本實用新型涉及一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在高速主軸領(lǐng)域，ATC動作過程中，換刀機(jī)構(gòu)從刀庫中取出刀具，裝入主軸。刀具在主軸的狀態(tài)信息，即卸刀具狀態(tài)、無刀具狀態(tài)和刀具拉緊狀態(tài)，是數(shù)控系統(tǒng)控制主軸旋轉(zhuǎn)起動的必備信息之一。

刀具狀態(tài)信息，一般通過安裝在主軸后端內(nèi)部的三個位移傳感器或由機(jī)床打刀裝置的位移傳感器測得。由于各種因素的影響，單靠這三個位移傳感器測得的刀具狀態(tài)信息有時并不準(zhǔn)確，如：主軸裝入刀具時，主軸刀具未拉緊，但由于位移傳感器的安裝誤差或傳感器的靈敏度誤差等因素，造成位移傳感器測到刀具拉緊狀態(tài)信息，數(shù)控系統(tǒng)得到刀具拉緊狀態(tài)信息后，控制主軸開始高速旋轉(zhuǎn)，在主軸實際刀具未拉緊的狀況下，高速旋轉(zhuǎn)的主軸會造成刀具飛出主軸的事故，甚至飛出的刀具對現(xiàn)場人員造成人身傷害，因此，確保獲取的刀具狀態(tài)信息準(zhǔn)確十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種能夠?qū)y取的刀具狀態(tài)信息增加反饋信息，確保獲取的刀具狀態(tài)信息準(zhǔn)確可靠，保證機(jī)床運行安全的一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)，包括機(jī)體，旋轉(zhuǎn)支撐連接于該機(jī)體內(nèi)的軸芯，以及軸向滑動支撐連接于該軸芯的主軸孔中的拉桿，所述軸芯的底部設(shè)有與所述主軸孔連續(xù)形成的錐形孔，所述拉桿的外圓周上沿其軸向由上而下依次連接有頂芯和滑動芯，該滑動芯的徑向方向上設(shè)置有可沿軸芯徑向方向滑動的拉爪，其中所述拉桿上套接有感應(yīng)環(huán)，所述機(jī)體上對應(yīng)的由上而下依次間隔設(shè)有第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器；所述軸芯內(nèi)還設(shè)有空氣通道，所述空氣通道遠(yuǎn)離所述錐形孔的一端設(shè)有壓縮空氣入口，靠近所述錐形孔的一端設(shè)有與外界相連通的壓縮空氣出口，所述壓縮空氣入口處還外連接有用于檢測空氣壓力的壓力傳感器。

優(yōu)選地，上述的一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)，其中所述壓縮空氣出口包括位于所述軸芯底部水平端面處的第一出口和位于所述錐形孔內(nèi)壁位置處的第二出口。

優(yōu)選地，上述的一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)，其中所述空氣通道包括與所述軸芯的中心軸線相平行的豎直段，該豎直段沿壓縮空氣出口豎直向上延伸與其上端的水平段連通，所述水平段一端與所述壓縮空氣入口連通。

優(yōu)選地，上述的一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)，其中所述水平段的另一端水平向外延伸貫穿所述軸芯，并于其開放端設(shè)有堵頭。

優(yōu)選地，上述的一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)，其中所述拉桿的上端與所述軸芯之間設(shè)有環(huán)形間隙，該環(huán)形間隙底端封閉頂端開放，形成所述壓縮空氣入口。

優(yōu)選地，上述的一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)，其中所述拉桿內(nèi)部設(shè)有冷卻空腔，該冷卻空腔由一合流管道分別與外置的冷卻液輸送支管和壓縮空氣輸送支管連通，該冷卻液輸送支管和壓縮空氣輸送支管上分別各設(shè)有單向閥。

較現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果主要體現(xiàn)在：

裝刀柄過程時，機(jī)床或軸芯內(nèi)部的打刀機(jī)構(gòu)推動拉桿，使拉桿帶動頂芯下移，拉爪張開，此時，位于機(jī)體由上而下最底部的第三傳感器，因拉桿帶動感應(yīng)環(huán)下移，對應(yīng)測得卸刀具狀態(tài)信號；反饋刀具狀態(tài)的壓力傳感器，因壓縮空氣出口向外吹氣，氣壓有損失，無氣壓信號，說明軸芯處于無刀具狀態(tài)或刀具未拉緊狀態(tài)。

拉爪張開后，換刀機(jī)構(gòu)把從刀庫中取出的刀柄裝入軸芯對應(yīng)的錐形孔，打刀機(jī)構(gòu)松開拉桿，拉桿在頂芯的碟形彈簧的推動下，回移，帶動滑動芯，使拉爪緊緊抱住刀柄，此時，位于機(jī)體由上而下的第二傳感器，因拉桿帶動感應(yīng)環(huán)上移，測得刀具拉緊狀態(tài)信號；反饋刀具狀態(tài)的壓力傳感器，因壓縮空氣出口被刀柄堵死，氣壓無損失，測得氣壓信號，說明軸芯處于刀具拉緊狀態(tài)。

主軸無刀具時，感應(yīng)環(huán)感應(yīng)檢測到第一傳感器在無刀具狀態(tài)位置，測得無刀具狀態(tài)信號；反饋刀具狀態(tài)的壓力傳感器，無氣壓信號。

只有傳感器和壓力傳感器測得的刀具狀態(tài)信息一致時，數(shù)控系統(tǒng)才能控制主軸旋轉(zhuǎn)，否側(cè)，系統(tǒng)出現(xiàn)報警。

附圖說明

圖1：本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本實用新型部分結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本實用新型做進(jìn)一步描述：

如圖1和圖2所示，一種反饋主軸刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)，包括機(jī)體1，旋轉(zhuǎn)支撐連接于該機(jī)體1內(nèi)的軸芯2，以及軸向滑動支撐連接于該軸芯2的主軸孔中的拉桿3，軸芯2的底部設(shè)有與主軸孔連續(xù)形成的錐形孔20，拉桿3的外圓周上沿其軸向由上而下依次連接有頂芯4和滑動芯5，該滑動芯5的徑向方向上設(shè)置有可沿軸芯2徑向方向滑動的拉爪6，其中拉桿3上套接有感應(yīng)環(huán)8，機(jī)體1上對應(yīng)的由上而下依次間隔設(shè)有第一傳感器9、第二傳感器10和第三傳感器11；軸芯2內(nèi)還設(shè)有空氣通道12，空氣通道12遠(yuǎn)離錐形孔20的一端設(shè)有壓縮空氣入口15，靠近錐形孔20的一端設(shè)有與外界相連通的壓縮空氣出口(13，14)，壓縮空氣入口15處還外連接有用于檢測空氣壓力的壓力傳感器16。

具體地，壓縮空氣出口(13，14)包括位于軸芯2底部水平端面處的第一出口13和位于錐形孔20內(nèi)壁位置處的第二出口14。

空氣通道12包括與軸芯2的中心軸線相平行的豎直段120，該豎直段120沿壓縮空氣出口，具體為第一出口13豎直向上延伸與其上端的水平段121連通，水平段121一端與壓縮空氣入口15連通。

水平段121的另一端水平向外延伸貫穿軸芯2，并于其開放端設(shè)有堵頭17，當(dāng)然該水平段121還可以設(shè)置呈內(nèi)置式，其并不貫穿軸芯2也能起到相同的密封封閉效果。

拉桿3的上端與軸芯2之間設(shè)有環(huán)形間隙，該環(huán)形間隙底端封閉頂端開放，形成壓縮空氣入口15。

此外，拉桿3內(nèi)部設(shè)有冷卻空腔18，該冷卻空腔18由一合流管道分別與外置的冷卻液輸送支管19和壓縮空氣輸送支管21連通，該冷卻液輸送支管19和壓縮空氣輸送支管21上分別各設(shè)有單向閥22。

在裝刀柄過程時，機(jī)床或軸芯內(nèi)部的打刀機(jī)構(gòu)推動拉桿，使拉桿帶動頂芯下移，拉爪張開，此時，位于機(jī)體由上而下最底部的第三傳感器，因拉桿帶動感應(yīng)環(huán)下移，對應(yīng)測得卸刀具狀態(tài)信號；反饋刀具狀態(tài)的壓力傳感器，因壓縮空氣出口向外吹氣，氣壓有損失，無氣壓信號，說明軸芯處于無刀具狀態(tài)或刀具未拉緊狀態(tài)。

拉爪張開后，換刀機(jī)構(gòu)把從刀庫中取出的刀柄裝入軸芯對應(yīng)的錐形孔，打刀機(jī)構(gòu)松開拉桿，拉桿在頂芯的碟形彈簧的推動下，回移，帶動滑動芯，使拉爪緊緊抱住刀柄，此時，位于機(jī)體由上而下的第二傳感器，因拉桿帶動感應(yīng)環(huán)上移，測得刀具拉緊狀態(tài)信號；反饋刀具狀態(tài)的壓力傳感器，因壓縮空氣出口被刀柄堵死，氣壓無損失，測得氣壓信號，說明軸芯處于刀具拉緊狀態(tài)。

主軸無刀具時，感應(yīng)環(huán)感應(yīng)檢測到第一傳感器在無刀具狀態(tài)位置，測得無刀具狀態(tài)信號；反饋刀具狀態(tài)的壓力傳感器，無氣壓信號。

只有傳感器和壓力傳感器測得的刀具狀態(tài)信息一致時，數(shù)控系統(tǒng)才能控制主軸旋轉(zhuǎn)，否側(cè)，系統(tǒng)出現(xiàn)報警。

通過以上描述可以看出，該技術(shù)方案能夠?qū)χ鬏S刀具狀態(tài)信息進(jìn)行準(zhǔn)確反饋，阻止主軸因刀具未拉緊而開始高速旋轉(zhuǎn)的情況發(fā)生。該技術(shù)方案增加反饋刀具狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)，可有效杜絕現(xiàn)有技術(shù)中刀具狀態(tài)信息與實際刀具狀態(tài)不相符的情況發(fā)生，保證機(jī)床安全運轉(zhuǎn)。

此外，該技術(shù)方案中壓縮空氣經(jīng)過空氣通道吹出，還能夠?qū)χ鬏S錐形孔和刀柄定位面起到清潔、除塵的作用。具體地，壓縮空氣從第二出口14吹出時，對錐孔定位面及刀柄錐面起到清潔、除塵作用；從第一出口13吹出時，對與軸芯端面相平行的刀柄定位面起到清潔、除塵作用。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。