201032945 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明隸屬一種數值控制加工機之儲刀技術，具體而言 係指一種速度快、且刀具備量多的多層式自動換刀系統，藉 以達到能迅速換刀之目的，且進一步能提高其加工效率。 【先前技術】 按’為了提高加工效率與精準度，數值控制加工機成為 目前切削加工機具的主流’因此其加工形態也不斷的翻新， 除了傳統的鐵孔、銳削、車削外，更包含攻牙、研磨、定位 與取像等等，且同一加工形態下各種更具有多種不同加工樣 式與不同的尺寸規格，因此其需準備的刀具極多。故數值控 制加工機通常會設有一換刀刀庫，供架置各種不同型式之切 削刀具，而傳統的刀庫主要係由轉盤式刀庫或鏈條式刀庫所 構成，其係於轉盤或鏈條上等距設有複數供嵌插刀具之刀 套’刀庫並於定點設有一可旋轉的換刀裝置，供利用換刀裝 置使刀庫與加工機的刀具主轴間能同步拔取、旋轉與鼓插， 而達到換刀之目的； 但現有的刀庫錢係轉盤◎庫或鏈條式刀庫，其在空 間與操作考量下，盆借771 士 /、備刀量有限，因此一般操作者均將該數 值控制加工機設定成單—產品的專用加工機以減少刀具的 量如遇/ 4多樣的加工需求，即需更新整個刀庫的配 201032945 · 刀，如此需要重新進行刀且· 仃刀具的對位與校正，將大幅增加換刀 的時間，而影響到加工的效率，故有待進一步的改良。 換言之，如何在不影響換刀動作與等待時間的狀況下， 增加刀庫的備刀量，即謂加卫機應用於少量、多加工樣式 的被加工件上》而能滿 兩足不同的加工需求，並提高其加工生 產的效率β 有鑑於此，本料人乃針對現有數值㈣加工機之刀庫 備刀量不足的問題的深人探討’並藉由多年從事相關產業之 研發與製造經驗，積極尋求解決之道，經不斯努力之研究與 試作’終於成功的開發出—種多層式自動換刀系統藉以解 決現有數值控制加工機於進行少量、多樣式加工之工件時的 不便與困擾。 【發明内容】
因此’本發明主要係在提供—種多層式自動換刀系統， 藉以增加備刀量，且能迅速換刀，有效提升少量加工的加工 效率。 為此，本發明主要係透過下列的技術手段，來具體實現 本發明的各項目的與效能：其係設於加工機對應刀具主軸 處’該多層式刀庫系統包含有； 一機架； 至少一個以上之刀庫單元，其係於機架兩端分別設有— 轉動輪組，而其中一轉動輪組具有一驅動單元，再者兩轉動 6 201032945 · 輪組間環設有一由刀套組成的刀鏈； 一取刀單元，其係於機架異於刀庫單元的侧面邊緣設有 一滑座，該取刀單元並於滑座頂端設有一驅動單元，驅動單 兀可作動一滑設於滑座上的鞍座上、下移動再者鞍座具有 能對應刀庫單疋之取刀定位點前後移動的旋轉盤，且旋 轉盤兩端分別設有能夾掣刀具之第-取刀部肖第二取刀 部，又鞍座上設有—可作動旋轉盤前、後移動之伸縮缸體， 鲁其中第一、二取刀部可相對拔取前述刀庫單元之特定刀套交 換夾掣刀具； 換刀單7G，其係設於對應加工機之刀具主轴換刀處， 該換刀單元具有一連結加工機機台之基座，且基座上設有一 鞍座，該鞍座上具有—能前後移動及旋轉的旋臂，且旋臂兩 端分別設有能夾掣刀具之第—換刀部與第二換刀部，鞍座上
設有-能作動旋臂前、後移動之伸縮缸體，且鞍座—側另設 -供作動旋臂轉動的驅動單元，其第一、二換刀部可相對前 述取刀單π之第―、二取刀部及刀具主轴交換夾擎刀具。 藉此，透過本發明前述技術手段的展現，使得本發明能 大幅增加刀庫的備刀量，且能迅速預㈣備下—程序的刀具 至換刀位置’並在完成換刀動作，將完成加工的刀具送回刀 庫’而達㈣速更換刀具之目的，進—步可提高其加工效 率’而能增加產品的附加價值，且提升競爭力與經濟效益。 為使 貴審查委員能進一步 了解本發明的構成、特徵及 7 201032945 , 其他目的，以下乃舉本發明之若干較佳實施例，並配合圖式 詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。 本發明係一種多層式自動換刀系統，隨附圖例示之本發 明多層式刀庫系統的具體實施例及其構件中，所有關於前與 後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的 參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構 件限制於任何位置或空間方向》圖式與說明書中所指定的尺 Φ 寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍内，根據本發明之 具艎實施例的設計與需求而進行變化。 【實施方式】 本發明係應用於多層式自動換刀系統，請參看圖一、圖 二、圏三及圖四至圖七所顯示者，其大致上包含有一機架 (10)、至少一個以上之刀庫單元（2〇)、一取刀單元（3〇)及一 鲁換刀單元（40)所組成，其中取刀單元（3〇)可相對各刀庫單元 (20)位移，且取刀單元(30)能相對一設置於加工機⑽上之 換刀單元⑽與加工機（50)之刀具主轴（55)交換刀具（如圖 三所揭示）； 其中機架⑽主要係用於與該加丄機⑽連結，且機架 ⑽可供詩組設與保護本發明其純組，而前述加工機 ⑽包含有-能透過他軸進行χ轴與γ軸方向直線移動的 工作平台及一能透過服軸進行Ζ轴移動的刀具主軸(55)，且 8 201032945 . CNC加工機（50)能受加工程式控制工作平台與刀具主轴（55) 之移動與高速旋轉，供移動被加工件及操控刀具主軸（55)上 的刀具對工作平台上的被加工件進行切削加工； 各刀庫單元（20)係於機架（10)呈由上而下等距、且平行 設置，且各刀庫單元（20)於機架（10)兩端分別設有一轉動輪 組（21)，而其中一轉動輪組（21)具有一驅動單元（22)，該驅 動單元（22)可選自可準確定位的伺服馬達，再者兩轉動輪組 ^ (21)間環設有一由刀套（26)組成的刀鏈（25)，且各刀庫單元 (20)之刀鏈（25)於特定的取刀定位點能讓刀套（26)旋轉90 度，以供取刀單元（30)拔取該刀套（26)上的刀具； 而取刀單元（30)係於機架（10)異於刀庫單元（20)的側 面邊緣設有一滑座（31)，取刀單元（30)並於滑座（31)頂端設 有一驅動單元（33)，該驅動單元（33)可選自可準確定位的伺 服馬達，其中驅動單元（33)可驅動一對應滑座（31)中央延伸 φ 的導螺桿（34)，且導螺桿（34)上設有一滑設於滑座（31)上的 鞍座（35)，讓鞍座（35)可受驅動單元（33)作用而上、下移 動，再者鞍座（35)具有一能對應刀庫單元（20)之取刀定位點 前、後移動的旋轉盤（36)，且旋轉盤（36)兩端分別設有能夾 掣刀具之第一取刀部（361)與第二取刀部（362)，又鞍座（35) 上設有一可作動旋轉盤（36)前、後移動之伸縮缸體（37)，讓 旋轉盤（36)之第一、二取刀部（361)(362)能選擇性相對刀庫 單元（20)與換刀單元（40)拔取刀具及旋轉交換之動作； 201032945 . 至於前述之換刀單元（40)則設於對應加工機（50)之刀 具主軸（55)換刀處，該換刀單元（40)具有一連結加工機（50) 機台之基座（41)，且基座（41)上設有一鞍座（42)，該鞍座（42) 上具有一能前後移動及旋轉的旋臂（45)，且旋臂（45)兩端分 別設有能夾掣刀具之第一換刀部（451)與第二換刀部 (452)，鞍座（42)上設有一能作動旋臂（45)前、後移動之伸 縮缸體（43)，且鞍座（42) —側另設一供作動旋臂（45)轉動 0 的驅動單元（44)，其中驅動單元（44)可選自可準確定位的伺 服馬達，讓旋臂（45)之第一、二換刀部（451) (452)能選擇性 相對取刀單元（30)與加工機（50)刀具主轴（55)進行拔取刀 具及旋轉交換之動作； 藉此，而組構成一備刀量高、且能快速換多的多層式自 動換刀系統者。 至於本發明多層式自動換刀系統的實際運作，則係如圖 φ —、圖二及圖四至圖七所揭示者，在操作上，係利用取刀單 元（30)拔取預備刀具，首先令對應的刀庫單元（20)之刀鏈 (25)將對應的刀具刀套（26)移至取刀定位點（本發明以最下 層刀庫單元為實施例，如圖四），使刀套（26)旋轉呈準備取 刀之狀態； 接著，令取刀單元（30)移至該刀庫單元（20)的取刀定位 點，並透過取刀單元（30)之伸縮缸體（37)的作用，而利用取 刀單元（30)的旋轉盤（36)第一取刀部（361)拔取該刀套（26)
I 201032945 上的預備刀具；之後，令前述取刀單元（30)利用驅動單元（33) 將鞍座（35)預先移動至換刀定位點，且令旋轉盤（36)轉動使 夾取預備刀具之第一取刀部（361)旋轉至換刀位置，供等待 加工機（50)之刀具主軸（55)進行換刀； 接續’當加工機（50)之刀具主軸（55)上的刀具在完成前 一階段的加工後’刀具主轴（55)亦將完成加工之刀具移至換 刀定位點，並利用換刀單元（4〇)之第一、二換刀部（451 )(452) φ 同步拔取刀具主軸（55)與取刀單元（30)之刀具，且令換刀單 元（40)之旋臂（45)轉動，再同步插掣刀具，使預備刀具嵌插 於刀具主轴（55)，而使用後的刀具則同步插掣於取刀單元 (30)上’完成換刀的動作； 最後，取刀單元（30)再移至下一流程使用的預備刀具之 刀庫單元（20)，並轉動該取刀單元（3〇)之旋轉盤（36)，而依 月|J述方式取出預備刀具，並同步將該使用後的刀具置回，如 • 此往復循環進行取刀、換刀的動作，而能加速預備刀具的準 備時間，且能大幅增加刀庫的備刀量，故能有效的提升加工 效率。 綜上所述，本發明具有上述眾多的實用價值，因此本發 明確實為一新穎進步的創作，在相同的技術領域中未見相同 或近似的產品公開使用，故本發明已符合發明專利的要件， 乃依法提出申請，祈請早曰賜准本案發明專利。 【圖式簡單說明】 11 201032945 圖係為本發明之多層式 圖，用以說明其主要構成 刀系統的外觀示意 __再主要構成之配置及其相對闕係； 圖一係為本發明之多層式自動換刀系統的另一 意圖，供揭示其另一側之配置狀態； 示 圖三係為本發明之多層式自動換刀系統結人 Q璣台換刀 的側面示意圖；以及 、 圖四至圖七係為本發明之多層式自動換刀 爪研*取刀單 元的動作示意圖。 【主要元件符號說明】 ίο機架 20刀庫單元 21轉動輪組 22驅動單元 25刀鏈 26刀套 30取刀單元 31滑座 33驅動單元 34導螺桿 35鞍座 36旋轉盤 12 201032945 361第一取刀部 362第二取刀部 37伸縮缸體 40換刀單元 41基座 42鞍座 43伸縮缸體 φ 44驅動單元 45旋臂 451第一換刀部 452第二換刀部 50加工機 55刀具主轴 13