CN2698516Y

CN2698516Y - 自动换刀装置直线运动的定位感测机构

Info

Publication number: CN2698516Y
Application number: CN 200420005438
Authority: CN
Inventors: 黄耀德
Original assignee: DETA MACHINERY Co Ltd
Current assignee: DETA MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2014-03-02

Abstract

本实用新型是一种自动换刀装置直线运动的定位感测机构，其系指以压缸组驱动换刀臂作直进及后退运动的定位感测，主要是在压缸座上装设外端具有凸勾且可滑移的滑杆，滑杆的内端则键合一内环座，并使该内环座内端可抵顶于本体的轴承座，内环座的外端则环设数个弹性体，以抵顶于一外环座的内端，而外环座的外端则可抵顶换刀臂，使得换刀臂作直线运动时，可分别带动内、外环座作短距离的位移；藉此，利用感测内、外环座的位置即可确认换刀臂位置，进而达到易于配设且能准确感测的功效。

Description

自动换刀装置直线运动的定位感测机构

技术领域

本实用新型涉及一种感测压缸组驱动换刀臂直进及后退运动的位置的机构，特别是一种利用感测内、外环座短距离的位移，以取代压缸活塞杆的长距离位移感测，进而降低感测的行程空间，达到易于配设且能准确感测的自动换刀装置直线运动的定位感测机构。

背景技术

加工中心机的加工主轴于更换刀具时，以自动换刀装置依预设的程序，自刀库中更换选取适当的切削刀具，然而，在换刀装置的换刀过程中，其换刀的运动包括有直进拔刀、旋转换刀及后退置刀，因此，换刀臂的运动基本包含有直线运动及旋转运动，由于直线运动及旋转运动的过程中，有其交替变换的时序搭配，因此在每完成一个动作后，必须加以确认定位，才能接续进行下一个动作，如此才能有效避免撞机的情形；以凸轮式自动换刀装置而言，其运动的时序搭配可利用凸轮曲线的设计，来确保完成每一个动作，但因适当的凸轮曲线并不易制作，且与凸轮连动的滚子长期使用下产生的磨耗问题亦降低其使用寿命，又其必须以马达驱动凸轮轴，将使得整体体积显得庞大，对于装配于加工中心机时，体积过大会造成配置上的困扰，因此凸轮式自动换刀装置有其缺弊的存在。

为了改善凸轮式自动换刀装置的缺弊，即有另一种的油压式自动换刀装置，该油压式自动换刀装置的直线运动及旋转运动分别由不同的动力源驱动，直线运动一般由压缸驱动，而旋转运动则由油压马达来驱动，在使用不同的动力源下，两种运动于交替作时序搭配时，就必须非常注重运动定位的问题，否则极易发生撞机的情形，油压马达驱动旋转运动较易克服定位感测的问题，但油压缸作直线运动时的定位感测，则有许多的问题产生，以下就其方式及问题加以说明：

1、以传感器感测定位：油压缸以传感器感测定位时，一般于活塞杆起始点及最大伸出点各设一传感器，但最大伸出点系换刀臂伸出悬空的空间，在配置上很难装设传感器，因此因应的方式如图1、图2所示，该换刀装置于机架10上装设有一油压缸11，该油压缸11的活塞杆12向下连结另一活动机架13，该活动机架13上装设有油压马达14及二导杆15，并令其贯穿凸伸于机架10外，又油压马达14的转轴连结一齿轮组16，该齿轮组16以转轴衔接一换刀臂17，而两传感器18、19则对应装设于导杆15的起始点及最大伸出点，如此虽解决配设的问题，但因两传感器18、19系直接对应换刀臂17后方导杆15伸缩的两个最大行程位置，因此就换刀臂17的位置而言，其不仅有一前进的空间也有一个后方的后退空间，而占有双倍的行程空间，如此也造成整体体积过大的问题。

2、以预设时间计算：为了避免装设传感器配置的问题，亦有业者以预设时间来控制，亦即以一个大于预估直进或后退的时间来计算，于到达预设时间后即进行下一个接续的动作，此种方式不但会增长换刀的时间，且在不确定到达定位下即进行接续的动作，一但压缸本身作动不正常时便容易造成误动撞机的情形，因此显然有很大的缺弊。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种自动换刀装置直线运动的定位感测机构，以压缸组驱动换刀臂作直进及后退运动的定位感测，主要于换刀臂初始直进时，以一个后端的外环座作短距离的脱离感测，于到达直进的终点时则连动至后端的内环座作短距离的到位感测，于换刀臂初始后退时，内环座的到位感测则转换为脱离感测，换刀臂后退至原点时，外环座的脱离感测则转换为到位感测，使得内、外环座的转换感测，可分别感测到换刀臂开始直进、到达直进的终点、开始后退及后退至原点；藉此，利用内、外环座的短距离位移感测，即可准确感测到每一个直线运动的动作，以利控制进行接续的动作，而有效确保机件的正常运动，且短距离位移感测可降低感测的行程空间，进而使整个装置缩减空间体积，并易于配置。

本实用新型的上述目的是这样实现的，一种自动换刀装置直线运动的定位感测机构，该压缸组的活塞杆连结换刀臂，压缸座则设于本体上，其特征在于定位感测机构包括：滑杆，滑设于压缸座上，其外端具有凸勾，由换刀臂抵顶推移；内环座，固设于滑杆的内端，其内端抵顶于本体；弹性体，设于内环座的外端环面上，一端抵顶内环座；外环座，设于内环座的外侧，其内端抵顶于弹性体的另端，换刀臂抵顶外环座的外端；传感器，分别装设对应于内环座及外环座，并连结感测讯号至控制器。

下面结合附图以具体实例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是习式油压式换刀装置感测定位的示意图之一；

图2是习式油压式换刀装置感测定位的示意图之二；

图3是本实用新型的外观示意图；

图4是本实用新型定位感测机构的动作示意图之一；

图5是图4的局部放大图；

图6是本实用新型定位感测机构的动作示意图之二；

图7是本实用新型定位感测机构的动作示意图之三；

图8是本实用新型定位感测机构的动作示意图之四；

图9是本实用新型感测讯号对照表。

附图标记说明：10-机架；11-油压缸；12-活塞杆；13-活动机架；14-油压马达；15-导杆；16-齿轮组；17-换刀臂；18、19-传感器；20-压缸组；21-心轴；211-液压室；212、213-液压管路；22-活塞；23-活塞杆；30-本体；31-心轴外套；311-挡环；32-换刀臂；33-本体外罩；34-轴承座；40-定位感测机构；41-滑杆；411-凸勾；42-内环座；421-凸环；43-弹性体；44-外环座；441-凸环；45、46-传感器。

具体实施方式

请参阅图3、图4、图5，本实用新型自动换刀装置的直进及后退的运动由压缸组驱动，该压缸组20于本体30内枢设一由心轴21所构成的压缸座，该心轴21内设有一液压室211，液压室211两端分别具有连通至液压系统的液压管路212、213，另液压室211设有一具活塞22的活塞杆23，使得液压系统由液压管路注油时，可推动活塞杆23前进后退，活塞杆23一端连结心轴外套31，该心轴外套31锁固连结换刀臂32，而可由活塞杆23带动心轴外套31及换刀臂32直进或后退，其中，该压缸组的定位感测机构40，于心轴21压缸座上装设外端具有凸勾411且可滑移的滑杆41，滑杆41的内端于心轴21的环面上键合一内环座42，该内环座42的环面适当位置上凸设有一凸环421，凸环421的内端可抵顶于本体30的轴承座34，凸环421的外端则环设数个弹性体43，一凸设有凸环441的外环座44则以内端抵顶弹性体43，进而使得外环座44可以弹性体43的弹力于心轴21上滑移，而外环座44的外端则可抵顶连结有换刀臂32的心轴外套31，并在心轴外套31内相对滑杆凸勾411设有挡环311，另本体外罩33上相对内环座42的凸环421位置及相对外环座44的凸环441位置上分别设有传感器45、46，以感测内、外环座42、44的位置变化。

请参阅图4、图5、图9，当换刀臂32位于原点位置时，该内环座的凸环421内端抵顶于本体30的轴承座34，并使凸环421与传感器45具有位差，此时传感器45无感测讯号，而外环座44的外端则抵顶心轴外套31，使得凸环441对应到传感器46，则传感器46产生讯号。

请参阅图6、图9，当换刀臂32初始直进时，该外环座44的外端由于脱离心轴外套31的抵顶，弹性体43将外环座44向外作短距离的推移，使得凸环441脱离对应传感器46，则传感器46无感测讯号，而内环座的凸环421内端则保持抵顶于本体30的轴承座34，并使凸环421与传感器45具有位差，此时传感器45仍无感测讯号。

请参阅图7、图9，当换刀臂32直进接近终点时，该外环座44的凸环441仍脱离对应传感器46，则传感器46无感测讯号，而内环座的凸环421内端则保持抵顶于本体30的轴承座34，并使凸环421与传感器45具有位差，此时传感器45仍无感测讯号。

请参阅图8、图9，当换刀臂32到达直进的终点时，则心轴外套31的挡环311将勾抵到滑杆41的凸勾411，而拉引滑杆41向外作短距离的滑移，滑杆41向外滑移时又带动键合的内环座42移动，使得内环座的凸环421对应到传感器45，则传感器45产生讯号，而外环座44的凸环441则保持脱离对应传感器46，则传感器46无感测讯号。

于压缸组完成直进拔刀后，换刀臂即进行旋转换刀，由于旋转换刀的定位讯号加入控制器后，因此旋转换刀后，进行后退置刀作业的定位讯号将重新编码辨识。

反之，请参阅图7、图9，当换刀臂32开始后退时，该心轴外套31的挡环311将脱离勾抵到滑杆41的凸勾411，此时弹性体43推移内环座42及滑杆41后移，并使内环座的凸环421内端抵顶于本体30的轴承座34，则凸环421与传感器45具有位差，此时传感器45无感测讯号，而外环座44的凸环441仍脱离对应传感器46，则传感器46无感测讯号。

请参阅图6、图9，当换刀臂32后退接近原点时，该外环座44的凸环441仍脱离对应传感器46，则传感器46无感测讯号，而内环座的凸环421内端则保持抵顶于本体30的轴承座34，并使凸环421与传感器45具有位差，此时传感器45仍无感测讯号。

请参阅图4、图5、图9，当换刀臂32退至原点位置时，该心轴外套31将抵顶外环座44的外端，并使外环座44压缩弹性体43而内移，使得凸环441对应到传感器46，则传感器46产生讯号，而内环座的凸环421内端保持抵顶于本体30的轴承座34，此时传感器45仍无感测讯号。

藉此，本实用新型自动换刀装置直进及后退运动的定位感测机构，利用内、外环座的短距离位移感测及互动的交替位移感测，即可准确感测到每一个直线运动的动作，以利控制器控制进行接续的动作，而有效确保机件的正常运动，且短距离位移感测可降低感测的行程空间，进而使整个装置缩减空间体积，达到易于配置的效益。

Claims

1、一种自动换刀装置直线运动的定位感测机构，该压缸组的活塞杆连结换刀臂，压缸座则设于本体上，其特征在于定位感测机构包括：

滑杆，滑设于压缸座上，其外端具有凸勾，由换刀臂抵顶推移；

内环座，固设于滑杆的内端，其内端抵顶于本体；

弹性体，设于内环座的外端环面上，一端抵顶内环座；

外环座，设于内环座的外侧，其内端抵顶于弹性体的另端，换刀臂抵顶外环座的外端；

传感器，分别装设对应于内环座及外环座，并连结感测讯号至控制器。

2、依权利要求1所述的自动换刀装置直线运动的定位感测机构，其特征在于，该压缸组的压缸座为一心轴，心轴内设有液压室及活塞杆。

3、依权利要求1所述的自动换刀装置直线运动的定位感测机构，其特征在于，该压缸组的活塞杆连结一心轴外套，该心轴外套固设换刀臂。

4、依权利要求3所述的自动换刀装置直线运动的定位感测机构，其特征在于，心轴外套设有一档环，推抵滑杆的凸勾。

5、依权利要求1所述的自动换刀装置直线运动的定位感测机构，其特征在于，该内、外环座分别设有凸环。

6、依权利要求1所述的自动换刀装置直线运动的定位感测机构，其特征在于，对应于内环座及外环座的传感器装设于一本体外罩上。

7、依权利要求1所述的自动换刀装置直线运动的定位感测机构，其特征在于，该内、外环座滑设于压缸座上。