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1、(10)申请公布号 CN 103801963 A (43)申请公布日 2014.05.21 CN 103801963 A (21)申请号 201210441645.X (22)申请日 2012.11.07 B23Q 3/155(2006.01) (71)申请人 西安扩力机电科技有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区高新路 80 号望庭国际 3 号楼 4 层 (72)发明人 介艳良 (74)专利代理机构 西安创知专利事务所 61213 代理人 谭文琰 (54) 发明名称 一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置 (57) 摘要 本发明公开了一种数控加工中心用回转刀架 自动换刀装置， 包括。
2、自动换刀控制系统、 电动升降 支座、 电动升降驱动机构、 竖向旋转立杆、 旋转驱 动机构及安装在竖向旋转立杆上的粗加工回转刀 架和精加工回转刀架， 自动换刀控制系统与数控 加工中心的数控系统相接 ； 精加工回转刀架位于 粗加工回转刀架正下方 ； 自动换刀控制系统包括 数据处理器、 回转角度存储单元一、 回转角度存储 单元二、 刀具型号输入单元一、 刀具型号输入单元 二、 刀具安装高度检测单元、 刀架高度检测单元一 和刀架高度检测单元二。 本发明设计合理、 操作简 便且智能化程度高、 使用效果好， 能根据数控加工 中心对工件的粗精加工工序进行自动换刀， 并能 满足多数量刀具的自动换刀需求。 (5。
3、1)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103801963 A CN 103801963 A 1/1 页 2 1. 一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置， 其特征在于 ： 包括自动换刀控制系统 （5） 、 电动升降支座 （1） 、 对电动升降支座 （1） 进行驱动的电动升降驱动机构 （7） 、 通过轴承 安装在电动升降支座 （1） 上的竖向旋转立杆 （2） 、 带动所述竖向旋转立杆 （2） 进行 360旋 转的旋转驱动机构 （8） 、 安装。
4、在竖向旋转立杆 （2） 上的粗加工回转刀架 （3） 和安装在竖向 旋转立杆 （2） 上的精加工回转刀架 （4） ， 所述自动换刀控制系统 （5） 与数控加工中心的数 控系统 （6） 相接 ； 所述精加工回转刀架 （4） 位于粗加工回转刀架 （3） 的正下方， 所述粗加工 回转刀架 （3） 包括呈水平向布设的粗加工刀架， 所述粗加工刀架上设置有多个呈均匀布设 的刀具安装位一 ； 所述精加工回转刀架 （4） 包括呈水平向布设的精加工刀架， 所述精加工 刀架上设置有多个呈均匀布设的刀具安装位二 ； 所述电动升降支座 （1） 上设置有一个回转 参考线， 所述自动换刀控制系统 （5） 包括数据处理器 （。
5、5-5） 、 内部存储有多个所述刀具安装 位一与所述回转参考线之间夹角角度的回转角度存储单元一 （5-1） 、 内部存储有多个所述 刀具安装位二与所述回转参考线之间夹角角度的回转角度存储单元二 （5-2） 、 用于输入各 刀具安装位一上所安装刀具型号的刀具型号输入单元一 （5-3） 、 用于输入各刀具安装位二 所安装刀具型号的刀具型号输入单元二 （5-4） 、 对所述数控加工中心的机床主轴上所安装 刀具的安装高度进行检测的刀具安装高度检测单元 （5-6） 、 对所述粗加工刀架的高度进行 实时检测的刀架高度检测单元一 （5-7） 、 对所述精加工刀架的高度进行实时检测的刀架高 度检测单元二 （5。
6、-8） 以及分别与数据处理器 （5-5） 相接的时钟电路 （5-9） 和参数输入单元 （5-10） ， 所述回转角度存储单元一 （5-1） 、 回转角度存储单元二 （5-2） 、 刀具型号输入单元 一 （5-3） 、 刀具型号输入单元二 （5-4） 、 刀具安装高度检测单元 （5-6） 、 刀架高度检测单元一 （5-7） 和刀架高度检测单元二 （5-8） 均与数据处理器 （5-5） 相接， 且所述数据处理器 （5-5） 与数控系统 （6） 相接 ； 所述电动升降驱动机构 （7） 与电动升降支座 （1） 之间以及所述旋转驱 动机构 （8） 和竖向旋转立杆 （2） 之间均通过传动机构进行传动连接，。
7、 所述电动升降驱动机 构 （7） 和旋转驱动机构 （8） 均由数据处理器 （5-5） 进行控制且二者均与数据处理器 （5-5） 相接。 2. 按照权利要求 1 所述的一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置， 其特征在于 ： 所述自动换刀控制系统 （5） 还包括回转复位键 （5-11） ， 所述回转复位键 （5-11） 与数据处理 器 （5-5） 相接。 3. 按照权利要求 1 或 2 所述的一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置， 其特征在 于 ： 所述自动换刀控制系统 （5） 还包括对所述竖向旋转立杆 （2） 的旋转角度进行实时检测 的旋转角度检测单元 （5-12） ， 所述旋转角度检测单元。
8、 （5-12） 与数据处理器 （5-5） 相接。 4. 按照权利要求 1 或 2 所述的一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置， 其特征在 于 ： 所述自动换刀控制系统 （5） 还包括对所述粗加工刀架上所安装刀具的换刀次数进行自 动统计的计数器一 （5-13） 和对所述精加工刀架上所安装刀具的换刀次数进行自动统计的 计数器二 （5-14） ， 所述计数器一 （5-13） 和计数器二 （5-14） 均与数据处理器 （5-5） 相接。 权 利 要 求 书 CN 103801963 A 2 1/3 页 3 一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置 技术领域 0001 本发明涉及一种自动换刀装置， 尤其。
9、是涉及一种数控加工中心用回转刀架自动换 刀装置。 背景技术 0002 数控加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床， 其中自动换刀装置是数控 机床的重要执行机构， 它的形式多种多样， 目前常见的有回转刀架换刀、 排式刀架换刀、 更 换主轴头换刀和带刀库的自动换刀系统。实际加工过程中， 自动换刀装置可帮助数控机床 节省辅助时间， 并满足在一次安装中完成多工序、 多工步加工要求。 回转刀架是比较简单的 自动换刀装置， 常用的回转刀架主要有四方刀架和六角刀架， 即在其刀架上装有四把或六 把刀具。但是， 实际进行加工过程中， 尤其是对于结构复杂的工件， 可能需要多种不同类型 的加工刀具， 并且每一种。
10、类型的加工刀具中又包括多个不同型号的刀具， 因而加工过程中 需用到的刀具数量较大。综上， 现如今缺少一种结构简单、 设计合理、 使用操作简便且智能 化程度高、 使用效果好的回转刀架自动换刀装置， 其能满足多数量刀具的自动换刀需求， 并 且换刀速度快。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足， 提供一种数控加工 中心用回转刀架自动换刀装置， 其设计合理、 接线方便、 使用操作简便且加工精度高、 智能 化程度高， 其根据数控加工中心对工件的粗精加工工序进行自动换刀， 并能满足多数量刀 具的自动换刀需求。 0004 为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案是 ： 。
11、一种数控加工中心用回转刀架 自动换刀装置， 其特征在于 ： 包括自动换刀控制系统、 电动升降支座、 对电动升降支座进行 驱动的电动升降驱动机构、 通过轴承安装在电动升降支座上的竖向旋转立杆、 带动所述竖 向旋转立杆进行 360旋转的旋转驱动机构、 安装在竖向旋转立杆上的粗加工回转刀架和 安装在竖向旋转立杆上的精加工回转刀架， 所述自动换刀控制系统与数控加工中心的数控 系统相接 ； 所述精加工回转刀架位于粗加工回转刀架的正下方， 所述粗加工回转刀架包括 呈水平向布设的粗加工刀架， 所述粗加工刀架上设置有多个呈均匀布设的刀具安装位一 ； 所述精加工回转刀架包括呈水平向布设的精加工刀架， 所述精加工。
12、刀架上设置有多个呈均 匀布设的刀具安装位二 ； 所述电动升降支座上设置有一个回转参考线， 所述自动换刀控制 系统包括数据处理器、 内部存储有多个所述刀具安装位一与所述回转参考线之间夹角角度 的回转角度存储单元一、 内部存储有多个所述刀具安装位二与所述回转参考线之间夹角角 度的回转角度存储单元二、 用于输入各刀具安装位一上所安装刀具型号的刀具型号输入单 元一、 用于输入各刀具安装位二所安装刀具型号的刀具型号输入单元二、 对所述数控加工 中心的机床主轴上所安装刀具的安装高度进行检测的刀具安装高度检测单元、 对所述粗加 工刀架的高度进行实时检测的刀架高度检测单元一、 对所述精加工刀架的高度进行实时检。
13、 说 明 书 CN 103801963 A 3 2/3 页 4 测的刀架高度检测单元二以及分别与数据处理器相接的时钟电路和参数输入单元， 所述回 转角度存储单元一、 回转角度存储单元二、 刀具型号输入单元一、 刀具型号输入单元二、 刀 具安装高度检测单元、 刀架高度检测单元一和刀架高度检测单元二均与数据处理器相接， 且所述数据处理器与数控系统相接 ； 所述电动升降驱动机构与电动升降支座之间以及所述 旋转驱动机构和竖向旋转立杆之间均通过传动机构进行传动连接， 所述电动升降驱动机构 和旋转驱动机构均由数据处理器进行控制且二者均与数据处理器相接。 0005 上述一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置。
14、， 其特征是 ： 所述自动换刀控制 系统还包括回转复位键， 所述回转复位键与数据处理器相接。 0006 上述一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置， 其特征是 ： 所述自动换刀控制 系统还包括对所述竖向旋转立杆的旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元， 所述旋转 角度检测单元与数据处理器相接。 0007 上述一种数控加工中心用回转刀架自动换刀装置， 其特征是 ： 所述自动换刀控制 系统还包括对所述粗加工刀架上所安装刀具的换刀次数进行自动统计的计数器一和对所 述精加工刀架上所安装刀具的换刀次数进行自动统计的计数器二， 所述计数器一和计数器 二均与数据处理器相接。 0008 本发明与现有技术相比具。
15、有以下优点 ： 0009 1、 设计合理、 成本低且安装布设方便。 0010 2、 电路简单且接线方便。 0011 3、 使用操作简单、 智能化程度高且显示效果直观。 0012 4、 使用效果好、 实现方便且实用价值高， 能满足多数量刀具的自动换刀需求， 并且 换刀速度快。 0013 5、 适用面广， 推广应用前景广泛， 能有效推广适用至各类数控机床中。 0014 综上所述， 本发明设计合理、 接线方便、 使用操作简便且加工精度高、 智能化程度 高， 其根据数控加工中心对工件的粗精加工工序进行自动换刀， 并能满足多数量刀具的自 动换刀需求。 0015 下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案。
16、做进一步的详细描述。 附图说明 0016 图 1 为本发明的电路原理框图。 0017 附图标记说明 : 0018 1电动升降支座 ； 2竖向旋转立杆 ； 3粗加工回转刀架 ； 0019 4精加工回转刀架 ； 5自动换刀控制系统 ； 0020 5-1回转角度存储单元一 ； 5-2回转角度存储单元二 ； 0021 5-3刀具型号输入单元一 ； 5-4刀具型号输入单元二 ； 0022 5-5数据处理器 ； 5-6刀具安装高度检测单元 ； 0023 5-7刀架高度检测单元一 ； 5-8刀架高度检测单元二 ； 0024 5-9时钟电路 ； 5-10参数输入单元 ； 0025 5-11回转复位键 ； 5-。
17、12旋转角度检测单元 ； 0026 5-13计数器一 ； 5-14计数器二 ； 6数控系统 ； 说 明 书 CN 103801963 A 4 3/3 页 5 0027 7电动升降驱动机构 ； 8旋转驱动机构。 具体实施方式 0028 如图 1 所示， 本发明包括自动换刀控制系统 5、 电动升降支座 1、 对电动升降支座 1 进行驱动的电动升降驱动机构 7、 通过轴承安装在电动升降支座 1 上的竖向旋转立杆 2、 带 动所述竖向旋转立杆 2 进行 360旋转的旋转驱动机构 8、 安装在竖向旋转立杆 2 上的粗加 工回转刀架3和安装在竖向旋转立杆2上的精加工回转刀架4， 所述自动换刀控制系统5与 。
18、数控加工中心的数控系统6相接。 所述精加工回转刀架4位于粗加工回转刀架3的正下方， 所述粗加工回转刀架 3 包括呈水平向布设的粗加工刀架， 所述粗加工刀架上设置有多个呈 均匀布设的刀具安装位一。所述精加工回转刀架 4 包括呈水平向布设的精加工刀架， 所述 精加工刀架上设置有多个呈均匀布设的刀具安装位二。所述电动升降支座 1 上设置有一个 回转参考线， 所述自动换刀控制系统 5 包括数据处理器 5-5、 内部存储有多个所述刀具安装 位一与所述回转参考线之间夹角角度的回转角度存储单元一 5-1、 内部存储有多个所述刀 具安装位二与所述回转参考线之间夹角角度的回转角度存储单元二 5-2、 用于输入各。
19、刀具 安装位一上所安装刀具型号的刀具型号输入单元一 5-3、 用于输入各刀具安装位二所安装 刀具型号的刀具型号输入单元二 5-4、 对所述数控加工中心的机床主轴上所安装刀具的安 装高度进行检测的刀具安装高度检测单元 5-6、 对所述粗加工刀架的高度进行实时检测的 刀架高度检测单元一 5-7、 对所述精加工刀架的高度进行实时检测的刀架高度检测单元二 5-8 以及分别与数据处理器 5-5 相接的时钟电路 5-9 和参数输入单元 5-10， 所述回转角度 存储单元一 5-1、 回转角度存储单元二 5-2、 刀具型号输入单元一 5-3、 刀具型号输入单元二 5-4、 刀具安装高度检测单元5-6、 刀架。
20、高度检测单元一5-7和刀架高度检测单元二5-8均与 数据处理器 5-5 相接， 且所述数据处理器 5-5 与数控系统 6 相接。所述电动升降驱动机构 7 与电动升降支座 1 之间以及所述旋转驱动机构 8 和竖向旋转立杆 2 之间均通过传动机构 进行传动连接， 所述电动升降驱动机构 7 和旋转驱动机构 8 均由数据处理器 5-5 进行控制 且二者均与数据处理器 5-5 相接。 0029 本实施例中， 所述自动换刀控制系统 5 还包括回转复位键 5-11， 所述回转复位键 5-11 与数据处理器 5-5 相接。 0030 同时， 所述自动换刀控制系统 5 还包括对所述竖向旋转立杆 2 的旋转角度进。
21、行实 时检测的旋转角度检测单元 5-12， 所述旋转角度检测单元 5-12 与数据处理器 5-5 相接。 0031 本实施例中， 所述自动换刀控制系统 5 还包括对所述粗加工刀架上所安装刀具的 换刀次数进行自动统计的计数器一 5-13 和对所述精加工刀架上所安装刀具的换刀次数进 行自动统计的计数器二 5-14， 所述计数器一 5-13 和计数器二 5-14 均与数据处理器 5-5 相 接。 0032 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例， 并非对本发明作任何限制， 凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 变更以及等效结构变化， 均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。 说 明 书 CN 103801963 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103801963 A 6 。