用于数控机床的刀具快速更换机构及其更换方法
阅读说明：本技术 用于数控机床的刀具快速更换机构及其更换方法 (Cutter quick replacement mechanism for numerical control machine tool and replacement method thereof ) 是由 汪兴飞 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了用于数控机床的刀具快速更换机构及其更换方法,该快速更换机构包括底箱,底箱的顶部固定安装有水平板,水平板的顶部滑动连接有活动箱,活动箱的顶部固定安装有挡板,挡板为圆形,挡板的一侧开设有豁口,挡板中安装有转台,转台的边缘安装有若干刀具安装机构,底箱的一侧转动连接有转换机构,电机二工作,带动转台旋转,使得需要使用的刀具旋转至挡板的豁口位置；此时电机三工作,通过齿轮一的传动,带动刀具安装机构旋转,直至刀具安装机构沿着豁口旋转成水平角度；电机一带动转换机构旋转,当刀具安装机构旋转至水平角度后,转换机构将水平的刀具安装机构整体取走,并旋转旋转180度后待车床主轴将刀具安装机构取走使用。(The invention discloses a quick cutter replacing mechanism for a numerical control machine tool and a replacing method thereof, wherein the quick cutter replacing mechanism comprises a bottom box, a horizontal plate is fixedly arranged at the top of the bottom box, the top of the horizontal plate is connected with a movable box in a sliding manner, a baffle is fixedly arranged at the top of the movable box, the baffle is circular, one side of the baffle is provided with a notch, a rotary table is arranged in the baffle, a plurality of cutter installing mechanisms are arranged at the edge of the rotary table, one side of the bottom box is rotatably connected with a converting mechanism, and a motor II works to drive the rotary table to rotate so that a cutter to be used rotates to the position of the notch of the baffle; at the moment, the motor III works, and drives the cutter mounting mechanism to rotate through the transmission of the gear I until the cutter mounting mechanism rotates along the opening to form a horizontal angle; the first motor drives the switching mechanism to rotate, and after the tool mounting mechanism rotates to a horizontal angle, the switching mechanism takes away the horizontal tool mounting mechanism integrally and rotates 180 degrees to use the tool mounting mechanism after a lathe spindle is taken away.)
技术领域
本发明涉及机床零部件技术领域，具体涉及用于数控机床的刀具快速更换机构及其更换方法。
背景技术
数控加工中心在一次加工中常使用多种刀具，因此在其中配置刀具更换机构可有效提高加工效率。
如专利公开号为CN210413671 U的实用新型专利公开的一种数控机床刀具快速更换机构，包括调节盘和刀盘，所述调节盘的背面转动连接有固定杆，本实用新型涉及数控机床技术领域，该数控机床刀具快速更换机构，在需要更换刀具时，通过刀盘预先固定多个不同的刀具，只需通过固定杆转动刀盘即可切换已经组装好的刀具头，而在对未组装好的刀具进行切换时，通过驱动马达带动调节盘转动，带动挤压块松开对压紧块的固定，可以方便的将刀具从固定刀架内取出进行更换，之后反向驱动调节盘转动即可对刀具进行固定，解决了多数机床上都只用一个刀架安装一个刀头，它只能对工件进行一种加工，需要进行其他方式的加工就需要更换刀头或者更换机床加工的问题，上述机构在更换刀具时，只能更换当次需要使用的刀具，可以有更加优化更换刀具的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供用于数控机床的刀具快速更换机构及其更换方法，以达到如下技术效果：
采用旋转式的换刀机构，两边均可以转运刀具，因此该机构不仅可以运送当次使用的刀具，同时可以转运下次需要使用的刀具作为预存。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
用于数控机床的刀具快速更换机构及其更换方法，该快速更换机构包括底箱，所述底箱的顶部固定安装有水平板，所述水平板的顶部滑动连接有活动箱，所述活动箱的顶部固定安装有挡板，挡板为圆形，所述挡板的一侧开设有豁口，所述挡板中安装有转台，所述转台的边缘安装有若干刀具安装机构，所述底箱的一侧转动连接有转换机构。
作为本发明进一步的方案：所述转台内部安装有若干电机三，若干电机三呈圆形分布，所述转台的底部在电机三对应的下方位置固定安装有底板，所述底板的两侧固定连接有安装板，两个所述安装板中转动连接有齿轮一和齿轮二，二者之间啮合连接，所述齿轮二上固定安装有刀具安装机构，两个所述安装板的顶部固定安装有顶板，当刀具安装机构处于垂直状态时，刀具安装机构与顶板相抵接，所述电机三的输出轴与齿轮一之间带传动连接，电机三正反转工作，经过齿轮一的传动带动齿轮二旋转，从而可调整刀具安装机构的角度。
作为本发明进一步的方案：所述刀具安装机构包括底座，所述底座中卡接有固定套，所述固定套的外侧中间位置固定安装有连接环，所述连接环上开设有圆弧形槽。
作为本发明进一步的方案：所述底箱包括箱体一，所述箱体一的底部内壁固定安装有电机一，所述电机一的输出轴延伸至箱体一的外部且固定安装有转换机构。
作为本发明进一步的方案：所述转换机构包括旋转块，所述转换机构通过旋转块固定安装在电机一的输出轴的输出轴上，所述旋转块的两侧固定安装有连接板，所述连接板上固定安装有卡环，两个所述卡环呈中心对称分布，同时卡环的尺寸与连接环的尺寸相匹配且连接环的圆弧形槽卡接在卡环中，所述连接板上位于卡环的一侧开设有安装腔，所述安装腔中固定安装有限位杆，所述限位杆上滑动连接有安装架，所述安装架底部安装有滑块，所述滑块与安装腔的内壁滑动连接，所述安装架上转动连接有导向轮，所述滑块的底部安装有复位弹簧。
当导向轮接触到连接环时，滑块沿着限位杆向下滑动，导向轮高度降低，转换机构在电机一的带动下继续旋转，当连接环卡接到卡环内部时，在复位弹簧的反作用力下，导向轮向上运动一定距离，导向轮与连接环的外缘抵接，将刀具安装机构卡紧。
作为本发明进一步的方案：所述箱体一的中间位置安装有隔板，所述隔板上固定安装有驱动机构，驱动机构包括基板，所述基板上的四角位置分别转动连接有带轮一、带轮二、带轮三和带轮四，其中带轮一和带轮二在基板背后分别连接有驱动齿轮，且二者之间啮合连接，所述一侧驱动齿轮由驱动电机驱动，所述基板靠中间位置固定安装有限位板，所述带轮二和带轮三、带轮一和带轮四之间套接有输送带，所述输送带与限位板相抵接，限位板可保证输送带与驱动块保持抵接状态。
作为本发明进一步的方案：所述活动箱中固定安装有凸轮分割器，其输出轴贯穿箱体二且与转台底部固定连接，所述凸轮分割器由电机二驱动，所述箱体二的底部固定安装有驱动块,所述驱动块安装在驱动机构中。
该快速更换机构的更换方法，包括如下步骤：
电机二工作，带动转台旋转，使得需要使用的刀具旋转至挡板的豁口位置；此时电机三工作，通过齿轮一的传动，带动刀具安装机构旋转，直至刀具安装机构沿着豁口旋转成水平角度；电机一带动转换机构旋转，当刀具安装机构旋转至水平角度后，转换机构将水平的刀具安装机构整体取走，并旋转旋转180度后待车床主轴将刀具安装机构取走使用。
本发明的有益效果：
1、电机一带动转换机构旋转，当刀具安装机构旋转至水平角度后，转换机构旋转至导向轮接触到连接环时，滑块沿着限位杆向下滑动，导向轮高度降低，转换机构在电机一的带动下继续旋转，当连接环卡接到卡环内部时，复位弹簧推动滑块向上运动，导向轮向上运动，使得导向轮与连接环的外缘抵接，将刀具安装机构卡紧，转换机构将水平的刀具安装机构整体取走，转换机构旋转旋转306度，可取走两把刀具，在使用一个刀具时，还可留一把刀具作为预存，减少了更换刀具的频次，有效提高了车床加工的效率，同时在复位弹簧的推动下导向轮通过与连接环的外缘抵接，将刀具夹紧，避免了刀具掉落的风险；
2、转台旋转，使得需要使用的刀具旋转至挡板的豁口位置；此时电机三工作，通过齿轮一的传动，带动刀具安装机构旋转，直至刀具安装机构沿着豁口旋转成水平角度，在转换机构使用时，转台可同时工作选取即将使用的刀具，进一步提高更换效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明整体结构内部结构示意图；
图3是本发明刀具安装机构结构示意图；
图4是本发明底板安装结构示意图；
图5是本发明转换机构结构示意图；
图6是本发明安装腔内部结构示意图；
图7是本发明驱动机构结构示意图。
图中：1、底箱；101、箱体一；102、隔板；103、驱动机构；1031、基板；1032、限位板；1033、带轮一；1034、带轮二；1035、带轮三；1036、带轮四；104、电机一；2、水平板；3、转换机构；301、旋转块；302、连接板；303、限位杆；304、滑块；305、安装腔；306、安装架；307、导向轮；308、复位弹簧；309、卡环；4、活动箱；401、箱体二；402、电机二；403、凸轮分割器；405、驱动块；5、挡板；6、刀具安装机构；601、底座；602、固定套；603、连接环；7、转台；702、电机三；703、底板；704、齿轮一；705、齿轮二；706、安装板；707、顶板。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为用于数控机床的刀具快速更换机构及其更换方法，其中该快速更换机构包括底箱1，底箱1的顶部固定安装有水平板2，水平板2的顶部滑动连接有活动箱4，活动箱4的顶部固定安装有挡板5，挡板5为圆形，挡板5的一侧开设有豁口，挡板5中安装有转台7，转台7的边缘安装有若干刀具安装机构6，底箱1的一侧转动连接有转换机构3。
请参阅图3和图4所示，转台7内部安装有若干电机三702，若干电机三702呈圆形分布，转台7的底部在电机三702对应的下方位置固定安装有底板703，底板703的两侧固定连接有安装板706，两个安装板706中转动连接有齿轮一704和齿轮二705，二者之间啮合连接，齿轮二705上固定安装有刀具安装机构6，两个安装板706的顶部固定安装有顶板707，当刀具安装机构6处于垂直状态时，刀具安装机构6与顶板707相抵接，电机三702的输出轴与齿轮一704之间带传动连接，电机三702正反转工作，经过齿轮一704的传动带动齿轮二705旋转，从而可调整刀具安装机构6的角度，刀具安装机构6包括底座601，底座601中卡接有固定套602，固定套602的外侧中间位置固定安装有连接环603，连接环603上开设有圆弧形槽。
请参阅图2所示，底箱1包括箱体一101，箱体一101的底部内壁固定安装有电机一104，电机一104的输出轴延伸至箱体一101的外部且固定安装有转换机构3。
请参阅图5所示，转换机构3包括旋转块301，转换机构3通过旋转块301固定安装在电机一104的输出轴的输出轴上，旋转块301的两侧固定安装有连接板302，连接板302上固定安装有卡环309，两个卡环309呈中心对称分布，同时卡环309的尺寸与连接环603的尺寸相匹配且连接环603的圆弧形槽卡接在卡环309中，连接板302上位于卡环309的一侧开设有安装腔305，安装腔305中固定安装有限位杆303，限位杆303上滑动连接有安装架306，安装架306底部安装有滑块304，滑块304与安装腔305的内壁滑动连接，安装架306上转动连接有导向轮307，滑块304的底部安装有复位弹簧308。
请参阅图6所示，当导向轮307接触到连接环603时，滑块304沿着限位杆303向下滑动，导向轮307高度降低，转换机构3在电机一104的带动下继续旋转，当连接环603卡接到卡环309内部时，在复位弹簧308的反作用力下，导向轮307向上运动一定距离，导向轮307与连接环603的外缘抵接，将刀具安装机构6卡紧。
箱体一101的中间位置安装有隔板102，隔板102上固定安装有驱动机构103。
请参阅图7所示，驱动机构103包括基板1031，基板1031上的四角位置分别转动连接有带轮一1033、带轮二1034、带轮三1035和带轮四1036，其中带轮一1033和带轮二1034在基板1031背后分别连接有驱动齿轮，且二者之间啮合连接，一侧驱动齿轮由驱动电机驱动，基板1031靠中间位置固定安装有限位板1032，带轮二1034和带轮三1035、带轮一1033和带轮四1036之间套接有输送带，输送带与限位板1032相抵接，限位板1032可保证输送带与驱动块405保持抵接状态。
活动箱4中固定安装有凸轮分割器403，其输出轴贯穿箱体二401且与转台7底部固定连接，凸轮分割器403由电机二402驱动，箱体二401的底部固定安装有驱动块405,驱动块405安装在驱动机构103中。
该刀具快速更换机构的使用原理如下：
电机二402工作，带动转台7旋转，使得需要使用的刀具旋转至挡板5的豁口位置；此时电机三702工作，通过齿轮一704的传动，带动刀具安装机构6旋转，直至刀具安装机构6沿着豁口旋转成水平角度；
电机一104带动转换机构3旋转，当刀具安装机构6旋转至水平角度后，转换机构3旋转至导向轮307接触到连接环603时，滑块304沿着限位杆303向下滑动，导向轮307高度降低，转换机构3在电机一104的带动下继续旋转，当连接环603卡接到卡环309内部时，复位弹簧308推动滑块304向上运动，导向轮307向上运动，使得导向轮307与连接环603的外缘抵接，将刀具安装机构6卡紧，此时驱动机构103工作，带动活动箱4整体向远离转换机构3的方向运动，使得固定套602与底座601分离，转换机构3将水平的刀具安装机构6整体取走，并旋转旋转180度后待车床主轴将刀具安装机构6取走使用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
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