TW201321123A - 高速龍門加工中心機之刀庫裝置及其換刀方式 - Google Patents

Abstract

一種高速龍門加工中心機之刀庫裝置，係包含有一機座、一刀庫及一換刀模組，該刀庫包括一箱體、一刀盤、複數個刀套、一氣壓缸及一刀庫電磁閥，當該刀庫電磁閥作動時令該氣壓缸推動該切削刀具至換刀位置；該換刀模組包括一換刀臂、一換刀軸、一凸輪機構、一換刀馬達及一換刀電磁閥，當該換刀電磁閥作動時令該凸輪機構驅動該換刀臂至換刀位置，該換刀臂二端各設一夾持部，當進行換刀作業時，替換刀庫及主軸上的刀具可同步作業，使換刀效率大為提升者。

Description

高速龍門加工中心機之刀庫裝置及其換刀方法

本發明係應用於高速龍門加工中心機之技術領域，尤指其技術上提供一種高速龍門加工中心機之刀庫裝置及其換刀方法，當進行換刀作業時替換刀庫及主軸上的刀具係同步作業，有效提升換刀效率者。

習用之加工機刀庫如第一圖所示，包括底板(1)、刀庫本體(7)、鏈條(8)、刀柄座(6)、刀柄(5)、刀具(4)，底板(1)上設置有推力油缸(2)和導軌(3)，刀庫本體(7)通過滑塊可移動的活動裝設在導軌(3)上，刀庫本體(7)與推力油缸(2)的活塞部份相連，刀庫本體(7)上部一周上設置有鏈條(8)，鏈條(8)上設置有多個刀柄座(6)，刀具(4)裝在刀柄(5)上，刀柄(5)卡在刀柄座(6)內，刀柄(5)為豎直放置，其刀庫換刀時自動推出，換刀後自動退回，可保護刀具(4)在加工時不受鐵屑、切削液等的污染，且能減少由於換刀造成的刀具(4)位置異動的缺陷，惟，其上述習知之加工機刀庫，仍存在有下列缺失：

一、該刀庫設置在機床龍門架下方，且刀柄(5)卡在刀柄座(6)內呈豎直放置，佔用了機床部份面積，使加工區域大為縮小。

二、該刀庫換刀時替換刀庫及主軸上的刀具(4)係分開作業，換刀效率欠佳。

是以，針對上述習知結構所存在之問題點，如何開發一種更具理想實用性之創新結構，實消費者所殷切企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

習知之加工機刀庫水平組設於機床龍門架下方，佔用了機床部份面積，使加工區域大為縮小，且換刀時替換刀庫及主軸上的刀具係分開作業，換刀效率欠佳。

為改善上述之問題，本發明提供一種高速龍門加工中心機之刀庫裝置，係包含有：一機座，該機座包含一工作台、一底座及一立柱，該工作台頂面中間的左、右兩側各設有一第一滑軌，各該第一滑軌上組設一滑座，該滑座上承載加工物，該工作台後方設有該底座，該底座上方組設該立柱，該立柱頂面前、後兩側各設有一第二滑軌，各該第二滑軌上組設一鞍座，該鞍座前方兩側各設有一第三滑軌，各該第三滑軌上組設一頭座，該頭座可沿各該第三滑軌上下滑動，又該頭座上設有一主軸，該主軸可供一切削刀具套設；一刀庫，該刀庫包括一箱體垂直組設於該底座側面、一刀盤、複數個刀套、一氣壓缸及一刀庫電磁閥，該箱體內部容設有該刀盤，該刀盤上組設複數個刀套，各該刀套可供該切削刀具套設，其係呈水平放置，當該刀庫電磁閥作動時令該氣壓缸推動該切削刀具至換刀位置；及一換刀模組，該換刀模組組設於該刀庫及該主軸間，其包括一換刀臂、二支撐桿、一換刀軸、一支撐板、一凸輪機構、一換刀馬達及一換刀電磁閥，該換刀臂二端各設一夾持部，其一端之該夾持部可抓取該主軸上之該切削刀具，另一端之該夾持部可抓取該刀庫上之該切削刀具，具有同步換刀功效，該換刀軸一端穿套該支撐板並固設該換刀臂，另一端連結該凸輪機構及該換刀馬達，各該支撐桿一端分別固設於該支撐板二端，另一端分別穿套於該凸輪機構頂部凸緣，當該換刀電磁閥作動時令該凸輪機構驅動該換刀臂至換刀位置，該支撐板可強化該換刀臂之支撐強度，使換刀作業更為順遂，該換刀馬達組設於該凸輪機構旁側，其可帶動該凸輪機構運轉及該換刀臂迴轉。

一、本發明之高速龍門加工中心機之刀庫裝置，該刀庫係垂直組設於該底座側面，且該切削刀具呈水平放置，有效節省高速龍門加工中心機之佔用面積。

二、本發明之高速龍門加工中心機之刀庫裝置換刀方法，該刀庫換刀時替換刀庫及主軸上的刀具係同步作業，換刀效率大為提升。

有關本發明所採用之技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明於后，相信本發明上述之目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的瞭解。

參閱第二至第五圖所示，本發明係提供一種高速龍門加工中心機之刀庫裝置，係包含有：一機座(10)，該機座(10)包含一工作台(11)、一底座(13)及一立柱(14)，該工作台(11)頂面中間的左、右兩側各設有一第一滑軌(111)，各該第一滑軌(111)上組設一滑座(112)，該滑座(112)上承載加工物並可沿各該第一滑軌(111)前後滑動，該工作台(11)後方設有該底座(13)，該底座(13)上方組設該立柱(14)，該立柱(14)頂面前、後兩側各設有一第二滑軌(141)，各該第二滑軌(141)上組設一鞍座(142)，該鞍座(142)可沿各該第二滑軌(141)左右滑動，該鞍座(142)前方兩側各設有一第三滑軌(圖未示)，各該第三滑軌上組設一頭座(152)，該頭座(152)可沿各該第三滑軌上下滑動，又該頭座(152)上設有一主軸(153)，該主軸(153)可供一切削刀具(154)套設；一刀庫(20)，該刀庫(20)包括一箱體(21)垂直組設於該底座(13)側面、一刀盤(22)、複數個刀套(23)、一氣壓缸(24)及一刀庫電磁閥(圖未示)，該箱體(21)內部容設有該刀盤(22)，該刀盤(22)上組設複數個刀套(23)，各該刀套(23)可供該切削刀具(154)套設，其係呈水平放置，當該刀庫電磁閥作動時令該氣壓缸(24)推動該切削刀具(154)至換刀位置；及一換刀模組(30)，該換刀模組(30)組設於該刀庫(20)及該主軸(153)間，其包括一換刀臂(31)、二支撐桿(32)、一換刀軸(33)、一支撐板(34)、一凸輪機構(35)、一換刀馬達(36)及一換刀電磁閥(圖未示)，該換刀臂(31)二端各設一夾持部(311)，其一端之該夾持部(311)可抓取該主軸(153)上之該切削刀具(154)，另一端之該夾持部(311)可抓取該刀庫(20)上之該切削刀具(154)，具有同步換刀功效，該換刀軸(33)一端穿套該支撐板(34)並固設該換刀臂(31)，另一端連結該凸輪機構(35)及該換刀馬達(36)，各該支撐桿(32)一端分別固設於該支撐板(34)二端，另一端分別穿套於該凸輪機構(35)頂部凸緣，當該換刀電磁閥作動時令該凸輪機構(35)驅動該換刀臂(31)至換刀位置，該支撐板(34)可強化該換刀臂(31)之支撐強度，使換刀作業更為順遂，該換刀馬達(36)組設於該凸輪機構(35)旁側，其可帶動該凸輪機構(35)運轉及該換刀臂(31)迴轉。

前述，該高速龍門加工中心機之刀庫裝置換刀方法，其換刀步驟為：

(a)由該刀庫(20)內選定欲使用之該切削刀具(154)，令該刀盤(22)運轉使該切削刀具(154)移動至取用位置(如第三圖所示)，又該刀盤(22)可雙向運轉，俾便於就近取刀。

(b)令該刀庫電磁閥作動，使該氣壓缸(24)推動該切削刀具(154)倒刀(Tool-falling)至換刀位置(如第四圖所示)。

(c)該換刀馬達(36)由原點啟動，驅動該換刀臂(31)旋轉扣刀，該換刀臂(31)一端之該夾持部(311)扣緊該主軸(153)上之該切削刀具(154)，另一端之該夾持部(311)扣緊該刀庫(20)上之該切削刀具(154)，具有同步扣刀功效。

(d)令該換刀電磁閥作動，此時該主軸(153)放鬆該切削刀具(154)，該凸輪機構(35)推動該換將套設於該刀套(23)及該主軸(153)上之各該切削刀具(154)同步拔出。

(e)該換刀馬達(36)啟動，帶動該換刀臂(31)迴轉180度。

(f)該換刀電磁閥作動，該凸輪機構(35)推動該換刀臂(31)往上移動，進行同步套刀動作，此時可將夾持於該換刀臂(31)上之各該切削刀具(154)，同步套設於該刀套(23)及該主軸(153)上。

(g)該換刀馬達(36)啟動，帶動該換刀臂(31)移動回原點。

(h)令該刀庫電磁閥作動，使該氣壓缸(24)推動該切削刀具(154)至回刀位置，即可完成換刀作業。

前文係針對本發明之較佳實施例為本發明之技術特徵進行具體之說明；惟，熟悉此項技術之人士當可在不脫離本發明之精神與原則下對本發明進行變更與修改，而該等變更與修改，皆應涵蓋於如下申請專利範圍所界定之範疇中。

‧習用部分：

(1)．．．底板

(2)．．．推力油缸

(3)．．．導軌

(4)．．．刀具

(5)．．．刀柄

(6)．．．刀柄座

(7)．．．本體

(8)．．．鏈條

‧本發明部分：

(10)．．．機座

(11)．．．工作台

(13)．．．底座

(111)．．．第一滑軌

(112)．．．滑座

(14)．．．立柱

(141)．．．第二滑軌

(142)．．．鞍座

(152)．．．頭座

(153)．．．主軸

(154)．．．切削刀具

(20)．．．刀庫

(21)．．．箱體

(22)．．．刀盤

(23)．．．刀套

(24)．．．氣壓缸

(30)．．．換刀模組

(31)．．．換刀臂

(32)．．．支撐桿

(33)．．．換刀軸

(34)．．．支撐板

(35)．．．凸輪機構

(36)．．．換刀馬達

(311)．．．夾持部

第一圖係習用之加工機刀庫立體外觀圖。

第二圖係本發明之立體外觀圖。

第三圖係本發明之換刀作業的選刀示意圖。

第四圖係本發明之換刀作業的倒刀及扣刀示意圖。

第五圖係本發明之換刀作業的同步拔刀示意圖。

(154)．．．切削刀具

(20)．．．刀庫

(21)．．．箱體

(22)．．．刀盤

(23)．．．刀套

(30)．．．換刀模組

(31)．．．換刀臂

(32)．．．支撐桿

(33)．．．換刀軸

(34)．．．支撐板

(35)．．．凸輪機構

(36)．．．換刀馬達

(311)．．．夾持部

Claims (6)

1. 一種高速龍門加工中心機之刀庫裝置，係包含有：一機座，該機座包含一工作台、一底座及一立柱，該工作台頂面中間的左、右兩側各設有一第一滑軌，各該第一滑軌上組設一滑座，該滑座上承載加工物，該工作台後方設有該底座，該底座上方組設該立柱，該立柱頂面前、後兩側各設有一第二滑軌，各該第二滑軌上組設一鞍座，該鞍座前方兩側各設有一第三滑軌，各該第三滑軌上組設一頭座，該頭座可沿各該第三滑軌上下滑動，又該頭座上設有一主軸，該主軸可供一切削刀具套設；一刀庫，該刀庫包括一箱體、一刀盤、複數個刀套、一氣壓缸及一刀庫電磁閥，該箱體內部容設有該刀盤，該刀盤上組設複數個刀套，各該刀套可供該切削刀具套設，當該刀庫電磁閥作動時令該氣壓缸推動該切削刀具至換刀位置；及一換刀模組，該換刀模組組設於該刀庫及該主軸間，其包括一換刀臂、一換刀軸、一凸輪機構、一換刀馬達及一換刀電磁閥，該換刀臂二端各設一夾持部，其一端之該夾持部可抓取該主軸上之該切削刀具，另一端之該夾持部可抓取該刀庫上之該切削刀具，具有同步換刀功效，該換刀軸一端固設該換刀臂，另一端連結該凸輪機構及該換刀馬達，該換刀馬達組設於該凸輪機構旁側，其可帶動該凸輪機構運轉及該換刀臂迴轉。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高速龍門加工中心機之刀庫裝置，其中該換刀臂下緣穿套一支撐板。
3. 如申請專利範圍第2項所述之高速龍門加工中心機之刀庫裝置，其中該換刀模組設有二支撐桿，各該支撐桿一端分別固設於該支撐板二端，另一端分別穿套於該凸輪機構頂部凸緣。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高速龍門加工中心機之刀庫裝置，其中該箱體垂直組設於該底座側面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高速龍門加工中心機之刀庫裝置，其中各該刀套係呈水平放置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之刀庫裝置換刀方法，其換刀步驟為：(a)由該刀庫內選定欲使用之該切削刀具，令該刀盤運轉使該切削刀具移動至取用位置；(b)令該刀庫電磁閥作動，使該氣壓缸推動該切削刀具倒刀至換刀位置；(c)該換刀馬達由原點啟動，驅動該換刀臂旋轉扣刀，該換刀臂一端之該夾持部扣緊該主軸上之該切削刀具，另一端之該夾持部扣緊該刀庫上之該切削刀具；(d)令該換刀電磁閥作動，此時該主軸放鬆該切削刀具，該凸輪機構推動該換刀臂往下移動，進行同步拔刀動作；(e)該換刀馬達啟動，帶動該換刀臂迴轉180度；(f)該換刀電磁閥作動，該凸輪機構推動該換刀臂往上移動，進行同步套刀動作；(g)該換刀馬達啟動，帶動該換刀臂移動回原點；(h)令該刀庫電磁閥作動，使該氣壓缸推動該切削刀具至回刀位置，完成換刀作業。