一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构的制作方法

1.本发明涉及机床加工技术领域，具体为一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构。


背景技术：

2.机床刀库是用于存放和管理机床刀具的设备，通常安装在数控机床上，用于自动化的更换和选择不同类型的刀具，以满足加工过程中的不同需要。其中机床刀库的主要功能适用于存放刀具，并提供自动化的刀具管理系统，可以存放不同规格、类型和形状的刀具，如钻头、铰刀等，以满足各种加工需求。传统的链式及圆盘刀库普遍价格昂贵且占据空间较大，而传统直排刀库均为立式结构无动力输出且经常出现掉刀现象，存在安全隐患。
3.常见的立式直排刀库只能固定在机床工作台一端或其中水平行程的一侧极限位置处，占据有效行程且非常不利于长行程机床取、送刀，等待时间较长严重影响工作效率。
4.所以在申请号为：201921881217.2的专利文件中，公开了夹爪式直排刀库，并具体公开了将刀库通过滑块滑动设计在滑轨上，其与滑轨滑动连接，即用于实现刀库中刀具的送刀问题。
5.在上述技术方案中，对于部分较重的刀具，没有对其进行卸荷的机构，致使刀座的寿命降低，从而使得刀库的故障率较高，不能够适用于大型化的机床需求。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供了一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构。
7.本发明所解决的技术问题为：解决现有技术中，对于较重的刀具进行卸载时，由于部分刀具重量较大，没有对其进行卸荷的机构，导致刀座的寿命降低的问题。
8.本发明可以通过以下技术方案实现：一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，包括刀座支架，刀座支架滑动安装在刀库固定支座上，刀座支架上固定有直线轴承，直线轴承上滑动设置有导向轴，导向轴的端部固定有v型托板，v型托板和刀座支架之间固定有压缩弹簧。
9.本发明的进一步技术改进在于：刀座支架固定安装在托架上，托架上固定有直线导轨，直线导轨和刀库固定支座滑动连接，刀库固定支座上固定有双气缸，双气缸和刀座支架固定连接。
10.本发明的进一步技术改进在于：托架上固定有第一定位挡停机构和第二定位挡停机构，第一定位挡停机构和第二定位挡停机构之间设置有挡停块，挡停块安装在机床上，挡停块分别和第一定位挡停机构、第二定位挡停机构配合。
11.本发明的进一步技术改进在于：第一定位挡停机构面向挡停块的一面设置有第一开关反馈机构，第二定位挡停机构面向挡停块的一面设置有第二开关反馈机构。
12.本发明的进一步技术改进在于：托架上设置有第一液力缓速机构，刀座支架上设置有第二液力缓速机构，第一液力缓速机构和第二液力缓速机构分别和刀库固定支座配合
缓冲。
13.本发明的进一步技术改进在于：机床上安装有换刀机构，换刀机构和刀座机构配合。
14.本发明的进一步技术改进在于：换刀机构包括安装基座，安装基座上安装有同轴组件和夹持组件，夹持组件用于对刀具夹持，同轴组件用于对刀具的旋转中心定位。
15.本发明的进一步技术改进在于：同轴组件包括同轴电机，同轴电机安装在安装基座上，同轴电机驱动连接螺纹套，刀具包括刀体，刀体端部设置有螺杆，螺杆和螺纹套螺纹连接。
16.本发明的进一步技术改进在于：夹持组件包括夹持板，安装基座上安装有夹持杆，夹持杆端部固定有限位杆，限位杆上滑动设置有滑动板，滑动板安装在纵向伸缩杆上，滑动板侧边固定有夹持气缸，夹持气缸端部固定有夹持板，夹持板用于夹持刀体。
17.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
18.1、本技术在使用时，通过在刀座支架上固定直线轴承，且通过直线轴承上滑动设置导向轴，用于实现导向轴在直线轴承上的纵向滑动，在使用时，将刀具首先放置在v型托板上进行初步的承接，并且在承接后，由于部分刀具的重量会向下压v型托板，使得导向轴在直线轴承的作用下进行纵向移动，此时压缩弹簧被挤压，通过压缩弹簧的作用，实现对较重的刀具进行卸荷操作，避免刀座被较重的刀具造成的损坏，保证刀座的使用寿命。
19.2、本技术中通过利用双气缸的作用，使得能够通过双气缸的启动，控制托架在刀库固定支座上的横向移动，从而能够控制刀具的位置，使得刀具能够和换刀机构进行配合实现换刀操作，在非换刀时间内，对刀库进行收纳，降低刀库在机床上的占据面积，保证机床正常的使用空间。
20.3、本技术中通过设置有第一定位挡停机构和第二定位挡停机构，使得第一定位挡停机构和第二定位挡停机构分别和挡停块进行配合使用，保证挡停块的精准定位，从而实现对刀具的位置进行精准定位，保证换刀机构在使用时能够将刀具以一定的精准度进入到螺纹套内，实现对刀具的精准切换，进而保证机床加工的精准度。
21.4、本技术中通过采用第一液力缓速机构和第二液力缓速机构的作用，能够使得第一液力缓速机构和第二液力缓速机构分别和刀库固定支座进行配合使用，从而能够在刀具进行移动时，对刀具具备的运动动能进行缓冲，避免刀具直接以一定的速度碰撞时产生的位置偏移的问题。
22.5、本技术中通过采用同轴组件，即将刀体上的螺杆旋转进入到螺纹套的内部，实现对刀体中心的确定，即在使用时，首先通过夹持组件对刀体进行夹持，并且当同轴电机带动螺纹套进行转动时，此时螺杆带动刀体进行横向的移动，实现对刀体中心位置的确定，保证刀体加工时的精准程度。
附图说明
23.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
24.图1为本发明的压缩弹簧位置示意图；
25.图2为本发明的刀具放置位置示意图；
26.图3为本发明的换刀机构位置示意图；
27.图4为本发明的换刀机构示意图；
28.图5为本发明的同轴组件结构示意图；
29.图6为本发明的图5中a处局部放大示意图；
30.图7为本发明的限位组件示意图；
31.图8为本发明的夹持组件示意图；
32.图9为本发明的图8中b处局部放大示意图；
33.图10为本发明的刀具结构示意图。
34.图中：1、丝杆机构；2、换刀机构；21、同轴组件；211、同轴电机；212、安装底盘；213、限位组件；214、滑动基座；215、螺纹套；216、第一固定基座；217、第二固定基座；218、连接弹簧；219、连接滑杆；2110、配合杆；2111、夹持钩；2112、转动杆；2113、限位钩；2114、转动槽；2115、转动支撑座；2116、连接固定基座；22、安装基座；23、夹持组件；231、夹持杆；232、夹持基座；233、夹持气缸；234、夹持板；235、限位杆；236、滑动板；237、夹持安装座；31、卡接支撑板；32、推动固定板；33、螺杆；34、推板；35、刀体；36、卡槽；37、摩擦板；38、切刀端；41、直线导轨；42、第一液力缓速机构；43、挡停块；44、第二开关反馈机构；45、第一开关反馈机构；46、第一定位挡停机构；47、托架；48、双气缸；49、刀库固定支座；410、执行基座；411、刀座支架；412、第二液力缓速机构；413、刀座机构；414、第二定位挡停机构；415、刀具；416、v型托板；417、压缩弹簧；418、导向轴；419、直线轴承。
具体实施方式
35.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
36.请参阅图1-10所示，一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，包括丝杆机构1和刀库安装组件，其中丝杆机构1的输出端设置有换刀机构2，在刀库安装组件的输出端设置有刀座机构413，在刀座机构413上安装有若干组刀具415。
37.在使用时，通过利用丝杆机构1控制换刀机构2的位置，使得换刀机构2靠近刀库安装组件，使得换刀机构2对刀座机构413上的刀具415进行更换。
38.具体的，其中丝杆机构1包括横向丝杆和纵向丝杆，即纵向丝杆的输出端安装有横向丝杆，在横向丝杆的输出端设置有换刀机构2，即在使用时，通过横向丝杆和纵向丝杆的启动，控制换刀机构2的位置，使得换刀机构2能够实现位置的移动。
39.其中换刀机构2包括工作电机，其中工作电机安装在横向丝杆的输出端，即利用工作电机的输出端安装有安装基座22，即利用工作电机的启动带动安装基座22进行转动，在安装基座22上安装有同轴组件21和夹持组件23，利用夹持组件23实现对刀具415的夹持，随后利用同轴组件21安装在工作电机的输出端，即在使用时，能够控制刀具415的轴心位置和工作电机的轴心位置保持一致。
40.其中同轴组件21包括安装底盘212，其中安装底盘212和安装基座22固定连接，在安装底盘212的中间位置固定有同轴电机211，在同轴电机211的输出端固定有螺纹套215，即利用同轴电机211带动螺纹套215进行转动，在螺纹套215的外部固定有第一固定基座216和第二固定基座217，其中第二固定基座217上安装有限位组件213，用于对刀具415进行同轴操作。
41.在使用时，将刀具415的端部螺纹旋入到螺纹套215的内部，用于实现对刀具415的同轴定位，在刀具415进入到螺纹套215的内部时，通过限位组件213对刀具415的位置进行进一步的限制，保证对刀具415的进一步夹持作用，避免刀具415在工作时产生的滑动，导致加工误差的形成。
42.其中限位组件213包括滑动基座214，其中滑动基座214滑动设置在螺纹套215的外部，在滑动基座214上均匀固定有若干组配合杆2110，在第二固定基座217上固定有连接固定基座2116，其中连接固定基座2116上固定有转动支撑座2115，且在本技术中，转动支撑座2115和连接固定基座2116呈直角，其中转动支撑座2115中间开设有转动槽2114，在转动支撑座2115上通过扭簧转动设置有转动杆2112，在转动杆2112的两端分别设置有夹持钩2111和限位钩2113，其中限位钩2113和配合杆2110配合，而夹持钩2111用于和刀具415配合，在滑动基座214上固定有连接滑杆219，其中连接滑杆219和第一固定基座216滑动连接，且在第一固定基座216和滑动基座214之间固定有连接弹簧218。
43.在本技术中，当刀具415进入到螺纹套215的内部时，刀具415的外部配合凸起会按压在滑动基座214上，随后螺纹套215的转动，此时刀具415会向着螺纹套215的内部进行移动，此时滑动基座214向着第一固定基座216的方向上移动，此时连接滑杆219在第一固定基座216的限位作用下进行滑动，连接弹簧218受到挤压，同时配合杆2110向着限位钩2113的方向移动，使得转动杆2112在扭簧的作用下进行转动，此时夹持钩2111夹持在刀具415的外部，实现对刀具415的夹持，实现对刀具415的初步限位作用。
44.而夹持组件23包括夹持杆231，其中夹持杆231固定安装在安装底盘212上，其中夹持杆231上固定有夹持基座232，在夹持基座232上固定安装有限位杆235，其中限位杆235上滑动设置有滑动板236，在滑动板236的侧边固定有夹持安装座237，其中夹持安装座237侧边固定有夹持气缸233，在夹持气缸233的端部固定有夹持板234，其中滑动板236通过纵向伸缩杆安装在夹持基座232上。
45.在使用时，首先通过纵向伸缩杆使得滑动板236靠近夹持安装座237的位置上，随后当逐渐接触到刀具415时，通过夹持气缸233的启动，带动夹持板234进行移动，从而利用夹持板234对刀具415进行夹持固定，并且在夹持固定后，纵向伸缩杆停止开启，此时当同轴电机211带动螺纹套215时，刀具415逐渐在螺纹套215内部进行转动，且相对于安装底盘212的位置是滑动的，此时滑动板236在限位杆235上滑动，实现对刀具415的夹持固定作用。
46.其中刀具415包括刀体35，在刀体35侧边固定有螺杆33，其中螺杆33用于和螺纹套215进行螺纹配合连接，在螺杆33上固定有推动固定板32，其中推动固定板32上固定有推板34，用于和滑动基座214进行配合设置，即当螺纹套215进行转动时，推板34逐渐接触到滑动基座214的位置上，从而会对滑动基座214进行压动，在刀体35的外部固定有卡接支撑板31，在卡接支撑板31上开设有卡槽36，其中卡槽36用于和夹持钩2111配合，即当转动杆2112在配合杆2110的作用下进行转动时，会使得夹持钩2111进入到卡槽36的内部，从而实现对刀体35的初步夹持固定。
47.在刀体35的外部还固定有摩擦板37，其中摩擦板37用于和夹持板234配合，即当夹持板234在伸长时，夹持板234和摩擦板37接触，实现对摩擦板37的夹持固定，且摩擦板37表面为粗糙的，避免在夹持时刀体35产生的移动，在刀体35远离螺杆33的一端设置有切刀端38，利用切刀端38实现刀具415的切割作用。
48.为了实现对刀具415的传送，所以在本技术中，还包括托架47，在托架47上横向传送设置有刀座支架411，用于使得刀座支架411可以在托架47上进行滑动，从而对刀具415的横向位置进行自适应调节，其中在刀座支架411上纵向滑动设置有刀座机构413，在刀座机构413上可安装刀具415，即在使用时，首先可以通过刀座支架411在托架47上横向滑动，实现对刀座支架411横向位置的调整，同时利用纵向滑动设置的刀座机构413，实现对刀具415的卸荷作用，有效的保护刀座机构413的寿命。
49.具体的，在机床上固定安装有刀库固定支座49和挡停块43，在刀库固定支座49上固定有双气缸48，其中双气缸48的端部安装有执行基座410，其中执行基座410和刀座支架411固定连接，即利用双气缸48的启动作用，推动执行基座410进行横向移动，从而推动刀座支架411进行移动。
50.为了实现对刀座支架411的移动限位，所以将刀座支架411固定安装在托架47上，其中托架47上固定有直线导轨41，直线导轨41和刀库固定支座49滑动连接，即用于实现对托架47的移动限位作用，同时在直线导轨41的侧边设置有第一液力缓速机构42，在刀座支架411靠近刀库固定支座49的一面设置有第二液力缓速机构412，用于当托架47进行移动时，其中刀库固定支座49分别可能接触在第一液力缓速机构42或者第二液力缓速机构412上，实现对冲撞力的缓冲，保护刀座。
51.其在托架47上固定有第一定位挡停机构46和第二定位挡停机构414，其中挡停块43位于第一定位挡停机构46和第二定位挡停机构414之间，即利用第一定位挡停机构46和第二定位挡停机构414分别和挡停块43接触，实现对托架47位置的精准定位，其中第一定位挡停机构46和第二定位挡停机构414在托架47上的位置可以通过调节螺栓进行微调距离，实现对位置的校准改变。
52.其中第一定位挡停机构46靠近挡停块43的一面设置有第一开关反馈机构45，在第二定位挡停机构414靠近挡停块43的一面设置有第二开关反馈机构44，用于实现刀具415的位置和状态信息，将信号反馈到系统刀库取刀准备就位。
53.在刀座支架411上滑动设置有若干组v型托板416，其中v型托板416的远离刀座支架411的一面固定有聚酰胺板，其中聚酰胺板用于接触刀具415，并对刀具415进行保护，避免刀具415产生碰撞后造成的磕伤。
54.其中v型托板416的底部通过垫片固定有导向轴418，其中导向轴418滑动设置在直线轴承419上，其中直线轴承419固定安装在刀座支架411上，用于实现导向轴418在刀座支架411上的滑动，其中刀座支架411和v型托板416之间固定有压缩弹簧417。用于实现当刀具415重量较大时放置在v型托板416上，向下压动导向轴418，使得导向轴418在直线轴承419的作用下向下移动，在压缩弹簧417的作用下，实现对冲撞力的缓冲，实现卸荷的作用，从而有效的保护刀具415。
55.本发明在使用时，首先通过丝杆机构1带动换刀机构2进行移动，直至换刀机构2移动到刀库的位置上，首先由于夹持气缸233夹持在摩擦板37的位置上，启动同轴电机211，使得同轴电机211带动螺纹套215进行转动，在限位杆235和滑动板236滑动连接的作用下，使得夹持气缸233进行纵向滑动，实现螺纹套215和螺杆33的分离，此时配合杆2110向着夹持钩2111的方向移动，在扭簧的作用下，转动杆2112进行转动，使得夹持钩2111和卡槽36分离，实现刀体35和换刀机构2的分离，此时刀体35降落到刀座机构413的刀座上，利用卡紧机
构对刀体35进行卡紧固定，此时在刀体35的重力作用下，使得v型托板416向下移动，使得导向轴418在刀座支架411的作用下向下移动，此时压缩弹簧417受到压缩力，实现对刀具415进行浮动支撑，从而实现刀具415放置时的重量卸荷作用；启动双气缸48，推动执行基座410，从而推动刀座支架411进行移动，直至挡停块43接触到第二定位挡停机构414的位置上，并且刀库固定支座49接触到第二液力缓速机构412的位置上，实现平衡运动机构的动能，从而降低冲撞力的作用，且第二定位挡停机构414和挡停块43接触实现接触定位，同时第二开关反馈机构44将信号反馈到系统中，等待下一个动作的执行；
56.当对刀具415进行更换时，首先通过双气缸48的启动作用，使得托架47带动刀座支架411进行移动，直至刀库固定支座49接触到第一液力缓速机构42的位置上，实现平衡动能机构的动力，降低冲撞力的作用，直至挡停块43和第一定位挡停机构46接触，实现接触定位，同时将第一开关反馈机构45将信号反馈到系统中，随后通过启动丝杆机构1，通过将换刀机构2移动到刀具415的位置上，随后利用纵向伸缩杆控制滑动板236进行纵向移动，直至夹持气缸233移动到最端部，利用启动夹持气缸233的作用，使得夹持板234夹持在摩擦板37的位置上，实现对刀体35的夹持作用，随后纵向伸缩杆停止启动，启动同轴电机211，使得带动螺纹套215进行转动，此时螺杆33进入到螺纹套215的内部，同时推板34按压在滑动基座214上，当带动刀体35顺着螺纹套215进行移动时，此时滑动板236在限位杆235上进行滑动，同时配合杆2110向着限位钩2113位置上进行移动，使得转动杆2112进行转动，直至夹持钩2111转动到卡槽36内部，实现对刀体35的进一步固定，此过程中，能够保证切刀端38的中心位置，避免切刀端38的操作位置产生位置偏移的问题。
57.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，包括刀座支架(411)，所述刀座支架(411)滑动安装在刀库固定支座(49)上，其特征在于：所述刀座支架(411)上固定有直线轴承(419)，所述直线轴承(419)上滑动设置有导向轴(418)，所述导向轴(418)的端部固定有v型托板(416)，所述v型托板(416)和刀座支架(411)之间固定有压缩弹簧(417)。2.根据权利要求1所述的一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，其特征在于，所述刀座支架(411)固定安装在托架(47)上，所述托架(47)上固定有直线导轨(41)，所述直线导轨(41)和刀库固定支座(49)滑动连接，所述刀库固定支座(49)上固定有双气缸(48)，所述双气缸(48)和刀座支架(411)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，其特征在于，所述托架(47)上固定有第一定位挡停机构(46)和第二定位挡停机构(414)，所述第一定位挡停机构(46)和第二定位挡停机构(414)之间设置有挡停块(43)，所述挡停块(43)安装在机床上，所述挡停块(43)分别和第一定位挡停机构(46)、第二定位挡停机构(414)配合。4.根据权利要求3所述的一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，其特征在于，所述第一定位挡停机构(46)面向挡停块(43)的一面设置有第一开关反馈机构(45)，所述第二定位挡停机构(414)面向挡停块(43)的一面设置有第二开关反馈机构(44)。5.根据权利要求2所述的一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，其特征在于，所述托架(47)上设置有第一液力缓速机构(42)，所述刀座支架(411)上设置有第二液力缓速机构(412)，所述第一液力缓速机构(42)和第二液力缓速机构(412)分别和刀库固定支座(49)配合缓冲。6.根据权利要求3所述的一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，其特征在于，所述机床上安装有换刀机构(2)，所述换刀机构(2)和刀座机构(413)配合。7.根据权利要求6所述的一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，其特征在于，所述换刀机构(2)包括安装基座(22)，所述安装基座(22)上安装有同轴组件(21)和夹持组件(23)，所述夹持组件(23)用于对刀具(415)夹持，所述同轴组件(21)用于对刀具(415)的旋转中心定位。8.根据权利要求7所述的一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，其特征在于，所述同轴组件(21)包括同轴电机(211)，所述同轴电机(211)安装在安装基座(22)上，所述同轴电机(211)驱动连接螺纹套(215)，所述刀具(415)包括刀体(35)，所述刀体(35)端部设置有螺杆(33)，所述螺杆(33)和螺纹套(215)螺纹连接。9.根据权利要求8所述的一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，其特征在于，所述夹持组件(23)包括夹持板(234)，所述安装基座(22)上安装有夹持杆(231)，所述夹持杆(231)端部固定有限位杆(235)，所述限位杆(235)上滑动设置有滑动板(236)，所述滑动板(236)安装在纵向伸缩杆上，所述滑动板(236)侧边固定有夹持气缸(233)，所述夹持气缸(233)端部固定有夹持板(234)，所述夹持板(234)用于夹持刀体(35)。

技术总结
本发明公开了一种机床用承载自适应卧式直排刀库机构，涉及机床加工技术领域，包括刀座支架，刀座支架滑动安装在刀库固定支座上，刀座支架上固定有直线轴承，直线轴承上滑动设置有导向轴，导向轴的端部固定有V型托板，V型托板和刀座支架之间固定有压缩弹簧。本申请在使用时，通过在刀座支架上固定直线轴承，且通过直线轴承上滑动设置导向轴，用于实现导向轴在直线轴承上的纵向滑动，在使用时，将刀具首先放置在V型托板上进行初步的承接，并且在承接后，由于部分刀具的重量会向下压V型托板，使得导向轴在直线轴承的作用下进行纵向移动，此时压缩弹簧被挤压，通过压缩弹簧的作用，实现对较重的刀具进行卸荷操作。对较重的刀具进行卸荷操作。对较重的刀具进行卸荷操作。


技术研发人员：张昊 张波 彭志 胡明洪 王久辉 张海春 张丽丽 宫德海 周守胜 鲁丙亮 鲁卓 陈光 李慧贤 关晓勇
受保护的技术使用者：安徽新诺精工股份有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/10/15