[发明专利]一种数控机床直驱式刀库装置

说明书

本发明涉及一种数控机床直驱式刀库装置，包括圆盘式刀库本体和换刀机构，所述换刀机构固定安装在所述圆盘式刀库本体的背侧上，所述换刀机构包括第一驱动总成和换刀臂，所述换刀臂沿水平方向设置，所述换刀臂的两端安装有用以夹持刀具的安装座，所述第一驱动总成用以驱动所述换刀臂三维移动以将所述圆盘式刀库本体内的刀具和机床主轴的刀具切换。本发明结构简单、直接驱动、无齿轮、无摩擦、无机械间隙、无传动惯量，大大提高了输出扭矩和速度稳定性，刀库轻巧的结构设计，减少了整个机床的运动重量，与机床干涉区域小，有效的缩小了整个机床的外部结构。

技术领域

本发明涉及数控机床领域，具体涉及一种数控机床直驱式刀库装置。

背景技术

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

传统的刀库通过电机加机械凸轮的结构完成换刀动作。都是应用了传统的伺服电机和机械结构，内部结构比较复杂，故障率较高；零部件较多，体积大，增加整个机床的运动重量，功耗损失比较大。

发明内容

综上所述，为克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种体积小且结构简单的数控机床直驱式刀库装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种数控机床直驱式刀库装置，包括圆盘式刀库本体和换刀机构，所述换刀机构固定安装在所述圆盘式刀库本体的背侧上，所述换刀机构包括第一驱动总成和换刀臂，所述换刀臂沿水平方向设置，所述换刀臂的两端安装有用以夹持刀具的安装座，所述第一驱动总成用以驱动所述换刀臂三维移动以将所述圆盘式刀库本体内的刀具和机床主轴的刀具切换，所述第一驱动总成包括转动驱动件和升降驱动件，所述转动驱动件固定安装在所述刀库本体的背侧上，且所述转动驱动件的转动端竖向朝下，所述升降驱动件连接固定在所述转动驱动件的转动端上，所述换刀臂沿其长度方向中部套接在所述转动驱动件的转动端上，所述转动驱动件用以驱动所述升降驱动件水平转动并带动所述换刀臂水平转动，所述升降驱动件用以驱动所述换刀臂沿上下方向移动。

采用上述方案的有益效果是：通过转动驱动件驱动升降驱动件水平转动，从而带动换刀臂水平转动，使换刀臂两端的安装座与机床主轴的刀具和圆盘式刀库本体转出的刀具同心，然后升降驱动件驱动换刀臂向上移动，使机床主轴上的刀具和圆盘式刀库本体转出的刀具分别位于换刀臂两端的安装座内，再通过控制换刀臂两端安装座将对应的刀具夹紧，然后升降驱动件驱动换刀臂向下移动，完成换刀臂的拔刀工作(即换刀臂的两端的安装座分别将床主轴上的刀具和圆盘式刀库本体转出的刀具取出)，此时转动驱动件驱动升降驱动件和换刀臂均转动180°，以完成机床主轴的刀具和圆盘式刀库本体转出的刀具换位，再由升降驱动件驱动换刀臂向上移动，完成机床主轴的刀具和圆盘式刀库本体转出的刀具切换工作，本方案通过采用转动驱动件和升降驱动件共同进行直接驱动，其驱动稳定，动作迅速，解决了传统圆盘式刀库本体采用机械凸轮的结构完成换刀动作复杂的问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述转动驱动件包括第一电机和圆光栅编码器，所述第一电机固定安装在所述圆盘式刀库本体的背侧上，所述第一电机的驱动轴竖直朝下，所述圆光栅编码器的外圈固定安装在所述第一电机上，所述第一电机的驱动轴穿过并穿出所述圆光栅编码器的内圈，并与所述圆光栅编码器的内圈同轴连接固定，所述第一电机的驱动轴构成所述转动驱动件的转动端。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过圆光栅编码器能够精准控制第一电机的驱动端转动角度，从而能够保证换刀臂的精准转动，保障换刀臂两端安装座内的刀具180°换位的可靠性。

进一步，所述升降驱动件包括线性电机，所述线性电机固定连接在所述第一电机的驱动轴上，且所述线性电机的输出端竖向朝下，所述换刀臂长度方向的中部与所述线性电机的升降端固定连接。