CN102896538A

CN102896538A - 电脑数值控制综合加工机自动换刀机构

Info

Publication number: CN102896538A
Application number: CN 201110210310
Authority: CN
Inventors: 陈丰田
Original assignee: Jian Xueqin
Current assignee: Jian Xueqin
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-01-30

Abstract

一种电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，包含有一驱动单元、一刀库单元及一换刀单元，驱动单元内部水平设置有一第一、第二驱动轮，驱动单元内部垂直设有一第一、第二传动轴，第一、第二传动轴分别与第一、第二驱动轮作啮合传动，驱动单元上活动设置有一驱动伺服马达及一驱动元件，驱动伺服马达伸入第一、第二传动轴中间的动力输出轴，驱动元件可带动驱动伺服马达移动，使动力输出轴选择与第一或第二传动轴啮合传动，用以控制刀库单元或换刀单元运转，借此达到节省设备成本的效果。

Description

电脑数值控制综合加工机自动换刀机构

技术领域

本发明是涉及一种加工中心机，特别是涉及一种可减少驱动伺服马达设置数目以达到降低设备成本效果的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构。

背景技术

参见图1所示，一般加工机的换刀机构10包括有一本体11、一轴设在本体11内的换刀主轴12、一接设在换刀主轴12下端可作回旋移动的换刀臂14、一轴设在本体11内的凸轮件15、一设置在本体11上可带动凸轮件15运转的驱动伺服马达16、以及一轴设在本体11内且末端与该换刀主轴12相联的摇臂17，该驱动伺服马达16下端伸设有一动力输出轴161，该凸轮件15外周设有一齿盘151，该齿盘151与动力输出轴161啮合接触，使驱动伺服马达16可带动整个凸轮件15作运转，凸轮件15端面处凹设有一具有预定形状的轨道152，该摇臂17上设有一套入该轨道152内的导引件171，当凸轮件15转动时，摇臂17会随着轨道152作上下偏摆动作，借此带动整个换刀主轴12上下移动，如此便可让换刀臂14完成一般换刀动作。

换刀机构10通常会与一刀库机构2结合在一起，以便于让换刀臂14能就近抓取刀具，一般的刀库机构2如图2所示，具有一本体201、一轴设在本体201上的刀盘202、以及一设置在本体201上可驱动该刀盘202旋转的驱动伺服马达203，刀盘202上环列设有多个刀套204，每个刀套204都可供一组刀具(图未示)放入，当使用者要选择适当刀具进行加工时，驱动伺服马达203会带动刀盘202旋转，让选中的刀套204移动至刀盘202下方处，如此便可让换刀臂14伸入夹取刀具以进行换刀动作。

上述换刀机构10及刀库机构2虽然可完成一般换刀动作，但是整体机构设备仍有可改良的部分，由于换刀机构10本身具有驱动伺服马达16，而刀库机构2也具备有另一组驱动伺服马达203，因此整体机构需要使用到两组驱动伺服马达16、203，所需的设备成本相当高，无法有效提升产品竞争力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效降低设备成本的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构。

本发明提供一种电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，其包含有一驱动单元、一刀库单元及一换刀单元，其中：该驱动单元具有一第一本体、一水平轴设在第一本体内部的第一驱动轮、一水平轴设在第一本体内部的第二驱动轮、一垂直轴设在第一本体上且与第一驱动轮相啮合的第一传动轴、一垂直轴设在第一本体上且与第二驱动轮相啮合的第二传动轴、一活动设置在第一本体上的驱动伺服马达、以及一设置在第一本体上可带动驱动伺服马达移动的驱动元件，该驱动伺服马达具有一动力输出轴，该驱动元件带动驱动伺服马达可令动力输出轴选择与第一传动轴或第二传动轴作啮合传动；该刀库单元具有一设置在第一本体前方可接受第一驱动轮驱转的刀盘、以及复数个环列设置在刀盘上的刀套；换刀单元具有一设置在第一本体后方的第二本体、一垂直轴设在第二本体内的换刀主轴、一接设在换刀主轴下端可回转移动的换刀臂、一轴设在第二本体内可接受第二驱动轮驱转的凸轮件、以及一轴设在第二本体内接受凸轮件带动可作用该换刀主轴上下移动的摇臂。

本发明所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，第一本体上方设有一个齿轮箱，齿轮箱两侧设有二条滑轨，二条滑轨上活动设置有一个供驱动伺服马达固接的滑座，第一传动轴上端设有一个伸入齿轮箱内的第一齿轮，第二传动轴上端设有一个伸入齿轮箱内的第二齿轮，驱动伺服马达的动力输出轴伸至第一齿轮及第二齿轮中间处。

本发明所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，该驱动元件具有一个固设在第一本体上的压缸、以及一根伸设在压缸上能带动该驱动伺服马达移动的轴杆。

本发明所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，第一驱动轮及第二驱动轮外周都设有一蜗齿部，第一传动轴的下端设有一个与第一驱动轮的蜗齿部相啮合的蜗杆部，第二传动轴的下端设有一个与第二驱动轮的蜗齿部相啮合的蜗杆部。

本发明所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，第一驱动轮及第二驱动轮端面处都设有一个螺旋齿轮，第一传动轴下端设有一个与第一驱动轮的螺旋齿轮相啮合的螺旋伞齿部，第二传动轴下端设有一个与第二驱动轮的螺旋齿轮相啮合的螺旋伞齿部。

本发明所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，第二驱动轮中央处设有一根驱动心轴，该凸轮件中央处设有一根与驱动心轴相互套合连动的凸轮心轴。

本发明的有益效果在于：设置单一组驱动伺服马达，让驱动伺服马达可选择地带动刀库单元或换刀单元，借此达到节省设备成本的效果。

附图说明

图1是一般加工机换刀机构的剖视图；

图2是一般加工机刀库机构的组合图；

图3是本发明电脑数值控制综合加工机自动换刀机构第一较佳实施例的立体图，说明本发明包含有一驱动单元、一刀库单元及一换刀单元；

图4是上述较佳实施例的分解图；

图5是上述较佳实施例中驱动单元的分解立体图，说明该驱动单元内部设有一第一驱动轮、一第二驱动轮、一第一传动轴及一第二传动轴；

图6是上述较佳实施例中驱动单元的另一分解立体图，说明该驱动单元上设置有一可活动的驱动伺服马达、以及一可推动驱动伺服马达移动的驱动元件；

图7是上述较佳实施例的立体图，说明该驱动单元的背面情形，第二驱动轮中央处伸设有一驱动心轴；

图8是上述较佳实施例的平面图；

图9是图8沿Ⅸ-Ⅸ线的剖视图；

图10是图8沿Ⅹ-Ⅹ线的剖视图；

图11是上述较佳实施例的剖视图，说明换刀单元内部构造的情形；

图12是上述较佳实施例的动作图，说明驱动伺服马达带动第一传动轴的情形；

图13是上述较佳实施例的动作图，说明驱动伺服马达带动第二传动轴的情形；

图14是本发明第二较佳实施例的分解图，说明第一、第二驱动轮与第一、第二传动轴是采用螺旋伞齿轮啮合的型态。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参见图3、图4所示，说明本发明电脑数值控制综合加工机自动换刀机构在第一较佳实施例中，主要包含有一驱动单元20、一刀库单元30及一换刀单元40，接着，再将上述各单元的组成构件及空间组合型态详述于后。

参见图5至图10所示，该驱动单元20具有一第一本体21、一水平轴设在第一本体21内部的第一驱动轮22、一水平轴设在第一本体21内部的第二驱动轮23、一垂直轴设在第一本体21上且与第一驱动轮22相啮合的第一传动轴24、一垂直轴设在第一本体21上且与第二驱动轮23相啮合的第二传动轴25、一活动设置在第一本体21上的驱动伺服马达26、以及一设置在第一本体21上可带动驱动伺服马达26移动的驱动元件27，第一、第二驱动轮22、23外周各自设有一蜗齿部221、231，第一传动轴24下端设有一与第一驱动轮22蜗齿部221相啮合的蜗杆部241，第二传动轴25下端设有一与第二驱动轮23蜗齿部231相啮合的蜗杆部251，第二驱动轮23中央处设有一穿透延伸至换刀单元40内的驱动心轴232(如图7所示)，再参见图6所示，第一本体21上方设有一内部中空的齿轮箱211，齿轮箱211两侧设有二滑轨212，二滑轨212上活动设置有一供驱动伺服马达26固接的滑座213，该驱动伺服马达26下端设有一伸入齿轮箱211内的动力输出轴261，第一传动轴24上端设有一伸入齿轮箱211内的第一齿轮242，第二传动轴25上端设有一伸入齿轮箱211内的第二齿轮252，驱动伺服马达26的动力输出轴261伸至第一、第二齿轮242、252中间，该驱动元件27具有一固设在第一本体21上的压缸271、以及一伸设在压缸271上可顶推该滑座213移动的轴杆272，其中该压缸271可以采用电磁、油压或气压等等驱动形式，如此该驱动元件27可带动该驱动伺服马达26移动，令动力输出轴261选择与第一齿轮242或第二齿轮252作啮合传动。

再参见图4所示，该刀库单元30具有一设置在第一本体21前方的刀盘31、复数个环列设置在刀盘31上的刀套32、以及一设置在刀盘31中央处的倒刀机构33，该刀盘31中央套设在第一驱动轮22上，使第一驱动轮22运转后便可带动整个刀盘31作旋转，每个刀套32都可供置入一刀具(图未示)，使用者可选择刀具到达刀盘31下方位置后，利用倒刀机构33可推送刀具进行换刀，由于刀库单元30的构造与一般刀库机构相似，在此不再多加赘述。

参见图3、4、11所示，该换刀单元40具有一设置在第一本体21后方的第二本体41、一垂直轴设在第二本体41内的换刀主轴42、一接设在换刀主轴42下端可回转移动的换刀臂43、一轴设在第二本体41内可接受第二驱动轮23驱转的凸轮件44、以及一轴设在第二本体21内接受凸轮件44带动可作用该换刀主轴42上下移动的摇臂45，上述机构与一般换刀机构10相类似，其详细结构及动作就不再多加赘述，而本发明改良重点是在凸轮件44中心处轴设有一凸轮心轴441，该凸轮心轴441与第二驱动轮23的驱动心轴232(如图10所示)相互套合形成连动，如此第二驱动轮23可传动凸轮件44作运转，进而完成换刀的动作。

以上为本发明电脑数值控制综合加工机自动换刀机构各构件以及连接关系的概述，接着，再将本发明的动作以及预期所能达成的功效陈述如后：

参见图4、图9及图12所示，当使用者要让刀库单元30运作时，首先，让驱动元件27带动驱动伺服马达26往一方向移动，使动力输出轴261与第一传动轴24的第一齿轮242相啮合，驱动伺服马达26透过第一传动轴24带动第一驱动轮22作运转，第一驱动轮22再带动刀库单元30的刀盘31作转动，如此刀库单元30便可正常回转进行选刀作业。

参见图4、图10及图13所示，当使用者要让换刀单元40运作时，让驱动元件27带动驱动伺服马达26往另一方向移动，使动力输出轴261与第二传动轴25的第二齿轮252相啮合，驱动伺服马达26透过第二传动轴25带动第二驱动轮23作运转，第二驱动轮23再带动换刀单元40内部的凸轮件44作转动，如此换刀单元40便可正常进行换刀作业。

参见图14所示，本发明在第二较佳实施例中，该驱动单元20在第一本体21内部设置有一第一驱动轮22’、一第二驱动轮23’、一第一传动轴24’及一第二传动轴25’，与上一实施例不同的是，第一、第二驱动轮22’、23’端面处各自设有一螺旋齿轮221’、231’，第一传动轴24’下端设有一与第一驱动轮22’螺旋齿轮221’相啮合的螺旋伞齿部241’，第二传动轴25’下端设有一与第二驱动轮23’螺旋齿轮231’相啮合的螺旋伞齿部251’。

综上所述，本发明电脑数值控制综合加工机自动换刀机构主要是为了解决一般加工机的设备成本问题，其采用的技术手段是在驱动单元20内部设置有第一、第二驱动轮22、23，第一、第二驱动轮22、23分别受到第一、第二传动轴24、25啮合传动，驱动单元20上设置有一可移动的驱动伺服马达26，利用驱动元件27对驱动伺服马达26推顶移动，使驱动伺服马达26可选择对第一驱动轮22或第二驱动轮23进行驱转，借此可分别让刀库单元30或换刀单元40运转，如此本发明让刀库单元30及换刀单元40共用同一组驱动伺服马达26，可有效达到节省设备成本的效果。

Claims

1.一种电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，其特征在于：包含：

一个驱动单元，具有一个第一本体、一个水平轴设在第一本体内部的第一驱动轮、一个水平轴设在第一本体内部的第二驱动轮、一根垂直轴设在第一本体上且与第一驱动轮相啮合的第一传动轴、一根垂直轴设在第一本体上且与第二驱动轮相啮合的第二传动轴、一个活动设置在第一本体上的驱动伺服马达、以及一个设置在第一本体上能带动驱动伺服马达移动的驱动元件，该驱动伺服马达具有一根动力输出轴，该动力输出轴能选择与第一传动轴或第二传动轴作啮合传动；

一个刀库单元，具有一个设置在第一本体前方并且接受第一驱动轮驱转的刀盘、以及复数个环列设置在刀盘上的刀套；及

一个换刀单元，具有一个设置在第一本体后方的第二本体、一根垂直轴设在第二本体内的换刀主轴、一个接设在换刀主轴下端能回转移动的换刀臂、一个轴设在第二本体内并且接受第二驱动轮驱转的凸轮件、以及一个轴设在第二本体内接受凸轮件带动能作用该换刀主轴上下移动的摇臂。

2.根据权利要求1所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，其特征在于：第一本体上方设有一个齿轮箱，齿轮箱两侧设有二条滑轨，二条滑轨上活动设置有一个供驱动伺服马达固接的滑座，第一传动轴上端设有一个伸入齿轮箱内的第一齿轮，第二传动轴上端设有一个伸入齿轮箱内的第二齿轮，驱动伺服马达的动力输出轴伸至第一齿轮及第二齿轮中间处。

3.根据权利要求1所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，其特征在于：该驱动元件具有一个固设在第一本体上的压缸、以及一根伸设在压缸上能带动该驱动伺服马达移动的轴杆。

4.根据权利要求1所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，其特征在于：第一驱动轮及第二驱动轮外周都设有一蜗齿部，第一传动轴的下端设有一个与第一驱动轮的蜗齿部相啮合的蜗杆部，第二传动轴的下端设有一个与第二驱动轮的蜗齿部相啮合的蜗杆部。

5.根据权利要求1所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，其特征在于：第一驱动轮及第二驱动轮端面处都设有一个螺旋齿轮，第一传动轴下端设有一个与第一驱动轮的螺旋齿轮相啮合的螺旋伞齿部，第二传动轴下端设有一个与第二驱动轮的螺旋齿轮相啮合的螺旋伞齿部。

6.根据权利要求1所述的电脑数值控制综合加工机自动换刀机构，其特征在于：第二驱动轮中央处设有一根驱动心轴，该凸轮件中央处设有一根与驱动心轴相互套合连动的凸轮心轴。