專利名稱：加工中心的自動(dòng)交換工具裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于加工中心的自動(dòng)交換工具裝置，具體而言，是由多軸旋轉(zhuǎn)軸組成的加工中 心在交換工具時(shí)，自動(dòng)工具交換裝置在夾具上部間隔的位置水平自動(dòng)移動(dòng)，同時(shí)，多軸旋轉(zhuǎn)軸 垂直向上移動(dòng)，在離工作交換點(diǎn)最近的位置上進(jìn)行交換工具操作。它能保障快速穩(wěn)定地交換工 具，防止切割油及切片污染工具，是一種能夠快速穩(wěn)定地履行工具交換的加工中心自動(dòng)工具 交換裝置。
背景技術(shù)：
一般情況下，加工中心(machining center)是指，按照切割加工要求自動(dòng)交換主體及 多個(gè)工具的自動(dòng)工具交換裝置 (automatic tool changer: ATC)及NC裝置，只要一次安裝 后就可以完成多種不同加工操作，特別適用于品種多數(shù)量少的加工工程自動(dòng)化操作。
習(xí)知的加工中心等工作機(jī)械是，將按照加工交換步驟，儲(chǔ)備工具箱中的工具，連續(xù)進(jìn)行工 作件的加工操作，這種方式的加工形式已經(jīng)有很多種。
作為這種操作機(jī)械中的一個(gè)實(shí)例，工具箱安裝在離工作臺(tái)較遠(yuǎn)的一側(cè)末端處，與工作臺(tái) 保持同樣的高度，當(dāng)進(jìn)行交換工具操作時(shí)，主軸頭將移動(dòng)到位于工具箱一側(cè)末端處。
以上工具箱中容納有具有不同大小及形狀的攻螺紋頭、鉆頭及鉸刀等各類不同工具，采 用定時(shí)工具交換形式，先向工具箱中的空位加入工具，引出需要交換的工具，向主軸上交換 插入引出的工具，完成自動(dòng)交換工具。
如上所述，當(dāng)交換以上工具后，主軸頭再向工作臺(tái)移動(dòng)并且開(kāi)始操作。在這種情況下， 從現(xiàn)有操作到下一個(gè)操作過(guò)程中需要較多時(shí)間，延遲工具交換時(shí)間，結(jié)果導(dǎo)致降低整個(gè)工作 效率等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上問(wèn)題，提供一種加工中心的自動(dòng)交換工具裝置。本發(fā)明 采用的技術(shù)方案為該加工中心具有一主體、夾具、主軸及旋轉(zhuǎn)軸，該自
動(dòng)交換工具裝置中包括 一插入到加工中心一側(cè)的支撐臺(tái)；安裝在上述支撐臺(tái)上端，且
能夠通過(guò)伺服電機(jī)水平移動(dòng)工具箱的移動(dòng)部；安裝成與上述移動(dòng)部保持垂直狀態(tài)的工具箱，
工具箱中以反向并列的形式形成的工具收納槽，在工具收納槽的兩側(cè)構(gòu)成有固定部；當(dāng)交換
安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的工具時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸上升，工具箱水平移動(dòng)，快速交換工具。所述的移動(dòng)部包括位于支撐臺(tái)上部一側(cè)的伺服電機(jī)，形成在支撐臺(tái)上部的移動(dòng)軌道，以及與伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸相連的移動(dòng)螺絲，隨著伺服電機(jī)的正向或逆向旋轉(zhuǎn)，安裝在移動(dòng)螺絲上的工具箱水平移動(dòng)。
所述的設(shè)置在工具收納槽兩側(cè)的固定部包括安裝在圓筒狀的外殼內(nèi)側(cè)兩端處，內(nèi)裝有相對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)部，兩滑動(dòng)部成相對(duì)安裝的形式，且在兩滑動(dòng)部之間插入彈簧，滑動(dòng)部將通過(guò)彈簧左右滑動(dòng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明通過(guò)主軸工作的多軸旋轉(zhuǎn)軸同時(shí)進(jìn)行不同作業(yè)，當(dāng)自動(dòng)交換工具時(shí)，自動(dòng)工具交換裝置在離交換點(diǎn)上部位置上水平自動(dòng)移動(dòng)，同時(shí)，多軸旋轉(zhuǎn)軸向垂直方向移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到離操作交換點(diǎn)最近的點(diǎn)時(shí)進(jìn)行工具交換，從而保證快速交換工具，防止切割油及切片污染工具。
同時(shí)，自動(dòng)工具交換裝置是通過(guò)伺服電機(jī)水平操作的直角四邊形板形狀，在其上形成的半圓形工具收納槽，在縱向上安裝成相互反向并列的形式，縮小自動(dòng)工具交換裝置的體積，通過(guò)形成在工具收納部?jī)蓚?cè)的固定部，穩(wěn)定地交換工具。


圖1是本發(fā)明的側(cè)面圖；圖2是本發(fā)明的平面圖3A是本發(fā)明工作時(shí)，多軸旋轉(zhuǎn)軸用于進(jìn)行工具交換正在上升過(guò)程的正面圖。圖3B是本發(fā)明工作時(shí)，自動(dòng)工具交換裝置用于交換工具正在水平移動(dòng)過(guò)程的平面圖；圖4A是本發(fā)明工作時(shí)，多軸旋轉(zhuǎn)軸完成交換工具后，正在下降的正面圖；圖4B是本發(fā)明工作時(shí)，自動(dòng)工具交換裝置完成交換工具后，正在向水平方向恢復(fù)到原位的平面圖5是本發(fā)明工具箱詳細(xì)平面圖。圖紙主要部分符號(hào)的說(shuō)明
1:工具1A:凹槽
10:加工中心11:主體
12:夾具13:主軸
14:多軸旋轉(zhuǎn)軸20:支撐臺(tái)
30:移動(dòng)部31:伺服電機(jī)
32:移動(dòng)軌道33:移動(dòng)螺絲40: 工具箱
42: 固定部
44: 外殼
46: 彈簧
41: 工具收納槽
43: 安裝槽
45: 滑動(dòng)部
47: 引導(dǎo)片
具體實(shí)施例方式
如圖1-5所示，本發(fā)明中，位于加工中心10—側(cè)的、用于安裝自動(dòng)工具交換裝置的支撐臺(tái)20插入到底面上，在支撐臺(tái)20的上端安裝能通過(guò)伺服電機(jī)31水平移動(dòng)的移動(dòng)部30,并且其直接交叉于支撐臺(tái)20上端，與工具箱40形成一體。
加工中心10的結(jié)構(gòu)采用常用的加工中心結(jié)構(gòu)，其具有能通過(guò)與主軸13定時(shí)帶動(dòng)相連的旋轉(zhuǎn)軸14， 一次能完成多種操作的結(jié)構(gòu)。雖然在本發(fā)明此實(shí)施例采用四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行操作，但是，旋轉(zhuǎn)軸的個(gè)數(shù)，只是為了幫助理解本發(fā)明，只要數(shù)量在一個(gè)以上，加工中心10中都可以采用。
加工中心10是由主體11、安裝在主體11底面上的夾具12、安裝在主體11上的主軸13、以及與主軸13定時(shí)帶動(dòng)相連的旋轉(zhuǎn)軸14組成。
見(jiàn)附圖，自動(dòng)工具交換裝置安裝在加工中心10的一側(cè)。支撐臺(tái)20采用固定及插入底面的結(jié)構(gòu)，形成自動(dòng)工具交換裝置的基礎(chǔ)部分。
安裝在支撐臺(tái)20上的移動(dòng)部30結(jié)構(gòu)為安裝在支撐臺(tái)20上部一側(cè)的伺服電機(jī)31，連接伺服電機(jī)31的旋轉(zhuǎn)軸，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸延長(zhǎng)部的環(huán)型移動(dòng)螺絲33。
在上述支撐臺(tái)20上部形成有兩列移動(dòng)軌道32，并形成能連接工具箱40的安裝槽43,工具箱40順著移動(dòng)軌道32水平移動(dòng)。
隨著伺服電機(jī)31正向或反向旋轉(zhuǎn)，與此相連的移動(dòng)螺絲33也正向或反向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，連接在移動(dòng)螺絲33工具箱40順著移動(dòng)軌道32的水平方向前進(jìn)或后退。
與上述移動(dòng)部30連接的工具箱40的結(jié)構(gòu)為工具箱40為形成有多個(gè)槽的直六面體形狀，其一側(cè)背面上形成與移動(dòng)部30的移動(dòng)軌道32連接的兩列水平方向的安裝槽43。同時(shí)，在工具箱40中連續(xù)排列形成了工具收納槽41，該工具收納槽41采用半圓形槽形式，并且以反向并列的形式連續(xù)排列。
上述的工具收納槽41由四個(gè)為一組排列成八列，單數(shù)列與偶數(shù)列排列成相互反向的形式，從而，在最小的面積內(nèi)獲得最大的收納空間。
以上工具收納槽的兩側(cè)具有固定部42。固定部42桶形外殼44內(nèi)側(cè)兩端處，內(nèi)裝有相互對(duì)應(yīng)的圓型滑動(dòng)部45。兩滑動(dòng)部45的背面相對(duì)，并且在兩滑動(dòng)部45之間安裝有彈簧46，滑動(dòng)部45將通過(guò)彈簧46可以向左右滑動(dòng)。
也就是說(shuō)，通常使用的工具1中形成有順著外周面的凹槽1A，工具1通過(guò)該凹槽1A掛 在自動(dòng)工具交換裝置上，如同本發(fā)明中，在工具收納槽41上形成的滑動(dòng)部45用于凹槽1A固 定，從而工具l掛在自動(dòng)工具交換裝置上。
為了保護(hù)工具1，當(dāng)工具1進(jìn)入工具收納槽41后，設(shè)在工具收納槽41兩側(cè)的固定部42 的滑動(dòng)部45會(huì)后退，并且與凹槽1A對(duì)接。當(dāng)工具l通過(guò)固定部42完全掛在工具收納槽41 上時(shí)，通過(guò)彈簧46的力量，滑動(dòng)部45將發(fā)生持續(xù)向前的力量，使工具1能在工具收納槽41 中固定。
與此相反，當(dāng)引出工具時(shí)，在旋轉(zhuǎn)軸14中的工具1連接并引出過(guò)程中，滑動(dòng)部45將與 凹槽1A分離，滑動(dòng)部45將通過(guò)彈簧46的作用下向前移動(dòng)到待機(jī)的位置。
由于安裝在上述滑動(dòng)部45內(nèi)部的彈簧46，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生壓縮變形，所以通 常會(huì)額外插入引導(dǎo)片47。這類變形實(shí)例當(dāng)然也屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
本發(fā)明組裝及安裝過(guò)程為
首先，安裝由主體11、夾具12、主軸13及旋轉(zhuǎn)軸14組成的加工中心10。然后，在從 加工中心10的左側(cè)或右側(cè)上安裝自動(dòng)工具交換裝置。
其次，安裝自動(dòng)工具交換裝置先插入支撐臺(tái)20后，在其上部安裝移動(dòng)部30，在支撐 臺(tái)20的上端，以水平方向形成兩列移動(dòng)軌道32，并在移動(dòng)軌道32之間安裝移動(dòng)螺絲33，同 時(shí)該移動(dòng)螺絲33可通過(guò)伺服電機(jī)31旋轉(zhuǎn)。
接著，在移動(dòng)部30的上部安裝水平方向上直接交叉的工具箱40，在工具箱40中反向并 列形成多個(gè)工具收納槽41，在工具收納槽41的兩側(cè)上安裝固定部42后，即完成本發(fā)明的組 裝及安裝。
本發(fā)明操作過(guò)程為
首先，在夾具12的上部固定被加工物后，旋轉(zhuǎn)安裝在主體11上部的主軸13，使旋轉(zhuǎn)軸 14保持旋轉(zhuǎn)，通過(guò)形成在旋轉(zhuǎn)軸14末端處的工具1，加工被加工件。
當(dāng)需要更換加工中的工具1后再進(jìn)行加工時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸14上升的同時(shí)自動(dòng)工具交換裝置水 平移動(dòng)，從而保證交換工具1。也就是說(shuō)，在旋轉(zhuǎn)軸14工作過(guò)程中，到達(dá)工具1的交換點(diǎn)時(shí)， 旋轉(zhuǎn)軸14將在該位置上直接上升，同時(shí)，自動(dòng)工具交換裝置水平移動(dòng)，在離工具l交換位置 最近的位置上，進(jìn)行工具1的交換操作，從而保證快速進(jìn)行交換工具1的操作。
工具1的交換過(guò)程與通常的自動(dòng)工具交換裝置一樣，在工具收納槽41的空位中放入將要 交換的工具l，此后，在旋轉(zhuǎn)軸14上安裝要使用的工具1，當(dāng)完成工具l交換后，自動(dòng)工具 交換裝置向水平方向移動(dòng)到待機(jī)的位置，旋轉(zhuǎn)軸下降并繼續(xù)進(jìn)行加工操作。重復(fù)以上過(guò)程，將自動(dòng)交換工具l，快速進(jìn)行加工作業(yè)的工作過(guò)程。
上述本發(fā)明中，旋轉(zhuǎn)軸14采用四軸的形式，但是，這只是其中一種實(shí)例，所以，也可以 根據(jù)工作條件采用更多的旋轉(zhuǎn)軸。同樣，也可以更改自動(dòng)工具交換裝置中的工具收納槽個(gè)數(shù) 或旋轉(zhuǎn)軸個(gè)數(shù)，其屬于凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或 修飾，均應(yīng)包括于本當(dāng)然，以上所述僅僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非來(lái)限制本發(fā)明范圍， 凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā) 明申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種加工中心的自動(dòng)交換工具裝置，該加工中心(10)具有一主體(11)、夾具(12)、主軸(13)及旋轉(zhuǎn)軸(14)，該自動(dòng)交換工具裝置中包括一插入到加工中心(10)一側(cè)的支撐臺(tái)(20)；安裝在上述支撐臺(tái)(20)上端，且能夠通過(guò)伺服電機(jī)(31)水平移動(dòng)工具箱(40)的移動(dòng)部(30)；安裝成與上述移動(dòng)部(30)保持垂直狀態(tài)的工具箱(40)，工具箱(40)中以反向并列的形式形成的工具收納槽(41)，在工具收納槽(41)的兩側(cè)構(gòu)成有固定部(42)；當(dāng)交換安裝在旋轉(zhuǎn)軸(14)上的工具(1)時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸(14)上升，工具箱(40)水平移動(dòng)，快速交換工具。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加工中心的自動(dòng)交換工具裝置，其特征在于所述 的移動(dòng)部(30)包括位于支撐臺(tái)(20)上部一側(cè)的伺服電機(jī)(31)，形成在支撐臺(tái)(20)上部的移動(dòng)軌道(32)，以及與伺服電機(jī)(31)的旋轉(zhuǎn)軸相連的移動(dòng)螺絲(33)， 隨著伺服電機(jī)(31)的正向或逆向旋轉(zhuǎn)，安裝在移動(dòng)螺絲(33)上的工具箱(40)水平 移動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工中心的自動(dòng)交換工具裝置，其特征在于所述的設(shè) 置在工具收納槽(41)兩側(cè)的固定部(42)包括安裝在圓筒狀的外殼(44)內(nèi)側(cè)兩端 處，內(nèi)裝有相對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)部(45)，兩滑動(dòng)部(45)成相對(duì)安裝的形式，且在兩滑動(dòng)部(45)之間插入彈簧(46)，滑動(dòng)部(45)將通過(guò)彈簧(46)左右滑動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及加工中心的自動(dòng)交換工具裝置，由多軸旋轉(zhuǎn)軸組成的加工中心在交換工具時(shí)，自動(dòng)工具交換裝置在夾具上部間隔的位置上水平自動(dòng)移動(dòng)，同時(shí)，多軸旋轉(zhuǎn)軸垂直向上移動(dòng)，在離工作交換點(diǎn)最近的位置進(jìn)行交換工具操作，它能保障快速穩(wěn)定地交換工具，防止切割油及切片污染工具等。同時(shí)，自動(dòng)交換工具裝置是采用通過(guò)伺服電機(jī)進(jìn)行水平操作的直角四邊形板狀，在其上形成的半圓形工具容納槽，設(shè)置成相互反向并列的形式，從而能縮小自動(dòng)工具交換裝置的體積，通過(guò)形成在工具收納部?jī)蓚?cè)的固定部，穩(wěn)定地交換工具。
文檔編號(hào)B23Q3/155GK101687293SQ200880010051
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者金圣哲 申請(qǐng)人:金圣哲