一种快换抽屉刀库

技术领域

本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种快换抽屉刀库。

背景技术

多主轴机床一般会搭配刀库，便于机床针对不同的加工需求采用对应的刀具进行加工。对于从刀库内更换刀，一般采用工具或人工直接在刀库内装卸刀柄，但一次只能装卸一个刀柄，数量较多的刀柄装卸，费时费力，同样会影响机床的稼动率。目前普遍采用机床刀库有伞形刀库、圆盘刀库、链式刀库、矩阵刀库等，直接在这些刀库内完成刀柄更换，可操作空间及安全性受限，且使换刀操作变得繁杂。

中国专利号ZL2018220888705及其分案，公开了用于定梁式龙门多主轴机床的刀库装置、机床及换刀方法。该刀库装置，需要装入带刀具的刀柄到刀库内时，需要机床操作员先将带刀具的刀柄装入主轴，再通过机械手换刀机构将主轴上的刀柄自动装入矩阵刀库内；同理反之，从刀库内卸下刀柄，也需要先通过换刀机构将矩阵刀库内的刀柄装入主轴，再由操作员人工将主轴上的刀柄卸下。这种一装一卸的装拆刀柄方式，虽然逻辑上较为严密可靠，但当刀柄较多时，特别是多主轴机床时，刀柄达到几十数百把时，则会费时费力，使得机床停机时间较长，严重影响机床的稼动率，并且主轴和机械手在短时间内频繁装刀、拆刀，还影响主轴及机械手的寿命。

以上的现有方案，刀库内布局的是插入式刀柄插座(刀座)，一般都固定安排在刀库上，而刀座是用于安装刀柄的，当刀库内被机械手或其它方式带入污染物时，如切屑、切屑液混合物，这些污染物容易粘在刀座上，进而会粘在刀柄上，使得刀库中的刀柄装入主轴时造成精度不良，甚至换刀失败。这些污染物长期粘在刀座上，清洁难度非常大。

发明内容

为克服上述现有技术所述的缺陷，本发明提供一种快换抽屉刀库。

本发明为解决其问题所采用的技术方案是：

一种快换抽屉刀库，包括用于移动刀库的刀库滑台以及多个连接于刀库滑台的抽屉单元；

所述抽屉单元包括托架以及与托架活动连接的刀托，所述刀托在非工作状态下能快速安全地更换。

本发明提供的快换抽屉刀库，刀库滑台能使刀库在机床主轴非工作状态下进行移动，整个换刀库过程在机床外进行，相较于以往在机床内刀具工作区域进行换刀操作而言，提高换刀操作环境的安全性；托架与刀托形成抽屉结构，刀托能进行整体更换，更换速度快，缩短了停机换刀的时间，提高了机床的稼动率，减少了换刀次数，延长了主轴的寿命，方便刀托在线下进行彻底清洁。

进一步地，所述抽屉单元中设有便于刀托在托架中移动且进行上下左右导正的滑道结构、托架锁紧刀托的锁止结构以及防止刀托抽离托架时坠落的防坠结构，所述刀托上设有提拉刀托的提拉结构。

进一步地，所述托架内设有上下结构的托架滑道以及托架滑动件，所述刀托上设有左右结构的刀托滑道以及刀托滑动件；所述托架滑道与刀托滑动件滑动连接，所述刀托滑道与托架滑动件滑动连接，以使刀托更容易且稳定地在托架上装卸。

进一步地，所述托架上还设有防坠限位挡块，所述刀托上设有先导防坠件；所述先导防坠件与防坠限位挡块在刀托即将被完全抽出托架时接触，以使刀托被抽出时不会突然下坠。

进一步地，所述托架上还设有锁止器，所述刀托上还设有锁止凹坑；所述锁止器与锁止凹坑连接，以使托架锁紧刀托。

进一步地，所述刀托上设有导向并压缩锁止器的柱塞的锁止滑道。

进一步地，多个所述抽屉单元组成一个主轴对应的主轴刀库单元。

进一步地，同一所述主轴单元中的抽屉单元之间设有用于防止刀托错装的防呆结构。

进一步地，所述防呆结构包括设于托架上的托架防呆件以及设于刀托上的刀托防呆件，所述托架防呆件与刀托防呆件匹配连接，以使刀托正确安装。

进一步地，所述刀托上设有呈矩阵排列的刀柄插座，所述刀柄插座连接刀柄。

进一步地，所述刀托上还设有用于提拉刀托的提拉把手以及辅助提拉刀托的提拉孔。

进一步地，所述托架上还设有用于检测托架内是否有刀托的检测开关。

进一步地，所述刀托上左右位置的防坠限位挡块位置对调方向设置，此时所述先导防坠件与防坠限位挡块连接，以使托架固定翻转后的刀托朝上放置便于拆卸刀托上的刀具。

综上所述，本发明的一种快换抽屉刀库，具有如下技术效果：

1)刀库滑台能使刀库在机床主轴非工作状态下进行移动，整个换刀库过程在机床外进行，相较于以往在机床内刀具工作区域进行换刀操作而言，提高换刀操作环境的安全性；托架与刀托形成抽屉结构，刀托能进行整体更换，更换速度快，缩短了停机换刀的时间，提高了机床的稼动率，减少了换刀次数，延长了主轴的寿命，方便刀托在线下进行彻底清洁。

2)通过在托架上设置防坠限位挡块和在刀托上设置先导防坠件，使刀托在抽离托架过程中不会发生突然下坠的情况，且防坠限位挡块可以用作固定刀托便于拆卸的其上刀具的固定件。

3)通过托架上的锁止器和刀托上的锁止凹坑连接，对装入托架后的刀托进行锁定，避免刀托在托架移动过程中出现滑移的情况。

4)同一主轴单元中的抽屉单元之间设有防呆结构，保证了刀托的正确装卸，避免机床使用错误的刀具而出现加工错误。

附图说明

图1为本发明快换抽屉刀库的结构示意图；

图2为本发明快换抽屉刀库的抽屉单元的结构示意图；

图3为本发明快换抽屉刀库的防坠限位挡块的结构示意图；

图4为本发明快换抽屉刀库的拆卸刀具的结构示意图；

图5为图4的A部放大图。

附图标记说明：

1、刀库滑台；2、托架；201、托架滑道；202、托架滑动件；203、防坠限位挡块；204、锁止器；205、限位柱；206、托架防呆件；3、刀托；301、刀托滑道；302、刀托滑动件；303、先导防坠件；304、锁止凹坑；305、锁止滑道；306、刀托防呆件；307、刀柄插座；308、刀柄；309、提拉把手；310、提拉孔。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

如图1-5所示，本发明提供给了一种快换抽屉刀库，包括用于移动刀库的刀库滑台1以及多个连接于刀库滑台1的抽屉单元；所述抽屉单元包括托架2以及与托架2连接的刀托3，所述刀托3在非工作状态下能快速安全地更换。

刀库滑台1能使刀库在机床主轴非工作状态下进行移动，整个换刀过程在机床非加工区域进行，相较于以往在机床内刀具工作区域进行换刀操作而言，提高换刀操作环境的安全性；托架2与刀托3形成抽屉结构，刀托3能进行整体更换，更换速度快，缩短了停机换刀的时间，提高了机床的稼动率，减少了换刀次数，延长了主轴的寿命，方便刀托上刀座在线下进行彻底清洁。

在本实施例中，所述抽屉单元中设有便于刀托3在托架2中移动且进行上下左右导正的滑道结构、托架2锁紧刀托3的锁止结构以及防止刀托3抽离托架2时坠落的防坠结构，所述刀托3上设有提拉刀托3的提拉结构。

具体的，所述托架2内设有上下结构的托架滑道201以及托架滑动件202，所述刀托3上设有左右结构的刀托滑道301以及刀托滑动件302；所述托架滑道201与刀托滑动件302滑动连接，所述刀托滑道301与托架滑动件202滑动连接，以使刀托3更容易在托架2上装卸。托架滑动件202为轴承、滚轮等便于滑动的构件。刀托滑动件302为轴承、滚轮等便于滑动的构件。托架上的托架滑道201用于限制和引导刀托3上下方向的滑动，位于托架2内的侧边，与刀托3两侧的刀托滑动件302配合，形成上下方向的滑动结构；刀托3上的刀托滑道301用于限制和引导刀托3左右方向的滑动，位于刀托3中间，与托架2中间的托架滑动件202配合，形成左右方向的滑动结构。通过将不同的功能滑道设置于不同的空间结构中，充分利用了空间，简化结构，使得装置更加紧凑。

所述托架2上还设有防坠限位挡块203，所述刀托3上设有先导防坠件303；所述先导防坠件303与防坠限位挡块203在刀托3即将被完全抽出托架2时接触，以使刀托3被抽出时不会突然下坠。先导防坠件303为轴承、滚轮等便于滑动的构件。防坠限位挡块203上设有弧形面，该弧形面可以防止刀托3在被抽出过程中直接滑出托架2，且在先导防坠件303与防坠限位挡块203接触时，具有减缓冲击的作用，同时为刀托3在脱离托架2需要转动时提供物理支撑。所述防坠限位挡块203上设有缓冲刀托3移动冲力和限制刀托3位移的限位柱205。所述托架2上还设有锁止器204，且所述刀托3上还设有锁止凹坑304以及压缩锁止器204的锁止滑道305；所述锁止器204与锁止凹坑304连接，以使托架2锁紧刀托3。锁止器204为柱塞式自复位锁止器，正常状态下，锁止器204的柱塞处于朝下伸出状态，当刀托3移动到锁止滑道305的斜坡时，柱塞被锁止滑道305缩入锁止器204内，直到刀托3移到极限位置，锁止器204的柱塞进入锁止凹坑304，自动锁住刀托3。除此之外，锁止器204还可以采用其他具有上述相似功能的类型。

另外，所述刀托3上设有开口向下呈矩阵排列的刀柄插座307，所述刀柄插座307连接刀柄308。所述刀托3上还设有用于提拉刀托3的提拉把手309以及辅助提拉刀托3的提拉孔310。所述托架2上还设有用于检测托架2内是否有刀托3的检测开关。

在本实施例中，多个所述抽屉单元组成一个主轴对应的主轴刀库单元。这种数量对应关系，是依据人工操作时的人体工程数据确立，包括重量和尺寸以及刀柄规格。同一所述主轴刀库单元中的抽屉单元之间设有用于防止刀托3错装的防呆结构。所述防呆结构包括设于托架2上的托架防呆件207以及设于刀托3上的刀托防呆件306，所述托架防呆件207与刀托防呆件306匹配设置，以使刀托3正确安装。具体的，当一个主轴刀库单元中有两个抽屉单元时，位于右侧的抽屉单元中，托架防呆件207设在锁止器204的左侧，刀托防呆件306设在锁止凹坑304的右侧；位于左侧的抽屉单元中，托架防呆件207设在锁止器204的右侧，刀托防呆件306设在锁止凹坑304的左侧。这两个抽屉单元不会出现安装错误。托架防呆件207和刀托防呆件306均可为螺钉或具有自我卡紧结构的构件。对应如何分辨一个主轴刀库单元中的两个抽屉单元，可以在刀托3上设置位置显示件，位于右侧的抽屉单元在其右侧设置位置显示件，位于左侧的抽屉单元在其左侧设置位置显示件，以使安装人员可通过刀托3上的位置显示件确定刀托3的安装位置。

本发明初始状态时，刀托3上没有刀柄308，托架2上的锁止器204处于向下锁合状态，没有刀柄308的刀托3被锁紧在托架2内。

机床加工前，刀库位于非机床换刀区域，操作人员一手抓住刀托3的提拉把手309，另一手将锁止器204向上提拉并旋转锁止，或先将锁止器204解除，柱塞锁止器204的柱塞退出刀托3的锁止凹坑304，使得刀托3与托架2锁止脱离，抓住刀托3的提拉把手309的手将刀托3向后拉出，当刀托3到达脱出极限点时，前端的先导防坠件303被防坠限位挡块203勾住限位，此时，用另一手伸入刀托3的提拉孔310内，稍向上用力，才可将刀托3移出脱离托架2，或通过提拉把手309将刀托3以先导防坠件303为圆心旋转一定角度后，向上提拉刀托3，脱离托架2的防坠限位挡块203。此时，刀托3被完全拉出托架2，同样的操作将其它多个刀托3拉出。然后操作人员可以在机床外将设定的刀柄308逐一插入相对应的刀柄插座307内，其他刀托3装刀操作方式相同。当然，也可以将事先准备好的其它刀托3直接装入刀库托架2内。

刀托3装入托架2时，先将其前端的先导防坠件303放入托架2上的防坠限位挡块203的凹槽内，然后将刀托3向前水平推进，托架2的托架滑道201与刀托3的刀托滑动件302配合，刀托3的刀托滑道301与托架2额托架滑动件202配合，将刀托3上下、左右导正；刀托3快完全进入托架2前，锁止器204在刀托3的斜坡锁止滑道305上滑移，锁止器204的柱塞向上移，达到极限位置时，限位柱205限制刀托3继续前移，同时，锁止器204的柱塞掉入锁止凹坑304，锁止器204将刀托3和托架2进行定位锁止，限制其前后移动。此时，刀托3成功装入，其它多个刀托3采用相同的方法装入。最后，通过刀库滑台1将刀库移至机床换刀区域。

机床加工完毕或因要求临时暂停时，按设定要求需要更换刀托3内的刀柄308，操作人员在确保机床处于待机空闲安全状态，将刀库通过刀库滑台1移出机床换刀区域，操作人员人工一手抓住刀托3的提拉把手309，另一手将锁止器204向上提拉并旋转锁止，或先将锁止器204解除，柱塞锁止器204的柱塞退出刀托3的锁止凹坑304，使得刀托3与托架2锁止脱离，抓住刀托3的提拉把手309的手将刀托3向后拉出，当刀托3到达脱出极限点时，前端的先导防坠件303被防坠限位挡块203勾住限位，此时，只有用另一手伸入刀托3的提拉孔310内，稍向上用力，才可将刀托3移出脱离托架，或通过提拉把手309将刀托3以先导防坠件303为圆心旋转一定角度后，向上提拉刀托3，脱离托架2的防坠限位挡块203。此时，刀托3被完全拉出托架2，同样的操作将其它多个刀托3拉出。若只是因要求临时暂停换刀的，可快速将设置所需的装有新刀柄的刀托3装入托架2，并且可以对换下的刀托3内的刀柄308进行检修，提高了机床的稼动率和检修环境的安全性。

当刀托3从托架2上拆下时，在线下对刀托3上的刀柄308进行拆下时，需要将刀托3进行有效固定。只需在固定的工作台上反向安装一个托架2，然后将托架2上左、右位置上的防坠限位挡块203进行对调反向安装，然后将刀托3接入该托架2的防坠限位挡块203内进行固定，刀托3的提拉把手309放置于工作台上，便能形成刀柄308朝上方便拆下的线下作业模式，无需额外设置拆卸工作站。

托架2上设有检测开关，检测开关位于托架2的一端，当刀托3完全装入托架2时，刀托3与检测开关接触，使检测开关通路，输出托架2内有刀托3的检测信号。该检测开关其可以并联或串联接入上位控制系统提供反馈。并联可以提供详细的地址反馈，但需要系统处理识别信号较多；串联可以更少的信号接入，但不能指明具体的信号地址，采用何种接入方式依据需要实际进行选择。

为了防止一个主轴刀库单元中不同抽屉单元的多个相邻刀托3装入不对应的托架2内，每个托架2上还设置有托架防呆件202，对应的刀托3上设置有刀托防呆件306，只有托架防呆件202和刀托防呆件306相匹配，刀托3才能正确安装在托架2内，并被锁止器204锁紧，保证了刀托3的正确装卸，避免机床使用错误的刀具而出现加工错误。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。