1.基于电机驱动的超声波切割刀具自动更换装置,包括可自动更换超声波声学系统的超声波切割主轴和超声波声学系统自动更换装置;
其特征在于:所述的可自动更换超声波声学系统的超声波切割主轴包括内套筒、插销、插销盖、螺杆、压板、超声波声学系统、绝缘套、第一触点、第二触点;
所述的超声波声学系统自动更换装置包括套筒扳手、第三电机、滑动架、定位弹簧、外齿轮、底座、阶梯轴、轴承、第二电机、刀库、花键轴、第一电机、环形支架、外壳、锥齿轮、中心齿轮;
可自动更换超声波声学系统的超声波切割主轴中绝缘套固定在超声波声学系统变幅杆的法兰盘上侧;所述的内套筒开口端为阶梯形,并在每个阶梯侧面上开三个呈120度夹角的圆形通孔,每个阶梯的下端面开三个呈120度夹角的沉孔,沉孔的中心线分别与圆形通孔的中心线共面;压板通过螺栓与法兰盘的下侧连接,压板侧面开有三个呈120度夹角的圆孔;压板的三个圆孔和内套筒的三个通孔分别通过三个插销连接,三个插销分别通过三个插销盖固定,三个插销盖通过螺栓分别固定在内套筒上;每个插销上开有螺纹孔,每个螺纹孔配合有一个螺杆,每个螺杆一端穿过对应的插销盖,另一端分别焊接一个三爪弹性卡头;
绝缘套上端面中心开有通孔,第一触点固定在绝缘套通孔中,并用导线与声学系统中换能器的电极连接;第二触点固定在内套筒上,并通过导线与超声波发生器连接;第二触点与第一触点相接触;
超声波声学系统自动更换装置中第一电机通过螺栓固定在一个环形支架上,第一电机输出轴通过紧定螺钉和花键轴连接,花键轴与刀库中心孔配合固定,刀库上有六个换刀位;
每个换刀位上安装有一个换刀机构,换刀机构的底座与外壳通过螺栓连接,底座上开有中心孔和一个圆孔,圆孔与轴承外圈固定连接;第二电机通过螺栓固定在底座上,第二电机输出轴穿过中心孔通过螺钉与中心齿轮连接;中心齿轮与外齿轮配合,外齿轮通过键与阶梯轴连接,阶梯轴一端与轴承内圈配合,轴承通过轴承盖固定;轴承盖通过螺栓固定在底座上;锥齿轮与外齿轮配合,锥齿轮背面有平面螺纹结构,三个滑动架分别与三个第三电机连接,三个滑动架等分安装在平面螺纹上;第三电 机输出轴通过紧定螺钉与一套筒扳手连接;外壳上端面开有三个限位槽及筑有一个带中心通孔的凸台,三个槽使滑动架能在外壳上作直线运动,在三个槽靠近中心孔位置固定三个与沉孔配合的定位弹簧。
2.一种应用于权利要求1所述的一种基于电机驱动的超声波切割刀具自动更换装置的更换方法,其特征在于:该方法具体包括以下步骤:
步骤一:数控系统将超声波切割主轴回归到刀库的换刀位上,并且降低主轴的旋转速度;
步骤二:主轴低速旋转,当内套筒下端的沉孔与定位弹簧相配合时,停止主轴转动,此时第二电机转动带动中心齿轮转动,从而带动外齿轮和锥齿轮转动,锥齿轮背面的平面螺纹结构带动滑动架使第三电机向主轴中心靠拢,当套筒扳手内壁上端面与螺杆一端的弹性卡头接触,第二电机停止转动;三个第三电机开始转动,令弹性卡头上的触头与套筒扳手内壁的凹槽相配合并继续转动;此时带动螺杆转动进而使插销向外移动至插销与插销盖端面接触,第三电机停止转动;主轴向上移动,声学系统脱下,收刀结束;
步骤三:第一电机使刀库转动60度,主轴向下移动到换刀位上,主轴低速旋转,当内套筒下端的沉孔与定位弹簧相配合时,停止主轴转动,第三电机开始反转带动螺杆转动进而使插销向内移动至插销与压板内端面接触,第三电机停止转动;此时第二电机反转带动中心齿轮转动,从而带动外齿轮和锥齿轮转动,锥齿轮背面的平面螺纹结构带动滑动架使第三电机向外移动,当套筒扳手与螺杆一端的弹性卡头分离,第二电机停止转动;主轴向上移动,换刀结束。