TW201927460A - 換刀臂之傳動裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種換刀臂之傳動裝置，其包括：一傳動軸，係沿軸向設有一第一驅動部及一第二驅動部；一換刀臂，係設置於傳動軸的端部；一花鍵套，套設於第一驅動部；一第一馬達，其傳動連接於花鍵套，用以帶動花鍵套旋轉，以使傳動軸帶動換刀臂旋轉；一旋動件，係連接套設於第二驅動部；以及一第二馬達，其傳動連接於旋動件，用以驅使傳動軸帶動換刀臂進行昇降動作。藉以達到精確的換刀動作。

Description

換刀臂之傳動裝置

本發明係有關於一種傳動裝置，特別是指一種換刀臂之傳動裝置，其利用兩個馬達驅動分別驅動單一傳動軸進行旋轉及昇降動作，以便用於工具機之換刀作業。

按，習知工具機的換刀軸結構，主要是利用一驅動單元帶動一換刀軸執行旋轉及上下往復運動，以便進行換刀作業。

其中，驅動單元通常包括一凸輪、一搖臂及一換刀軸，凸輪具有一朝向搖臂的環狀凹槽及一設於周緣的滾動槽，搖臂具有一滾動件設於環狀凹槽，而換刀軸具有一能與凸輪的滾動槽嚙合的滾動軸承，且換刀軸供搖臂一端連接；當凸輪旋轉時，滾動件能沿環狀凹槽移動，藉此帶動搖臂往復擺動，搖臂促使換刀軸呈上下往復作動，而當凸輪轉動時，透過滾動槽與滾動軸承的接觸關係，以連動換刀軸轉動，藉以運用於工具機之換刀臂的移動與旋轉動作，並執行換刀作業。

然而，習知採用凸輪作為換刀軸的旋轉與上下往復動作的操控，礙於凸輪結構製造成本高，且滾動件與環狀凹槽在常時間運作下容易磨損，而產生配合精度不佳，導致運轉不夠精準，影響加工作業，且整體結構亦為複雜，安裝與維修顯得麻煩；此外，凸輪需要預留停止角以便轉動運作，如此導致爬升角過小，而造成阻力過大，致使換刀動作定位無法精確。

為解決上述課題，本發明揭露一種換刀臂之傳動裝置，其利用兩個馬達驅動分別驅動單一傳動軸進行旋轉及昇降動作，以便用於工具機之換刀作業。

為達上述目的，本發明一項實施例中提供一種換刀臂之傳動裝置，其包括：一傳動軸，係沿軸向設有一第一驅動部及一第二驅動部；一換刀臂，係設置於傳動軸的端部；一花鍵套，係套設於第一驅動部；一第一馬達，其傳動連接於花鍵套，用以帶動花鍵套旋轉，以使傳動軸帶動換刀臂旋轉；一旋動件，係連接套設於第二驅動部；以及一第二馬達，其傳動連接於旋動件，用以驅使傳動軸帶動換刀臂進行昇降動作。

藉此，本發明免除了凸輪機構，以使製造成本降低，更能避免凸輪磨損的問題，且因採兩馬達裝置作為動力驅動，能使得整體換刀作業更加的精準，更具有智能化。

此外，本發明的第一馬達與第二馬達均為伺服馬達，係以編碼器進行動作控制，使其動作定位較為精確，且本發明無須凸輪機構之預留停止角，故本發明將能夠於360度全周圓內作完整的動作定位，具有較高的精度定位。

以下參照各附圖詳細描述本發明的示例性實施例，且不意圖將本發明的技術原理限制於特定公開的實施例，而本發明的範圍僅由申請專利範圍限制，涵蓋了替代、修改和等同物。

請參閱圖1至圖5所示，本發明之換刀臂之傳動裝置，其適用於一工具機之換刀作業，其中，換刀臂之傳動裝置係設置於一本體1，並包括一第一傳動軸10、一換刀臂20、一花鍵套30、一第一馬達40、一旋動件50及一第二馬達60。其中，傳動軸10之端部裝設換刀臂20，以便於工具機上進行換刀作業。而第一馬達40與第二馬達60各為伺服馬達。

傳動軸10，係沿軸向設有一第一驅動部11及一第二驅動部12。第一驅動部11供花鍵套30套設，第二驅動部12供旋動件50連接套設。於本發明實施例中，第一驅動部11包括一花鍵槽111及複數個設置於花鍵槽111與花鍵套30之間的第一滾珠112，使花鍵套30與傳動軸10連接。而第二驅動部12包括一沿著傳動軸10之軸向設置的螺旋槽121及複數個設置於螺旋槽121與旋動件50之間的第二滾珠122，以使旋動件50與傳動軸10連接。此外，花鍵套30之外周緣與本體1之間更設有一第一軸承31。

第一馬達40，係設置於本體1且位於傳動軸10一側，且第一馬達40具有一第一出力軸41，第一出力軸41透過一第一傳動組件70與花鍵套30傳動連接，以帶動花鍵套30旋轉。其中，第一傳動組件70為皮帶輪組，其包括一第一傳動件71、一第一皮帶輪72及一第二皮帶輪73，第一皮帶輪72連接於第一出力軸41，第二皮帶輪73接設於花鍵套30，且第一傳動件71為一皮帶並繞設於第一皮帶輪72與第二皮帶輪73之間，用以傳遞動力。又，第一皮帶輪72的外徑小於第二皮帶輪73的外徑。藉此，當第一馬達40之第一出力軸41輸出動力時，能透過第一傳動組件70帶動花鍵套30旋轉，並藉由花鍵套30與傳動軸10之間的花鍵連接之故，而使傳動軸10帶動換刀臂20產生旋轉動作。

旋動件50，係為一中空套件以套接於傳動軸10，於本發明實施例中，旋動件50之外周緣與本體1之間更設有一第二軸承51。

第二馬達60，係設置於本體1且位於傳動軸10一側，且與第一馬達40設於同一側。第二馬達60具有一第二出力軸61，第一出力軸41之軸心線與第二出力軸61之軸心線位於同一線上且與傳動軸10之軸心線平行。此外，第二出力軸61透過一第二傳動組件80與旋動件50傳動連接，以帶動旋動件50作昇降。其中，第二傳動組件80為皮帶輪組，其包括一第二傳動件81、一第三皮帶輪82及一第四皮帶輪83，第三皮帶輪82連接於第二出力軸61，第四皮帶輪83接設於旋動件50，且第二傳動件81為一皮帶並繞設於第三皮帶輪82與第四皮帶輪83之間，用以傳遞動力。又，第三皮帶輪82的外徑小於第四皮帶輪83的外徑， 且第三皮帶輪82與第一皮帶輪72具有大致相同的外徑，第四皮帶輪83與第二皮帶輪73具有大致相同的外徑。

藉此，當第二馬達60之第二出力軸61輸出動力時，能透過第二傳動組件80帶動旋動件50旋轉，並藉由旋動件50與傳動軸10之間具有複數個第二滾珠122連接之故，而使傳動軸10帶動換刀臂20產生昇降動作。

請參閱圖3至圖5所示，係說明本發明運用於拔刀、旋轉換刀及插刀之換刀作業。如圖3所示，藉由第二馬達60透過第二傳動組件80進而帶動旋動件50旋轉，以使旋動件50驅動傳動軸10產生向下位移，使得傳動軸10得以帶動換刀臂20進行拔刀動作。

接著如圖4所示，第一馬達40透過第一傳動組件70帶動花鍵套30旋轉且第二馬達60同時透過第二傳動組件80以相同轉速帶動旋動件50旋轉，以使花鍵套30驅動傳動軸10產生旋轉動作，以使傳動軸10帶動換刀臂20進行旋轉換刀動作。

最後如圖5所示，當換刀臂20完成旋轉換刀後，再藉由第二馬達60運作驅動，使傳動軸10產生向上位移動作，俾使換刀臂20進行插刀動作，以完成換刀作業的流程。

藉此，本發明相較於習知結構，免除了凸輪機構，以使製造成本降低，更能避免凸輪磨損的問題。再者，本發明利用兩個馬達裝置作為驅動旋轉及上下位移的動作，且兩馬達裝置能夠採用伺服馬達，以使得整體換刀作業更加的精準，更具有智能化。

雖然本發明是以一個最佳實施例作說明，精於此技藝者能在不脫離本發明精神與範疇下作各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或改變，俱屬本發明申請專利範圍。

1‧‧‧本體

11‧‧‧第一驅動部

112‧‧‧第一滾珠

121‧‧‧螺旋槽

20‧‧‧換刀臂

31‧‧‧第一軸承

41‧‧‧第一出力軸

51‧‧‧第二軸承

61‧‧‧第二出力軸

71‧‧‧第一傳動件

73‧‧‧第二皮帶輪

81‧‧‧第二傳動件

83‧‧‧第四皮帶輪

10‧‧‧傳動軸

111‧‧‧花鍵槽

12‧‧‧第二驅動部

122‧‧‧第二滾珠

30‧‧‧花鍵套

40‧‧‧第一馬達

50‧‧‧旋動件

60‧‧‧第二馬達

70‧‧‧第一傳動組件

72‧‧‧第一皮帶輪

80‧‧‧第二傳動組件

82‧‧‧第三皮帶輪

[圖1]係為本發明換刀臂之傳動裝置的結構示意圖。 [圖2]係為本發明換刀臂之傳動裝置的局部剖面示意圖。 [圖3]係為本發明之換刀臂之傳動裝置動作示意圖(一)，顯示傳動軸向下位移，帶動換刀臂進行拔刀動作。 [圖4]係為本發明之換刀臂之傳動裝置動作示意圖(二)。顯示傳動軸旋轉，帶動換刀臂進行旋轉換刀動作。 [圖5]係為本發明之換刀臂之傳動裝置動作示意圖(三)。顯示傳動軸向上位移，帶動換刀臂進行插刀動作。

Claims (10)

1. 一種換刀臂之傳動裝置，其包括： 一傳動軸，係沿軸向設有一第一驅動部及一第二驅動部； 一換刀臂，係設置於該傳動軸的端部； 一花鍵套，係套設於該第一驅動部； 一第一馬達，其傳動連接於該花鍵套，用以帶動該花鍵套旋轉，以使該傳動軸帶動該換刀臂旋轉； 一旋動件，係連接套設於該第二驅動部；以及 一第二馬達，其傳動連接於該旋動件，用以驅使該傳動軸帶動該換刀臂進行昇降動作。
2. 如請求項1所述之換刀臂之傳動裝置，其中，該第一馬達與該第二馬達各為伺服馬達。
3. 如請求項1所述之換刀臂之傳動裝置，其中，該第一驅動部包括一花鍵槽及複數個設置於該花鍵槽與該花鍵套之間的第一滾珠，使該花鍵套與該傳動軸連接。
4. 如請求項3所述之換刀臂之傳動裝置，其中，該第一馬達具有一第一出力軸，該第一出力軸透過一第一傳動件傳動連接於該花鍵套。
5. 如請求項4所述之換刀臂之傳動裝置，其中， 該第一傳動件為皮帶；該第一出力軸連接一第一皮帶輪，該花鍵套接設一第二皮帶輪，該第一傳動件繞設於該第一皮帶輪與該第二皮帶輪，該第一皮帶輪的外徑小於該第二皮帶輪的外徑。
6. 如請求項1所述之換刀臂之傳動裝置，其中，該第二驅動部包括一沿著該傳動軸之軸向設置的螺旋槽及複數個設置於該螺旋槽與該旋動件之間的第二滾珠。
7. 如請求項6所述之換刀臂之傳動裝置，其中，該第二馬達具有一第二出力軸，該第二出力軸透過一第二傳動件傳動連接於該旋動件。
8. 如請求項7所述之換刀臂之傳動裝置，其中，該第二傳動件為皮帶；該第二出力軸連接一第三皮帶輪，該旋動件接設一第四皮帶輪，該第二傳動件繞設於該第三皮帶輪與該第四皮帶輪，該第三皮帶輪外徑小於該第四皮帶輪。
9. 如請求項1或3或6所述之換刀臂之傳動裝置，其中，該第一馬達具有一第一出力軸，該第一出力軸透過一第一傳動組件傳動連接於該花鍵套；該第二馬達具有一第二出力軸，該第二出力軸透過一第二傳動組件傳動連接於該旋動件；且該第一出力軸之軸心線與該第二出力軸之軸心線位於同一線上且與該傳動軸之軸心線平行。
10. 如請求項9所述之換刀臂之傳動裝置，其中，該第一傳動組件與該第二傳動組件各為皮帶輪組。