CN201483275U - 加工机换刀机构的刀库固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是在加工机的换刀机构，设置围绕着浮动式轴心的刀库固定装置。此换刀机构具有可执行刀具分配运动的转动器，在转动器的背后牢固一曲柄作为固定装置。此曲柄一端连接有行走轮，另端可回转地支持在连杆机构而与加工机相连，并在曲柄中央连接一拉动装置，将行走轮压向摆动凸轮的表面，推动曲柄绕着连杆机构浮动式的摆动，得以改善刀具交换扣刀时的撞击机率。

Description

加工机换刀机构的刀库固定装置

技术领域

本实用新型涉及加工机的换刀机构，特别是指一种绕着浮动式轴心回转的刀库固定装置。

背景技术

已知加工机是由数值控制器控制如CNC钻头等刀具的自动替换装置，在替换刀具期间，缩短替换刀具所需的时间并减轻替换刀具所产生的冲击。

如图1所示，是中国台湾申请案号第096110092号自动刀具替换装置，其机构主要是将一背后安装有曲柄25的转动器20，设置在臂元件2的端部，此转动器20的周边具有多个夹具21，各夹具21持有一刀具保持器24，用以保持刀具；此转动器20配备有减速设备22，通过啮合主轴齿轮11的转动器齿轮23来带动转动器20慢速旋转，并执行分配运动用以选择所需的刀具。

此类加工机的主轴头10设计为能够沿着支撑柱1垂直往复运动(沿Z轴)，并在主轴头10上设有围绕着回转轴14的摆动凸轮13，此摆动凸轮13包括直部15、曲部16和另一直部17。前述曲柄25的一端旋转地连接在和摆动凸轮13协同工作的摆辊18上，另端可回转地支持在回转轴14上，此回转轴14是安装于一固定在臂元件2的支架12上，并在曲柄25中央连接一拉动装置26，推动曲柄25绕着回转轴14旋转摆动；换言之，拉动装置26将摆辊18压向摆动凸轮13的表面。

如图1所示的自动替换装置，采取了控制驱动主轴头10的Z轴速度，执行下列刀具交换步骤而不会产生撞击：

a)通常是主轴头10下降至较低的加工区域，让保持器24的刀具进入加工状态；此时的摆辊18位于摆动凸轮13直部15的较高处。

b)当发布刀具交换指令时，主轴头10开始上升，直到摆辊(凸轮辊)18位于摆动凸轮13曲部16既定的开始点，用于转动器20执行摆动运动的开始。

c)主轴头10停顿并进入主轴定位的时间点，然后再次升起；此刻的转动器20以回转轴14为轴心开始旋转摆动，夹具21的尖端会挟持刀具保持器24的V槽。

d)持续升起主轴头10，使刀具保持器24从主轴上卸除。

另一加工机的自动替换装置，是为中国台湾申请案号第092120631号“可更换工具的工作机械”，如图2所示，同样是经由主轴头10向上移动来进行刀具的更换作业。刀具更换时，除了拉动装置26连接转动器20背后所安装的曲柄25，以回转轴14为轴心，压制曲柄25另端的滚子31运动于滚子接触构件30边缘以外；此主轴头10上方枢接的L形收纳杆32一端的固定滚子33，亦会随着主轴头10升降动作而进出于轨道34中。尤其是，固定于轴35的螺帽36会抵住构件37，防止构件

连同转动器20作预料外的移动，而由图面及说明书中可发现，其为改善换刀撞击的问题，而将该锁固有整组转动器20的曲柄25，在主轴头10上移换刀过程，会有一段时间随着主头头10上移而随同上移并旋动换刀，故其结构因而相当的复杂，相对的其加工成本及组装的技术将随之提升，不利于制造业者。

在以往的刀具更换的叙述中，不难发现到撞击的原因在于：整组转动器20及其曲柄25，是以回转轴14为固定的中心点做摆动，进而使转动器20上的夹具21宛如钟摆般，斜插入刀具保持器24(同业称其为刀杆)中呈水平状态的V槽中，进而达到扣刀的动作。由于夹具21是固定于转动器20上，是以其运动轨迹亦同于以回转轴14为中心，呈弧线运动，是以在进行扣刀过程，由于刀具保持器24的V槽等同于水平状态，是以其两者在刀具进行换刀的扣刀过程，夹具21的弧线运动轨迹，在进入水平状态刀具保持器24的V槽时，将无法顺利的进入，是以在换刀期间，自然无法避开地会产生撞击的弊端。针对此项缺点，先前技术则是有多种改善方式；如利用Z轴速度的控制，或转动器及曲柄适度的同步上升并旋动等等，以降低更换刀具期间的撞击；但是，这些先前技术的构造都相当复杂，反而增加日后故障排除与维修的困难度，也增加制造上的成本及加工技术上的难度。

实用新型内容

因此，本实用新型针对加工机换刀机构，希望能改善上述机构上的复杂度，降低其制造成本，期望能以最简单的机构，获得相同的换刀效果，经过不断的改进及完善，终能提供一种浮动式旋动轴心的刀库固定装置，得以安装固定在持有刀具的转动器上，让转动器绕着浮动式轴心回转而扣住刀具，能够改善更换刀具期间的撞击问题，且结构比先前技术更简单。

本实用新型虽然同样是为了改善更换刀具期间的撞击，却采用不同于两前案的技术手段，而是在持有刀具(有同业称其为扣刀)期间，直接将转动器(同业称其为刀盘)从固定式轴心作钟摆运动，改良为浮动式轴心，让夹具更顺畅地挟住刀具保持器的V槽。简单地说，就是在扣刀的短暂时间内，让转动器的夹具以接近水平的运动方向插入V槽中，改善撞击的机率，这期间；转动器及其锁固的曲柄，由于是采用浮动式轴心，是以其运动轨迹将会有升降及摆动的两种轨迹相互配合。

为达上述目的，提供一种加工机换刀机构的刀库固定装置，其特征在于，包含一安装于臂元件端部支架的转动器；若干设置在转动器周边的夹具，转动器使用这些夹具持有刀具；一固定安装于转动器背后的曲柄；该曲柄一端连接有能与摆动凸轮协同工作的行走轮，另端可回转地枢设在连杆机构上，并在曲柄中央连接一将行走轮压向摆动凸轮的表面的拉动装置，推动曲柄绕着连杆机构旋转摆动；其中，该连杆机构具有联结曲柄与支架的一第一摇杆和一第二摇杆。

本实用新型还提供一种加工机换刀机构的刀库固定装置，其特征在于，是在一加工机组装一执行刀具分配运动的转动器，该转动器背后固定安装有一曲柄，该曲柄一端连接有能与摆动凸轮协同工作的行走轮，另端可回转地以枢轴疏设在连杆机构而与加工机相连，并在曲柄中央连接一将行走轮压向摆动凸轮的表面的拉动装置。

该连杆机构包含：

一第一摇杆，一端为连接曲柄的第一浮动枢轴，另端为连接加工机的第一定位轴；以及

一第二摇杆，一端为枢接加工机的第二定位轴，另端为轴接曲柄的第二浮动枢轴。

本实用新型的有益效果是：其是安装固定在持有刀具的转动器上，让转动器绕着浮动式轴心回转而扣住刀具，能够改善更换刀具期间的撞击问题，且结构比先前技术更简单。

附图说明

为进一步说明本实用新型的具体技术内容，以下结合实施例并配合附图详细说明如后，其中：

图1为中国台湾第200800479号发明专利公开案的刀具替换设备示意图。

图2为中国台湾证书第I253372号发明专利案的更换刀具示意图。

图3及图4为本实用新型刀库固定装置的操作示意图。

图5-图7为本实用新型刀库固定装置实施于加工机的连续扣刀动作示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种加工机换刀机构的刀库固定装置，其技术内容如图3、图4所示，同样是在转动器背后所安装的曲柄25一端，组设有运动于摆动凸轮13的行走轮40。不同的是：曲柄25另端与加工机之间联结有一连杆机构50，该连杆机构50至少包括有一第一摇杆51和一第二摇杆52；该第一摇杆51一端以第一浮动枢轴54连接至曲柄25，另端以第一定位轴53与加工机相连；该第二摇杆52一端被第二定位轴55枢接于加工机上，另端以第二浮动枢轴56和曲柄25轴接在一起。两浮动枢轴54、56各自转动地联结在曲柄25的端部，且在二轴的中心点之间虚拟一连接线58，这条连接线58的方向及位置，会随着连杆机构50作动而产生变化。

如前所述，曲柄25受力而使行走轮40压向摆动凸轮13的表面，由于摆动凸轮13随着主轴头升降运动，运动在两直部15、17的行走轮40并不会影响到曲柄25变换角度，且换刀步骤仅限于摆动凸轮13的曲部16这一段行程，其余行程并不会使曲柄25的摆动幅度产生变化，故往后的叙述重点是放在扣刀期间。

当行走轮40来到直部15与曲部16的交接处作为启始点，顺着曲部16移动到其与直部17交接的终点；同时让两摇杆51、52以各自长度为半径，分别沿着图面虚拟的两圆周线57摆动出角度a、b的变化，牵涉到连接线58浮动位移至既定方位，决定曲柄25与摆动凸轮13之间的夹角范围。该曲柄25如前所述是安装在转动器的背后，会因为曲柄25与摆动凸轮13的夹角变化，而使夹具顺利的插入刀具保持器的V槽中。已知的摆幅运动是指对象回转地连接于固定轴心，进行宛如钟摆般的往复运动，而本案的摆动是曲柄25回转连接的轴心，非固定于一点，而是因应两摇杆51、52之间的连接线58位置变换而呈现浮动摆动的状态，让曲柄25在扣刀过程，适当的作出近似于水平的位移运动，可使夹具更顺畅地挟住保持器的V槽，并改善撞击的机率。

如图5-图7所示，一加工机100具有沿着支撑柱1(沿Z轴)垂直往复运动的主轴头10，该主轴头10设置供自动替换装置行走的摆动凸轮13，该摆动凸轮13包括直部15、曲部16和另一直部17。

该自动替换装置包括一安装于臂元件2端部支架12的转动器20；若干设置在转动器20周边的夹具21，转动器20使用这些夹具21持有刀具；配备在转动器20的减速设备22，慢速旋转该转动器20执行分配运动来选择所需的刀具；若干刀具保持器24，转动器20由夹具21持有这些刀具保持器24；以及，一固定安装于转动器20背后的曲柄25。

该曲柄25一端连接有能与摆动凸轮13协同工作的行走轮40，另端可回转地支持在连杆机构50上，并在曲柄25中央连接一拉动装置26，将行走轮40压向摆动凸轮13的表面，推动曲柄25结合连杆机构50适度的摆动及移动。该连杆机构50具有第一摇杆51和第二摇杆52，把曲柄25端部与支架12联结在一起，执行下列刀具交换步骤而改善撞击的问题：

a)主轴头10因为下降到较低的加工区域，让刀具保持器24的刀具进入加工状态。此刻的行走轮40位于摆动凸轮13的直部15较高处(图面未示)。

b)当发布刀具交换指令时，主轴头10开始上升。行走轮40从摆动凸轮13的直部15较高处，滚动位移到与曲部16交接的起点，这段时间的转动器20已将进入扣刀动作的摆动状态(如图5所示)。

c)主轴头10进入短暂的定位时间点，开始执行刀具的交换。此刻的转动器20的夹具21尖端，将伸入该刀具保持器24的V槽当中，同时间主轴10继续缓速上移，而由于夹具21已进入刀具保持器24的V槽中，是以主轴10上升动力，也会由已在刀具保持器24上的夹具21，而将力量传递到转动器20上，而使转动器20及曲柄25以摇杆51、52为浮动牵引，做适度的位置调整比如摆动及移动，使夹具21的尖端顺利的滑入水平的刀具保持器24的V槽中，如此的以浮动摇杆51、52的设计，用得以改善在扣刀时撞击的问题(如图6所示)。

d)持续升起主轴头10以进行拉刀动作。行走轮40沿着摆动凸轮13的直部17位移至较低处；在此期间，直到从主轴头10卸除刀具保持器24为止(如图7所示)。

当然，转动器20以夹具21持有的刀具保持器24，可通过分配运动选择所需的刀具，然后依反向流程回到加工区域，继续未完成的加工作业。

Claims (3)

1.一种加工机换刀机构的刀库固定装置，其特征在于，包含一安装于臂元件端部支架的转动器；若干设置在转动器周边的夹具，转动器使用这些夹具持有刀具；一固定安装于转动器背后的曲柄；该曲柄一端连接有能与摆动凸轮协同工作的行走轮，另端可回转地枢设在连杆机构上，并在曲柄中央连接一将行走轮压向摆动凸轮的表面的拉动装置；其中，该连杆机构具有联结曲柄与支架的一第一摇杆和一第二摇杆。

2.一种加工机换刀机构的刀库固定装置，其特征在于，是在一加工机组装一执行刀具分配运动的转动器，该转动器背后固定安装有一曲柄，该曲柄一端连接有能与摆动凸轮协同工作的行走轮，另端可回转地以枢轴疏设在连杆机构而与加工机相连，并在曲柄中央连接一将行走轮压向摆动凸轮的表面的拉动装置。

3.如权利要求2所述加工机换刀机构的刀库固定装置，其特征在于，该连杆机构包含：

一第一摇杆，一端为连接曲柄的第一浮动枢轴，另端为连接加工机的第一定位轴；以及

一第二摇杆，一端为枢接加工机的第二定位轴，另端为轴接曲柄的第二浮动枢轴。

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