[发明专利]一种能自动换刀的机床

说明书

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种机床，尤其涉及一种能自动换刀的机床。

背景技术

数控机床是一种高柔性和高效率的机床，被广泛应用于各种产品的加工和生产中。其高柔性体现在数控机床对频繁变换加工对象的高度适应性，保证了数控机床具有较大的加工范围，而高效率则体现在变换加工对象时的快捷及工件在一次装夹下可完成多达数十个表面的加工。因用户对其加工范围和工作效率的要求而使得自动换刀成为越来越多数控机床所必需的重要组成部分。

如中国专利公开了一种能自动换刀的带刀库的钻孔箱[其公告号为：CN201073704Y；其申请号为：200720086264.9]，该钻孔箱包括钻孔箱架、钻孔动力头、钻孔驱动装置、钻孔升降装置，其设有刀库，刀库通过连接板与滑块连接，滑块置于安装在钻孔箱架的支出端上的轨道上，轨道由支出端通过钻孔动力头下端，刀库中有刀盘。刀盘有在轨道上滑行的驱动装置，刀盘带有自动转位换刀的旋转驱动装置。自动旋转的旋转驱动装置包括电机，减速箱，再经链轮、链条与刀盘的轴连接；刀盘上设有刀夹，刀夹等圆周角分布在刀盘上。该能自动换刀的带刀库的钻孔箱的换刀过程为：由气缸推动整个刀库移动至主轴下方并由电机驱动刀盘转动至合适的刀具位置，主轴内的拉刀机构抓刀后再由气缸将刀库推回到起始位置。

该能自动换刀的带刀库的钻孔箱虽能实现自动换刀，并满足不同孔径的加工需求，但其换刀的过程却需要刀库、气缸、电机、减速箱、链轮及链条等多个结构的配合，不但结构过于复杂，换刀操作较为繁琐，且其生产效率较低。此外，上述钻孔箱的换刀过程中，专用的刀库占有十分重要的位置，而刀库的价格却较贵，这样，使得该设备的生产成本较高，增加了企业的经济负担，影响了经济效益。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种无需设置专用刀库、结构简单且生产成本较低的能自动换刀的机床。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种能自动换刀的机床，包括工作台和垂直固定于工作台上的立柱，在立柱上设有能沿Z轴方向上下滑动的Z轴滑板，其特征在于，所述的工作台上设有能沿X轴方向横向滑动的X轴滑台，在所述的X轴滑台上设有能沿Y轴方向纵向滑动的Y轴滑台，所述的Y轴滑台上设有工件固定架和刀具支架，所述的刀具支架上开有若干个用于放置刀具的刀具孔，所述的Z轴滑板上固定有用于夹紧刀具的装夹头，该装夹头可自动夹紧或松开刀具，上述的X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑板的滑动均由机床的控制电路控制伺服电机来实现驱动。

本能自动换刀的机床在设置于工作台上的Y轴滑台上侧增设一简易的刀具支架，该刀具支架仅在上侧开有若干个用于放置刀具的刀具孔，每个刀具孔的位置确定为一单独的坐标，由机床的控制电路通过伺服电机控制Z轴滑板、X轴滑台以及Y轴滑台的移动，使上述的装夹头对准位置，以实现取刀、放刀和加工的过程。

其具体操作过程如下：将待加工工件固定于工件固定架上后，本机床开始工作，先确定加工所需的刀具及其相对应的坐标，再参照目前装夹头所在位置的X轴坐标以及Y轴坐标，由控制电路通过伺服电机分别控制X轴滑台和Y轴滑台作横向滑动和纵向滑动以将对应的刀具孔和刀具移动至装夹头的正下方。然后再根据装夹头所在的Z轴坐标，控制其向下运动至相应位置，由装夹头夹住工件再控制其重新上升。之后，根据待加工工件所处的位置再次移动X轴滑台和Y轴滑台至相应位置，由夹持于装夹头上的刀具对其进行加工。同样地，加工完成后，将装夹头上升，重复上述动作，将装夹头上的刀具放回之前的刀具孔，再根据需要可选取其他坐标的刀具进行加工，这样即可完成自动换刀的过程。

在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的刀具支架上部为一个水平的台面，所述的台面与所述的Y轴滑台之间具有间距，所述的刀具孔开于所述的台面上。将刀具孔开设于与Y轴滑台之间具有间距的台面上，可使刀具插于刀具孔中且其下端穿出台面，方便各种不同规格的刀具存放。

在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的若干个刀具孔呈直线排列于上述刀具支架上。直线排列的刀具孔方便确定坐标，可使取刀和放刀的操作更加便捷，当然，为增加刀具支架上可存放的刀具数量，也可将刀具孔的分布方式调整为非直线排列。

在上述的一种能自动换刀的机床中，所述的工件固定架包括一固定座、压板和紧固件，所述的固定座与上述Y轴滑台固连，所述的压板用于压紧工件且其通过所述的紧固件固定住。将待加工工件放置于固定座上，再通过压板压住待加工工件即可。在实际使用时，当待加工工件固定住后，再确定工件上需要钻孔的位置坐标并输入机床的控制电路中。