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1、(10)申请公布号 CN 103801965 A (43)申请公布日 2014.05.21 CN 103801965 A (21)申请号 201210448323.8 (22)申请日 2012.11.09 B23Q 3/155(2006.01) (71)申请人 西安扩力机电科技有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新区高新路 80 号望庭国际 3 号楼 4 层 (72)发明人 周晓丽 (74)专利代理机构 西安创知专利事务所 61213 代理人 谭文琰 (54) 发明名称 一种数控加工中心用自动换刀操作臂 (57) 摘要 本发明公开了一种数控加工中心用自动换刀 操作臂， 包括两个换刀臂和。
2、对两个操作臂进行自 动控制的操作控制系统， 两个换刀臂的后端部均 安装在水平转盘上 ； 两个换刀臂分别为操作臂一 和操作臂二 ； 操作臂一包括后臂一和在液压缸一 的带动下上下摆动的前臂一， 操作臂二包括后臂 二和在液压缸二的带动下上下摆动的前臂二 ； 液 压缸一和液压缸二分别通过液压管路一和液压管 路二与液压油箱相接， 液压管路一和液压管路二 上分别安装有换向阀二和电比例控制阀二 ； 前臂 一前端设置有用于更换刀具的刀具更换结构一， 前臂二前端设置有用于更换刀具的刀具更换结构 二。本发明设计合理、 操作简便且智能化程度高、 使用效果好， 动作灵活且换刀速度快， 控制简易。 (51)Int.Cl。
3、. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103801965 A CN 103801965 A 1/1 页 2 1. 一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征在于 ： 包括两个结构和尺寸均相同的 换刀臂和对两个所述操作臂进行自动控制的操作控制系统 （2） ， 两个所述换刀臂的后端部 均安装在水平转盘 （3） 上， 所述水平转盘 （3） 位于所述数控加工中心的刀库与机床主轴之 间 ； 两个所述换刀臂分别为操作臂一和操作臂二 ； 所述操作臂一包括后臂一和在液压缸。
4、一 的带动下能竖直面上进行上下摆动的前臂一， 所述后臂一与前臂一之间以铰接方式进行连 接， 所述液压缸一的缸体后部固定在后臂一且其液压伸缩杆前端部固定在前臂一上 ； 所述 操作臂二包括后臂二和在液压缸二的带动下能竖直面上进行上下摆动的前臂二， 所述后臂 二与前臂二之间以铰接方式进行连接， 所述液压缸二的缸体后部固定在后臂二且其液压伸 缩杆前端部固定在前臂二上 ； 所述液压缸一和液压缸二分别通过液压管路一和液压管路二 与液压油箱相接， 所述液压管路一上安装有换向阀一 （1-15） 和电比例控制阀一 （1-16） ， 所 述液压管路二上安装有换向阀二 （1-25） 和电比例控制阀二 （1-26） 。
5、； 所述操作控制系统 （2） 包括控制器 （2-1） ， 所述换向阀一 （1-15） 、 电比例控制阀一 （1-16） 、 换向阀二 （1-25） 和电比 例控制阀二 （1-26） 均由控制器 （2-1） 进行控制 ； 所述前臂一的前端部设置有用于更换刀具 的刀具更换结构一， 且所述前臂二的前端部设置有用于更换刀具的刀具更换结构二 ； 所述 水平转盘 （3） 由控制器 （2-1） 进行控制。 2. 按照权利要求 1 所述的一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征在于 ： 所述 操作控制系统 （2） 还包括对水平转盘 （3） 的旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元 （2-2） 、 对所述刀具。
6、更换结构一的高度进行实时检测的高度检测单元一 （2-3） 和对所述刀具 更换结构二的高度进行实时检测的高度检测单元二 （2-4） ， 所述旋转角度检测单元 （2-2） 、 高度检测单元一 （2-3） 和高度检测单元二 （2-4） 均与控制器 （2-1） 相接。 3. 按照权利要求 1 或 2 所述的一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征在于 ： 所 述刀具更换结构一为换刀钩或换刀叉， 且所述刀具更换结构一相应为换刀钩或换刀叉。 4. 按照权利要求 1 或 2 所述的一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征在于 ： 所 述操作控制系统 （2） 还包括与控制器 （2-1） 相接的参数设置单元。
7、 （2-5） 。 5. 按照权利要求 1 或 2 所述的一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征在于 ： 所述操作控制系统 （2） 还包括对水平转盘 （3） 的旋转速度进行检测的旋转速度检测单元 （2-6） 和对水平转盘 （3） 的旋转方向进行检测的旋转方向检测单元 （2-7） ， 所述旋转速度检 测单元 （2-6） 和旋转方向检测单元 （2-7） 均与控制器 （2-1） 相接。 权 利 要 求 书 CN 103801965 A 2 1/3 页 3 一种数控加工中心用自动换刀操作臂 技术领域 0001 本发明涉及一种操作臂， 尤其是涉及一种数控加工中心用自动换刀操作臂。 背景技术 0002 。
8、数控加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床， 其中自动换刀装置是数控 机床的重要执行机构， 它的形式多种多样， 目前常见的有回转刀架换刀、 排式刀架换刀、 更 换主轴头换刀和带刀库的自动换刀系统。实际加工过程中， 自动换刀装置可帮助数控机床 节省辅助时间， 并满足在一次安装中完成多工序、 多工步加工要求。 上述带刀库的自动换刀 系统包括带机械手的自动换刀装置和无机械手的自动换刀装置， 其中， 带机械手的自动换 刀装置采用机械手进行换刀。 现如今所采用的机械手主要包括钩式、 抱手、 叉手、 伸缩手等， 实际使用过程中， 上述现有机械手均不同程度地存在动作不灵活、 换刀速度较慢、 智能化程 度。
9、低等多种缺陷和不足。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足， 提供一种数控加工 中心用自动换刀操作臂， 其设计合理、 使用操作简便且智能化程度高、 使用效果好， 动作灵 活且换刀速度快， 控制简易。 0004 为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案是 ： 一种数控加工中心用自动换刀 操作臂， 其特征在于 ： ， 其特征在于 ： 包括两个结构和尺寸均相同的换刀臂和对两个所述操 作臂进行自动控制的操作控制系统， 两个所述换刀臂的后端部均安装在水平转盘上， 所述 水平转盘位于所述数控加工中心的刀库与机床主轴之间 ； 两个所述换刀臂分别为操作臂一 和操作臂二 ；。
10、 所述操作臂一包括后臂一和在液压缸一的带动下能竖直面上进行上下摆动的 前臂一， 所述后臂一与前臂一之间以铰接方式进行连接， 所述液压缸一的缸体后部固定在 后臂一且其液压伸缩杆前端部固定在前臂一上 ； 所述操作臂二包括后臂二和在液压缸二 的带动下能竖直面上进行上下摆动的前臂二， 所述后臂二与前臂二之间以铰接方式进行连 接， 所述液压缸二的缸体后部固定在后臂二且其液压伸缩杆前端部固定在前臂二上 ； 所述 液压缸一和液压缸二分别通过液压管路一和液压管路二与液压油箱相接， 所述液压管路一 上安装有换向阀一和电比例控制阀一， 所述液压管路二上安装有换向阀二和电比例控制阀 二 ； 所述操作控制系统包括控制。
11、器， 所述换向阀一、 电比例控制阀一、 换向阀二和电比例控 制阀二均由控制器进行控制 ； 所述前臂一的前端部设置有用于更换刀具的刀具更换结构 一， 且所述前臂二的前端部设置有用于更换刀具的刀具更换结构二 ； 所述水平转盘由控制 器进行控制。 0005 上述一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征是 ： 所述操作控制系统还包括 对水平转盘的旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元、 对所述刀具更换结构一的高度 进行实时检测的高度检测单元一和对所述刀具更换结构二的高度进行实时检测的高度检 测单元二， 所述旋转角度检测单元、 高度检测单元一和高度检测单元二均与控制器相接。 说 明 书 CN 1038。
12、01965 A 3 2/3 页 4 0006 上述一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征是 ： 所述刀具更换结构一为换 刀钩或换刀叉， 且所述刀具更换结构一相应为换刀钩或换刀叉。 0007 上述一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征是 ： 所述操作控制系统还包括 与控制器相接的参数设置单元。 0008 上述一种数控加工中心用自动换刀操作臂， 其特征是 ： 所述操作控制系统还包括 对水平转盘的旋转速度进行检测的旋转速度检测单元和对水平转盘的旋转方向进行检测 的旋转方向检测单元， 所述旋转速度检测单元和旋转方向检测单元均与控制器相接。 0009 本发明与现有技术相比具有以下优点 ： 001。
13、0 1、 设计合理、 成本低且安装布设方便。 0011 2、 电路简单且接线方便。 0012 3、 使用操作简单且智能化程度高。 0013 4、 使用效果好、 实现方便且实用价值高， 两个操作臂的动作灵活， 换刀速度快。 0014 5、 适用面广， 推广应用前景广泛， 能有效推广适用至各类数控机床中。 0015 综上所述， 本发明设计合理、 使用操作简便且智能化程度高、 使用效果好， 动作灵 活且换刀速度快， 控制简易。 0016 下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 0017 图 1 为本发明的电路原理框图。 0018 附图标记说明 : 0019 1-1 。
14、5换向阀一 ； 1-1 6电比例控制阀一 ； 1-2 5换向阀二 ； 0020 1-2 6电比例控制阀二 ； 2操作控制系统 ； 0021 2-1控制器 ； 2-2旋转角度检测单元 ； 0022 2-3高度检测单元一 ； 2-4高度检测单元二 ； 0023 2-5参数设置单元 ； 2-6旋转速度检测单元 ； 0024 2-7旋转方向检测单元 ； 3水平转盘。 具体实施方式 0025 如图 1 所示， 本发明包括两个结构和尺寸均相同的换刀臂和对两个所述操作臂进 行自动控制的操作控制系统 2， 两个所述换刀臂的后端部均安装在水平转盘 3 上， 所述水平 转盘 3 位于所述数控加工中心的刀库与机床主。
15、轴之间。两个所述换刀臂分别为操作臂一和 操作臂二 ； 所述操作臂一包括后臂一和在液压缸一的带动下能竖直面上进行上下摆动的前 臂一， 所述后臂一与前臂一之间以铰接方式进行连接， 所述液压缸一的缸体后部固定在后 臂一且其液压伸缩杆前端部固定在前臂一上 ； 所述操作臂二包括后臂二和在液压缸二的带 动下能竖直面上进行上下摆动的前臂二， 所述后臂二与前臂二之间以铰接方式进行连接， 所述液压缸二的缸体后部固定在后臂二且其液压伸缩杆前端部固定在前臂二上。 所述液压 缸一和液压缸二分别通过液压管路一和液压管路二与液压油箱相接， 所述液压管路一上安 装有换向阀一 1-15 和电比例控制阀一 1-16， 所述液压。
16、管路二上安装有换向阀二 1-25 和电 比例控制阀二1-26。 所述操作控制系统2包括控制器2-1， 所述换向阀一1-15、 电比例控制 说 明 书 CN 103801965 A 4 3/3 页 5 阀一 1-16、 换向阀二 1-25 和电比例控制阀二 1-26 均由控制器 2-1 进行控制。所述前臂一 的前端部设置有用于更换刀具的刀具更换结构一， 且所述前臂二的前端部设置有用于更换 刀具的刀具更换结构二。所述水平转盘 3 由控制器 2-1 进行控制。 0026 本实施例中， 所述操作控制系统 2 还包括对水平转盘 3 的旋转角度进行实时检测 的旋转角度检测单元 2-2、 对所述刀具更换结构。
17、一的高度进行实时检测的高度检测单元一 2-3 和对所述刀具更换结构二的高度进行实时检测的高度检测单元二 2-4， 所述旋转角度 检测单元 2-2、 高度检测单元一 2-3 和高度检测单元二 2-4 均与控制器 2-1 相接。 0027 实际使用时， 所述刀具更换结构一为换刀钩或换刀叉， 且所述刀具更换结构一相 应为换刀钩或换刀叉。 0028 本实施例中， 所述操作控制系统 2 还包括与控制器 2-1 相接的参数设置单元 2-5。 0029 同时， 所述操作控制系统 2 还包括对水平转盘 3 的旋转速度进行检测的旋转速度 检测单元2-6和对水平转盘3的旋转方向进行检测的旋转方向检测单元2-7， 所述旋转速度 检测单元 2-6 和旋转方向检测单元 2-7 均与控制器 2-1 相接。 0030 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例， 并非对本发明作任何限制， 凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 变更以及等效结构变化， 均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。 说 明 书 CN 103801965 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103801965 A 6 。