一种能够自动替换刀具的数控机床 |
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| 申请号 | CN201710828553.X | 申请日 | 2017-09-14 | 公开(公告)号 | CN107470959A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 苏州富强加能精机有限公司; | 发明人 | 张天恩; 吴加富; 张卫川; 徐振光; 乔赛赛; 邵金玉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种能够自动替换刀具的数控机床，包括： 基座 组件；设于基座组件上的加工 主轴 组件；以及设于加工主轴组件上的刀具替换装置，其中，基座组件包括基座、设于基座上的纵向 导轨 、及设于纵向导轨上的横向导轨，纵向导轨的延伸方向与横向导轨的延伸方向相垂直，横向导轨可沿纵向导轨往复滑移。根据本发明，其在提高替换刀具效率的同时，还能够提高机床 切削屑 的清理及 冷却液 的回收效率，从而不仅提高了加工效率还延长了机床维护间隔，提高了生产效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种能够自动替换刀具的数控机床，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种能够自动替换刀具的数控机床技术领域[0001] 本发明涉及数控机床设备领域，特别涉及一种能够自动替换刀具的刀具替换装置及数控机床。 背景技术[0002] 数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools即CNC)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。 [0003] 在现有的数控机床中，其刀具的替换还需要人工辅助进行，每次换刀具费时费力，不利于需要多次往复替换刀具的加工作业，此外，现有的数控机床其切削屑的有效清理及冷却液的过滤回收效率低下，不利于机床的长期不间断作业，有鉴于此，实有必要开发一种能够自动替换刀具的刀具替换装置及数控机床，用以解决上述问题。 发明内容[0004] 针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种能够自动替换刀具的刀具替换装置及数控机床，其在提高替换刀具效率的同时，还能够提高机床切削屑的清理及冷却液的回收效率，从而不仅提高了加工效率还延长了机床维护间隔，提高了生产效率。 [0005] 为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种能够自动替换刀具的刀具，包括： [0007] 设于基座组件上的加工主轴组件；以及 [0008] 设于加工主轴组件上的刀具替换装置， [0009] 其中，基座组件包括基座、设于基座上的纵向导轨、及设于纵向导轨上的横向导轨，纵向导轨的延伸方向与横向导轨的延伸方向相垂直，横向导轨可沿纵向导轨往复滑移。 [0010] 优选的是，刀具替换装置包括： [0011] 连接臂； [0012] 与所述连接臂的一端相固接的安装板；以及 [0013] 与安装板相铰接的刀具库， [0015] 优选的是，所述连接臂设有两根，分别为左连接臂及右连接臂，左连接臂与右连接臂平行且间隔设置已形成位于两者之间的机床立柱安装空间，其中，安装板固接于左连接臂及右连接臂之间。 [0016] 优选的是，刀具库呈圆盘状结构。 [0017] 优选的是，刀具库的周向均匀地设有若干个刀具安装槽，每个刀具安装槽内均设有刀具。 [0019] 优选的是，刀具库可绕安装板在-30°～30°的角度范围内俯仰转动。 [0020] 优选的是，横向导轨上配接有工件安装载台，工件安装载台可沿横向导轨往复滑移。 [0021] 优选的是，加工主轴组件包括： [0022] 固接于基座上的立柱；以及 [0023] 与立柱滑动配接的加工主轴， [0024] 其中，加工主轴的外周设有一圈用于清理切削屑的毛刷组件，刀具库通过所述连接臂与立柱相固接。 [0025] 优选的是，立柱的下方设有冷却液回收装置，该冷却液回收装置包括： [0026] 冷却液收集托盘； [0027] 与冷却液收集托盘相对接的切削屑收集组件；以及 [0028] 设于切削屑收集组件下方的冷却液过滤组件， [0029] 其中，冷却液收集托盘环绕地设于工件安装载台之下，切削屑收集组件与冷却液过滤组件相连通。 [0030] 本发明与现有技术相比，其有益效果是： [0032] 图1为根据本发明所述的数控机床的立体图； [0033] 图2为根据本发明所述的数控机床的另一视角立体图，该视角为从机床的后方往前看； [0034] 图3为根据本发明所述的数控机床中隐藏冷却液回收装置及加工主轴后的立体图； [0035] 图4为图3状态下的右视图； [0036] 图5为根据本发明所述的数控机床中冷却液回收装置的立体图； [0037] 图6为根据本发明所述的数控机床中冷却液回收装置的另一视角立体图，图中视角为从装置的后侧往前看； [0038] 图7为根据本发明所述的数控机床中冷却液回收装置的俯视图； [0039] 图8为根据本发明所述的数控机床中冷却液回收装置中隐藏了冷却液收集托盘后的立体图； [0040] 图9为根据本发明所述的数控机床中冷却液回收装置中冷却液过滤组件与废油收集组件相结合的立体图； [0041] 图10为图9中的内部视图； [0042] 图11为图10状态下的俯视图。 具体实施方式[0043] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词均只针对如图1、图3、图5及图7～图11所示的结构分配而言。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。 [0044] 参照图1、图2，能够自动替换刀具的数控机床包括：基座组件1、加工主轴组件2、及刀具替换装置3，其中，加工主轴组件2设于基座组件1上，刀具替换装置3设于加工主轴组件2上，基座组件1包括基座11、设于基座11上的纵向导轨12、及设于纵向导轨12上的横向导轨 13，纵向导轨12的延伸方向与横向导轨13的延伸方向相垂直，横向导轨13可沿纵向导轨12往复滑移。 [0045] 参照图3及图4，刀具替换装置3包括：连接臂、安装板33、刀具库34，其中，安装板33与所述连接臂的一端相固接，刀具库34与安装板33相铰接，刀具库34可绕安装板33在一定的角度范围内俯仰转动。 [0046] 进一步地，所述连接臂设有两根，分别为左连接臂31及右连接臂32，左连接臂31与右连接臂32平行且间隔设置已形成位于两者之间的机床立柱安装空间，其中，安装板33固接于左连接臂31及右连接臂32之间。 [0047] 再次参照图3，刀具库34呈圆盘状结构，其中，刀具库34的周向均匀地设有若干个刀具安装槽341，每个刀具安装槽341内均设有刀具342，在优选的实施方式中，每个刀具342具有不同的加工尺寸或规格。 [0048] 进一步地，刀具库34的圆心处可转动地连接有连接杆343，连接杆343的另一端与安装板33相铰接，刀具库34可绕连接杆343在360°范围内选择性转动。 [0049] 进一步地，刀具库34可绕安装板33在-30°～30°的角度范围内俯仰转动。在这里定义0°角为竖直平面，负角度为相对于竖直平面往前倾，正角度为相对于竖直平面往后倾。 [0050] 再次参照图1及图2，横向导轨13上配接有工件安装载台14，工件安装载台14可沿横向导轨13往复滑移。 [0051] 参照图1，加工主轴组件2包括： [0052] 固接于基座11上的立柱21；以及 [0053] 与立柱21滑动配接的加工主轴22， [0054] 其中，加工主轴22的外周设有一圈用于清理切削屑的毛刷组件4，刀具库34通过所述连接臂与立柱21相固接。在优选的实施方式中，加工主轴22设于左连接臂31及右连接臂32之间。正常工作时，刀具库34绕安装板33转动至负角度范围内，即前倾角度范围，此时加工主轴22可沿立柱21上下滑移进行加工而不会受到刀具库34的阻挡或干涉；当需要替换刀具时，加工主轴22沿立柱21上升到替换刀具工位，刀具库34绕安装板33转动至正角度范围内，即后倾角度范围，直至刀具库34上待换下刀具的刀具安装槽341与此刀具相配合并夹持，此时加工主轴松开该刀具后并上升一段距离，刀具库34前倾一定角度并绕其圆心旋转一定角度直至待安装的刀具与加工主轴相对，接着刀具库34后倾一定角度至刀具安装角度，加工主轴22沿立柱21下降一段距离，使得待安装的刀具插入到加工主轴22内并被加工主轴22夹持，然后刀具库34松开安装完后的刀具，并前倾一定角度，至此完成刀具的全自动拆卸及安装过程。 [0055] 参照图1、图2、图5及图6，立柱21的下方设有冷却液回收装置5，该冷却液回收装置5包括：冷却液收集托盘51、切削屑收集组件52、及冷却液过滤组件53，其中，冷却液收集托盘51环绕地设于工件安装载台14之下，切削屑收集组件52与冷却液收集托盘51相对接，切削屑收集组件52与冷却液过滤组件53相连通。机床加工产生的切削屑会在冷却液的冲洗下被冷却液收集托盘51所收集，并在冷却液收集托盘51的引导下先后经过切削屑收集组件52及冷却液过滤组件53，其中，粒径较大的切削屑被切削屑收集组件52直接收集，粒径较小的切削屑随冷却液继续下落并被冷却液过滤组件53所收集，经冷却液过滤组件53的层层过滤后，再导入到冷却装置中冷却后被泵至机床上被再次循环使用，在清理及冷却机台的同时，对冷却液及切削屑进行回收，其中切削屑能够会送给钢铁厂循环利用，冷却液被过滤冷却后也可以再次使用，减少环境污染的同时也能对废物再次利用，符合绿色环保的生产理念。 [0056] 参照图5～图7，冷却液收集托盘51包括： [0057] 分液板511；以及 [0058] 分别连接于分液板511左右两端的左导液板512及右导液板513， [0059] 其中，左导液板512与右导液板513平行且间隔设置以形成位于两者之间的机床放置空间。在一实施方式中，分液板511、左导液板512及右导液板513的边缘处均一体式地结合有沿竖直方向向上延伸的裙部，该裙部可以防止冷却液及切削屑外溢。 [0060] 进一步地，左导液板512及右导液板513均与水平面呈一定夹角，使得左导液板512的前端在竖直方向上高于其末端，右导液板513的前端在竖直方向上高于其末端，其中，切削屑收集组件52分别与左导液板512的末端及右导液板512的末端相接。 [0061] 在优选的实施方式中，其特征在于，分液板511在其中段隆起呈山形结构，从而使得切削屑及冷却液能够在分液板511上短暂停留后即被引导至分液板511两侧的左导液板512及右导液板513。 [0062] 进一步地，左导液板512及右导液板513均呈梯形结构，使得左导液板512的表面积及右导液板513的表面积从前往后均呈逐渐缩小之势。在优选的实施方式中，左导液板512的外侧及右导液板513的外侧分别一体式地结合有左护翼5121及右护翼5131，左护翼5121从其与左导液板512的结合处呈逐渐上扬之势，右护翼5131从其与右导液板513的结合处呈逐渐上扬之势，从而扩大了左导液板512及右导液板513的收集面积，也有利于收集后的冷却液及切削屑的聚集及导向。在优选的实施方式中，左导液板512的末段及右导液板513的末段分别设有左防护罩5122及右防护罩5132。 [0063] 参照图8，切削屑收集组件52包括： [0064] 切削屑收集箱521；以及 [0065] 设于切削屑收集箱521内的切削屑滤箱522， [0066] 其中，切削屑滤箱522可拆卸地设于切削屑收集箱521内，切削屑滤箱522设有两个，分别承接于左导液板512的末端下方及右导液板512的末端下方，切削屑收集箱521的底部设有若干个通往冷却液过滤组件53的粗滤孔。当切削屑滤箱522内收集满后，可将切削屑滤箱522取出将收集的切削屑统一集中收集并将另一个空切削屑滤箱522替换入切削屑收集箱521内。 [0067] 参照图9～图11，冷却液过滤组件53包括： [0068] 冷却液收集箱531；以及 [0070] 其中，该冷却液收集箱531内间隔地设有冷却液集中室533、第一过滤室535、第二过滤室534及冷却液循环室536。 [0071] 进一步地，第一过滤室535分别与冷却液集中室533及第二过滤室534相连通，第二过滤室534与冷却液循环室536相连通，第一过滤室535与冷却液集中室533设有第一过滤网5331，第一过滤室535与第二过滤室534间设有第二过滤网5341。在优选的实施方式中，第一过滤网5331的过滤精度为15微米，第二过滤网5341的过滤精度为0.5微米。在优选的实施方式中，冷却液集中室533与第二过滤室534并列其相邻设置，第一过滤室535设于冷却液集中室533及第二过滤室534的左端，冷却液循环室536设于冷却液集中室533及第二过滤室534的右端，冷却液循环泵532的输入端与冷却液集中室533相连通，冷却液循环泵532的输出端通往冷却装置，采用这种结构布局可以大大节省场地空间，并且不会对冷却液的流动速度造成影响。 [0072] 参照图8～图11，冷却液过滤组件53的旁侧设有废油收集组件54，该废油收集组件54包括： [0073] 废油收集箱542；以及 [0074] 用于将废油引导至废油收集箱542的废油引导槽541， [0075] 其中，废油收集箱542包括与冷却液收集箱531相固接的第一收集箱5421以及设于第一收集箱5421旁侧的第二收集箱5422，第一收集箱5421高于冷却液收集箱531及第二收集箱5422，第一收集箱5421的顶部边缘开设有分别通往冷却液收集箱531及第二收集箱5422导液通道。废油引导槽541设于机床的正下方，可以在将加工过程中产生的废弃润滑油及部分冷却液一同收集至废油收集箱542中，废油收集箱542又包括第一收集箱5421及第二收集箱5422，第一收集箱5421作为废油及冷却液的暂存区，第二收集箱5422作为轮转箱，而第一收集箱5421的顶部边缘开设有分别通往冷却液收集箱531及第二收集箱5422导液通道使得密度交底的废油能够从第一收集箱5421中溢出至第二收集箱5422中，而密度较大的冷却液则可溢出至冷却液收集箱531中被过滤回收。 [0077] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。 |
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