[发明专利]单驱多主轴CNC数控机床的自动换刀方法及其机床

权利要求书

1.一种单驱多主轴CNC数控机床的自动换刀方法，适合于机床具有多根主轴，多根主轴设置在同一块主轴安装座上，并由一个Z向驱动机构驱动主轴安装座上下移动，每个主轴都分别具有单独的抓刀结构，每个主轴下端的基准面在同一水平面内，其特征在于，包括如下步骤：

S1、发送换刀指令；

S2、传感器检测各主轴上是否存在刀具，如果有进入S3步，如果没有进入S4步；

S3、进行还刀动作；

S4、进行抓刀动作，并按如下步骤抓刀；

S5、将所有主轴移动到刀夹座上方，所有主轴对准各自的预先装在刀夹座内的刀具，每个所述刀具具有刀和定位夹，所述定位夹被同轴定位设置在所述刀的刀柄上，且刀夹座上的每个刀具的定位夹的定位面到刀具加工面的距离相等；

S6、所述Z向驱动机构驱动所有主轴下移，使所有主轴的基准面与相应的刀具的定位夹的定位面接触，同时，每个所述主轴内置的主轴气缸作用下驱动杆下行，使位于驱动杆下端的锁嘴张开，所述刀具的上部伸入锁嘴内，位于驱动杆上部的主轴碟簧被压缩，并且刀夹座内的每个刀夹座弹性体在相应的刀具的下行力的作用下被压缩，在刀夹座弹性体的反作用力的作用下使主轴的基准面与定位夹的定位面紧密接触；

S7、主轴气缸泄压，所述主轴碟簧伸张带动驱动杆上升，锁嘴跟随驱动杆上升，锁嘴内缩夹紧刀具的上部，保持主轴的基准面与定位夹的定位面处于紧密接触状态；

S8、Z向驱动装置驱动所有主轴连同已被抓取的刀具同步上升,换刀完成。

2.根据权利要求1所述的单驱多主轴CNC数控机床的自动换刀方法，其特征在于，还包括S9步、重复S2-S8步，从而实现加工过程中的循环换刀功能。

3.根据权利要求1或2所述的单驱多主轴CNC数控机床的自动换刀方法，其特征在于，所述S3步包括如下步骤：

S31、将所有主轴移动到刀夹座上方，使每根主轴对准相应的刀夹座的空位；

S32、所述Z向驱动机构驱动所有主轴下移，主轴上的刀具下移至设定位置，使刀夹座抱住刀具上的定位夹，所有主轴停止下移；给每根主轴内的主轴气缸充气，蝶形弹簧被下压，所述驱动杆下移，锁嘴张开，所述锁嘴松开刀具的上部；

S33、所有主轴上移，且所有主轴与各自的刀具脱离，完成还刀。

4.根据权利要求1或2所述的单驱多主轴CNC数控机床的自动换刀方法，其特征在于，所述S5步还包括刀具组装步骤：

S51、将刀和定位夹放在专用治具内，刀柄穿在定位夹的中心孔内，使定位夹的定位面与专用治具的上定位面紧帖，使刀的刀具加工面抵在专用治具的下定位面上，保证所有刀具的定位夹的定位面与刀具加工面的距离为相同的定值；

S52、将定位夹固定在刀柄上构成刀具。

5.一种单驱多主轴可自动换刀的CNC数控机床，其特征在于，可以用权利要求1-4中任一项所述的自动换刀方法进行换刀。

6.一种单驱多主轴可自动换刀的CNC数控机床，包括机架（1），在所述机架（1）设有加工台面（2）、刀库（3）和加工部（4），所述加工部（4）包括主轴固定座（41），在所述主轴固定座（41）上垂直设有两个以上的主轴（411），所有主轴固定座（41）由Z向驱动机构（412）驱动，在每个所述主轴（411）内分别设有用于抓取刀具（413）的抓刀结构（414），其特征在于，每个所述主轴（411）的基准面（4111）在同一水平面内，在所述刀库（3）内存有若干刀具（413），每个所述刀具（413）具有刀（4131）和定位夹（4132），所述定位夹（4132）被同轴定位设置在所述刀（4131）的刀柄上，且每个刀具（413）的定位夹（4132）的定位面（41321）到刀具加工面（4131）的距离相等；所述抓刀结构抓取刀具（413）后，所述定位夹（4132）的定位面（41321）与所述主轴（411）的基准面（4111）紧贴在一起。