CN204248529U - 工具机的自动换刀系统及其夹具 - Google Patents

Abstract

一种工具机的自动换刀系统及其夹具，包含与一个主轴相对缩、放间距的一个刀盘、枢设在该刀盘的数个夹具，及驱动该刀盘相对该主轴位移的一个驱动件。每一个夹具分别具有以一个枢点枢设在该刀盘的两个夹爪，及以另一个枢点相对所述夹爪枢设在该刀盘的一个安全件。该安全件受到该主轴碰触，释放所述夹爪扩大一个夹口，而容许该主轴上的一个刀具置入该夹口或偏离该夹口，该安全件更进一步随该刀盘在远离该主轴时，撑张所述夹爪夹持该刀具，将刀具置入该主轴或将刀具带离该主轴。借此，本实用新型能够以机械式动作的安全件，使所述夹爪在该主轴或该刀盘位移过程中，同步夹持或释放刀具，不但能够简化电器元件，且能够提升动作时的稳定性及顺畅性。

Description

工具机的自动换刀系统及其夹具

技术领域

本实用新型涉及一种换刀系统，特别是涉及一种工具机的自动换刀系统及其夹具。

背景技术

参阅图1，以一种应用于工具机的无刀臂式自动换刀系统1为例，主要包含位于一个主轴10上方的一个刀盘11、枢设在该刀盘11的数对夹爪12、一个第一驱动压缸13，及一个第二驱动压缸14。该主轴10沿一条轴线X方向夹持一个刀具101。每一对夹爪12分别具有反向摆动的一个上端部121与一个下端部122，及沿该轴线X方向穿置在该上端部121间的一个安全销123。该安全销123在没有外力作用下，撑张所述上端部121向外扩张，使所述下端部122向内收缩。该第一驱动压缸13用于驱动该安全销123脱离所述上端部121，使所述上端部121向内收缩，而扩张所述下端部122。该第二驱动压缸14驱动该刀盘11沿该轴线X方向相对该主轴10位移。

进行换刀时，该主轴10会先上升至邻近该刀盘11的位置，然后，该第一驱动压缸13会驱动该安全销123脱离该对夹爪12的上端部121，而释放该对夹爪12上端部121，使该对夹爪12的上端部121因为弹性作用力而向内收缩，并带动所述下端部122向外扩张，使该主轴10上的刀具101进入所述下端部122间，接着，该第二驱动压缸14会驱动该刀盘11沿该轴线X方向远离该主轴10，使该刀具101脱离该主轴10。借此，只需驱动该刀盘11转动至所需刀具101与该主轴10相对，就可以利用该第二驱动压缸14、该第一驱动压缸13，先后驱动相对该主轴10的夹爪12夹持刀具101进入该主轴10，及驱动相对该主轴10的夹爪12松释刀具101，最后，在该主轴10下降退回原位置后，完成换刀的过程。

前述构造及动作，虽然可以达到换刀的目的，惟，由于所述夹爪12在夹持或松释该刀具101的过程中，必须通过该第一驱动压缸13上的两个感测元件131、132侦测及确认该主轴10、该对夹爪12的位置，才能动作，因此，不但会有组件复杂，及感测元件131、132容易因为水汽、空压变动等环境因素，而不能长期稳定地的动作，且在夹爪12等待该第二驱动压缸14的过程中，会有延迟时间产生，而影响换刀效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够简化组件，且能够提升动作稳定性与顺畅性的工具机的自动换刀系统及其夹具。

本实用新型的工具机的自动换刀系统，该工具机包含相隔一个间距在一个原点位置与一个换刀位置间位移的一个主轴，及安装在该主轴的一个刀具，该自动换刀系统包含：一个刀盘、数个夹具，及一个驱动件。

该刀盘以一条轴线为中心旋转，且与该换刀位置的主轴相对应。

所述夹具分别具有以一个枢点枢设在该刀盘的两个夹爪，及以另一个枢点相对所述夹爪枢设在该刀盘的一个安全件，所述夹爪分别具有界定出一个夹口且朝向该刀具的一个第一端部，及与该第一端部反向摆动的一个第二端部，该安全件受到换刀位置的主轴碰触，释放所述夹爪第二端部缩小间距，使所述第一端部扩大该夹口，而容许该主轴上的刀具，在换刀位置时进入该夹口，在离开换刀位置时脱离该夹口。

该驱动件驱动该刀盘沿平行该轴线方向在相对该主轴的一个入刀位置与远离该主轴的一个退刀位置间位移，使该安全件随该刀盘在离开入刀位置时，撑张所述夹爪第二端部扩大间距，而缩小所述第一端部的夹口，使该刀具被所述夹爪夹持，而在该刀盘位于入刀位置时进入该主轴，在退刀位置时脱离该主轴。

本实用新型的工具机的自动换刀系统，每一个夹具还具有设置在所述夹爪第二端部间的一个第一弹性元件，该第一弹性元件在没有外力作用下，驱动所述夹爪第二端部缩小间距。

本实用新型的工具机的自动换刀系统，每一个夹具还具有设置在该刀盘与该安全件间的一个第二弹性元件，该第二弹性元件在没有外力作用下，驱动该安全件撑张所述夹爪第二端部扩大间距。

本实用新型的工具机的自动换刀系统，该安全件具有枢设在该刀盘且作用在该第二弹性元件的一个本体、由该本体一侧沿平行该轴线方向延伸且相对所述夹爪第二端部的一个驱动部，及由该本体另一侧沿垂直该轴线方向延伸且相对该主轴的一个触控部。

本实用新型的工具机的自动换刀系统，每一个安全件还具有形成在该触控部相对该主轴的一侧面且随着该主轴位移至换刀位置而带动该驱动部偏离所述夹爪第二端部的一个导引面。

本实用新型的工具机的自动换刀系统，所述夹爪还具有形成在所述第二端部相对的一个内面且相对该安全件驱动部的两个斜面。

本实用新型的工具机的自动换刀系统，该刀盘还具有环绕该轴线设置在一个盘面且沿该轴线方向突出该盘面的数个载体，所述安全件环绕该轴线分别枢设在该载体。

本实用新型的工具机自动换刀系统的夹具，该工具机包含沿相互垂直的一条第一轴线方向与一条第二轴线方向缩、放间距的一个主轴与一个刀盘，及安装在该主轴的一个刀具，该夹具包含：两个夹爪，及一个安全件。

所述夹爪以一个枢点枢设在该刀盘，并分别具有界定出一个夹口且朝向该刀具的一个第一端部，及与该第一端部反向摆动的一个第二端部。

该安全件以另一个枢点相对所述夹爪枢设在该刀盘，且受到该主轴碰触，释放所述夹爪第二端部缩小间距，使所述第一端部扩大该夹口，而容许该主轴上的刀具进行置入该夹口，及离开该夹口两者其中一种动作，该安全件更进一步随该刀盘在远离该主轴时，撑张所述夹爪第二端部扩大间距，而缩小所述第一端部的夹口，使所述夹爪夹持该刀具进行将刀具置入该主轴、将刀具带离该主轴两者其中一种动作。

本实用新型的工具机自动换刀系统的夹具，该夹具还包含有设置在所述夹爪第二端部间的一个第一弹性元件，该第一弹性元件在没有外力作用下，驱动所述夹爪第二端部缩小间距。

本实用新型的工具机自动换刀系统的夹具，该夹具还包含有设置在该刀盘与该安全件间的一个第二弹性元件，该第二弹性元件在没有外力作用下，驱动该安全件撑张所述夹爪第二端部扩大间距。

本实用新型的工具机自动换刀系统的夹具，该安全件具有枢设在该刀盘且作用在该弹性元件的一个本体、由该本体一侧沿垂直该第二轴线方向延伸且相对所述夹爪第二端部的一个驱动部，及由该本体另一侧沿该第二轴线方向延伸且相对该主轴的一个触控部。

本实用新型的工具机自动换刀系统的夹具，每一个安全件还具有形成在该触控部相对该主轴的一侧面且随着该主轴、该刀盘沿该第二轴线方向缩小间距而带动该驱动部偏离所述夹爪第二端部的一个导引面。

本实用新型的工具机自动换刀系统的夹具，该安全件的驱动部具有形成在该一端面且能偏离地穿置入所述夹爪第二端部的一个导引块。

本实用新型的工具机自动换刀系统的夹具，所述夹爪还具有形成在所述第二端部相对的一个内面且相对该安全件驱动部的两个斜面。

本实用新型的有益效果在于：能够以机械式的安全件，使所述夹爪在该主轴或该刀盘位移过程中，同步夹持或释放刀具，不但能够简化电器元件，且能够提升动作时的稳定性，及顺畅性。

附图说明

图1是一般无刀臂式自动换刀系统的动作示意图；

图2是本实用新型工具机的自动换刀系统及其夹具的一个实施例的正视图；

图3是该实施例中一个夹具正视方向的立体图；

图4是该实施例中该夹具的立体分解图；

图5是该实施例中该夹具后视方向的立体图；

图6是该实施例中该夹具的部分立体分解图；

图7是该实施例中该夹具的部分立体图；

图8是该实施例中一个主轴位于一个原点位置，且一个刀盘位于一个入刀位置的动作示意图；

图9是该实施例中该主轴位于一个换刀位置的一个动作示意图；

图10是该实施例中该主轴碰触一个安全件偏离所述夹爪的动作示意图；

图11是该实施例中两个夹爪扩大一个夹口的正视图；

图12是该实施例中该刀盘位于一个退刀位置的动作示意图；

图13是该实施例中所述夹爪缩小该夹口的正视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

参阅图2、图3，及图4，本实用新型自动换刀系统的实施例安装在一个工具机2。该工具机2包含一个主轴21，及沿平行一条第一轴线X方向安装在该主轴21的一个刀具22。该主轴21沿一条第二轴线Z在相隔一个间距的一个原点位置(如图8)与一个换刀位置(如图9)间位移。该自动换刀系统包含：一个刀盘3、数个夹具4，及一个驱动件5。

该刀盘3以与该第一轴线X平行的自身轴线为中心旋转，且与该换刀位置的主轴21相对应，并具有环绕该第一轴线X设置在一个盘面31且沿平行该第一轴线X方向突出该盘面31的数个载体32。

参阅图2、图5，及图6、图8，所述夹具4分别具有两个夹爪41、一个第一弹性元件42、一个安全件43，及一个第二弹性元件44。

所述夹爪41分别以一个枢点Ⅰ枢设在该刀盘3，并分别具有界定出一个夹口411且朝向该刀具22的一个第一端部412、与该第一端部412反向摆动的一个第二端部413、形成在所述第二端部413相对的一个内面的两个斜面414，及形成在所述第一端部412相对的一个内面的两个斜面415。

该第一弹性元件42设置在所述夹爪41的第二端部413间，且在没有外力作用下，驱动所述夹爪41的第二端部413缩小间距，使所述夹爪41的第一端部412反向摆动而向外扩张该夹口411。

该安全件43具有以另一个枢点Ⅱ相对所述夹爪41枢设在该刀盘3载体32的一个本体431、由该本体431沿该平行该第一轴线X方向延伸且相对所述夹爪41第二端部413的一个驱动部432、由该本体431沿平行该第二轴线Z方向延伸且相对该主轴21的一个触控部433，及形成在该触控部433相对该主轴21的一侧面的一个导引面434。该驱动部432具有形成在一端面且能偏离地穿置入所述夹爪41第二端部413的一个导引块4321。

该第二弹性元件44设置在该刀盘3与该安全件43的驱动部432间，且在没有外力作用下，驱动该安全件43的驱动部432穿伸入所述夹爪41的第二端部413间且撑张所述夹爪41的第二端部413扩大间距，使所述夹爪41的第一端部412反向摆动而向内收缩该夹口411。

该驱动件5设置在该工具机2，在本实施例中，该驱动件5为一个气压缸，并具有一个缸体51，及受气压控制且与该刀盘3连结形成连动的一个塞杆52，借此，驱动该刀盘3沿平行该第一轴线X方向在相对该主轴21的一个入刀位置(如图9)与远离该主轴21的一个退刀位置(如图10)间位移。

以下即结合前述实施例及换刀动作说明如下：

参阅图8、图9、图10，进行换刀时，该主轴21会由一个原点位置沿该第二轴线Z上升而相对该刀盘3缩小间距，当该主轴21行进至碰触该安全件43的导引面434时，会随着该主轴21持续位移，依循该导引面434位移且推挤该安全件43的触控部433克服该第二弹性元件44的弹力，使该安全件43以该枢点Ⅱ为中心摆动，并带动该驱动部432的导引块4321偏离所述夹爪41的第二端部413，使所述第二端部413受该第一弹性元件42弹力作用而缩小间距。

参阅图10、图11，借此，随着该主轴21位移至一个换刀位置，该安全件43的触控部433碰触该主轴21同时，会使所述夹爪41的第一端部412反向于所述第二端部413摆动而同步扩大该夹口411，而容许该主轴21上的刀具22，随该主轴21位移至换刀位置，而依偱所述斜面415顺畅地进入该夹口411。

值得说明的是，在该主轴21由该原点位置位移至该换刀位置时，该主轴21会先松放该刀具22，此时，前述刀具22虽然仍插置在该主轴21，却不再被该主轴21夹持而呈可活动状态。

参阅图10、图12，及图13，然后，该驱动件5的塞杆52会伸长而驱动该刀盘3由供该刀具22进入的入刀位置，沿该第一轴线X方向朝远离该主轴21的方向位移，当该安全件43的触控部433随该刀盘3位移而脱离该主轴21时，该第二弹性元件44会因为失去夹自于该主轴21的触压力，而以弹性作用力驱动该安全件43以该枢点Ⅱ为中心摆动，并带动该驱动部432以该导引块4321的导引，顺畅地穿伸入所述夹爪41的第二端部413间，撑张所述夹爪41第二端部413扩大间距，使所述夹爪41第一端部412反向于所述第二端部413摆动而缩小该夹口411，而能够在该刀盘3离开入刀位置的同时，以所述夹爪41的第一端部412同步夹持该刀具22脱离该主轴21。

借此，只需驱动该刀盘3转动至所需刀具22与该主轴21相对，就同样能够以该驱动件5收缩的塞杆52驱动该刀盘3由退刀位置位移至进刀位置，使相对该主轴21的夹爪41，夹持刀具22进入该主轴21，且在该安全件43碰触该主轴21同时，驱动所述夹爪41松释刀具22，最后，在该主轴21下降退回原点位置后，完成换刀的过程。值得说明的是，由于前述动作在图示的表现上，与图10、图8、图7、图6相同，差异仅在于动作的顺序，因此，不再重复绘制图式。

经由以上的说明，能将本实施例的优点归纳如下：

一、本实用新型的安全件43不需要以额外的驱动元件驱动，且与该主轴21间的连动关系，为机械式的动作，因此，不但可以简化组件，减少电器元件故障的几率，且能够提升维修与检测时的方便性，及使用寿命。

二、本实用新型能够以该主轴21、该安全件43与所述夹爪41间的特殊构造，及连动关系，使所述夹爪41在该主轴21或该刀盘3位移过程中，同步夹持或释放刀具22，不但能够提升动作时的稳定性、缩短换刀时间，且能够提升换刀时的顺畅性，及换刀效率。

Claims (14)

1.一种工具机的自动换刀系统，该工具机包含相隔一个间距在一个原点位置与一个换刀位置间位移的一个主轴，及安装在该主轴的一个刀具，其特征在于该工具机的自动换刀系统包含：

一个刀盘，以一条轴线为中心旋转，且与该换刀位置的主轴相对应；

数个夹具，分别具有以一个枢点枢设在该刀盘的两个夹爪，及以另一个枢点相对所述夹爪枢设在该刀盘的一个安全件，所述夹爪分别具有界定出一个夹口且朝向该刀具的一个第一端部，及与该第一端部反向摆动的一个第二端部，该安全件受到换刀位置的主轴碰触，释放所述夹爪第二端部缩小间距，使所述第一端部扩大该夹口，而容许该主轴上的刀具，在换刀位置时进入该夹口，在离开换刀位置时脱离该夹口；及

一个驱动件，驱动该刀盘沿平行该轴线方向在相对该主轴的一个入刀位置与远离该主轴的一个退刀位置间位移，使该安全件随该刀盘在离开入刀位置时，撑张所述夹爪第二端部扩大间距，而缩小所述第一端部的夹口，使该刀具被所述夹爪夹持，而在该刀盘位于入刀位置时进入该主轴，在退刀位置时脱离该主轴。

2.根据权利要求1所述的工具机的自动换刀系统，其特征在于：每一个夹具还具有设置在所述夹爪第二端部间的一个第一弹性元件，该第一弹性元件在没有外力作用下，驱动所述夹爪第二端部缩小间距。

3.根据权利要求1或2所述的工具机的自动换刀系统，其特征在于：每一个夹具还具有设置在该刀盘与该安全件间的一个第二弹性元件，该第二弹性元件在没有外力作用下，驱动该安全件撑张所述夹爪第二端部扩大间距。

4.根据权利要求3所述的工具机的自动换刀系统，其特征在于：该安全件具有枢设在该刀盘且作用在该第二弹性元件的一个本体、由该本体一侧沿平行该轴线方向延伸且相对所述夹爪第二端部的一个驱动部，及由该本体另一侧沿垂直该轴线方向延伸且相对该主轴的一个触控部。

5.根据权利要求4所述的工具机的自动换刀系统，其特征在于：每一个安全件还具有形成在该触控部相对该主轴的一侧面且随着该主轴位移至换刀位置而带动该驱动部偏离所述夹爪第二端部的一个导引面。

6.根据权利要求4所述的工具机的自动换刀系统，其特征在于：所述夹爪还具有形成在所述第二端部相对的一个内面且相对该安全件驱动部的两个斜面。

7.根据权利要求4所述的工具机的自动换刀系统，其特征在于：该刀盘还具有环绕该轴线设置在一个盘面且沿该轴线方向突出该盘面的数个载体，所述安全件环绕该轴线分别枢设在该载体。

8.一种工具机自动换刀系统的夹具，该工具机包含沿相互垂直的一条第一轴线方向与一条第二轴线方向缩、放间距的一个主轴与一个刀盘，及安装在该主轴的一个刀具，其特征在于该夹具包含：

两个夹爪，以一个枢点枢设在该刀盘，并分别具有界定出一个夹口且朝向该刀具的一个第一端部，及与该第一端部反向摆动的一个第二端部；及

一个安全件，以另一个枢点相对所述夹爪枢设在该刀盘，且受到该主轴碰触，释放所述夹爪第二端部缩小间距，使所述第一端部扩大该夹口，而容许该主轴上的刀具进行置入该夹口，及离开该夹口两者其中一种动作，该安全件更进一步随该刀盘在远离该主轴时，撑张所述夹爪第二端部扩大间距，而缩小所述第一端部的夹口，使所述夹爪夹持该刀具进行将刀具置入该主轴、将刀具带离该主轴两者其中一种动作。

9.根据权利要求8所述的工具机自动换刀系统的夹具，其特征在于：该夹具还包含有设置在所述夹爪第二端部间的一个第一弹性元件，该第一弹性元件在没有外力作用下，驱动所述夹爪第二端部缩小间距。

10.根据权利要求8或9所述的工具机自动换刀系统的夹具，其特征在于：该夹具还包含有设置在该刀盘与该安全件间的一个第二弹性元件，该第二弹性元件在没有外力作用下，驱动该安全件撑张所述夹爪第二端部扩大间距。

11.根据权利要求10所述的工具机自动换刀系统的夹具，其特征在于：该安全件具有枢设在该刀盘且作用在该弹性元件的一个本体、由该本体一侧沿垂直该第二轴线方向延伸且相对所述夹爪第二端部的一个驱动部，及由该本体另一侧沿该第二轴线方向延伸且相对该主轴的一个触控部。

12.根据权利要求11所述的工具机自动换刀系统的夹具，其特征在于：每一个安全件还具有形成在该触控部相对该主轴的一侧面且随着该主轴、该刀盘沿该第二轴线方向缩小间距而带动该驱动部偏离所述夹爪第二端部的一个导引面。

13.根据权利要求11所述的工具机自动换刀系统的夹具，其特征在于：该安全件的驱动部具有形成在该一端面且能偏离地穿置入所述夹爪第二端部的一个导引块。

14.根据权利要求11所述的工具机自动换刀系统的夹具，其特征在于：所述夹爪还具有形成在所述第二端部相对的一个内面且相对该安全件驱动部的两个斜面。