[发明专利]一种机械手自动换刀机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加工中心机械手自动换刀机构，尤其是一种利用凸轮实现自动换刀过程中机械手和主轴松拉刀动作协调控制的机械手自动换刀机构，属于金属切削机床技术领域。

背景技术

发明专利200810011687.3-“加工中心液压凸轮联动换刀机构”提出一种与传统技术不同的机械手自动换刀机构。按传统技术，换刀机械手仅承担机械手的回转扣刀和拔插刀动作，其间需要与主轴松拉刀机构相互配合，两套机构需要数控系统进行检测和协调控制，整个换刀过程，换刀机械手要起动停止3次，每起动一次，要检测并等待机械手状态信号就绪，控制机械手停止，停止后又要检测并等待主轴松拉刀状态信号就绪、才能进行下一次机械手起动，每个起动停止过程，只要有一个检测信号不正常，换刀过程就不能继续进行，所以不但换刀过程慢，而且故障率较高。而发明专利200810011687.3提出的“液压凸轮联动换刀机构”用一个与机械手控制凸轮联动的松刀凸轮推动一个推动油缸的活塞，该油缸输出的油液通过油管推动一个装在主轴箱上的松刀油缸的活塞，该活塞通过一个杠杆推动主轴后端的拉刀杆，实现主轴松拉刀动作与机械手动作的协调，使整个过程换刀机械手只要起动停止一次就可完成，大幅度加快了换刀速度，简化了结构，提高了换刀过程的可靠性。但该发明仍有以下不足：1，一个推动油缸经液压油管与一个松刀油缸联动，因主轴相对于换刀机械手长时间处于运动之中，液压油管较长并软硬串联，其间经过多个液压接头，长时间微量油液泄漏难免，以及高压软管膨胀量受温度影响均会影响松刀油缸活塞的行程，而松刀行程必须在一定范围内才能实现有效松刀，如因长时间微量的油液泄漏，或温度的变化，或混入气体导致松刀油缸活塞的行程达不到上述范围，则一次性起动停止的，无松刀检测的换刀运动，就会造成换刀机构的破坏性损伤。2，松刀油缸的活塞通过一个杠杆推动主轴后端的拉刀杆，实现主轴松刀或拉刀，该结构不利于换刀时向刀柄锥面吹气，也不适用于直连主轴、中喷主轴。3，该发明显然是为某种特定的卧式加工中心设计的，松刀凸轮要经一齿轮系与机械手控制凸轮联动，体积较大，无法置于主轴的同一侧。如要像传统的凸轮换刀机械手那样，既能适用于卧式加工中心，又能适用于立式加工中心，其布局应更紧凑，并置于主轴的同一侧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的液压凸轮液压联动换刀机构，以克服已有技术可能因微量油液泄漏或温度变化而导致松刀失效，机构损伤的隐患，以及不能适用于多种主轴，不能适用多种加工中心的不足。

为达到本发明的目的，本发明采用如下技术方案。

本发明自动换刀机构是由壳体、刹车电机、减速机构输入轴、减速机构输出部件、旋臂凸轮、六星轮、机械手、机械手轴、插拔刀杠杆、松刀凸轮、带有柱塞的柱塞油泵、滚轮、凸轮位置开关构成，所述旋臂凸轮与减速机构输出部件固接，旋臂凸轮外圆上的环面凸轮槽与六星轮啮合，旋臂凸轮一侧端面上的平面插拔刀凸轮与插拔刀杠杆上的滚轮啮合并通过插拔刀杠杆推动机械手轴作直线插拔刀运动，松刀凸轮的凸轮面与滚轮接触，滚轮直接地或通过一杠杆机构与柱塞的外端连接，油泵内的油液通过高压软管与带有松刀杆的主轴的松刀油缸联通；凸轮位置开关及刹车电机和数控系统相连；其结构特点是：

在所述油泵的缸体上制有一补油孔，所述补油孔与盛有油液的补油杯相联通，加大松刀凸轮曲线升程，使油泵柱塞增加一个额外的补油行程，一个柱塞复位弹簧安置在油泵的缸体与柱塞之间，强制柱塞外伸使滚轮始终与松刀凸轮的凸轮曲面保持接触，当滚轮与松刀凸轮的最低点接触时，补油孔被打开，补油杯的油液与柱塞油泵内空间相通，并被抽入少量油液，从而使油泵，油管，松刀油缸回路内的油液得以及时补充。

本发明机械手自动换刀机构的结构特点也在于：

所述松刀凸轮与旋臂凸轮制成一体，或固定安装在旋臂凸轮的一侧，或固定安装在旋臂凸轮的一端轴伸上，油泵制在或固定在壳体上，使整个换刀机械手结构更简化，布局更紧凑，从而可以布置在主轴同一侧，以便同时适用于立式和卧式加工中心。

设置一个排气螺堵，位于油泵、高压油管与松刀油缸油路的最高端，以方便排净混入油泵、高压油管和松刀油缸油路中的气体。

所述松刀油缸为圆柱型或环形，同轴地安装在主轴的后端，松刀顶杆或环形松刀油缸的活塞顶套与主轴后端松刀杆直接接触，以便适用于市场上的多种主轴，松刀油缸的前腔通过接头、气管接到气压源，以便在松刀结束后把活塞推到最后端，排清油液，但这也可用一个弹簧实现。

本发明机械手自动换刀机构的特点还在于：