1.本发明涉及机床技术领域，特别是涉及一种下挂式刀库及机床。
背景技术：2.刀库主要用于机床，刀库是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置，刀具储存于刀库中，在需要对机床中的主轴进行换刀时，机床中的自动换刀机构可以将刀库中的刀具与主轴的刀具进行交换。
3.刀库主要包括刀盘以及用于驱动其旋转的驱动机构，驱动机构驱动刀盘旋转至目标位置后，自动换刀机构能够实现刀盘与机床主轴之间的换刀操作。相关技术中，刀具安装于刀盘，刀盘受驱动旋转时，刀具容易相对于刀盘发生偏移，影响对刀具形成的旋转定位效果，刀盘受驱动旋转时刀具存在较大的脱落风险。
技术实现要素：4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种下挂式刀库及机床，能够有效避免刀盘旋转时刀具脱落，刀库运作的稳定性高。
5.根据本发明第一方面实施例的一种下挂式刀库，包括刀具、刀盘和旋转驱动机构；刀具设有多个；刀盘的周向边缘设有多个卡爪，卡爪包括两条夹臂，两条夹臂用于形成c字形结构夹持刀具，两条夹臂端部之间形成有卡接缺口，卡接缺口用于供刀具装夹或拆离，两条夹臂与卡接缺口所在平面为夹持平面，刀盘位于所有刀具所组成平面的一侧；旋转驱动机构连接刀盘，旋转驱动机构用于驱动刀盘旋转，刀盘的旋转平面与夹持平面垂直。
6.根据本发明第一方面实施例的一种下挂式刀库，至少具有如下有益效果：通过设置夹臂所形成的c字形结构用于夹持刀具，能够提高刀具受力的均匀性，进而有效提高刀具安装的稳定性，此外，卡爪对刀具形成的夹持平面与刀盘的旋转平面垂直，能够令刀盘产生的离心力与刀具所受夹持力处于不同的维度，从而有效避免刀盘旋转时产生的离心力对夹持刀具的稳定性造成影响，进而确保刀具与卡爪之间的位置稳定牢固，可有效避免发生刀具脱落，整体下挂式刀库结构的可靠性强、运作的稳定性高，此外，所有刀具的轴线所组成的平面平行于刀盘设置，能够降低刀具在刀盘中心轴延伸方向上的占用空间，配合机床的主轴进行换刀时，主轴的轴线与刀具的轴线重合后再实现换刀，刀盘可布局于与主轴的轴线平行的任意合理位置，从而提高应用于机床时的空间利用率。
7.根据本发明一些实施例的一种下挂式刀库，旋转驱动机构包括力矩电机，刀盘连接于力矩电机。
8.根据本发明一些实施例的一种下挂式刀库，旋转驱动机构还包括角度光栅尺，刀盘与角度光栅尺的探测端刚性连接，角度光栅尺用于检测刀盘的旋转位置。
9.根据本发明一些实施例的一种下挂式刀库，刀盘的旋转平面水平设置，所有刀具所组成平面位于刀盘的下方。
10.根据本发明一些实施例的一种下挂式刀库，卡接缺口位于刀具的下方。
11.根据本发明一些实施例的一种下挂式刀库，卡爪均匀分布于刀盘的周向边缘，刀具的中心轴在刀盘的投影径向设置。
12.根据本发明一些实施例的一种下挂式刀库，还包括防护罩、防护门，防护罩盖设于刀盘外，防护罩设有换刀口，换刀口位于刀盘的周向边缘外，换刀口用于供刀盘与机床主轴交换刀具，防护门用于开关换刀口。
13.根据本发明一些实施例的一种下挂式刀库，还包括旋转模组，防护门连接于旋转模组，旋转模组用于驱动防护门旋转以开关换刀口。
14.根据本发明一些实施例的一种下挂式刀库，还包括支架，刀盘和旋转驱动机构均连接于支架。
15.根据本发明第二方面实施例的一种机床，包括上述第一方面实施例的下挂式刀库。
16.根据本发明第二方面实施例的一种机床，至少具有如下有益效果：通过设置夹臂所形成的c字形结构用于夹持刀具，能够提高刀具受力的均匀性，进而有效提高刀具安装的稳定性，此外，卡爪对刀具形成的夹持平面与刀盘的旋转平面垂直，能够令刀盘产生的离心力与刀具所受夹持力处于不同的维度，从而有效避免刀盘旋转时产生的离心力对夹持刀具的稳定性造成影响，进而确保刀具与卡爪之间的位置稳定牢固，可有效避免发生刀具脱落，整体下挂式刀库结构的可靠性强、运作的稳定性高，此外，所有刀具的轴线所组成的平面平行于刀盘设置，能够降低刀具在刀盘中心轴延伸方向上的占用空间，主轴进行换刀时，主轴的轴线与刀具的轴线重合后再实现换刀，刀盘可布局于与主轴的轴线平行的任意合理位置，从而提高机床的空间利用率。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本发明一实施例的下挂式刀库的立体结构示意图；
20.图2为本发明一实施例的下挂式刀库的俯视结构示意图；
21.图3为图2中a-a的剖面结构示意图；
22.图4为本发明另一实施例的下挂式刀库的结构示意图；
23.图5为本发明又一实施例的下挂式刀库的结构示意图。
24.附图标记：
25.刀具100；
26.刀盘200、镂空部201、加强筋202、卡爪210、夹臂211、卡接缺口212；
27.旋转驱动机构300、力矩电机310、角度光栅尺320；
28.防护罩400、换刀口410；
29.防护门500；
30.旋转模组600；
31.支架700。
具体实施方式
32.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右、前、后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。
34.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
35.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
36.刀库是机床中用于储刀及换刀的装置，刀库主要包括刀盘、刀具和驱动机构，在需要对机床的主轴进行换刀时，通过驱动机构驱动刀盘旋转以使刀盘中对应的刀具旋转至机床的主轴一侧，再通过自动换刀机构对刀盘与主轴实现换刀。
37.设置刀具装夹到刀盘的方向为刀盘旋转的径向，刀盘受驱动旋转时，在离心力的作用下容易发生刀具容易从装夹口脱落飞出。
38.基于此，参考图1至图5，本发明实施例提供了一种下挂式刀库及机床，通过设置刀盘200的离心力方向与刀具100的装夹方向在不同的维度上，能够有效避免离心力导致刀具100脱落的问题出现；且设置卡爪210对刀具100形成的夹持力方向与刀盘200离心力的方向不在同一维度上，通过改变刀具100的受力方向来进一步避免刀具100因质量不一致在离心力的作用下沿刀盘200的径向脱落。
39.参照图1至图3，本发明第一方面实施例的一种下挂式刀库，包括刀具100、刀盘200和旋转驱动机构300；刀具100设有多个；刀盘200的周向边缘设有多个卡爪210，卡爪210包括两条夹臂211，两条夹臂211用于形成c字形结构夹持刀具100，两条夹臂211的同一侧端部相互连接，两条夹臂211另一侧端部之间形成有卡接缺口212，卡接缺口212能够对刀具100形成精准导向的作用，从而确保刀具100能够实现准确的装夹或拆离动作，两条夹臂211与卡接缺口212所在平面为夹持平面，即两条夹臂211所形成夹持力所在平面为夹持平面，刀盘200位于所有刀具100的轴线所组成平面的一侧，能够有效节省空间，同时减少刀盘200对刀具100造成的影响，降低刀具100受刀盘200的惯性影响；旋转驱动机构300连接刀盘200，旋转驱动机构300用于驱动刀盘200旋转，刀盘200的旋转平面是刀盘200旋转所处的平面，刀盘200的旋转平面与夹持平面垂直，能够确保夹臂211对刀具100形成的夹持力与刀盘200的旋转平面处于不同的维度，且刀具100进出卡接缺口212的装夹方向均与刀盘200的旋转平面处于不同的维度，通过设置刀盘200旋转时产生的离心力偏离于夹持平面，进而提高刀具100的防脱落性能。
40.需要说明的是，刀盘200的旋转平面为与旋转驱动机构300所驱动的旋转中心垂直，刀盘200旋转时产生的离心力方向为刀盘200的旋转平面的径向，两条夹臂211形成的c
字形结构所在的平面与旋转平面垂直，卡接缺口212位c字形结构的开口，由于刀具100从c字形结构的卡接缺口212处出入，能够确保刀具100的装夹方向与刀盘200旋转产生的离心力垂直，从而避免刀盘200旋转时产生的离心力导致刀具100从c字形结构的卡接缺口212脱落，进而能够有效提高整体刀库工作的稳定性。
41.通过设置夹臂211所形成的c字形结构用于夹持刀具100，能够提高刀具100受力的均匀性，进而有效提高刀具100安装的稳定性，此外，卡爪210对刀具100形成的夹持平面与刀盘200的旋转平面垂直，能够令刀盘200产生的离心力与刀具100所受夹持力处于不同的维度，从而有效避免刀盘200旋转时产生的离心力对夹持刀具100的稳定性造成影响，进而确保刀具100与卡爪210之间的位置稳定牢固，可有效避免发生刀具100脱落，整体下挂式刀库结构的可靠性强、运作的稳定性高，此外，所有刀具100的轴线所组成的平面平行于刀盘200设置，相较于常规技术中将刀具100的轴线垂直于刀盘200设置，设置所有刀具100中心轴所组成的平面平行于刀盘200的一侧，能够降低刀具100在刀盘200中心轴延伸方向上的占用空间，配合机床的主轴进行换刀时，主轴的轴线与刀具100的轴线重合后再实现换刀，刀盘200可布局于与主轴的轴线平行的任意合理位置，从而提高应用于机床时的空间利用率。
42.可以理解的是，卡爪210设置由弹性塑胶制成，具有良好的弹性夹持能力。
43.相关技术中，刀库中的刀盘200一般是通过伺服电机配合减速器实现旋转驱动的，存在换刀动作慢、换刀精度低以及占用空间大的问题，应用于机床时，会影响机床的加工速度。
44.可以理解的是，旋转驱动机构300包括力矩电机310，刀盘200连接于力矩电机310，力矩电机310具有精度高、速度快、负载能力强、占用空间小等优点，能够有效提高下挂式刀库的性能，力矩电机310用于直接驱动刀盘200旋转，通过力矩电机310直接连接刀盘200，不仅能够有效提高刀盘200的旋转速度、旋转动作的稳定性以及负载能力，进而能够有效提高刀库的换刀速度、换刀动作的稳定性以及负载能力，而且整体刀库的结构紧凑，占用空间小，能够有效降低用于机床时的布局难度。刀盘200为圆盘，力矩电机310的驱动轴与刀盘200的旋转轴共线。
45.可以理解的是，旋转驱动机构300还包括角度光栅尺320，角度光栅尺320的探测端与刀盘200刚性连接，角度光栅尺320用于检测刀盘200的旋转位置信号，旋转位置信号用于表征刀盘200旋转时所处的位置，角度光栅尺320将检测到的旋转位置信号反馈到控制系统，控制系统根据旋转位置信号控制力矩电机310的工作，以确保力矩电机310能够驱动刀盘200准确旋转至目标位置，进而能够提高刀库的换刀精度。通过设置角度光栅尺320的探测端与刀盘200刚性连接，能够对刀盘200换刀的角度位置实现闭环控制，从而提高换刀时通过刀盘200驱动刀具100所到达的位置相对于主轴位置的准确性，进而提高换刀动作的准确性和稳定性。应用于机床进行换刀时，跟随刀盘200旋转的刀具100能够实现精准的对位，从而有效提高刀具100安装于机床中主轴的精度，进而能够有效确保机床的加工精度。角度光栅尺320还可以设置为其他的角度传感器。
46.可以理解的是，刀盘200设有镂空部201，镂空部201可以设置为不同形状的通孔结构，通过设置镂空部201能够有效降低刀盘200的重量，从而能够降低力矩电机310的负载，可进一步提高对刀盘200进行旋转定位时动作的稳定性，还能够进一步提高刀盘200的旋转
速度。
47.具体的，刀盘200设有加强筋202，通过加强筋202能够有效提高刀盘200结构的牢固性，配合设置镂空部201能够同时获得结构牢固且重量轻盈的刀盘200，加强筋202可以设置为沿刀盘200的半径方向延伸。
48.可以理解的是，参考图1、图3所示，刀盘200的旋转平面水平设置，刀盘200的旋转时产生的离心力方向与重力方向垂直，通过设置刀盘200产生的离心力方向与刀具100自身的重力方向不一致，能够有效降低刀具100因外力作用而发生脱落的机率，进而能够有效增强整体下挂式刀库结构的稳定性，所有刀具100的轴线所组成平面位于刀盘200的下方，能够有效利用下挂式刀库的纵向空间，从而进一步提高整体结构的空间利用率。
49.具体的，卡接缺口212位于刀具100的下方，即两条夹臂211端部之间形成的卡接缺口212朝向下，刀盘200的离心力方向水平设置，刀具100的装夹或抽离方向垂直水平设置，刀具100通过上下运动的方式装夹或拆离卡爪210，更方便配合机床中主轴进行换刀时的装夹动作。
50.可以理解的是，刀盘200为圆盘，卡爪210均匀分布于刀盘200的周向边缘，刀具100的中心轴沿刀盘200的投影径向设置，即刀具100的中心轴在刀盘200上的投影的延长线穿过刀盘200的圆心，确保刀盘200能够驱动每一刀具100到达指定的位置，进而确保对刀具100形成的定位效果准确，能够确保换刀动作准确。
51.可以理解的是，参照图4所示，下挂式刀库还包括防护罩400、防护门500，防护罩400盖设于刀盘200外，防护罩400设有换刀口410，换刀口410位于刀盘200的周向边缘外，换刀口410用于供刀盘200与机床主轴交换刀具100，防护门500用于开关换刀口410，防护门500关闭换刀口410时，能够避免机床主轴驱动刀具100进行加工时产生的碎屑进入防护罩400内而影响刀盘200的性能。
52.可以理解的是，下挂式刀库还包括旋转模组600，防护门500连接于旋转模组600，旋转模组600用于驱动防护门500旋转以开关换刀口410。
53.具体的，旋转模组600为回转电机，防护罩400为圆形，回转电机用于驱动防护门500绕防护罩400的边缘运动，以实现打开或关闭开关换刀口410，通过圆形的设置能够有效节省整体下挂式刀库的占用空间。
54.可以理解的是，下挂式刀库还包括支架700，刀盘200和旋转驱动机构300均连接于支架700。
55.可以理解的是，参考图4所示，刀盘200的旋转平面垂直于水平设置，通过支架700安装垂直于水平设置的刀盘200，能够根据实际的需求对所应用的机床进行不同的布局，如下挂式刀库竖立设置在机床的主轴一侧，能够进一步节省下挂式刀库的占用空间，进而提高机床的可设计性。
56.可以理解的是，参考图5所示，刀盘200的旋转平面水平设置，通过支架700安装水平设置的刀盘200，能够根据实际的需求对所应用的机床进行不同的布局，如下挂式刀库水平设置在机床的主轴上方，进而能够有效节省下挂式刀库的占用空间，进而提高机床的可设计性。
57.根据本发明第二方面实施例的一种机床，包括上述第一方面实施例的下挂式刀库和主轴，主轴位于下挂式刀库的一侧。
58.通过设置夹臂211所形成的c字形结构用于夹持刀具100，能够提高刀具100受力的均匀性，进而有效提高刀具100安装的稳定性，此外，卡爪210对刀具100形成的夹持平面与刀盘200的旋转平面垂直，能够令刀盘200产生的离心力与刀具100所受夹持力处于不同的维度，从而有效避免刀盘200旋转时产生的离心力对夹持刀具100的稳定性造成影响，进而确保刀具100与卡爪210之间的位置稳定牢固，可有效避免发生刀具100脱落，整体下挂式刀库结构的可靠性强、运作的稳定性高，此外，所有刀具100的轴线所组成的平面平行于刀盘200设置，相较于常规技术中将刀具100的轴线垂直于刀盘200设置，设置所有刀具100中心轴所组成的平面平行于刀盘200的一侧，能够降低刀具100在刀盘200中心轴延伸方向上的占用空间，主轴进行换刀时，主轴的轴线与刀具100的轴线重合后再实现换刀，刀盘200可布局于与主轴的轴线平行的任意合理位置，从而提高机床的空间利用率。
59.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种下挂式刀库，其特征在于，包括：刀具，设有多个；刀盘，所述刀盘的周向边缘设有多个卡爪，所述卡爪包括两条夹臂，两条所述夹臂用于形成c字形结构夹持所述刀具，两条所述夹臂端部之间形成有卡接缺口，所述卡接缺口用于供所述刀具装夹或拆离，两条所述夹臂与所述卡接缺口所在平面为夹持平面，所述刀盘位于所有所述刀具所组成平面的一侧；旋转驱动机构，连接所述刀盘，所述旋转驱动机构用于驱动所述刀盘旋转，所述刀盘的旋转平面与所述夹持平面垂直。2.根据权利要求1所述的一种下挂式刀库，其特征在于，所述旋转驱动机构包括力矩电机，所述刀盘连接于所述力矩电机。3.根据权利要求2所述的一种下挂式刀库，其特征在于，所述旋转驱动机构还包括角度光栅尺，所述刀盘与所述角度光栅尺的探测端刚性连接，所述角度光栅尺用于检测所述刀盘的旋转位置。4.根据权利要求1所述的一种下挂式刀库，其特征在于，所述刀盘的旋转平面水平设置，所有所述刀具所组成平面位于所述刀盘的下方。5.根据权利要求4所述的一种下挂式刀库，其特征在于，所述卡接缺口位于所述刀具的下方。6.根据权利要求1所述的一种下挂式刀库，其特征在于，所述卡爪均匀分布于所述刀盘的周向边缘，所述刀具的中心轴在所述刀盘的投影径向设置。7.根据权利要求1所述的一种下挂式刀库，其特征在于，还包括防护罩、防护门，所述防护罩盖设于所述刀盘外，所述防护罩设有换刀口，所述换刀口位于所述刀盘的周向边缘外，所述换刀口用于供所述刀盘与机床主轴交换刀具，所述防护门用于开关所述换刀口。8.根据权利要求7所述的一种下挂式刀库，其特征在于，还包括旋转模组，所述防护门连接于所述旋转模组，所述旋转模组用于驱动所述防护门旋转以开关所述换刀口。9.根据权利要求1所述的一种下挂式刀库，其特征在于，还包括支架，所述刀盘和所述旋转驱动机构均连接于所述支架。10.一种机床，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的下挂式刀库。
技术总结本发明公开了一种下挂式刀库及机床，包括刀具、刀盘和旋转驱动机构；刀具设有多个；刀盘的周向边缘设有多个卡爪，卡爪包括两条夹臂，两条夹臂用于形成C字形结构夹持刀具，两条夹臂端部之间形成有卡接缺口，卡接缺口用于供刀具装夹或拆离，两条夹臂与卡接缺口所在平面为夹持平面，刀盘位于所有刀具所组成平面的一侧；旋转驱动机构连接刀盘，刀盘的旋转平面与夹持平面垂直。本发明通过夹臂所形成的C字形结构，能够提高刀具受力的均匀性，进而提高安装的稳定性，卡爪对刀具形成的夹持平面与刀盘的旋转平面垂直，可有效避免发生刀具脱落，整体下挂式刀库结构的可靠性强、运作的稳定性高。高。高。
技术研发人员：周阳 梁志伟 屈宗权 胡安信
受保护的技术使用者：深圳市华盈智造科技有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
