的外顶面10为外导向面，导轨的内侧面11为内导向面。
43.传输机构3由若干个收尾相接的活节单元12构成，每个活节单元12包括活节支架13，刀具夹爪4装配于活节支架的中间位置；活动支架13的一端装配有销轴14，另一端设置有与相邻活节支架的销轴进行连接的连接端；具体为活节支架的一端在安装有连接销轴14，连接销轴14采用转动方式安装于活节支架13上，活节支架13的另一端设置有连接耳15，连接耳15上开设有连接孔，以供相邻活节支架上的连接销轴插入形成连接。整个活节支架呈“井”字去除两侧的伸出端形状。
44.在活节支架13的侧部安装有与外导向面10滚动配合呈纵向布置的纵向导轮16，以及与内导向面形成滚动配合呈横向布置的横向滚轮17。纵向导轮16与外导向面的配合对整个活节单元形成支承与导向；横向滚轮17与内导向面的配合结合纵向导轮16与外导向面的配合能够提升传输链运转的稳定。在刀库框架的端部处于纵向滚轮的外侧安装有约束纵向滚轮的挡板18，挡板18内侧与外导向面之间构成纵向滚轮的滚动通道，以进一步提升整个传输链运转稳定性。
45.其中，刀具夹爪4包括固定夹爪19、活动夹爪20，活节支架13内具有供固定夹爪与活动夹爪安装的装配空间21，固定夹爪固定设置于活节支架上，固定夹爪的中部与活动夹爪的中部转动连接；为了保证刚性及耐磨性，活节支架13与固定夹爪19采用一体铸造形成。固定夹爪19成型于装配空间的下方一侧，固定夹爪19向下呈延伸状态。将固定夹爪19、活动夹爪20布置于装配空间21中，以减少空间占用。
46.固定夹爪19的中部与活动夹爪20的中部转动连接，在固定夹爪19的上部与支架之间设置有受二者压缩的弹性件22；活动夹爪的下部、固定夹爪的下部之间构成夹持空间；活动夹爪的上端向装配空间外部延伸作为驱动端23，活动夹爪的上端驱动端为柱体设置，通过安装在刀库框架上的推动机构6驱使驱动端，驱使活动夹爪的下部、固定夹爪的下部张开，撤销活动夹爪驱动端的推力，在弹性件22的作用下，驱使活动夹爪的下部、固定夹爪的下部对夹持空间中的刀具形成夹持。
47.固定夹爪19包括中部的枢接座24、与活节支架连接一体的连接部25、下方的固定夹持部26，在固定夹爪的上部开有让位口27；活动夹爪采用铸件，其包括驱动端23、枢接部28、活动夹持部29，枢接部28与枢接座24之间通过枢接轴形成转动连接，以使推动机构推动驱动端时，活动夹爪能够围绕枢接轴形成转动；枢接部与驱动端之间具有加强部30，该加强部的位置与让位口位置对应，加强部一是增强活动夹爪的强度，另一个目的是与让位口内壁进行配合，使活动夹爪运动更加平稳。在活动夹爪的下端固定设置有朝向固定夹爪方向延伸布置的卡勾部，以更稳定地对处于固定夹爪与活动夹爪之间的刀具刀柄进行夹持。
48.本申请中的弹性件22为弹簧，在活节支架上固定设置有容置体31，容置体内设置有容置孔32，在活动夹爪的上部设置有容置槽33，弹簧的一端处于容置槽中，另一端处于容置孔内，以使弹簧稳定布置。
49.活节支架之间收尾相接形成传输链，由驱动机构带动活节支架上的销轴以实现整个传输链在环形轨道内的循环传输运动；通过将刀具夹爪安装活节支架中间，减少外侧空间的占用，同时也保证传输链的负重均衡，提升刀具传输运行的稳定性。
50.其中，如图4示出，驱动机构5装配于刀库框架上，以驱使传输机构在环形轨道内循环运动；驱动机构包括电机34、减速机35、驱动盘36，电机的输出端与减速机的输入端连接，驱动盘装配于减速机的输出端；在驱动盘的外周分布有等间隔布置的若干驱动部37，每个驱动部设置有朝向开口的驱动槽38，驱动槽与连接销轴14配合，带动传输机构的运动。
51.其中，如图8
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11示出，断刀检测装置7包括基座39、连接座40，以及装配于连接座上的断刀检测仪41，基座39后方设置横向支架42、纵向支架43、安装座44，横向支架42与基座39后方固定连接，横向支架42与纵向支架43固定连接，安装座44固定安装在纵向支架43上，通过将安装座44装配到加工中心刀库刀库框架上，以将整个断刀检测装置作为整体进行安装。
52.连接座40通过连接件45连接在基座39上，连接座40与基座39都为板件，二者相互贴合，连接座在基座上以连接件45为中心形成转动，连接件为螺栓，松动螺栓时，连接座能够围绕连接件进行转动，旋紧连接件则，连接座无法转动；在连接座、基座之间设置有在连接座转动到位后，将连接座与基座形成锁定的锁定机构，以为根据刀库中刀具的位置，调整断刀检测仪的检测角度，即调整断刀检测仪的检测位置。
53.锁定机构包括第一锁定连接件46、第二锁定连接件47、第三锁定连接件48，在连接座上开设有三个调节孔49，三个调节孔分开布置，一个锁定连接件对应一个调节孔，通过锁定连接件插入对应的调节孔、穿过相应位置的基座，以将连接座、基座进行锁定。调节孔为圆弧形的调节孔，调节孔在以连接件为圆心的圆上，调整使锁定连接件在调节孔内受到约束，以保证调整的平稳性。
54.基座39上设置有在连接座40转动行迹的两侧，以对连接座转动行程形成挡位的挡位机构；挡位机构包括挡位块50，在挡位块上螺纹方式设置有调节顶杆51，该调节顶杆的前端顶在连接座上形成挡位。通过调节顶杆可以对微调功能，即连接件45、锁定机构均处于松开状态，通过调整调节顶杆的伸出长度，实现连接座的转动，调整到位后，旋紧连接件及锁定机构即可。
55.断刀检测仪41包括固定安装于连接座40上的检测箱52，在检测箱内设置有镭射激光检测仪53，提升检测精度，检测箱与连接座的接触面之间设置有密封圈54，以进行密封防护；检测箱的上端具有与镭射激光检测仪相连接的引线接头55，下方设置有镭射激光射出的激光罩56。
56.连接座40的一侧为与基座39进行连接的连接区域57，连接区域供锁定机构、连接件进行装配使用，另一侧为供断刀检测仪安装的安装区域58，安装区域具有凸出的安装平台59，镭射激光检测仪固定于安装平台上。安装区域的厚度小于连接区域的厚度，以减轻连接座的重量，便于操作转动。
57.调整断刀检测仪检测角度时，松动连接件，连接座便可以围绕连接件为中心进行转动，在转动到位后，采用锁定机构进行锁定，即完成检测角度调整，以满足快速平稳地调整检测角度的要求。
58.其中，如图12示出，推动机构6安装于刀库框架1上的推动器60，推动器用气缸，装配于推动器驱动端的推动块61，推动块设置有推动活动夹爪驱动端的推动槽62。工作过程中，活动夹爪的驱动端23从推动槽中通过，当需要推动停留在推动槽下方的刀具夹爪4时，推动器伸出，通过推动槽62推动驱动端23，使活动夹爪与固定夹爪形成相对转动，以将刀具夹爪所夹持的刀具松开。
59.清洁机构8包括清洁环63、驱使清洁环靠近被清洁刀具或远离清洁刀具的驱动器64，驱动器为气缸，清洁环通过连接板73安装在驱动器的驱动端，由驱动器的带动，驱使清洁环动作。清洁机构采用吹气方式对刀具进行清洁。具体实施中，包括第一环形体65、第二环形体66；第二环形体装于第一环形体内，在第一环形体内周壁与第二环形体外周壁之间形成环形腔室，第一环形体上开设有与环形腔室连通的进气口67，进气口中安装有进气接头68，进气接头采用软管与气源连通，在第二环形体上开设有与环形腔室形成连通的吹气孔69。气体从进气口进入环形腔室中，通过吹气孔吹出，对刀具进行清洁。
60.第二环形体66的内部空间大于刀具直径，在清洁状态时，刀具的刀柄处于第二环
形体的内部空间中，以近距离吹气清洁，保证清洁彻底。为了更好的进行清洁，吹气孔69沿着径向和轴向形成环状布置，能够对刀具刀柄形成径向、轴向吹风，对刀具清洁。环形腔室的形成如下，在第二环形体外周边缘有环形台70，环形台之间有环形槽71，第二环形体装于第一环形体中后，环形台外周面与第一环形体的内壁之间贴合形成密封，从而使环形槽实现密封状态，即形成上述的环形腔室。第二环形体还有外径大于第一环形体内径的安装环72，以使第二环形体稳定安装于第一环形体中。
61.参见图2和17，刀库框架上还设置有对传输机构进行涨紧调节的涨紧机构，涨紧机构包括涨紧支架74、涨紧支架的一端通过转轴75转动连接于刀库框架，另一端设置有涨紧器76，涨紧支架的外侧周围有与环形轨道2相适应的轨道段，以保证环形轨道的完整性。
62.涨紧器包括固定块77、调节块78、弹性体79、调节螺杆80，固定块77通过螺栓固定设置于涨紧支架74内，调节块78调节式设置于涨紧支架74上，即在涨紧支架上开设有腰型孔81，调节块通过螺栓安装在腰型孔位置中；调节块78的一端与刀库框架1端部相抵，弹性件79选用弹簧，弹性体处于固定块77与调节块78之间受二者压缩，调剂螺杆80穿过调节块78与固定块77，调整二者之间的距离。涨紧时，调节块与涨紧支架未锁定，通过旋动调节螺杆，使调节块远离固定块，即固定块与调节块之间的距离增加，在此过程中，涨紧支架74围绕转轴形成转动进行微调，调节到位后，调节块通过螺栓与涨紧支架锁定，弹性体对固定块与调节块之间形成支承，以实现涨紧目的。涨紧支架由两块支板82构成，两支板之间通过连接块83形成固定连接，在两块支板之间形成安装空间，以供涨紧器装配。
63.参见图2，在刀库框架上设置有水平调整机构，水平调整机构包括装配于刀库框架安装侧的两个l形的水平调整块84，两个水平调整块将布置，每个水平调整块上设置有竖直布置的水平调节螺杆85，安装时，加工中心上的安装块卡入水平调整块的卡槽86内，处于水平调节螺杆下方，水平调节螺杆顶在安装块上方，通过旋动水平调节螺杆能够调整刀库框架的水平度，调整到位后，加工中心安装块与固定于刀库框架上的连接安装块87通过螺栓进行固定连接，以保证刀库框架装配到加工中心上的水平度。
64.本申请附图中示出的为应用于双主轴的加工中心中，刀具夹爪的数量72个，刀库框架上装配有两个推动机构、两个清洁机构、两个断刀检测机构，当然可以根据不同主轴数量进行增加或减少。