[发明专利]一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统

说明书

技术领域

本发明涉及卧式加工中心的技术领域，具体地，涉及一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统。

背景技术

卧式加工中心的刀库系统一般由圆盘式刀仓(或链条式刀仓)、ATC换刀机构。其中，圆盘式刀仓(或链条式刀仓)是用于存储刀具，ATC换刀机构可以将刀具自动交换至主轴。

现有卧式加工中心的刀库系统总体布局结构有两种形式：

(一)刀库系统整体布置在机床侧面：圆盘式刀仓(或链条式刀仓)放置在机床侧面，通过ATC换刀机构实现换刀。

具体的换刀过程如下：自动换刀时，倒刀气缸动作将换刀位置刀套收回刀盘，刀库选刀电机转动刀盘将需要交换的刀具传动到换刀位置，倒刀气缸动作将该刀具倒下，通过液压或者气动动力源将刀具传送到ATC换刀机构，主轴箱再运动到换刀位置，并对主轴定向，ATC电机(带制动)转动刀臂，刀臂前端抓住主轴刀柄，后端抓住刀库上刀具的刀柄；接着ATC电机转动刀臂，将主轴上刀柄和刀库上刀柄同时拉下并交换位置，然后将刀臂两端的刀柄分别装入刀库和主轴，油压单元电磁阀换向作用，将主轴的刀具进行紧刀；最后ATC电机转动刀臂回位，液压或者气动动力源再将更换后的刀具送回刀仓，完成换刀。

此种结构主要存在以下缺点：(1)刀库系统整体布置在机床侧面，占地面积大，不利于生产线的布局；

(2)此刀库结构，刀仓距离主轴较远，刀仓与ATC换刀机构之间需要动力源传送，换刀时间较长，影响加工效率；

(3)此结构的刀库系统，由于自身刀仓与ATC换刀机构之间有一段传送行程，不能直接换刀，且结构复杂；稳定性较差，需经常维护，提高了使用成本。

(二)将刀库系统整体独立布置在机床外侧，通过机器人的机械手交换刀具。

具体的换刀过程如下：自动换刀时，机器人的机械手先移动到主轴上，并拔下该刀具；然后再将其放入刀库的刀架上，机械手再移动刀库刀架上抓取需要的刀具，并移动到主轴上并将该刀具放入主轴；最后机械手收回并复位，完成换刀动作。

采用此结构主要存在以下的缺点：(1)此刀库一般存储的刀具较多，本身体积庞大，整体占地面积较大；

(2)此刀库换刀需专用的机器人操作完成，订货成本及维修成本较高；

(3)此刀库本身距离主轴更远，需要更长的时间来完成交换刀具，且效率较差。

发明内容

为改善上述技术问题，本发明提供了一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统以达到缩短刀具的换刀时间，提高立式加工中心的工作效率以及极大地节约了机床空间以便于生产线布局的目的，改善了现有的立式加工中心刀具的换刀时间较长、加工效率低、结构复杂、稳定性较差以及使用成本高的问题。

为了实现上述技术效果，本发明所提供的技术方案是：一种新型卧式加工中心顶置式凸轮刀库系统，包括机床立柱、刀库、机床主轴箱、ATC刀臂以及ATC换刀机构，所述机床主轴箱内设有主轴；所述刀库包括刀库本体和位于刀库本体上的换刀口，所述刀库本体固定装配于所述机床立柱的上方，刀库本体与ATC换刀机构装配连接，且ATC换刀机构的输出轴与所述ATC刀臂连接，ATC刀臂的两端均设有刀爪口；所述机床主轴箱位于机床立柱的下方；所述换刀口、ATC刀臂和主轴均位于所述机床立柱的同一侧，换刀口与主轴相对于ATC换刀机构的输出轴呈对称设置，且换刀口、主轴以及所述刀爪口均布置于同一圆周运动轨迹上。

进一步地，所述机床立柱的下方滑动设置有换刀自动门，换刀自动门位于所述机床主轴箱的上方且换刀自动门配设有驱动其滑动的推动气缸。

进一步地，所述换刀自动门包括左换刀自动门和右换刀自动门，所述左换刀自动门和右换刀自动门上均设有滑块；所述机床立柱上沿所述主轴的径向方向设有与滑块相匹配的轨道滑槽，且机床立柱的左右两侧分别固定有所述推动气缸，各个推动气缸的活塞杆分别与左换刀自动门和右换刀自动门连接。

进一步地，所述刀库采用圆盘式刀库或者链条式刀库。

进一步地，所述换刀口和刀爪口均设为半圆形缺口。

进一步地，所述换刀口的圆心、刀爪口的圆心以及主轴的轴心均沿同一圆周运动轨迹分布。

进一步地，所述换刀口和主轴分别相对于所述ATC刀臂的水平方向的夹角为65°。

相比于现有技术，本发明的有益效果是：