CN201685126U - 切削加工机的自动换刀系统 - Google Patents

Abstract

一种切削加工机的自动换刀系统，包括一机座、一主轴、一换刀夹臂、一第一传动组与一第二传动组。其中，主轴可转动地安装于该机座，且可沿着该机座提供的一轴向往复移动；换刀夹臂结合于该主轴的一端，且随着该主轴往复移动而于一第一位置与一第二位置之间变换位置；第一传动组具有一轴套提供主轴可直线移动地穿设其中，以及一第一动力源由一皮带驱使轴套转动，转动的轴套将同步带动该主轴旋转；第二传动组包括一推进件与主轴结合，以及一第二动力源用以驱使该推进件带动该主轴相对该轴套直线往复移动。由此，换刀夹臂随着主轴的转动或移动，而达成旋转换刀与轴向移动定位的动作。

Description

切削加工机的自动换刀系统

技术领域

本实用新型是与切削加工机有关，更详而言之是指一种切削加工机的自动换刀系统。

背景技术

已知切削加工机的换刀系统有利用两个伺服马达各别达成控制换刀夹臂的转动与直线位移的动作，如中国台湾专利公告号第I310717号“刀库换刀机构”，该专利揭示一第一伺服马达的转轴直接穿设一中空的臂轴，且臂轴固接一换刀夹臂，该第一伺服马达驱使转轴转动并带动臂轴同步旋转，由此以达成控制旋转换刀的目的；该专利另揭示一第二伺服马达结合一螺杆，螺杆上设有一螺帽，螺帽固接一连接件，连接件另一端再固接一枢套，枢套是可移动地套设在前述第一伺服马达的转轴上且与臂轴连结，利用控制第二伺服马达正反向驱转螺杆，以促使螺帽沿着螺杆前进或后退，间接地造成枢套往前推动或往后拉动该臂轴，据以达成控制该换刀夹臂轴向移动定位的目的。

诚然，上述结构可达成换刀夹臂的旋转换刀与轴向移动控制，惟，其仍有未臻完善之处，即：

1.第一伺服马达的转轴直接穿设更大直径的臂轴，于带动臂轴及换刀夹臂同步旋转时，该转轴承受极大的扭力作用，并将造成第一伺服马达负载过重。

2.承上，第一伺服马达的转轴是以其轴身凹设的键槽与臂轴的凸出键件配合的方式来达成转轴带动臂轴旋转的动作，此结构关系容易在转轴转动时，对于臂轴上的凸出键件造成剪力破坏。

3.为避免第一伺服马达的转轴呈悬设，其另一端必须由一固定不动的枢座以为支撑，该枢座通常是加工机的一部分，因此造成枢座与第一伺服马达之间的空间不便再被作为其它利用。

4.换刀夹臂的直线往复移动虽是由第二伺服马达驱使，然而在推动或拉动臂轴方面，是由螺帽固接连接件，连接件再以螺栓锁固枢套，枢套再由一轴套而与臂轴结合，前述连接构件多，不仅徒增组装不便，更容易在构件尺寸精度配合不佳时产生干涉情形。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种切削加工机的自动换刀系统，具有结构稳固及稳定的特性。

缘以达成上述目的，本实用新型所提供切削加工机的自动换刀系统包括一机座、一主轴、一换刀夹臂、一第一传动组与一第二传动组。其中，主轴是可转动地安装于该机座，且可沿着该机座提供的一轴向往复移动；换刀夹臂结合于该主轴的一端，且随着该主轴往复移动而于一第一位置与一第二位置之间变换位置；第一传动组具有一轴套提供该主轴可直线移动地穿设其中，以及一第一动力源由一皮带驱使该轴套转动，转动的轴套将同步带动该主轴旋转；第二传动组包括一推进件与该主轴结合，且主轴是可相对该推进件转动，以及一第二动力源用以驱使该推进件带动该主轴相对该轴套直线往复移动。

本实用新型的有益效果是：换刀夹臂随着主轴的转动或移动，而达成旋转换刀与轴向移动定位的动作。

附图说明

为能更清楚地说明本实用新型，以下列举较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中：

图1为本实用新型一较佳实施例的立体示意图。

图2、图3为本实用新型上述较佳实施例的部分构件分解立体图。

图4为一平面图，揭示换刀夹臂位于一第一位置。

图5为一平面图，揭示换刀夹臂位于一第二位置。

图6为一剖视图，揭示本实用新型压迫单元与轴套及主轴的关系。

图7为一立体图，揭示本发明采直立应用。

图8为一立体示意图，揭示另一态样的轴套内壁具有凸块与主轴的导槽配合。

图9为一立体图，揭示本发明采直立反转式应用。

图10为一立体图，揭示本发明采卧式反转应用。

图11为一立体图，揭示本发明采水平式应用。

具体实施方式

请配合图1至图3所示，本实用新型一较佳实施例的切削加工机的自动换刀系统100包括一机座10、一主轴20、一第一传动组30、一第二传动组40与一换刀夹臂50，其中：

机座10为固接于加工机主体(图未示)上的一箱体，箱体具有对称设置的一第一组穿孔12与一第二组穿孔14。

主轴20为经过特殊加工处理而具有良好刚性与耐磨性的圆柱体，主轴20前端20a用以固结该换刀夹臂50(请参阅图4所示)，主轴20身部具有一自表面突起的环状凸垣，该凸垣构成一第一限制环22，必须说明的是，第一限制环22在本实施例中为一体成形的凸垣，惟不以此为限，例如将一锁紧螺帽直接固定于主轴的身部亦可构成第一限制环。主轴20于第一限制环22至其后端20b的表面则凹设有多道轴向设置且底面为弧形的导槽24。如图1所示，主轴20穿设机座10的第一组穿孔12，且主轴20与各穿孔12之间设有包括轴承等构件的端盖26，使得主轴20是可转动地安装于该机座10。

第一传动组30包括一轴套31、一第一皮带轮32、多个压迫单元33、一第一动力源34、一第二皮带轮35与一皮带36，其中：

轴套31为一圆筒体且自主轴20后端20b套入主轴20，轴套31部分位于机座10内部且其前段31a环面设有多道对应主轴20导槽24的切槽31b，切槽31b附近设有螺孔31c，轴套31后段31d则凸伸出机座10外部且固接该第一皮带轮32；

每一压迫单元33包括有多个滚珠33a、一定位块33b、一压板33c与多个螺栓33d，其中该些滚珠33a收纳于轴套31的切槽31b中，请配合图6所示，滚珠33a部分落于主轴20的导槽24内，定位块33b则用以将滚珠33a局限于切槽31b中，压板33c由螺栓33d穿设且锁入螺孔31c而确实地限制定位块33b与滚珠33a的位置；

第一动力源34于本实施例中是采用伺服马达，惟并不以此为限，伺服马达固接于机座10外部，其一输出轴34a前端固接该第二皮带轮35；

该皮带36则绕跨该第一皮带轮32与该第二皮带轮35。

第二传动组40包括一第二动力源41、一螺杆42、一推进件43、一螺帽44、一转动套45、二止推轴承46与一第二限制环47，其中：

第二动力源41亦采用伺服马达，惟不以此为限，其固接于机座10外部；

螺杆42穿设机座10的第二组穿孔14，且与部分传动元件连接而受该第二动力源41驱转，在各穿孔14中亦由包括轴承等构件的端盖(图未示)居间设置而使得螺杆42可原处转动地安装于该机座10；

推进件43为一板体，其一侧穿孔43a固接该螺帽44而构成一受驱动端，该螺帽44套设该螺杆42，且随着螺杆42正反向转动而带动推进件43沿轴向往复位移，推进件43另一侧则具有一由穿孔43b与该转动套45共同构成的一连接端，如图4所示，该主轴20不仅穿过转动套45，其上更套设有该二止推轴承46，其中一止推轴承46是位于该第一限制环22与推进件43顶面之间，另一止推轴承46则设于推进件43的底面外侧；

第二限制环47于本实施例中是一固接于主轴20的锁紧螺帽，用以将该另一止推轴承46夹设于第二限制环47与推进件43底面之间，至此，主轴20是以可相对推进件43转动但不能恣意移动的方式与该推进件43结合。

以上即为本实用新型切削加工机的自动换刀系统100结构说明，接着说明该自动换刀系统100对于换刀夹臂50的旋转换刀与轴向移动控制叙述如后：

其中，上述第一传动组30在其第一动力源34驱使输出轴34a连同第二皮带轮35转动时，将连带地扯动皮带36绕转且第一皮带轮32亦受皮带36牵动而带动轴套31同步转动，转动的轴套31因与的固接的压迫单元33的滚珠33a部分落于主轴20的导槽24内，将使得滚珠33a据以牵动主轴20旋转，在主轴20前端20a固结该换刀夹臂50时，则达成控制旋转换刀的目的，如图7所示，控制系统100是采直立应用，切削加工机用以驱转刀具的主轴头200位于旁侧。在上述实施例中是以滚珠33a与导槽24配合以驱转主轴20为例，惟，压迫单元33亦可被省去，而直接将轴套31’内壁制作成如图8所示的具有多个与导槽24配合的长条形凸块31e，在第一动力源34驱转轴套31’时，凸块31e牵动主轴20转动。

另，本实施例压迫单元33的滚珠33a由设定螺栓33d的锁紧力而与主轴20导槽24的底面保持良好的接触关系，在滚珠33a与导槽24彼此长期接触摩擦致生磨损而有间隙产生时，得再旋紧螺栓33d以改变滚珠33a位置，致滚珠33a再与导槽24底面维持良好的接触关系。

上述第二传动组40是在第一传动组30未作动的情形下被操控，其第二动力源41驱使螺杆42正反向转动时，通过螺帽44带动推进件43，且推进件43连接端的两侧分别受到第一限制环22与第二限制环47的局限，因此造就移动的推进件43将同步带动主轴20连同换刀夹臂50顺从滚珠33a的限制而沿着轴向于一第一位置P1(参照图4)与一第二位置P2(参照图5)之间往复移动，据以达成控制换刀夹臂50移动定位的目的。

最后归纳本实用新型切削加工机的自动换刀系统100带来的功效：

其中，对于控制主轴20转动的方式因采间接方式传动，亦即第一动力源34是通过皮带36及轴套31而将作用力传递至主轴20，因此主轴20并未承受过大的扭力作用，相对地，无造成第一动力源34负载过重的问题。

其次，轴套31带动主轴20转动的结构是以多个滚珠33a与导槽24配合方式制作，因此不易有剪力破坏的情形发生，且滚珠33a位置是可被调整以因应结构磨损的问题。

再者，主轴20前端20a为一自由端，不需其它构件的支撑，故而不受拘束，因此，主轴20与换刀夹臂50的摆设与应用将更具弹性与广泛，如图7所示的直立应用、如图9所示的直立反转式应用，即切削加工机的主轴头200位于控制系统100的对向侧、如图10所示的卧式反转应用，即控制系统100水平摆放而切削加工机的主轴头200位于控制系统100的对向侧、以及图11所示的水平式应用，即控制系统100水平摆放而切削加工机的主轴头200位于旁侧。

又，第二传动组40的推进件43直接与主轴20及螺杆42结合，不仅构件简单且使得组装更为简便。

以上所述仅为本实用新型较佳可行实施例而已，凡是应用本实用新型说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，包含有：

一机座，具有一穿孔；

一主轴，穿设于该机座的穿孔，且可沿着该穿孔往复移动；

一换刀夹臂，结合于该主轴的一端，且随着该主轴往复移动而于一第一位置与一第二位置之间变换位置；

一第一传动组，具有一轴套提供该主轴可直线移动地穿设其中，以及一第一动力源由一皮带驱使该轴套转动，转动的轴套将同步带动该主轴旋转；以及

一第二传动组，包括一推进件与该主轴结合，且主轴可相对该推进件转动，以及一第二动力源用以驱使该推进件带动该主轴相对该轴套直线往复移动。

2.如权利要求1所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该主轴身部凹设至少一道轴向的导槽，该第一传动组的轴套内壁具有与该导槽配合的凸块，在该第一动力源驱转该轴套时，凸块牵动主轴转动，在该第二动力源带动该推进件移动时，凸块限制该主轴沿着轴向位移。

3.如权利要求1所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该主轴身部凹设至少一道轴向的导槽，该第一传动组还包括至少一压迫单元，该压迫单元结合于该轴套，且具有至少一可调整位置的滚珠，滚珠落于该主轴的导槽，在该第一动力源驱转该轴套时，滚珠牵动主轴转动，在该第二动力源带动该推进件移动时，滚珠限制该主轴沿着轴向位移。

4.如权利要求3所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该轴套环面设有多道切槽及多个螺孔，该压迫单元还包括一压板与多个螺栓，压迫单元的滚珠位于轴套的切槽，且部分落于主轴的导槽内，压板由螺栓穿设且锁入螺孔而限制滚珠的位置。

5.如权利要求2或3所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该第一传动组具有一第一皮带轮固接于该轴套，一第二皮带轮固接于 该第一动力源的一输出轴上，该皮带绕跨该第一皮带轮与该第二皮带轮。

6.如权利要求1所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该第二传动组包括一受该第二动力源驱转的螺杆，该推进件具有一受驱动端与该螺杆螺合，以及一连接端与该主轴结合。

7.如权利要求6所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该推进件为一板体，其一侧固接一螺帽而构成该受驱动端，另一侧由一穿孔构成该连接端，该穿孔为主轴穿设，该自动换刀系统还包括固接于主轴的一第一限制环与一第二限制环，该第一限制环与第二限制环呈上下夹制该推进件的顶、底面。

8.如权利要求7所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该第二传动组还包括二止推轴承，分设于该第一限制环与推进件的顶面，以及第二限制环与推进件的底面之间。

9.如权利要求7所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该第一限制环是为该主轴表面突起的凸垣构成，该第二限制环为一锁紧螺帽。

10.如权利要求1所述切削加工机的自动换刀系统，其特征在于，其中该第一、第二动力源为一马达。 

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