一种机床刀库及加工中心机床

摘要

本发明公开了一种机床刀库及加工中心机床，包括支架、伺服电机、齿轮传动装置、轴向定位装置和刀盘，所述刀盘固定在齿轮传动装置上，所述齿轮传动装置与伺服电机相连，所述伺服电机固定在支架上，所述伺服电机用于通过所述齿轮传动装置旋转所述刀盘，所述轴向定位装置固定在支架上，用于定位所述刀盘。本发明机床刀库及加工中心机床，与现有技术相比，采用伺服电机代替普通电机，控制性能较好，实现了精确定位和自锁功能，通过采用齿轮传动装置代替原有与减速机相连的复杂机构，简化了机床的整体结构，减轻了整体的重量，节约了成本。

说明书

技术领域

本发明涉及数控加工中心机床领域。

背景技术

目前常用的加工中心机床刀库有夹臂式刀库、圆盘式刀库和斗笠式刀库等。现有的刀库驱动系统采用传统的普通电机进行驱动，为了让刀库有适当的低转速和高扭矩，在电机输出到刀盘连接轴之间还连接有一定减速比的减速机以及通过皮带、同步带或齿轮传递扭矩到蜗轮蜗杆或高精度分度凸轮机构。为了得到更加精确的旋转位置精度，通过蜗轮蜗杆或高精度分度凸轮机构配合位置传感器来实现分度定位和自锁功能。同时为了得到很好的刚性支撑和轴向定位，还需要采用大直径的心轴和一系列轴承机构实现刀盘的支撑、固定、旋转和轴向限位。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，普通电机的可控性比较差，无法精确定位，也无法实现自锁功能。同时，为了实现相应的定位、减速和刹车等必要的换刀前预备工作，需要借用减速机和复杂的机械结构，例如蜗轮蜗杆和分度凸轮，而且为了得到良好的刚性支撑而选用大直径的心轴和配合一系列大轴承保证刀盘的旋转功能和轴向定位功能。采用以上结构，使加工中心机床的结构过于复杂，同时增加了整体重量，使机床不易于操控，同时增加了机床成本。

发明内容

为了解决现有技术中加工中心机床结构复杂和整体较重的缺陷，本发明提供了一种加工中心机床，可以很好的解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种机床刀库，包括支架、伺服电机、齿轮传动装置、轴向定位装置和刀盘，所述刀盘固定在齿轮传动装置上，所述齿轮传动装置与伺服电机相连，所述伺服电机固定在支架上，所述伺服电机用于通过所述齿轮传动装置旋转所述刀盘，所述轴向定位装置固定在支架上，用于定位所述刀盘。

所述齿轮传动装置包括大齿轮和小齿轮，所述小齿轮与所述伺服电机输出轴相连，所述大齿轮与所述小齿轮相互啮合，所述大齿轮上固定有刀盘，所述大齿轮固定在所述轴向定位装置上。

所述轴向定位装置包括至少三个滚子，所述滚子固定在支架上，所述大齿轮固定在所述滚子上。

所述滚子包括固定杆和转动部，所述固定杆固定在支架上，所述转动部套在固定杆上并能在固定杆上转动，所述大齿轮固定在转动部上。

所述转动部包括上夹持体和下夹持体，所述上夹持体和下夹持体之间形成夹持所述大齿轮的槽，所述槽的开口端呈V型。

所述滚子还包括连接套，所述连接套与所述固定杆螺纹连接，所述上夹持体和下夹持体套在所述连接套上，所述连接套带动所述上夹持体沿所述连接套轴向上下运动使所述槽的间距变大或变小。

所述上夹持体与所述连接套之间通过滚珠连接，所述上夹持体与下夹持体之间通过弹性装置连接。

所述弹性装置为弹性圈。

还包括支撑板，所述固定杆上设有台阶，所述支撑板设置在所述台阶上，所述连接套位于支撑板上，所述下夹持体、支撑板和连接套通过滚珠连接。

一种加工中心机床，包括上述的机床刀库。

本发明机床刀库及加工中心机床，与现有技术相比，刀库采用伺服电机代替普通电机，控制性能较好，实现了刀库的精确定位和自锁功能，通过采用齿轮传动装置代替原有与减速机相连的复杂机构，简化了机床的整体结构，减轻了整体的重量，节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种加工中心机床结构示意图；

图2为本发明实施例一种加工中心机床部分结构示意图；

图3为本发明实施例一种加工中心机床部分结构剖视图；

图4为本发明实施例一种加工中心机床滚子结构剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一、

本发明一种机床刀库，如图1至图4所示，包括支架1、伺服电机2、齿轮传动装置、轴向定位装置和刀盘3，所述刀盘3固定在齿轮传动装置上，所述齿轮传动装置与伺服电机2相连，所述伺服电机2固定在支架1上，所述伺服电机2用于通过所述齿轮传动装置旋转所述刀盘3，所述轴向定位装置固定在支架1上，用于定位所述刀盘3，刀盘上设有多个刀抓12。

所述齿轮传动装置包括大齿轮4和小齿轮5，所述小齿轮5与所述伺服电机2的输出轴相连，所述大齿轮4与所述小齿轮5相互啮合，所述大齿轮4上固定有刀盘3，所述刀盘3可以通过螺栓固定在所述大齿轮4上，所述大齿轮4固定在所述轴向定位装置上，所述小齿轮5套在伺服电机2上，伺服电机2带动小齿轮5转动，由于大齿轮和小齿轮相互啮合，小齿轮转动会带动大齿轮转动，大齿轮带动固定在其上的刀库转动，带动刀库上的刀爪转动切削工件。

所述轴向定位装置包括至少三个滚子6，所述滚子6固定在支架1上，所述大齿轮4固定在所述滚子6上。所述滚子至少为3个，用于支撑并固定大齿轮4，所述大齿轮4的内圈固定在滚子6上并能在滚子6上旋转，优选的，所述滚子为6个，所述滚子均匀分布。

所述滚子6包括固定杆7和转动部，所述固定部固定在支架上，所述转动部套在固定杆7上并能在固定杆7上转动，所述大齿轮4被固定在转动部上，所述大齿轮可带动转动部绕固定部旋转。

所述转动部包括上夹持体8和下夹持体9，上夹持体8和下夹持体9套在固定杆上，所述上夹持体8和下夹持体9之间形成夹持大齿轮的槽，所述槽的开口端呈V型，所述上夹持体和下夹持体将所述大齿轮4固定在所述开口呈V型的槽内。

所述滚子6还包括连接套11，所述连接套11与所述固定杆7螺纹连接，所述上夹持体8和下夹持体9套在所述连接套上，所述上夹持体8可沿所述连接套上下运动，使上夹持体和下夹持体之间的间距变大或变小以夹持厚度不同的齿轮。所述连接套上表面上设有凹槽，通过转动凹槽来转动连接套，使连接套沿固定杆的轴向上下运动，同时会带动上夹持体沿固定杆轴向运动。

所述连接套11与所述下夹持体9通过滚珠14连接，使所述下夹持体9可以绕所述连接套转动，所述上夹持体8与所述连接套通过滚珠13连接，使所述上夹持体8可以绕所述连接套转动。

所述上夹持体8和下夹持体9之间的槽内设有弹性装置，所述弹性装置可以使上夹持体和下夹持体之间有弹力的作用，可以更好的使连接套带动上夹持体上下运动，优选的，所述弹性装置为弹性圈。通过旋转连接套带动上夹持体上下运动，可以带动大齿轮沿径向方向移动，以调节大齿轮在径向方向的位置。

进一步描述滚子的结构及工作方式，如图4所示，所述固定杆7上设有台阶，台阶上套有支撑板15，连接套11通过螺纹套在固定杆上，并位于支撑板15之上，下夹持体9套在连接套11上，并通过滚珠14与连接套11连接，所述滚珠14形成在下夹持体9、支撑板15和连接套11形成的空间内，下夹持体9上设有套在连接套11上的上夹持体8，所述上夹持体8和下夹持体9通过弹性圈连接，并对上夹持体有弹性，上夹持体8与连接套11之间通过滚珠13连接，由于上夹持体下设置弹性圈的作用，导致连接套可带动上夹持体8可沿连接套轴向上下运动，连接套11上设有凹槽，通过该凹槽转动连接套11可带动上夹持体8上下运动，在上夹持体8上下运动的过程中，会导致上夹持体和下夹持体的间距变大或变小，当上夹持体8和下夹持体9之间的间距变大时，可以调整夹持在上夹持体和下夹持体之间的大齿轮，使大齿轮在径向上有一个微调，可以调整大齿轮和刀盘的中心位置。

本发明机床刀库，与现有技术相比，采用伺服电机代替普通电机，控制性能较好，实现了精确定位和自锁功能，通过采用齿轮传动装置代替原有与减速机相连的复杂机构，简化了机床的整体结构，减轻了整体的重量，节约了成本。

本发明实施例的多滚子“V”型滚道刀库是以采用固定在支架7上的6个“V”型滚道滚子，通过“V”型滚道的滚动支撑大齿轮，刀盘固定在大齿轮上，刀抓固定在刀盘上；固定在支架上的电机输出的扭矩通过小齿轮与大齿轮啮合，经过大传动比后减速输出大扭矩和低转速；“V”型滚道滚子由上夹持体、下夹持体、连接套、弹性圈和固定杆组成；连接套通过螺纹与连接杆连接，为了减少摩擦和提高旋转的灵活性和刀盘转动寿命，采用滚珠形成滚动摩擦代替滑动摩擦；通过左或右旋转螺纹连接套迫使上夹持体下降或上升，上夹持体和下夹持体间间隙减小或加大可以迫使大齿轮沿某径向方向移动一定距离，从而可以调整大齿轮和刀盘的中心位置。另外，由于“V”型结构本身固有的特点，可以两侧双向限位，“V”型结构的滚子可以精确地控制其支撑部件的轴向定位，避免了额外使用轴向定位的一系列结构和部件。通过采用这种多滚子支撑的结构形式代替传统的中心轴，轴承支撑结构形式，可以大大简化夹臂式刀库的支撑结构形式和减轻了刀库重量。

实施例二、

一种加工中心机床，包括实施例一中所述的机床刀库，所述加床使用所述加床刀库加工工件。

本发明加工中心机床，与现有技术相比，采用伺服电机代替普通电机，控制性能较好，实现了精确定位和自锁功能，通过采用齿轮传动装置代替原有与减速机相连的复杂机构，简化了机床的整体结构，减轻了整体的重量，节约了成本。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。