CN101585148A

CN101585148A - 电脑数控综合加工机同动换刀装置

Info

Publication number: CN101585148A
Application number: CNA2008100976687A
Authority: CN
Inventors: 陈丰田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-11-25

Abstract

本发明公开了一种电脑数控综合加工机同动换刀装置，包括有一个机体单元、一个驱动单元及一个控制单元，该机体单元具有一个利用凸轮机构作动的换刀臂，其特征在于：该驱动单元具有一个驱动马达及一个回转式油压泵，驱动马达具有二根入力轴，其中一根入力轴可带动凸轮机构运转，另一入力轴直接带动回转式油压泵运转，控制单元具有一个油路控制器及一个断电控制器，依时序可控制相关机械动作达到同步换刀作业，借此具有节省机械设备成本、负载轻及机械稳定性佳的效果。

Description

电脑数控综合加工机同动换刀装置

技术领域

本发明是涉及一种综合加工机，特别是涉及一种具有节省机械设备成本、负载轻及机械稳定性佳的电脑数控综合加工机同动换刀装置。

背景技术

参见图1所示，一般的电脑数控综合加工机专用的自动换刀装置10，主要包括有一个主轴单元1、一个换刀单元2及一个刀舱单元3，该主轴单元1设有一个主轴头11、一组设在主轴头11内部的夹刀机构12、以及一组设置在主轴头11上方处的打刀机构13，该夹刀机构12具有一组夹爪121、一根穿设在主轴头11内部与夹爪121形成连动的拉杆122、以及多数个套设在拉杆122上的环形弹片123，拉杆122受到环形弹片123弹抵，可作用该夹爪121对一个刀具4保持夹持状态，同时参见图2所示，该换刀单元2具有一个壳本体21、一个设在壳本体21上方处的马达22、一个设在壳本体21内部可接受马达22驱转的凸轮机构23、三组轴设在壳本体21上可接受凸轮机构23带动作旋摆状的摇臂24、一组轴设在壳本体21内部可接受摇臂24带动作上下移动的滑动轴25、一个接设在滑动轴25下端处可作回转运动的换刀臂26、以及一组设置在壳本体21上方处可接受摇臂26带动作唧压动作的输油机构27，该输油机构27可输送一动力至打刀机构13，使打刀机构13向下对夹刀机构12进行顶击，如此该夹刀机构12的夹爪121便会释放刀具4进行松刀动作。

当要进行换刀作业时，首先是启动马达22带动凸轮机构23运转，凸轮机构23驱转滑动轴25带动换刀臂26回转，二端刚好对主轴头11及刀舱单元3内的刀具4进行夹持，紧接着凸轮机构23带动摇臂24作用该输油机构27进行松刀动作，透过摇臂24带动滑动轴25令换刀臂26向下移动，可令二刀具4自主轴头11及刀舱单元3向下脱离取出，然后换刀臂26再作180度回转，二刀具4的位置便互相调换，接着让摇臂24带动换刀臂26向上移动，使刀具4进入主轴头11及刀舱单元3内，让夹刀机构12对刀具4作夹持固定，如此完成整个换刀作业。

上述的自动换刀装置10虽然可达到自动换刀的功能，然而在使用上仍有其缺点需要加以改进，一般自动换刀装置10以凸轮机构23带动三组摇臂24作运转，其中二组摇臂24是作用滑动轴25上下移动，另一组摇臂24则是驱使输油机构27泵送液压油至打刀机构13，三组摇臂24同时受到单一凸轮机构23驱动，凸轮机构23及相关构件的负荷相当大，会严重降低机件的使用寿命，制造及维修成本也较贵，而且机构的传动过程繁琐，影响传动效率，机械的稳定性也较不佳。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有节省机械设备成本、负载轻及机械稳定性佳的电脑数控综合加工机同动换刀装置。

本发明提供一种电脑数控综合加工机同动换刀装置，包括有一个机体单元、一个驱动单元及一个控制单元，其中：该机体单元具有一个壳本体、一组轴设在壳本体内部的凸轮机构、一组轴设在壳本体上接受凸轮机构驱动可作上下旋摆状的摇臂、一组穿置于壳本体内部接受摇臂驱动可作上下往复移动的滑动轴、以及一个接设在滑动轴下端处可作回转运动的换刀臂；该驱动单元具有一个设置在壳本体上方处的驱动马达、以及一个设置在驱动马达上的回转式油压泵，该驱动马达上下两端具有二根入力轴，其中一根入力轴伸至壳本体内部驱动凸轮机构运转，另一根入力轴则直接带动回转式油压泵运转，回转式油压泵对外输送一动力借以达到松刀动作；该控制单元具有一个油路控制器及一个断电控制器，油路控制器设有一个切换阀及一个同轴设在凸轮机构上的控制凸轮，控制凸轮在换刀臂回转至换刀位置时可作动切换阀切换回转式油压泵的油路开关，借此达到同步换刀动作，断电控制器设有一个感测器，该感测器在换刀动作完毕后，可对驱动马达进行断电动作。

本发明的功效是利用在驱动马达上设置一个回转式油压泵，直接泵送油压以达成松刀动作，并且利用控制凸轮进行油路开关切换，以做出同步换刀动作，借此达到节省机械设备成本、负载轻及机械稳定性佳为目的。

附图说明

图1是一般自动换刀装置的组合图；

图2是一般自动换刀装置内部构造的组合图；

图3是本发明电脑数控综合加工机同动换刀装置一较佳实施例的组合立体图，说明本发明包括有一个机体单元、一个驱动单元及一个控制单元；

图4是上述较佳实施例的组合侧视图，说明机体单元侧边处设置有一个主轴单元；

图5是上述较佳实施例的平面图；

图6是上述较佳实施例的剖视图；

图7是图5沿VII-VII线的剖视图；

图8是图5沿VIII-VIII线的剖视图；

图9是图5沿IX-IX线的剖视图；

图10是图5沿X-X线的剖视图；

图11是上述较佳实施例驱动单元的剖视图。

具体实施方式

有关本发明前述及其它技术内容、特点与功效，下面结合附图及数实施例对本发明进行详细说明，将可清楚的呈现。

参见图3至图5所示，本发明电脑数控综合加工机同动换刀装置在一较佳实施例中，主要包括有一个主轴单元30、一个机体单元40、一个驱动单元50及一个控制单元60，接着，再将上述各单元的组成构件及组合空间型态详述于后。

该主轴单元30具有一个主轴座31、一组设置在主轴座31内部的夹刀机构32、一个套设在主轴座31下端处可接受夹刀机构32作夹持的刀具33、以及一组设置在主轴座31上方处可对夹刀机构32顶击借以释放该刀具33的打刀机构34，该夹刀机构32与打刀机构34与习知大同小异，在此不再赘述其详细构造。

参见图6至图10所示，该机体单元40具有一个壳本体41、一组轴设在壳本体41内部的凸轮机构42、一组轴设在壳本体41上接受凸轮机构42驱动可作上下旋摆状的摇臂43、一组穿置于壳本体41内部接受摇臂43驱动可作上下往复移动的滑动轴44、以及一个接设在滑动轴44下端处可作回转运动的换刀臂45，该壳本体41内部装容有液压油，此种液压油是做为壳本体41内部相关构件的润滑用油，同时也做为下述回转式油压泵52的油路用油，也就是说，该壳本体41具有油箱的功能，该凸轮机构42的前侧面具有一平板凸轮421，该平板凸轮421的端面处凹设有一道具有预定路径的滑槽422，该滑槽422可带动摇臂43作上下旋摆状，借此带动滑动轴44及换刀臂45进行上下移动，平板凸轮421的背面处环列设置有一个冠状齿轮423，凸轮机构42的后侧面具有一个滚齿凸轮424，该滚齿凸轮424的外周处凹设有一道具有预定路径的齿槽425，滑动轴44上设置有数个轴承441，令轴承441套入该齿槽425内，使滑动轴44接受滚齿凸轮424驱动而旋转，如此滑动轴44下端的换刀臂45也会随著作回转运动。

同时参见图11所示，该驱动单元50具有一个设置在壳本体41上方处的驱动马达51、以及一个设置在驱动马达51上的回转式油压泵52，参见图5所示，该驱动马达51上下两端具有二根入力轴511、512，其中一根入力轴511伸至壳本体41内部，并且设有一个蜗杆513，该蜗杆513与凸轮机构42的冠状齿轮423相囓合，借此驱动马达51能减速地带动凸轮机构42作运转，另一根入力轴512向上直接带动回转式油压泵52作运转，在本实施例中，回转式油压泵52是一般习见的旋转齿轮泵(Rotary gear pump)，其构造及大小型式都已规格化，回转式油压泵52的进出油口与壳本体41相接，对外可泵压输送一液压动力到达打刀机构34，使打刀机构34对夹刀机构32顶端进行顶击，借此夹刀机构32便可完成松刀动作。

参见图5所示，该控制单元60具有一个油路控制器61及一个断电控制器62，油路控制器61设有一个固定设置在壳本体41上的切换阀611、一个滑设在壳本体41上的滑块612、以及一个同轴地设在凸轮机构42上的控制凸轮613，控制凸轮613是略呈圆形状的板块，其外周与滑块612作沿抵接触，控制凸轮613外周一处凹设有一具有预定弧长度的凹陷部6131，该凹陷部6131令滑块612陷落而作动切换阀611达成切换油路动作，也就是让切换阀611切换回转式油压泵52的油路开关，令打刀机构34停止对夹刀机构32顶击，如此夹刀机构32便会自动夹持刀具33而完成换刀动作，另外，控制凸轮613上开设有数个弧形槽孔6132，借由数调整螺丝6133穿过弧形槽孔6132并且锁接固定在凸轮机构42上，使用者借由改变弧形槽孔6132与凸轮机构42的固定点位置，让控制凸轮613与凸轮机构42间的角度产生变化，借此可对换刀动作的时序作一微调，断电控制器62具有一个设在滑块612上的感测器621、以及一根固设在控制凸轮613上的感测棒622，该感测棒622固定地伸设在凹陷部6131的后半部，也就是换刀动作完毕后，感测棒622接近感测器621产生感应，感测器621可对驱动马达51下达断电动作。

以上为本发明电脑数控综合加工机同动换刀装置各构件形状及组合空间型态的概述，接着，再说明本发明的换刀动作以及预期所能达成的功效陈述如后：

参见图4至图6，当本发明要进行换刀作业时，主要是按照下述步骤进行时序动作。

(1).开始启动驱动马达51运转，滚齿凸轮424带动换刀臂45由一原点位置回转至刀具33位置进行抓刀动作。

(2).控制凸轮613打开切换阀611，启动回转式油压泵52的油路开关，回转式油压泵52会作动打刀机构34顶击夹刀机构32，令夹刀机构32进行松刀动作。

(3).平板凸轮421带动换刀臂45向下移动，令换刀臂45夹取刀具33离开主轴单元30。

(4).滚齿凸轮424带动换刀臂45回转180°，进行换刀动作。

(5).平板凸轮421带动换刀臂45向上移动，令换刀臂45夹取刀具33送进入主轴单元30内。

(6).控制凸轮613关闭切换阀611，停止回转式油压泵52的油路开关，使打刀机构34对夹刀机构32不产生任何动作，夹刀机构32便可自动地对刀具33进行夹刀动作。

(7).滚齿凸轮424带动换刀臂45回转至原点位置，不会对刀具33产生干涉。

(8).断电控制器62作出感应，对驱动马达51的电源进行断电。

综上所述，本发明电脑数控综合加工机同动换刀装置主要是为解决一般自动换刀装置10使用上的问题，本发明的技术手段是在驱动马达51上增设一回转式油压泵52，该回转式油压泵52直接泵送输出一动力进行松刀动作，负荷量轻，传动效率相当良好，约在1.2秒就可以完成换刀作业，工作效率佳，另外，本发明设置回转式油压泵52取代习知的输油机构27及摇臂24等相关构件，大幅减少机件的设置，可有效节省机件制造成本，维修上也相当方便，而且负荷量变轻后，能有效延长机件的使用寿命，增加机械运作的稳定性，再来，本发明的控制单元60具有一个油路控制器61及一个断电控制器62，该油路控制器61可用来控制换刀动作的时序，该断电控制器62可用来控制关闭驱动马达51电源的时序，借此可精准地控制整个换刀过程的时间点，使本发明能达到最具效率的换刀动作。

Claims

1.一种电脑数控综合加工机同动换刀装置，包括有一个机体单元，该机体单元具有一个壳本体、一组轴设在壳本体内部的凸轮机构、一组轴设在壳本体上接受凸轮机构驱动作上下旋摆状的摇臂、一组穿置于壳本体内部接受摇臂驱动作上下往复移动的滑动轴、以及一个接设在滑动轴下端处作回转运动的换刀臂，其特征在于：

一个驱动单元，具有一个设置在壳本体上方处的驱动马达、以及一个设置在驱动马达上的回转式油压泵，该驱动马达上下两端具有二根入力轴，其中一根入力轴伸至壳本体内部驱动凸轮机构运转，另一根入力轴则直接带动回转式油压泵运转；及

一个控制单元，具有一个油路控制器及一个断电控制器，油路控制器设有一个切换阀及一个同轴设在凸轮机构上作动切换阀切换回转式油压泵油路开关的控制凸轮，断电控制器设有一个对驱动马达进行断电动作的感测器。

2.如权利要求1所述的电脑数控综合加工机同动换刀装置，其特征在于：油路控制器包括有一个滑设在壳本体上接受控制凸轮凸顶的滑块。

3.如权利要求1所述的电脑数控综合加工机同动换刀装置，其特征在于：控制凸轮上开设有数个弧形槽孔，数个调整螺丝穿过弧形槽孔后锁接固定在凸轮机构上。