200948531 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明疋關於一種綜合加工機，特別是指一種具有節 省機械《c備成本、負載輕及機械穩定性佳的Cnc综合加工 機同動換刀裝置。 【先前技術】 參閱圖1，習知一種CNC综合加工機專用的自動換刀 - 裝置10,主要包含有一主軸單元i、—換刀單元2及一刀 © 艙單元3，該主轴單元1設有-主#㈣11、-設在主轴頭 η内部的夾刀機構12、以及一設置在主軸頭u上方處的打 刀機構13 ’該夾刀機構12具有—夾爪121、一穿設在主轴 頭11内部與夾爪121形成連動的拉桿122、以及多數個套 設在拉桿m上的環形彈片123，拉桿122受到環形彈片 123彈抵，可作用該夾爪121對一刀具*保持爽持狀態。同 時參閱圖2,該換刀單元2具有—殼本體21、—設在殼本 上方處的馬達22、一設在殼本體21内部可接受馬達 22驅轉的凸輪機構23'三組軸設在殼本體21上可接受凸 * 輪機構23帶動作旋擺狀的搖臂24、-軸設在殼本體21内 • 料接受搖臂24帶動作上下移動的滑動軸25、-接設在滑 動軸25下端處可作迴轉運動的換刀臂％、以及一設置在殼 方處可接文搖臂26帶動作°即壓動作的輸油機構 ^，該輸油機構27可輸送—動力至打刀機構13，使打刀機 13向下可對夾刀機構12進行頂擊，如此該夾刀機構η 的夾爪m便會釋放刀具4進行鬆刀動作。 200948531 當要進行換刀作辈 構23運轉，凸輪機構23二 動馬達22帶動凸輪機 轉，二端剛好心“ 轉滑動軸25帶動換刀臂26迴 幵一細叫好對主軸頭u ^ 持，緊接著凸輪機構2…艙…内的刀具4進行夾 行鬆刀動作，透迟搖# 臂24作用該輸油機構27進 移動,可令二=:r::r動轴25令換刀…下 出，然後換刀臂26再作18二丄=搶單元3向下脫離取 互相調換，接著讓搖 认轉後’―刀具4的位置便 Ο ❹ 具4進入主^ 帶動換刀臂26向上移動，使刀 1及77艙·^元3内’讓夹刀機構12對刀且 乍失持固定，如此即完成整個換刀作業。 ’、 能，it 1::的自動換刀裝置10雖然可達到自動換刀的功 :置 帛上仍有其缺點需要加以改進，習知自動換 刀裝置10以凸輪機構23帶動三組搖臂24作運轉 一 組搖…作用滑動轴25上下移動，另一組搖臂心 驅使輸油機構27泵送液壓油至打刀機構13,三組搖臂24 同時：到單-凸輪機構23驅動，凸輪機構23及相關構件 的負何相:大’會嚴重降低機件的使用壽命，製造及維修 成本也較貴’而且機構的傳動過程繁瑣’影響傳動效率， 機械的穩定性亦較不佳。 【發明内容】 因此’本發明之目的在於提供一種具有節省機械設備 成本、負载輕及機械穩定性佳的CNC綜合加工機同動換刀 裝置。 、 於是，本發明提供一種CNC综合加工機同動換刀裝置 6 200948531 ’已含有-機體單元、-驅動單元及一控制單元， 呂亥機體單元且右—如夫牌 , 〃 Λ又體、一軸设在殼本體内部的凸輪機
❹ 、一車由設在殼本體上接受凸輪機構驅動可作上下旋擺狀 的搖臂、—穿置於殼本體内部接受搖臂驅動可作上下往復 移動的滑動軸、以及一接設在滑動軸下端處可作迴轉運動 ::刀臂；該驅動單元具有一設置在殼本體上方處的驅動 、以及-設置在驅動馬達上的迴轉式油壓I，該驅動 馬達上下兩端具有二入力軸，其中一入力轴伸至殼本體内 ㈣動凸輪機構運轉，另—人力軸則直接帶動迴轉式油壓 泵運轉’迴轉式油壓㈣外輸送—動力心達到鬆刀動作 “玄控制單元具有一油路控制器及一斷電控制油路控 制器設有一切換閥及-同轴設在凸輪機構上的控制凸輪， 控制凸輪在換刀臂迴轉至換刀位置時可作動切換閥切換迴 轉j油壓栗的油路開關，藉此達到同步換刀動作，斷電控 制器設有-感測器’該感測器在換刀動作完畢後，可對驅 動馬達進行斷電動作。 本發明之功效是利用在驅動馬達上設置一迴轉式油壓 泵’直接泵送油壓以達成鬆刀動作’並且利用控制凸輪進 行油路開關切換，以做出同步換刀動作，藉此達到節省機 械设備成本、負載輕及機械穩定性佳為目的。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清 楚的呈現。 λ 200948531 參閱圖3至圖5，本發明CNC綜合加工機同動換刀裝 置在較佳貫施例中，主要包含有一主軸單元30、一機體 單兀40、一驅動單元5〇及一控制單元6〇,接著，再將上 述各單元的組成構件及組合空間型態詳述於后。
該主軸單元30具有一主軸座31、一設置在主軸座3ι 内部的夾刀機構32、一套設在主軸座31下端處可接受夾刀 機構32作夾持的刀具33、以及一設置在主軸座3丨上方處 可對夾刀機構32頂擊藉以釋放該刀具33的打刀機構34， 該夾刀機構32與打刀機構34與習知大同小異，在此即不 再多加贅述其詳細構造。 麥阅圃6至圖 软风菔早兀π穴匁一钗不體41、 一軸設在殼本體41内部的凸輪機構42、一軸設在殼本體 41上接文凸輪機構42驅動可作上下旋擺狀的搖臂43、一 穿置於殼本體41内部接受搖臂43驅動可作上下往復移動 的滑動轴44、以及—接設在滑動轴44下端處可作迴轉運動 的換刀臂45。該殼本體41内部裝容有液壓油，此種液壓油 是做為殼本體41内部相關構件的潤滑用油，同時也做為下 述迴轉式域| 52的油路用油，也就是說，該殼本體Μ 具有油箱的功能。該凸輪機構42的前側面具有—平板凸輪 421 ’該平板凸輪421的端面處凹設有—具有預定路徑的滑 槽伯，該滑槽422可帶動搖臂43作上下旋擺狀，藉此帶 =轴44及換刀臂45進行上下移動，平板凸輪421的 2處環列設置有一冠狀齒輪423 ’凸輪機構42的後侧面 八有-滾齒凸輪424，該滚齒凸輪424的外周處凹設有一且 8 200948531 有預定路徑的齒槽425，滑動轴44上設置有數個軸承441 ，令軸承441套入該齒槽425内，使滑動軸44接受滾齒凸 輪424驅動而旋轉，如此滑動軸44下端的換刀臂45也會 隨之作迴轉運動。 同時參閱圖11，該驅動單元50具有一設置在殼本體Μ 上方處的驅動馬達51、以及一設置在驅動馬達51上的迴轉 式油壓泵52,參閱圖5所示，該驅動馬達51上下兩端具有 二入力軸511、512，其中一入力軸511伸至殼本體41内部 © ’並且設有—蜗桿513，該媧桿513與凸輪機構42的冠狀 齒輪423相嚅合，藉此驅動馬達51能減速地帶動凸輪機構 42作運轉。另一入力軸512向上直接帶動迴轉式油壓泵52 作運轉，在本實施例中，迴轉式油壓泵52是一般習見的旋 轉齒輪泵（Rotary gear pUmp)，其構造及大小型式皆已規格 化，迴轉式油壓泵52的進出油口與殼本體41相接，對外 可泵壓輸送一液壓動力到達打刀機構34，使打刀機構％對 夾刀機構32頂端進行頂擊，藉此夾刀機構32便可完成鬆 © 刀動作。 參閱圖5，s亥控制單元60具有一油路控制器6丨及一斷 電控制器62，油路控制器61設有一固定設置在殼本體41 上的切換閥611、一滑設在殼本體41上的滑塊612、以及一 同軸地設在凸輪機構42上的控制凸輪613 ,控制凸輪613 是略呈圓形狀的板塊，其外周與滑塊612作沿抵接觸，控 制凸輪613外周一處凹設有一具有預定弧長度的凹陷部 6131 ’該凹陷部6131令滑塊612陷落而作動切換閥611達 9 200948531 成切換油路動作，也就是讓切換閥611切換迴轉式油壓泵 52的油路開關，令打刀機構34停止對夾刀機構32頂擊， 如此夾刀機構32便會自動夾持刀纟33而完成換刀動作。 另外，控制凸輪613上開設有數個弧形槽孔6132，藉由數 調整螺絲6133穿過弧形槽孔6132並且鎖接固定在凸輪機 構二2上，使用者藉由改變弧形槽孔6132與凸輪機構42的 固定點位置，讓控制凸輪613與凸輪機構42之間的角度產 ❹ 生變化，藉此可對換刀動作的時序作一微調。斷電控制器 62具有一設在滑塊612上的感測器621、以及一固設在控 制凸輪⑴上的感測棒622，該感測棒必固定地伸設細 陷部6131的後半部，也就是換刀動作完畢後，感測棒622 接近感測器621產生感應，感測器621可對驅動馬達η下 達斷電動作。 ，以上即為本發明CNC綜合加工機同動換刀裝置 形狀及組合空間型態的概述；接著 使考再說明本發明的換刀 乍以及預期所能達成之功效陳述如后： 參閱圖4至圖6,當本發明要進行換刀作業時， 接照下述步驟進行時序動作。 疋 刀臂(4=始啟動驅動馬達51運轉，滚齒凸輪似帶動換 “5由一原點位置迴轉至刀具33位置進行抓刀動作。 (=.控制凸輪613打開切換閥611，啟動迴轉式油壓栗 以路開關，迴轉式油壓果52會作動打 夾刀機構32,令炎刀機構32進行鬆刀動作。 1 (3).平板凸輪421帶動換刀臂45向下移動，令換刀臂 10 200948531 45夾取刀具33離開主軸單元3〇。 (4).滾齒凸輪424帶動換 動作。 換刀# 45迴轉⑽。，進行換刀 =·平板凸輪421帶動換刀臂45向上移動 45夾取刀具33送進入主轴單元⑽。 7換刀’ ⑹.控制凸輪613 _切換閥6ιι，停止迴 52的油路開關，使打刀機構34對夾刀機構3生； _，夾刀機構32便可自動地對刀具33進彳 Ο 進订夾刀動作。 會對IS:干:帶動…迴轉—，不 行斷(電騎電控制器62作出感應，㈣動馬^的電源進 綜上所述，本發明CNC综人加工祕门4 是為解決習知拖刀“ ‘ °加冑同動換刀裝置主要 “換刀裝置1〇使用上的問題，本發明的技術手 &疋在驅動馬達51上增設—迴轉 ：手 瘺 Μ 52直接栗送輸出-動力進行，刀動：迴轉式油 ❹ 動效率相”好^ ^ 動作’負荷量輕，傳 率佳丄:：：在Μ秒就可以完成換刀作業，工作效 另外，本發明設置迴轉式油塵泵52取代習知的輸油 7及搖臂24等相關構件，大幅減少機件 有效郎省機件製造成本，维 Τ 變輕後一“ R上也相田方便，而且負荷量 定性再命’增加機械運作的穩 及—斷電控制器“，該::二^^路控制器61 的時序，过^ 塔控制益61可用來控制換刀動作 '"電控制器62可用來控制關閉驅動馬達51電 200948531 源的時序’藉此可精準地控制整個換刀過程的時間點，使 本發明能達到最具效率的換刀動作。 惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當 不能以此限定本發明實施之範圍’即大凡依本發明申請專 利範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆 仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】
圖1是習知自動換刀裝置的組合圖； 圖2是習知自動換刀裝置内部構造的組合圖； 較佳實 ' 一驅 圖3疋本發明CNC综合加工機同動換刀裝置一 施：的組合立體圖’說明本發明包含有一機體單元 動單元及一控制單元； 說明機體單元 圖4疋上述較佳實施例的組合側視圖 側邊處設置有一主轴單元； 圖5是上述較佳實施例的平面圖； 圖6是上述較佳實施例的剖視圖； 圖7是圖5沿線的剖視圖； 圖8是圖5沿舰_观線的剖視圖； 圖9是圖5沿Κ_κ線的剖視圖； 圖1 〇是圖5沿X _ X線的剖視圖；及 圖11是上述較佳實施例驅動單元的剖視圖 12 200948531 【主要元件符號說明】
30··.·· •…主軸單元 31 •… •…主軸座 32…·· …·夾刀機構 33…·· …·刀具 34·.··. •…打刀機構 40•… …·機體單元 41 ···.· •…殼本體 42·...· •…凸輪機構 421 ··· •…平板凸輪 422… …·滑槽 423… •…冠狀齒輪 424… …·滚齒凸輪 425… •…齒槽 43••… …·搖臂 44·.·.· 441… —軸承 45•… •…換刀臂 50 .........驅動單元 51 .........驅動馬達 511 .......入力軸 5 12.......另一入力軸 513.......蝸桿 52 .........迴轉式油壓泵 60 .........控制單元 61 .........油路控制器 611 .......切換閥 612 .......滑塊 613 .......控制凸輪 6131……凹陷部 6132……弧形槽孔 6133……調整螺絲 62 .........斷電控制器 621 .......感測器 622 .......感測棒 13