快换装置

技术领域

本申请涉及数控机床技术领域，特别是涉及一种快换装置。

背景技术

数控机床对工件进行加工时，有时需要将多个工件定位在数控机床的机床工作台上，同时对多个工件进行加工以提高效率，相关技术中，通常人工地将多个工件依次定位在机床工作台上，这一过程占用了机床工作台的有效加工时间，影响工作效率。

发明内容

基于此，有必要针对相关技术中人工地将多个工件依次定位在机床工作台上，占用机床工作台的有效加工时间，影响工作效率的问题，提供一种快换装置，用于快换机床工作台上的加工工件，快换装置包括：

辅助台，沿第一方向设于机床工作台的上方，且用于承载多个工件；以及

多个快换本体，位于机床工作台和辅助台之间，每一快换本体包括设于机床工作台上的快换底座，设于辅组台朝向机床工作台一侧的快换副座；

其中，快换底座包括第一连接部，快换副座包括可拆卸地连接于第一连接部的第二连接部，第一连接部和第二连接部被配置为能够在彼此连接时连接形成快速连接器。

上述快换装置，适用于多个零件在数控机床的机床工作台上同时加工的工作情况，将多个待加工的工件安装在辅助台上，等到机床工作台结束上一轮工作后，通过多个快换本体将机床工作台和辅助台快速对位连接，避免人工地将多个工件依次定位在机床工作台上，占用机床工作台的有效加工时间，影响工作效率。具体地，在数控机床对机床工作台上的一辅助台上的多个工件进行加工时，可以在此时间内将另外多个工件设置在另一辅助台上，等到数控机床加工完后，先将数控机床上加工完毕的多个工件对应的辅助台通过其连接的快换装置从机床工作台上拆卸下来，再将承载着多个工件的另一辅助台通过对应的快换装置设置在机床工作台上，进行下一轮的加工，如此即可将多个工件同时设置在机床工作台上，提高了机床工作台的有效工作时间，从而提高了数控机床的工作效率。

在其中一个实施例中，第一连接部和第二连接部被配置为能够彼此卡接，以连接形成快速连接器。

在其中一个实施例中，第一连接部包括开口朝向第二连接部的凹槽以及设于凹槽的侧壁的卡接组件；

第二连接部包括与卡接组件相适配的锁定销，锁定销配置为沿第一方向插入凹槽时与卡接组件卡接。

在其中一个实施例中，第一连接部包括围绕凹槽的中心轴线间隔布设的多个卡接组件；

凹槽的中心轴线平行于第一方向。

在其中一个实施例中，凹槽的侧壁上设有侧孔；卡接组件包括穿设于侧孔的滚珠，以及沿凹槽的轴线方向活动设于侧孔外的活动块；

快速连接器具有第一状态，在快速连接器处于第一状态，滚珠通过侧孔伸入凹槽内，并卡接于锁定销，且沿凹槽的径向方向，滚珠限位于锁定销和活动块之间。

在其中一个实施例中，锁定销包括与滚珠相适配的凹环部，在快速连接器处于第一状态，滚珠卡接于锁定销的凹环部内。

在其中一个实施例中，快速连接器还具有第二状态，在快速连接器处于第二状态，滚珠与锁定销彼此分离，且通过侧孔穿出凹槽外，以卡接于活动块。

在其中一个实施例中，活动块包括与滚珠相适配的凹陷部，在快速连接器处于第二状态，滚珠卡接于活动块的凹陷部内。

在其中一个实施例中，卡接组件还包括第一驱动件，第一驱动件与活动块连接，第一驱动件用于驱动活动块沿凹槽的轴线方向移动，以使快速连接器能够在第一状态和第二状态之间切换。

在其中一个实施例中，快换底座还包括设有凹槽的槽体以及围绕槽体设置的底座本体，槽体和底座本体围设出一容置腔，活动块密封连接于槽体和容置腔的腔壁之间；

第一驱动件包括设于底座本体上的风道以及用于给风道提供压缩空气的空气压缩机，风道与容置腔相连通，空气压缩机用于借助于风道给容置腔内的活动块提供沿凹槽的轴线方向移动的驱动力。

在其中一个实施例中，卡接组件还包括沿凹槽的轴线方向延伸的弹性件，活动块通过弹性件与容置腔的腔壁连接。

在其中一个实施例中，快换装置还包括控制系统和第二驱动件，第二驱动件与辅助台连接；

控制系统分别与第一驱动件和第二驱动件电性连接，控制系统用于控制第二驱动件驱动辅助台沿第一方向移动，以及用于控制第一驱动件驱动活动块沿凹槽的轴线方向移动。

附图说明

图1为本申请快换装置的结构示意图；

图2为本申请快换装置另一结构示意图；

图3为本申请第一状态快换本体的结构示意图；

图4为本申请第二状态快换本体的结构示意图。

附图标记说明：

快换装置100；

快换本体10；

快换底座1；第一连接部11；凹槽111；侧孔1111；卡接组件112；滚珠1121；活动块1122；凹陷部11221；第一驱动件1123；风道11231；弹性件1124；槽体12；底座本体13；容置腔14；接口15；密封件16；

快换副座2；第二连接部21；锁定销211；凹环部2111；

辅助台20；内凹部201；机床工作台30；辅助定位件31；第一方向F

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

数控机床可以同时对多个工件加工，在加工之前，通常需要人工将多个工件放置在数控机床的机床工作台30上，若是将多个工件依次放置在机床工作台30上，则会占用机床工作台30的有效加工时间，影响加工效率，本申请提供的快换装置100能够在机床工作台30结束上一轮工作后，将多个工件同时快速地设置在机床工作台30上，避免占用机床工作台30的有效加工时间，从而提高数控机床的加工效率。

图1为本申请快换装置100的结构示意图，图2为本申请快换装置100另一结构示意图。

参阅图1，本申请提供的快换装置100用于同时更换机床工作台30上的多个工件，快换装置100包括沿第一方向F

每一快换本体10包括设于机床工作台30上的快换底座1，设于辅助台20朝向机床工作台30一侧的快换副座2，其中，快换底座1包括第一连接部11，快换副座2包括可拆卸地连接于第一连接部11的第二连接部21，第一连接部11和第二连接部21被配置为能够在彼此连接时连接形成快速连接器。

换句话说，快换底座1远离第一连接部11的一端和机床工作台30连接，快换副座2远离第二连接部21的一端和辅助台20连接，快换底座1和快换副座2的第一连接部11和第二连接部21相对设置，且可以形成快速连接器以相互连接，从而将机床工作台30和快换副座2对应连接。在数控机床对机床工作台30上的一辅助台20上的多个工件进行加工时，可以在此时间内将另外多个工件设置在另一辅助台20上，等到数控机床加工完后，先将数控机床上加工完毕的多个工件对应的辅助台20通过快换装置100从机床工作台30上拆卸下来，再将承载着多个工件的另一辅助台20通过快换装置100设置在机床工作台30上，进行下一轮的加工，如此即可将多个工件同时设置在机床工作台30上，提高了机床工作台30的有效工作时间，从而提高了数控机床的工作效率。

参阅图1和图2所示，第一连接部11和第二连接部21被配置为能够彼此卡接，以连接形成快速连接器。在机床工作台30需要更换辅助台20和工件时，通过快速解除第一连接部11和第二连接部21之间的卡接，或者将第一连接部11和第二连接部21卡接，以形成快速连接器，即可更换辅助台20和工件，节省机床工作台30的有效工作时间。

图3为本申请第一状态快换本体10的结构示意图；图4为本申请第二状态快换本体10的结构示意图。

参阅图3和图4所示，第一连接部11包括开口朝向第二连接部21的凹槽111以及设于凹槽111的侧壁的卡接组件112，第二连接部21包括与卡接组件112相适配的锁定销211，锁定销211配置为沿第一方向F

第一连接部11包括围绕凹槽111的中心轴线间隔布设的多个卡接组件112，凹槽111的中心轴线平行于第一方向F

参阅图3所示，凹槽111的侧壁上设有侧孔1111，卡接组件112包括穿设于侧孔1111的滚珠1121，以及沿凹槽111的轴线方向活动设于侧孔1111外的活动块1122，快速连接器具有第一状态，在快速连接器处于第一状态，滚珠1121通过侧孔1111伸入凹槽111内，并卡接于锁定销211，且沿凹槽111的径向方向，滚珠1121限位于锁定销211和活动块1122之间。此时，多个卡接组件112的多个滚珠1121位于与各个滚珠1121对应的侧孔1111靠近锁定销211的一侧，且限位于锁定销211和活动块1122之间，以使多个滚珠1121卡接于锁定销211处，使锁定销211不能自发地伸出凹槽111，从而第一连接部11和第二连接部21得以连接。

其中，锁定销211包括与滚珠1121相适配的凹环部2111，在快速连接器处于第一状态，滚珠1121卡接于锁定销211的凹环部2111内。可以理解的是，滚珠1121的一侧卡接于锁定销211的凹环部2111，另一侧抵接于活动块1122，以将锁定销211的凹环部2111通过滚珠1121和活动块1122限位于侧孔1111处，从而将锁定销211限位于凹槽111内。将机床工作台30和辅助台20对位使多个快换装置100的快换底座1和快换副座2分别沿第一方向F

参阅图4所示，快速连接器还具有第二状态，在快速连接器处于第二状态，滚珠1121与锁定销211彼此分离，且通过侧孔1111穿出凹槽111外，以卡接于活动块1122。此时，多个滚珠1121皆通过侧孔1111穿出凹槽111外，脱离锁定销211的凹环部2111，故而凹环部2111处无法受到滚珠1121的限制，可相对于凹槽111沿第一方向F

参阅图3和图4所示，活动块1122包括与滚珠1121相适配的凹陷部11221，在快速连接器处于第二状态，滚珠1121卡接于活动块1122的凹陷部11221内，凹陷部11221的设置用于存储滚珠1121，避免滚珠1121突出于侧孔1111卡住凹环部2111，阻碍锁定销211脱离凹槽111。在快速连接器处于第二状态时，滚珠1121与不再抵接卡住锁定销211的凹环部2111，而是处于侧孔1111和活动块1122的凹陷部11221，以使锁定销211能够沿第一方向F

卡接组件112还包括第一驱动件1123，第一驱动件1123与活动块1122连接，第一驱动件1123用于驱动活动块1122沿凹槽111的轴线方向移动，以使快速连接器能够在第一状态和第二状态之间切换。当第一驱动件1123驱动活动块1122沿第一方向F

参阅图3和图4所示，快换底座1还包括设有凹槽111的槽体12以及围绕槽体12设置的底座本体13，槽体12和底座本体13围设出一容置腔14，活动块1122密封连接于槽体12和容置腔14的腔壁之间，第一驱动件1123包括设于底座本体13上的风道11231以及用于给风道11231提供压缩空气的空气压缩机，风道11231与容置腔14相连通，空气压缩机用于借助于风道11231给容置腔14内的活动块1122提供沿凹槽111的轴线方向移动的驱动力。可以理解的是，活动块1122密封连接于槽体12和容置腔14的腔壁之间，通过活动块1122将容置腔14分隔为密封腔，以及与风道11231连通的连通腔，在连通腔处设置连通空气压缩机的风道11231，使空气压缩机通过风道11231将压缩空气通入连通腔内，从而使容置腔14内的活动块1122在压缩空气的推动下沿凹槽111的轴线方向移动，使活动块1122的凹陷部11221位于侧孔1111处以容纳原本卡接于锁定销211的滚珠1121，从而使快速连接器处于第二状态，快换底座1和快换副座2松开连接。

在一些实施例中，快换底座1还包括密封件16，密封件16设于活动块1122和槽体12以及容置腔14的腔壁之间，形成上述密封腔和连通腔，以通过空气压缩机提供的压缩空气对活动块1122提供一沿第一方向F

参阅图3和图4所示，卡接组件112还包括沿凹槽111的轴线方向延伸的弹性件1124，活动块1122通过弹性件1124与容置腔14的腔壁连接。弹性件1124位于活动块1122远离密封腔的一侧，且弹性件1124处于压缩状态，为活动块1122提供一沿第一方向F

在一些实施例中，快换底座1还包括接口15，设于风道11231远离容置腔14的一端，用于将空气压缩机的输出端与风道11231连接。

快换装置100还包括控制系统和第二驱动件，第二驱动件与辅助台20连接，控制系统分别与第一驱动件1123和第二驱动件电性连接，控制系统用于控制第二驱动件驱动辅助台20沿第一方向F

在一些实施例中，第二驱动件包括多个设于辅助台20边角处的连接链，通过控制多个连接链给予辅助台20沿第一方向F

在一些实施例中，辅助台20上设有多个内凹部201，内凹部201用于安装工件，以将多个工件同时安装在辅助台20上。

在一些实施例中，本申请的快换装置100还包括辅助定位件31，辅助定位件31设于加床工作台的一侧，用于辅助上述辅助台20的快换副座2和加床工作台上的快换本体10对位，便于锁定销211对准插入凹槽111内。

在一些实施例中，本申请的快换装置100还包括检测系统，检测系统设于机床工作台30的一侧，辅助台20以及快换装置100等合适位置，用于检测辅助台20与机床工作台30是否对位，以及快换装置100是否安装到位，检测装置可以由光学传感器、蓝牙发射器以及接收器、压力传感器，电磁控制阀等的其中之一或多个组合而成。

在一些实施例中，本申请的机床工作台30由调质45号钢制成，整体加公平面度误差在0.005μm左右，能够保证机床工作台30和辅助台20之间更好地通过快换装置100进行连接，此处，“平面度”被定义为机床工作台30具有的宏观凹凸高度相对理想平面的偏差。

本申请提供的快换装置100在需要更换辅助台20和工件时，控制系统先控制需更换的辅助台20和机床加工台之间的卡接组件112的第一驱动件1123，使需更换的辅助台20和机床加工台之间的快速连接器由第一状态转变为第二状态，再控制第二驱动件驱动辅助台20沿第一方向F

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。