[发明专利]一种加工中心的液压换刀系统及其换刀方法

说明书

公开了一种加工中心的液压换刀系统，本发明解决了液压换刀的问题，加工中心机械手自动换刀液压系统实现刀库和机床主轴之间动力和能量的传递和换刀装置的装卸，它的功能是完成所储备的一定数量的刀具的自动交换。自动换刀装置通过液压驱动可节省数控机床的辅助时间，并可实现在一次安装中多工序、多工步的加工要求。用液压系统驱动的加工中心机械手自动换刀可以具备换刀迅速、时间短，重复定位精度高，刀具储备量足够，工作稳定等特点。

技术领域

本发明涉及机床领域，更具体地讲，涉及一种加工中心的液压换刀系统。

背景技术

功能部件技术水平的高低、性能的优劣以及整体的社会配套水平，都直接决定和影响着数控机床的技术水平和性能。而机械手自动换刀装置则是加工中心稳定可靠运行的关键功能部件。如果机械手自动换刀装置设计的不合理或是发生故障都将影响加工中心加工性能的高效性、可靠性。有资料显示，刀库和机械手的故障率约占整机故障率的 25%。所以说，自动换刀装置的可靠性直接影响着数控机床整机的性能、质量和品种的发展。

自动换刀系统主要由刀库、机械手及相应的控制系统组成，机械手主要是将主轴上的工作刀具与刀库中的待用刀具交换位置。对加工中心机械手而言，其应具有换刀时间短、工作平稳、定位准确的特点。现在许多数控加工中心使用气压驱动的回转式单臂双爪机械手，由于气体的可压缩性较大，工作压力较低，这种类型的机械手工作平稳性较差、结构体积较大、换刀过程中存在较大噪声。而液压驱动方式能使这些问题得到改善。

发明内容

因此，针对现有技术上存在的不足，提供本发明的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。

按照本发明提供的技术方案，液压换刀方法包括如下工作步骤：

A．机械手抓刀，当机械手抓刀系统接到换刀信号时，电动机启动，液压泵开始供油，第一电磁铁得电，其右位接入回路，此时驱动杆下移，机械手伸出并旋转 90°同时抓住轴锥孔中的刀具和刀库中的预选刀具，调节第一单向节流阀，第一双液控单向阀保证系统失压时机械手的位置不变；

B．刀具松开，抓刀动作完成后发出信号，第二电磁铁、第三电磁铁得电，第三电磁阀及第四电磁阀均接入回路，油液经过第一减压阀、第二双液控单向阀和第四电磁阀进入第一夹紧缸的左腔，使得缸体缩回而复位，将主轴锥孔中的刀具松开，油液经过第二减压阀、第三双液控单向阀和第三电磁阀进入第二夹紧缸的左腔，使缸体缩回，将刀库中预选的刀具松开；

C．刀具定位，刀具松开动作完成后发出信号 ，第四电磁铁得电电磁第五电磁阀接入回路，在油液进入定位缸时，机械手上两个定位销伸出，卡住机械手上的两个刀具；

D．机械手拔刀，定位销定位后，支路系统油压升高，使继电器得电，第六电磁阀接入回路，此时缓冲液压缸的缓冲缸活塞杆带动机械手伸出，将刀具从主轴锥孔和刀库中拔出；

E．机械手换刀，机械手伸出后发出电信号，第五电磁铁得电，第七电磁阀接入回路，第二齿条缸活塞下移，使机械手旋转 180°，通过第五单向节流阀和第六单向节流阀改变其转位速度；

F．机械手插刀，机械手旋转 180°后发出电信号，第二电磁铁、第三电磁铁失电，第六电磁铁、第七电磁铁得电，第四电磁阀和第三电磁阀均接入回路，此时油液经第一减压阀进入第一夹紧缸的右侧，缸体使主轴锥孔中的刀具夹紧，同时由于第三电磁阀接入回路，第三双液控单向阀打开，第二夹紧缸中的压力油回流油箱1，将刀库中的刀具夹紧；

G．定位销松开，刀具夹紧动作完成后发出电信号，第四电磁铁失电，定位销在弹簧力的作用下定位缸活塞杆缩回，带动定位销缩回；

H．机械手复位，刀具夹紧后，定位缸支路无油压，压力继电器发讯，接通 第八电磁铁得电，第八电磁阀接入回路，驱动杆上升带动机械手旋转90°，回到初始位置，整个换刀动作结束。