CN104625823A - 刀具交换刀库的换刀臂结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刀具交换刀库的换刀臂结构，其包括：一换刀臂以及设置于该换刀臂上至少一扣合块、曲柄连杆组、第一顶掣组及第二顶掣组。本发明借由上述构件的组成，利用第一顶掣组、第二顶掣组与曲柄连杆组的相互动作，以连动与曲柄连杆组连结的扣合块位移，使得换刀臂于扣持刀杆时，不会产生金属撞击声响，达到无声扣刀目的，并可避免相关构件因撞击产生震动及磨耗，进而延长使用寿命，同时可精简组成构件，降低生产技术与成本。

Description

刀具交换刀库的换刀臂结构

技术领域

本发明涉及刀库的换刀臂技术领域，特别是扣刀时，不会产生金属撞击声响，达到无声扣刀的一种刀具交换刀库的换刀臂结构。

背景技术

综合加工机是用以对加工件执行多种不同加工作业，因此除了配置有加工主轴外，尚配置有可架置多种加工型态的刀具的刀库，以供加工主轴进行刀具交换，并执行加工作业；为达到换刀自动化的目的，一般综合加工机上更设置有换刀机构（ATC），可依据预先设定程序由刀库撷取各式刀杆至加工主轴，执行自动换刀作业。

请参阅图7所示，习知的换刀机构，是在一机座900底端，设有一刀臂转轴902及一抵板904，利用刀臂转轴902带动一换刀臂920，进行诸如旋转扣刀、直进拔刀、换刀、后退插刀与旋转复位等流程的换刀作业。其中，换刀臂920临近于刀臂转轴902之处设有容室922，以供组设一可向上突伸的顶掣件940。换刀臂920端部设有扣刀口924，临近于扣刀口924处并设有与容室922连通的开槽926，以供组设一可相对于换刀臂920直线位移的推抵件960，推抵件960后端则可抵接于顶掣件940表面。

当顶掣件940因抵固于抵板904而往下移动时，会在容室922中形成一活动空间，推抵件960则因应多出的活动空间而得增加向后移动的活动范围，使换刀臂920旋转扣持刀杆980，推抵件960在撞击刀杆980时，得具有向后退让的功能。

又，当扣刀完成后，需进行拉刀及旋转换刀的动作，此时刀臂转轴902将往下移动，而该顶掣件940将脱离与抵板904接触，并借由顶掣件940内的弹性组件942的弹力，将顶掣件940往上推移，促使顶掣件940与推抵件960抵接，使推抵件960无后退的活动空间，据此将刀杆980卡制定位在扣刀口924中，避免随后换刀臂920高速旋转将刀杆980甩飞，影响整个换刀作业与安全性，此为传统换刀作业的基本动作。

但实施上，当换刀臂920扣持住刀杆980时，会产生一「卡嗒」的金属撞击声响，此响声源自于刀杆980与扣刀口924处的推抵件960端部彼此撞击所致；常态时的推抵件960会据其后端的弹性组件962的抵撑作用，而朝着扣刀口924处位移，因而使推抵件960端部伸出扣刀口924，故不论是扣刀或换刀作业，该刀杆980均会与推抵件960端部发生撞击，从而发出金属撞击声响。此外，对于刀杆980与推抵件960而言，相互经常性撞击，容易导致相关构件的震动及磨耗毁损，使用寿命减损，加速相关构件的淘汰与维修成本，尤其是在讲究快速换刀的时代，在速度越来越快的情况下，撞击力道更随着速度的提升而增大，对相关构件的震动磨耗与时俱增。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刀具交换刀库的换刀臂结构，其在扣持刀杆时，不会产生金属撞击震动及声响，避免刀库、刀杆、刀臂及加工主轴等相关构件因撞击产生构件的耗损，进而延长使用寿命，同时可大幅精简相关构件，降低构件的生产技术与成本。

为了达到上述目的，本发明提供一种刀具交换刀库的换刀臂结构，其中包括：

一换刀臂，其两端分别设有一扣刀口，该换刀臂临近于中心两侧，分别设有一垂直于该换刀臂轴线，且具有朝上开放的容室及滑槽，该滑槽两端更连通该容室及该扣刀口，该换刀臂连通该容室分别设有一穿孔及一透孔；

至少一扣合块，容置于该滑槽，具有一扣刀端，该扣刀端可活动的凸伸于该扣刀口；

至少一曲柄连杆组，容置于该容室，一端枢接于该容室，另一端则与该扣合块连接；

至少一第一顶掣组，设置于该换刀臂，包含一容置座、一弹性组件及一顶掣件，该容置座具有一容置孔，提供该弹性组件及该顶掣件容置，且该容置孔位置与该透孔对应，使该顶掣件受该弹性组件的推顶，一端穿伸该透孔并顶抵该曲柄连杆组；以及

至少一第二顶掣组，可活动的容置于该穿孔，至少包含一顶掣栓，该顶掣栓一端压抵该曲柄连杆组，另一端凸伸于该穿孔外侧。

该曲柄连杆组包含有相互枢接的一第一连杆及一第二连杆，该第一连杆一端与该扣合块枢接，而该第二连杆一端则枢接于该容室。

该第二顶掣组，进一步包含有一调整螺栓，配合该顶掣栓设置的螺孔，提供该调整螺栓的锁设，以调节该第二顶掣组相对凸伸于该穿孔外侧的高度。

该换刀臂进一步包含有一压板，以封闭该容室及该滑槽的开放端。

采用上述方案后，本发明刀具交换刀库的换刀臂结构通过上述构件的组成，利用第一顶掣组、第二顶掣组与曲柄连杆组的相互动作，以连动与曲柄连杆组的扣合块位移，使得换刀臂扣持刀杆时，不会产生金属撞击声响，同时可避免相关构件因撞击产生磨耗，进而延长使用寿命，同时可大幅精简相关构件，降低构件的生产技术与成本。

附图说明

图1为本发明刀具交换刀库的换刀臂结构实施例示意图；

图2为本发明刀具交换刀库的换刀臂结构实施例分解示意图；

图3为本发明刀具交换刀库的换刀臂结构实施例动作剖面示意图一；

图4为本发明刀具交换刀库的换刀臂结构实施例动作剖面示意图二；

图5为本发明刀具交换刀库的换刀臂结构另一实施例动作剖面示意图一；

图6为本发明刀具交换刀库的换刀臂结构另一实施例动作剖面示意图二；

图7为习知换刀臂实施例剖面示意图。

具体实施方式

以下请参照相关图式进一步说明本发明刀具交换刀库的换刀臂结构实施例。为便于理解本发明实施方式，以下相同组件采用相同符号标示说明。

请配合参阅图1至图6所示，图中，刀具交换刀库的换刀臂结构，其包括：一换刀臂200以及设置于该换刀臂200上至少一扣合块220、曲柄连杆组240、第一顶掣组260、第二顶掣组280及压板212。借由第一顶掣组260、第二顶掣组280与曲柄连杆组240的相互动作，以连动与曲柄连杆组的扣合块220位移，使得换刀臂200扣持刀杆600时，扣合块220先行内缩，不会与刀杆600产生撞击，即可避免相关构件因撞击产生震动、声响及磨耗，进而延长使用寿命。

实施时，除换刀臂200外，其它构件皆对称设置于换刀臂200的两端，故以下的构件说明以单边数量为主。

上述换刀臂200，两端包含一扣刀口202、一容室204、一滑槽206、一穿孔208及一透孔210。扣刀口202形成于换刀臂两端，而容室204及滑槽206则朝上呈开放的形成于换刀臂200临近于中心的两侧，并垂直于换刀臂200的轴线，又滑槽206更连通扣刀口202与容室204，另外；穿孔208及透孔210则分别连通容室204而形成于换刀臂200。

上述扣合块220，容置于滑槽206，扣合块220的扣刀端222可活动的凸伸于扣刀口202。

上述曲柄连杆组240，容置于换刀臂200的容室204，包含有相互枢接的一第一连杆242及一第二连杆244，其中，第一连杆242一端与扣合块220相对于扣刀端222的另一端枢接，而第二连杆244一端则枢接于容室204空间。

上述第一顶掣组260，设置于换刀臂200外侧，包含一容置座262、一弹性组件264及一顶掣件266。容置座262具有一容置孔268，提供弹性组件264及顶掣件266容置，且容置孔268位置与透孔210相互对应，使顶掣件266受弹性组件264弹性回复力的推顶，选择性的穿伸透孔210并顶抵曲柄连杆组240。

实施时，如图5、图6所示，第一顶掣组260’呈一预设角度设置于换刀臂200外侧，其容置座262’的容置孔268’、弹性组件264’及顶掣件266’与曲柄连杆组240的第二连杆244的法线方向趋近，使顶掣件266’受弹性组件264’弹性回复力的推顶，选择性的沿第二连杆244法线方向，穿伸透孔210而推顶曲柄连杆组240。

上述第二顶掣组280，可活动的容置于穿孔208，包含一顶掣栓282及一调整螺栓284。顶掣栓282可活动的容置于穿孔208，一端压抵曲柄连杆组240，另一端凸伸于穿孔208外侧，并具有一螺孔286。而调整螺栓284则可调节的螺合于螺孔286。

上述压板212，封闭容室204及滑槽206的开放端，并锁设于换刀臂200。

是以，上述即为本发明所提供一较佳实施例刀具交换刀库的换刀臂结构，各部构件及组装方式的介绍，兹再将本发明的实施例动作特点介绍如下：首先，换刀臂200中心以一转轴402与一机座400枢接，其中，机座400面向换刀臂200的表面上，并预设有多个定位孔404（如图3、图5所示），且各定位孔404位于同一直径上的相对位置。并可借由调整螺栓284螺合顶掣栓282螺孔286的高低，以调整第二顶掣组280与机座400的间距，其目的在提供第二顶掣组280的长度变化，当第二顶掣组280越长，则会更早碰触到机座400，如此；即可使顶掣栓282底部提早驱动曲柄连杆组240，进而使曲柄连杆组240摆动幅度增加，相对的可使与曲柄连杆组240枢接的第一连杆242行程产生变化，而与第一连杆242枢接的组合块220活动行程也增加，其目的即在防止相关构件的加工组装误差时，该误差可以被适时的修正。

在预备扣刀的状态下，第二顶掣组280的顶掣栓282（调整螺栓284）顶抵于机座400表面，使第二顶掣组280的顶掣栓282（调整螺栓284）一端朝容室204底部移动，并同步压抵曲柄连杆组240的第二连杆244一端，造成以枢接轴为中心形成摆动状态，使第二连杆244牵引第一连杆242及扣合块220后退，并使第一连杆242、第二连杆244彼此的枢接端向下摆动，而压抵第一顶掣组260，使第一顶掣组260的顶掣件266压缩弹性组件264而缩入容置座262的容置孔268，并使第一顶掣组260处于压缩蓄能状态。扣合块220受曲柄连杆组240连动，使扣合块220原本凸伸于扣刀口202的扣刀端222退缩于滑槽206中，而不再凸伸于扣刀口202，避免扣刀瞬间与刀杆600发生撞击事情（如图4、图6所示）。

当转轴402带动换刀臂200旋转至预设角度时，换刀臂200的扣刀口202会分别扣住加工主轴与刀库中的刀杆600，此即为换刀作业的旋转扣刀程序。

实施旋转扣刀期间，第二顶掣组280随着换刀臂200而相对于机座400转动。当换刀臂200到达完全扣刀位置，即扣刀口202扣持刀杆600时，第二顶掣组280的顶掣栓282（调整螺栓284）恰与机座400其中的一的定位孔404同轴对应，此时第一顶掣组260中的弹性组件264因其弹性回复力，推顶顶掣件266再次穿伸透孔210而顶推曲柄连杆组240，使曲柄连杆组240连动扣合块220，使扣合块220的扣刀端222再次由滑槽206凸伸于扣刀口202，达到固持及定位刀杆600的目的，避免刀杆600于后续换刀臂200高速旋转作业时自换刀臂200上脱落（如图3、图5所示）。

扣合块220固持刀杆600后，转轴402会带动换刀臂200往下移动适当位置后，将所扣合的刀杆600拔离加工主轴及刀库，此即为换刀作业的直进拔刀程序。此时曲柄连杆组240仍持续受到第一顶掣组260的顶推作用，从而使连动的扣合块220的扣刀端222仍保持向扣刀口202凸伸的状态，因此刀杆600不会自扣刀口202脱离（如图3、图5所示）。

当拔刀动作完成后，转轴402再继续带动换刀臂200旋转定位后并往上移动适当位置，将拔离加工主轴的刀杆600置回刀库，而拔取自刀库的刀杆600则插置于加工主轴上，此即完成后退插刀的程序。之后令换刀臂200转回至原始位置状态，完成换刀所有步骤，以备下次换刀作业。

承上所述，由于刀杆600未进入扣刀口202前，扣合块220的扣刀端222即借由第二顶掣组280与曲柄连杆组240相互动作，而临近于扣刀口202处缩回至换刀臂200的滑槽206，并使第一顶掣组260处于压缩蓄能状态。

因此当换刀臂200旋转并以扣刀口202扣持刀杆600时，对应的刀杆600不会与扣合块220的扣刀端222撞击，产生震动及声响。

当扣合块220随着换刀臂200到达完全扣刀位置时，使第二顶掣组280恰与机座400的定位孔404同轴对应，使得第一顶掣组260借由弹性组件264的弹性回复力，令第一顶掣组260的顶掣件266穿伸透孔210而推顶曲柄连杆组240，再由曲柄连杆组240连动扣合块220，使扣合块220的扣刀端222凸伸于换刀臂200的扣刀口202，以适时固持及定位刀杆600。

以上所述说明，仅为本发明的较佳实施方式而已，意在明确本发明的特征，并非用以限定本发明实施例的范围，本技术领域内的一般技术人员根据本发明所作的均等变化，以及本领域内技术人员熟知的改变，仍应属本发明涵盖的范围。

Claims (4)

1. 一种刀具交换刀库的换刀臂结构，其特征在于：包括：

一换刀臂，其两端分别设有一扣刀口，该换刀臂临近于中心两侧，分别设有一垂直于该换刀臂轴线，且具有朝上开放的容室及滑槽，该滑槽两端更连通该容室及该扣刀口，该换刀臂连通该容室分别设有一穿孔及一透孔；

至少一扣合块，容置于该滑槽，具有一扣刀端，该扣刀端可活动的凸伸于该扣刀口；

至少一曲柄连杆组，容置于该容室，一端枢接于该容室，另一端则与该扣合块连接；

至少一第一顶掣组，设置于该换刀臂，包含一容置座、一弹性组件及一顶掣件，该容置座具有一容置孔，提供该弹性组件及该顶掣件容置，且该容置孔位置与该透孔对应，使该顶掣件受该弹性组件的推顶，一端穿伸该透孔并顶抵该曲柄连杆组；以及

至少一第二顶掣组，可活动的容置于该穿孔，至少包含一顶掣栓，该顶掣栓一端压抵该曲柄连杆组，另一端凸伸于该穿孔外侧。

2. 如权利要求1所述的刀具交换刀库的换刀臂结构，其特征在于：该曲柄连杆组包含有相互枢接的一第一连杆及一第二连杆，该第一连杆一端与该扣合块枢接，而该第二连杆一端则枢接于该容室。

3. 如权利要求1所述的刀具交换刀库的换刀臂结构，其特征在于：该第二顶掣组，进一步包含有一调整螺栓，配合该顶掣栓设置的螺孔，提供该调整螺栓的锁设，以调节该第二顶掣组相对凸伸于该穿孔外侧的高度。

4. 如权利要求1所述的刀具交换刀库的换刀臂结构，其特征在于：该换刀臂进一步包含有一压板，以封闭该容室及该滑槽的开放端。