专利名称：自动换刀装置的刀具库馈送器的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动换刀装置的刀具库馈送器，特别涉及为把刀具库馈送给心轴而设计的自动换刀装置的刀具库馈送器。
背景技术：
如本领域中所已知的，诸如数控车床、加工中心等机床适于使用多种刀具来完成切削操作。所以为了能够自动更换刀具，传统的机床设有自动换刀装置(ATC)。
如图1所示，自动换刀装置包括含有多个刀具T的刀具库1，和能够把刀具库1馈送到在横向与刀具库1分开的心轴3的馈送器5。具体地说，馈送器5包括拖板7和致动器8，拖板7在支撑刀具库1的同时能够在支架1a上沿水平方向移动，致动器8用来在水平方向上移动拖板7。
拖板7沿着一对安装在支架1a上的导轨7a移动，其中拖板7沿着导轨7a在水平方向上移动的同时，拖板7在与心轴3离开一段距离的“远离位置”C和“接近位置”D之间往复移动，从而把拖板7下支撑的刀具库1与心轴3对齐或者使得刀具库1与心轴3分开。
致动器8由一个气压缸组成并且在“远离位置”C和“接近位置”D之间移动拖板7，同时利用进入和离开致动器8的压缩空气伸出和缩回拖板7。
同时，这样的传统刀具库馈送器5具有下述问题，即由于难以精确控制刀具库馈送器5，所以就不能把刀具库1正确地移动到预定位置。具体地说，由于利用一种可压缩气体—空气来操作用于移动拖板7的致动器8，传统的馈送器5每次都受到压力和进出致动器8的空气量的变化的困扰。因此拖板7的问题是在“远离位置”C和“接近位置”D之间移动的同时，它不能每次都移动到同一个“接近位置”D。
这样的问题使得不能正确对齐刀具库1和心轴3，从而引起故障。
考虑到这个问题，拖板包括用于把拖板7限制在预定位置的止动器9，从而拖板7每次都停在同一个“接近位置”D。但是，在这种情况下，在拖板撞上止动器9并且与之干涉时，会引发噪声和碰撞。
另外，还存在另一个问题，当提供给致动器8的压缩空气的压力突然降低或升高时，可能突然运行或停止拖板7。这个问题会降低馈送器5的耐用性。
另外，馈送器5包括一个构造有较大容积的致动器8；由于大量的压缩空气提供给致动器，可能会影响提供给另一个需要较大量压缩空气的气动装置的空气压力，从而有时会导致气动装置的操作故障。
另外还有一个缺点在于当引导拖板7的导轨7a构造为圆形结构，并且沿着导轨7a移动的拖板7分别设有衬套型轴承7b时，馈送器5的结构很复杂并且很难修理和装配，并且馈送器5需要较高的精度。具体地说，还有一个缺点在于由于导轨7a要在较高精度下工作，制造导轨7a需要很多时间和花费。
发明内容
因此，本发明意图解决现有技术中固有的上述问题，本发明的一个目的是给自动换刀装置提供一种刀具库馈送器，它能够在没有噪音和冲击的情况下把刀具库移动到正确的位置。
本发明的另一个目的是给自动换刀装置提供一种刀具库馈送器，它能够避免刀具库的突然移动和停止，这样的突然移动和停止是由压缩空气的不稳定供给所引起的。
本发明的另一个目的是给自动换刀装置提供一种刀具库馈送器，通过构造工具库的结构使得它不需要供给压缩空气就能够移动，从而它不会对提供给另一个气动装置的压缩空气压力和压缩空气量造成不利影响。
为了实现上述目的，给自动换刀装置提供一种刀具库馈送器用来把刀具库馈送给心轴，它包括一个拖板，它在支撑刀具库的状态下能够在远离位置和接近位置之间沿水平方向移动，其中在远离位置拖板离开心轴，在接近位置拖板靠近心轴；驱动装置，用来往复移动拖板，即把拖板从远离位置移动到接近位置或反之；和引导装置，它位于拖板和驱动装置之间，引导装置包括引导拖板在远离位置和接近位置之间水平移动的一个或多个滚轮和一个或多个导轨，其中驱动装置包括一个具有输出轴的正向/反向马达；和一个操作杆，它固定到正向/反向马达的输出轴上以在第一和第二位置之间摆动，当使得操作杆从第一位置摆动到第二位置时，操作杆适于把拖板从远离位置推到接近位置，当使得操作杆从第二位置摆动到第一位置时，操作杆适于把拖板从接近位置推到远离位置。
优选在操作杆的一个尖端处形成拨爪以直接推动拖板，并且在拖板中形成垂直槽，其中拨爪能够可移动地插入到垂直槽中。
通过下面的详细描述并结合附图，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中图1是现有技术的自动换刀装置的刀具库馈送器的前视图；
图2是根据本发明的自动换刀装置的刀具库馈送器的前视图；图3是沿图2中线III-III的剖视图；图4是形成本发明的刀具库馈送器的拖板引导部分的一个变体的剖视图；图5A到5C示出了本发明的刀具库馈送器的操作。
具体实施例方式
下面参考附图描述根据本发明的心轴内置型心轴马达的冷却装置的优选实施例。分别使用在描述现有技术时所使用的相同参考标号表示与上述传统部件相同的部件。
如图2和3所示，本发明的刀具库馈送器包括一对水平安装在支架1a上的导轨10。这对导轨10平行设置并且在垂直方向上彼此分开。
另外，本发明的刀具库馈送器具有在水平方向上沿着导轨10移动的拖板20。如图3所示，拖板20由可移动地安装在那对导轨10上的垂直板22和固定到垂直板22的下端上的水平板24组成。具体地说，刀具库1安装在水平板24上。
拖板20在支撑刀具库1的状态下沿着导轨10水平移动。具体地说，在拖板20沿着导轨10在水平方向上移动的同时，拖板20在与心轴3离开一段距离的“远离位置”C和“接近位置”D之间往复移动，从而在刀具库1的下面把所支撑的刀具库1与心轴3对齐/分开。
同时，拖板20的垂直板22设有多个滚轮26以便于沿着导轨10平稳移动。导轨10和滚轮26是引导拖板20在水平方向上移动的引导装置。尽管在图2和3中示出的引导本发明的拖板20水平移动的引导装置由一对滚轮26和一对与滚轮26对应的导轨10组成，但如图4所示，引导装置上部的结构可以是一个滚轮26和一个导轨10，其下部结构是一个“L”形引导槽道12和一个滚轮26。当然还可以使用“U”形引导槽道代替“L”形引导槽道12。
再次参考图2和3，本发明的刀具库馈送器包括把拖板20从“远离位置”C移动到“接近位置”D或从“接近位置”D移动到“远离位置”C的驱动装置。
驱动装置包括正向/反向马达30和固定到正向/反向马达30的输出轴30a上的操作杆32。具体地说，操作杆32在“第一位置”X和“第二位置”Y之间往复摆动，布置操作杆32使得当操作杆32从“第一位置”X正向摆动到“第二位置”Y时，它把拖板20从“远离位置”C推到“接近位置”D，当操作杆32从“第二位置”Y反向摆动到“第一位置”X时，它把拖板20从“接近位置”D推到“远离位置”C。
拨爪32a从操作杆32的尖端伸出以直接压在拖板20的垂直板22上。在拖板20的垂直板22中形成了垂直槽22a，操作杆32的拨爪32a支撑在垂直槽22a中，并且既能够在垂直方向上移动也能够转动。同时，操作杆32的拨爪32a设有转动滚轮32b，从而拨爪32a和垂直槽22a彼此光滑接触。
根据具有上述结构的驱动装置，通过利用正向/反向马达30摆动操作杆32并且利用操作杆32在水平方向上往复移动拖板20，能够往复移动拖板20，即从“远离位置”C移动到“接近位置”D，并且从“接近位置”D移动到“远离位置”C。
同时，在“第一位置”X和“第二位置”Y之间的摆动过程中，操作杆32正向/反向摆动到这样一个位置，在这个位置处，形成在操作杆尖端处的拨爪32a与拖板20的垂直槽22a的下端22b配合。
再次参考图2，本发明的刀具库馈送器包括当操作杆32摆动到“第一位置”X或“第二位置”Y时用于停止正向/反向马达30的马达控制装置。
马达控制装置包括第一探测传感器40、第二探测传感器42和控制器44，第一探测传感器40用来探测操作杆32是否位于“第一位置”X，第二探测传感器42用来探测操作杆32是否位于“第二位置”Y，控制器44则用于响应由第一探测传感器40和第二探测传感器42输入的探测信号以停止正向/反向马达30。
利用马达控制装置，当探测到操作杆32移动到“第一位置”X或“第二位置”Y后，通过停止正向/反向马达30能够使得操作杆32正确地停止在“第一位置”X或“第二位置”Y。具体地说，通过使得操作杆32正确地停止在“第一位置”X或“第二位置”Y处，能够使得由操作杆32移动的拖板20正确地定位在“远离位置”C或“接近位置”D。
同时，尽管已经描述了本发明利用第一探测传感器40、第二探测传感器42和控制器44来控制操作杆32的位置，能够通过把正向/反向马达30自身制造为伺服马达来直接控制操作杆32。
再次参考图2和3，当操作杆32从“第一位置”X快速地摆动到“第二位置”Y或者从“第二位置”Y快速地摆动到“第一位置”X时，由于拨爪32a会碰到拖板垂直槽22a的下端22b，为了避免在这个时候操作杆30尖端处的拨爪32a震动，本发明的刀具库馈送器包括减震装置。
减震装置由弹簧50组成，支架1a支撑弹簧50的一端，操作杆32的拨爪32a支撑弹簧50的另一端。弹簧50在下面弹性地支撑摆动到“第一位置”X或“第二位置”Y的操作杆32，其中弹簧50起到迫使操作杆32的拨爪32a压靠在垂直槽22a的下端22b的作用。具体地说，通过把操作杆32的拨爪32a压靠在垂直槽22a的下端22b，能够避免由于拨爪32a与垂直槽22a的下端22b的接触所引起的操作杆32的反弹和震动。
如图5B和5C所示，弹簧50除了对操作杆32减震外，还在下面弹性地支撑摆动到“第一位置”X或“第二位置”Y的操作杆32，从而起到加速操作杆32的摆动速度的作用。这样就导致拖板20以较高的速度移动。
同时，如图2所示，支架1a在弹簧50的一端支撑弹簧50，其中支撑点与转动中心32对齐，也就是说，与正向/反向马达30的输出轴30a的垂直下部对齐。
提供这种布置是为了以下几个目的如图5A所示，当弹簧50支撑位于“第一位置”X和“第二位置”Y之间的中间位置处的操作杆32时，使得弹簧50具有最长的拉伸长度L2，从而较大的弹性力施加到操作杆32上以使得操作杆32更快地摆动；当弹簧50支撑位于“第一位置”X或“第二位置”Y处的操作杆32时，使得弹簧50具有最短的拉伸长度L1、L3，从而相对小一些的弹性力施加到操作杆32上以使得与垂直槽22a的下端22b的撞击最小化。
再次参考图2和3，本发明的工具库进一步包括一对减震垫60，它们分别设在拖板20的垂直槽22a的下端22b和上端22c。布置减震垫60使得当操作杆32从“第一位置”X移动到“第二位置”Y或从“第二位置”Y移动到“第一位置”X时，减震垫60与操作杆32的转动滚轮32b接触。因此，当转动滚轮32b碰到拖板20的垂直槽22a的下端22b和上端22c时，减震垫60避免快速摆动的操作杆32的转动滚轮32b震动。
下面参考图2和图5A到5C描述具有上述结构的本发明的功能动作。首先，如果当拖板20位于图2示出的“远离位置”C时给出更换工具的命令，操作驱动装置的正向/反向马达30使之正向转动。
然后，随着正向/反向马达30的正向转动，如图5A所示，操作杆32也正向转动，从而从“第一位置”X移动到“第二位置”Y。同时，当操作杆32从“第一位置”X移动到“第二位置”Y时，拖板20也从“远离位置”C向“接近位置”D移动，并且随着拖板20从“远离位置”C向“接近位置”D移动，拖板20上支撑的工具库也向心轴3移动。
然后，随着操作杆32在正向方向上连续摆动并且到达图5B示出的“第二位置”Y，拖板20到达“接近位置”D，拖板20上支撑的刀具库1与心轴3的下部对齐。在这个状态，支撑在心轴3上的工具T处于可交换的状态。
同时，如果操作杆32到达“第二位置”D，第二探测传感器42探测到它并且向控制器44输入探测信号。于是，控制器44确认操作杆32位于“第二位置”Y并且响应输入信号而停止操作正向/反向马达30。因此，操作杆32定位在“第二位置”Y，这样拖板20也定位在“接近位置”D。
同时，如果完成了更换工具T，反向转动驱动装置的正向/反向马达30。于是，如图5C所示，当反向转动正向/反向马达30时，固定到正向/反向马达30上的操作杆32也反向摆动，因此从“第二位置”Y移动到“第一位置”X。同时，当操作杆32从“第二位置”Y移动到“第一位置”X时，拖板20也从“接近位置”D向“远离位置”C移动，并且随着拖板20从“接近位置”D向“远离位置”C移动，拖板20支撑的刀具库1离开心轴3。
于是，如果操作杆32连续在反向方向摆动并且到达“第一位置”X时，拖板20也到达“远离位置”C，并且当拖板20到达“远离位置”C时，拖板20上支撑的刀具库1也完全脱离心轴3。
同时，如果操作杆32到达“第一位置”X并且第一探测传感器40探测到它，第一探测传感器40把探测信号输入给控制器44。于是，控制器44确认操作杆32位于“第一位置”X并且停止操作正向/反向马达30。因此，操作杆32定位在“第一位置”X，这样拖板20也定位在“远离位置”C。
由于本发明具有上述结构的自动换刀装置的刀具库馈送器使用马达馈送刀具库，能够避免现有技术中由于不能稳定提供压缩空气所引起的刀具库的突然移动和突然停止。另外，因为无需提供压缩空气就能够移动刀具库，刀具库的移动不影响提供给另一个气动装置的压缩空气的压力和供应量。另外，由于每次刀具库能够没有噪声和撞击地移动到正确位置，能够精确控制工具交换。另外，本发明的刀具库馈送器的结构非常简单，所以能够减少它的制造成本并且在组装或修理刀具库馈送器时也很简单方便。
尽管为了说明已经参考一些优选实施例示出并且描述了本发明，但本发明并不限于这些特定的实施例。本领域专业人员能够理解无需偏离在所附权利要求中限定的本发明的精神和范围，可以在本发明的形式和细节上作出各种变化。
权利要求
1.一种自动换刀装置的刀具库馈送器，用来把刀具库馈送给心轴，它包括一个拖板，它在支撑刀具库的状态下能够在远离位置和接近位置之间沿水平方向移动，其中在远离位置拖板离开心轴，在接近位置拖板靠近心轴；驱动装置，用来往复移动拖板，把拖板从远离位置移动到接近位置和反之；和引导装置，它位于拖板和驱动装置之间，引导装置包括引导拖板在远离位置和接近位置之间水平移动的一个或多个滚轮和一个或多个导轨，其中驱动装置包括一个具有输出轴的正向/反向马达；和一个操作杆，它固定到正向/反向马达的输出轴上以在第一和第二位置之间摆动，当使得操作杆从第一位置摆动到第二位置时，操作杆适于把拖板从远离位置推到接近位置，当使得操作杆从第二位置摆动到第一位置时，操作杆适于把拖板从接近位置推到远离位置。
2.如权利要求1所述的刀具库馈送器，其中在操作杆的尖端形成一个拨爪以直接推动拖板，并且在拖板中形成一个垂直槽，其中拨爪能够可移动地插入到垂直槽中。
3.如权利要求2所述的刀具库馈送器，其中当拨爪与垂直槽的下端配合时，操作杆的摆动限制在第一和第二位置。
4.如权利要求2所述的刀具库馈送器，进一步包括减震装置，在操作杆在第一和第二位置之间摆动时，当拨爪碰到垂直槽的下端时，减震装置避免操作杆震动，其中减震装置是弹性压在操作杆上的弹簧，当操作杆已经摆动到第一位置或第二位置时，弹簧的压缩方向使得操作杆压靠在垂直槽的下端。
5.如权利要求2所述的刀具库馈送器，进一步包括减震装置，在操作杆在第一和第二位置之间摆动时，当拨爪碰到垂直槽的下端时，减震装置避免操作杆震动，其中减震装置是弹性压在操作杆上的弹簧，当操作杆已经摆动到第一位置或第二位置时，弹簧的压缩方向使得操作杆压靠在垂直槽的下端。
6.如权利要求4所述的刀具库馈送器，其中在垂直槽的相对端部分别设有减震垫。
7.如权利要求1所述的刀具库馈送器，进一步包括马达控制装置，当操作杆摆动到第一位置或第二位置时，马达控制装置停止正向/反向马达，其中马达控制装置包括一个第一探测传感器，用来探测操作杆是否位于第一位置；一个第二探测传感器，用来探测操作杆是否位于第二位置；和一个控制器，它响应从第一探测传感器和第二探测传感器输入的信号而停止正向/反向马达。
8.如权利要求1所述的刀具库馈送器，其中引导装置包括一对垂直布置的滚轮和与滚轮对应的一对导轨。
9.如权利要求1所述的刀具库馈送器，其中引导装置包括一个上部和一个下部，上部由一个滚轮和一个导轨组成，下部由一个引导槽道和一个引导滚轮组成。
全文摘要
自动换刀装置的一种刀具库馈送器，用来把刀具库馈送给心轴，它包括一个拖板，拖板在支撑刀具库的状态下能够在远离位置和接近位置之间沿水平方向移动，其中在远离位置拖板离开心轴，在接近位置拖板靠近心轴；一个驱动机构，用来往复移动拖板，即把拖板从远离位置移动到接近位置或反之；和一个引导机构，它位于拖板和驱动机构之间。引导机构设有引导拖板在远离位置和接近位置之间水平移动的一个或多个滚轮和一个或多个导轨。
文档编号B23Q3/157GK1636670SQ20041010494
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月27日 优先权日2003年12月27日
发明者柳尚文 申请人:大宇综合机械株式会社