专利名称：数控加工中心换刀机械手锁紧装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及到数控机床自动换刀中心换刀机械手的锁紧装置。具体的说就是变目前的单锁刀机构为双重锁刀机构。实现了在抓取重刀情况时能够保证刀具有很好的可靠性，保证刀具倾角变形小，运动过程中不掉刀。
背景技术：
数控机床被称为国家制造业的母机，要实现我国装配制造业的现代化，实现我国由制造大国向制造強国的转变，取决于我国数控机床的发展水平。加工中心的自动换刀装置作为大型数控机床最为重要的组成部分，其换刀的可靠性，稳定性直接关系着制造业的发展，也影响着企业的发展。换刀时，机械手和刀库执行的动作多，速度快、对定位准确性要求高。在复杂零件加工过程中，需要频繁交換刀具，这使换刀系统成为加工中心的可靠性薄弱环节。目前市场上多种型号的数控机床的换刀机构都采用机械手实现自动换刀。即换刀是通过电机带动凸轮旋转，凸轮再带动相应的连杆机构实现机械手在轴向的移动和转动，在移动和转动的过程中实现抓刀和插刀。因此，抓刀和插刀的过程就涉及到可靠性问题，也就是机械手对刀具的锁紧问题，目前市场上广泛使用的机械手锁紧装置如图I所示。端部为与机械臂I 一体的圆弧手爪和在手臂中滑动的锁紧装置推杆4，推杆4上套上弹簧2，推杆4能进行伸缩运动，进而带动弹簧的伸縮，实现对刀具的夹持。当要进行抓刀时，机械手运动到轴的端部，此时推杆4处于松弛状态，机械手转动90度完成对刀柄的夹持，当凸轮带动连杆使机械手离开端部时，机械手完成把刀具从刀套中拔出，在这个过程中依靠弹簧4实现对推杆4的夹紧，进而实现对刀具的夹紧，换刀时是和上面同一个过程。
发明内容
然而目前市场上使用的换刀机械手在长期使用后存在着一个严重的问题，由于推杆4长期的磨损以及随着自动加工技术的进一步发展，在所夹持的刀具越来越重和刀具更换频率越来越高的情况下，如果仍然运用目前市场上普遍存在的换刀机械手结构去抓取重刀，就容易造成在抓取和运动过程中出现松刀、掉刀以及在插刀的时候由于刀具倾角变大加剧了刀具和加工主轴的碰撞,造成主轴的损伤加剧,影响了企业产品的加工精度,加大了生产成本，降低了企业的生产效率和生产利润。为此针对以上的问题，再结合企业生产的实际情况，本単位设计了两种新型的换刀机械手结构，能够变目前普遍使用的単一锁紧换刀机械手为双重锁紧。而且本设计的新颖之处就在于通过単一的动カ源来实现双重同步的锁紫。既加大了机械手和刀具的接触面积，又能牢靠的锁紧刀具。本发明的目地在于针对现有技术的上述不足之处，提供了一种双重锁紧的换刀机械手装置。该新型的换刀机械手不仅能够满足加工中心刀具更换频繁、刀具的重量越来越重的要求，而且能够通过単一的动カ源实现双重锁紧的同步进行。本发明通过加大换刀机械手和刀具的接触面积，保证了换刀机械手在抓刀的过程中不打刀，在和刀具一起运动的过程中不松刀，不掉刀，在往机床主轴的插刀过程中不会出现由于刀具轴线和机床主轴轴线不共线引起的剧烈碰撞，进而在很大程度上延缓了主轴的损伤速度，提高企业的加工效率和降低了企业的生产成本。
为了达到上述目的，本发明的第一种换刀机械手装置装配图如图2所示。首先保持原来机械手的1、2、3、4部分不变，在原有的机械手结构的基础上，在机械臂内部开出ー个沟槽，沟槽内放置推杆8，推杆8和推杆4装配在一起，即推杆8镶在推杆4的内部，这样推杆4在移动的过程就会同步的引起推杆8的移动，然后在机械手端部再钻ー个孔，在孔内放置推杆7，端部的圆弧手抓通过销6和辅助手指5连接在一起，辅助手指5的转动能够引起推杆7的往返移动，同时推杆7的往返移动能够恰好的使推杆8镶在其槽内，进而完成对刀具的双重锁紧。本发明的第二种换刀机械手装配图如图15所示，同样保持原来机械手的1、2、3、4部分不变，仍然在机械手的臂上开出ー个槽放置推杆13，此时在推杆13上安装弹簧12，在机械手的端部开出ー个能够保证转杆9转到范围的槽，转杆9通过销10和机械手连接在一起，最后在机械手臂上在钻ー个能够放置弹簧11的孔。
第一种机械手
图I为目前常用的数控机床机械手锁紧装置俯视图和主视2为本发明的装配图俯视3为本发明的装配图主视4为推杆8的俯视5为推杆8的主视6为推杆7的主视7为推杆7的俯视8为辅助手指5的主视9为辅助手指5的俯视10为机械手I的主视11为机械手I的俯视12为推杆4的主视13为推杆4的俯视14为销6的主视图第二种机械手
图15为机械手装配图俯视16为机械手抓刀俯视17为机械手俯视18为机械手主视19为转杆9的俯视20为转杆9的主视图
图21推杆13的俯视图
具体实施例方式第一种换刀机械手的工作原理首先当机械手处于静止状态时，推杆4由于机械手内部弹簧的作用处于锁紧状态，推杆8镶在推杆4内，此时推杆8处于远离机械手轴心的最远端B点，此时推杆7的E部分和推杆8的C部分组合在一起。锁紧手指5绕着销6逆时针转动38度，锁紧手指的G部分和推杆7的F部分组合在一起，推杆7的F部分与锁紧手指5的G部分此时实现自锁其次机械手运动时，在机械手运动到刀具停放位置之前，机械手的整个部分就一直处于上面所叙述的状态，当机械手恰好运动到刀具停放位置时，此时推杆4处于松弛状态，在机械手抓取刀具的过程中，刀具和推杆4接触，由于刀具和推杆上的相互作用，迫使推杆4向机械手的轴心运动，与此同时推杆8就会远离B点运到到A点，推杆8的C部也会相应的远离推杆7的E部分。同时在刀具和推杆4接触的同吋，刀具也和锁紧手指4接触，此时刀具由于推杆8的C部分已经脱离了推杆7的E部分，所以推杆7就能够在锁紧手指的作用下实现自由移动，当刀具完全处于机械手圆弧即将离开刀具停放位置的时候，由于弹簧2的作用推杆4移动锁紧刀具，此时推杆8由A点移动到B点。推杆8的C部分和推杆7的D部分组合在一起，推杆7向下运动压紧缩手指，进而实现锁紧手指和刀具的锁紧，在刀具和机械手一起运动到机械手往机床主轴插刀之前，刀具和机械手一直处于锁紧状态。最后在机械手往机床主轴插刀的过程中，机械手依靠着强大的惯性力強制的从刀具中抜刀，这样推杆4就会往后移动，推杆4往后移动就会引起推杆8从B点移动到A点，同时引起推杆8的C部分脱离推杆7的D部分，在实现以上插刀过程的同吋，由于机械手強制的和刀具脱离，就是引起锁紧手指的逆时针转转，而此时推杆7处于松弛状态，所以锁紧手指就是推动推杆7向上移动，完成锁紧手指的G部分和推杆7的F部分组合在一起，推杆7的E部分和推杆8的D部分组合在一起。以上三个过程就是该新型机械手在完成整个抓刀、换刀过程中的运动状态，在以后的机械手运动过程中重复实现以上三个过程。第二种换刀机械手的工作原理首先当机械手处于静止状态时，推杆4由于机械手内部弹簧2的作用处于锁紧状态，推杆13镶在推杆4内，此时推杆4远离机械手轴心最远处，而此时转杆9由于在推杆13弹簧11和弹簧12的共同作用下处于如图15状态，图15为机械手装配图。转杆9和推杆4共同作用锁紧刀具。其次机械手运动抓刀吋，当机械手运动到刀具停放位置之前，机械手的整个部分仍然处于图15状态，当机械手恰好运动到刀具停放位置时，此时推杆4处于和刀具的挤压状态，推杆13跟随推杆4向机械手轴心运动，与此同时转杆9在弹簧11和弹簧12的作用下绕着销10做逆时针转动，转动区域为图15中线示区域。当机械手和刀具处于一起离开刀具停放位置时，推杆4在弹簧2的作用下远离机械手轴心，推杆13跟随推杆4 一起运动，此时转杆9在推杆13，弹簧11和弹簧12的共同作用下绕着销6做顺时针转动，最終位置如图16所示。这样就实现了机械手对刀具的双重锁紫。加大了锁紧的カ度，避免了机械手和刀具在运动的过程中掉刀现象的发生。
最后机械手往主轴上插刀时，机械手依靠着强大的惯性力强制从刀具中抜刀，这样推杆13就会跟随推杆4 一起靠近机械手轴心，与此同时转杆9在弹簧11和弹簧12的作用下绕着销10做逆时针转动，避免了刀具和转杆5的碰撞，实现了刀具和机械手的安全脱离。以上三个过程 就是该新型机械手在完成整个抓刀、换刀过程中的运动状态，在以后的机械手运动过程中重复实现以上三个过程。综上所述本发明既能顺利的实现抓刀、换刀，又能实现双重同步夹紧刀具，避免了目前普通机械手在抓刀，尤其是抓取重刀的过程中由于夹持不紧照成的刀具倾斜严重，和掉刀现象。刀具倾斜严重会照成刀具往机床主轴装刀的时候加剧刀具和主轴的碰撞，损害主轴。进而影响在加工的过程中刀具振动剧烈，影响加工的精度。而本发明实现的双重夹紧安全可靠，消除了由于单ー夹持带来的掉刀问题。也能够消除由于刀具倾斜照成的对主轴的损害。提高了经济效益和安全生产能力，也提高了加工精度。
权利要求
1.基于数控加工中心换刀机械手锁紧装置，其特征在于变目前的单一锁紧为同步双重锁紧，具体分为两种结构形式(I)具有推杆4、推杆8、推杆7和辅助手指5组成的同步双重锁紧，其抓刀原理刀具挤压推杆4向后运动，推杆4带动推杆8 一起运动，此时推杆8和推杆7处于解锁状态，辅助手指5在刀具的挤压下逆时针旋转抱紧刀具，于此同时，推杆4在弹簧2的作用下带动推杆8完成对推杆7的自锁，机械手完成对刀具的同步锁紧；(2)具有推杆4、推杆13以及转杆9组成的同步双重锁紧，机械手运动抓刀时，当机械手运动到刀具停放位置之前，机械手的整个部分处于复位状态，当机械手恰好运动到刀具停放位置时，此时推杆4处于和刀具 的挤压状态，推杆13跟随推杆4向机械手轴心运动，与此同时转杆9在弹簧11和弹簧12的作用下绕着销10做逆时针转动，当机械手和刀具处于一起离开刀具停放位置时，推杆4在弹簧2的作用下远离机械手轴心，推杆13跟随推杆4 一起运动，此时转杆9在推杆13，弹簧11和弹簧12的共同作用下绕着销6做顺时针转动，这样就实现了机械手对刀具的双重锁紧。
2.根据权利I的要求，在(I)情况下的数控加工中心换刀机械手锁紧装置中推杆4、推杆8、推杆7、以及辅助手指5结构的设计，其特征是推杆8和推杆7之间的自锁以及推杆7和辅助手指5的自锁。
3.根据权利I的要求，在(2)情况下的数控加工中心换刀机械手锁紧装置中，推杆13和转杆9的结构设计，其特征是转杆9和刀具的配合。
4.根据权利I和权利2的要求，两种情况下机械手结构的设计。
全文摘要
本申请发明了两种新型的数控机床自动换刀中心换刀机械手的锁紧装置，具体的说就是在目前使用的换刀机械手的端部添加一个辅助的锁紧装置，变目前普遍存在的单一锁紧为同步实现的双重锁紧。保证了换刀机械手在更换刀具频繁，抓取刀具尤其是抓取重刀的情况下刀具不倾斜，不掉刀。刀具不掉刀保证了加工时的安全性，刀具不倾斜减小了换刀机械手在往加工主轴插刀时和主轴的碰撞，该新型换刀机械手锁紧装置，不仅保证了生产时的安全性，也同时提高了加工精度。
文档编号B23Q3/155GK102615537SQ201210042459
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者孙汉旭, 张延恒, 李艳生, 董海洋, 贾庆轩 申请人:北京邮电大学