TW202412987A

TW202412987A - 加工機刀庫系統

Info

Publication number: TW202412987A
Application number: TW111136182A
Authority: TW
Inventors: 李浩忠
Original assignee: 李浩忠
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2024-04-01

Abstract

本發明提供一種加工機刀庫系統，其設置於多軸加工機，多軸加工機具有工作平台及複數個主軸，加工機刀庫系統包括儲刀裝置、第一取放裝置及第二取放裝置。儲刀裝置位於主軸前側與工作平台的上方，儲刀裝置具有刀盤，刀盤設有沿著X軸與Y軸行列排列的複數個夾刀座；第一取放裝置的第一取放部能夠沿著X軸、Y軸、Z軸移動，且第一取放部能沿Z軸移動以促使所述夾刀座選擇性地釋放或夾持複數個預備刀把；第二取放裝置的第二取放部能夠沿著X軸、Y軸移動，用以使第二取放部接設所述預備刀把並與所述主軸的複數加工刀把進行交換。

Description

加工機刀庫系統

本發明係有關於一種加工機，特別是指一種加工機刀庫系統。

按，現有加工機為了增進加工效率，都會配置換刀臂及刀庫，以便利用換刀臂將主軸上的刀把與刀庫的刀把進行交換。

然而，多軸式加工機的刀庫不外乎設置於背面或側面，如此使得換刀所需的行程長、時間長，如果是逐一更換的方式，當主軸數量越多時，所需的時間則更長。

另外，市售龍門多軸主加工機的刀庫是設於龍門的後下方，其缺點有：刀庫於機台下方易沾屑；刀庫佔空間；換刀組件離主軸遠，所需換刀時間長；龍門結構開洞，導致結構剛性差，亦產生晃動等缺點。

為此，本發明針對前述問題與缺點，提供一種加工機刀庫系統。

本發明之目的在於解決多軸加工機換刀行程長的缺點與問題，藉以提供一種儲刀裝置設於多軸加工機之前側與該工作平台的上方的加工機刀庫系統，以達到換刀路徑短，換刀時間短的優點。

為達上述目的，本發明實施例中提供一種加工機刀庫系統，其設置於一多軸加工機，多軸加工機具有一工作平台及複數個主軸，加工機刀庫系統包括一儲刀裝置、一第一取放裝置及一第二取放裝置。儲刀裝置位於主軸前側與工作平台的上方，儲刀裝置具有一刀盤，刀盤設有沿著X軸與Y軸行列排列的複數個夾刀座，所述夾刀座能夠滑設於刀盤；第一取放裝置具有一第一取放部，第一取放部能夠相對多軸加工機沿著X軸、Y軸、Z軸移動，且第一取放部能沿Z軸移動以促使所述夾刀座選擇性地釋放或夾持複數個預備刀把；第二取放裝置具有一第二取放部，第二取放部能夠相對多軸加工機沿著X軸、Y軸移動，用以使第二取放部接設所述預備刀把並與所述主軸的複數加工刀把進行交換。

藉此，本發明之儲刀裝置係設置於多軸加工機的主軸前側與工作平台的上方，使得換刀路徑短，提升換刀效率；且儲刀裝置的刀盤因於工作平台上方，有效地利用空間，讓所儲放的刀把不易沾屑。

於本發明另一實施例中，Z軸驅動單元能夠使第一取放部將同一列的多把預備刀把向下推出，避免其他列阻擋影響。

此外，本發明另一實施例中，更包括一載盤，係設置於主軸與刀盤前方，且架設於第一架體與第二架體之間。載盤可配合設置於第二取放裝置之第二移動座的上下料模組，以利共用第二X軸驅動單元與第二Y軸驅動單元，而對載盤上待加工件及工作平台上已完成的加工件進行生熟料交換，據以節省上下料模組的成本，且不佔結構空間。

本發明上述和其他目的、技術特徵及優點將從以下詳細描述及相應附圖以及實施例得到最好的理解。

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13所示，係為本發明一種加工機刀庫系統100，其設置於一多軸加工機1，多軸加工機1具有一工作平台2及複數個主軸3。其中，工作平台2設於多軸加工機1的機座4一側，而機座4另一側設有一立柱5，所述主軸3能夠沿Z軸移動而設置於立柱5。於本發明實施例中，主軸3的數量為8個。加工機刀庫系統100包括一儲刀裝置10、一第一取放裝置20及一第二取放裝置30，儲刀裝置10預放有複數個預備刀把A，透過第一取放裝置20與第二取放裝置30能夠實現預備刀把A與各主軸3上的加工刀把B的交換。所述預備刀把A與加工刀把B各夾設有刀具，用於執行切削作業。

儲刀裝置10，係位於主軸3前側與工作平台2的上方，儲刀裝置10具有一刀盤11，刀盤11設有沿著X軸與Y軸行列排列的複數個夾刀座40。刀盤11具有複數個行列排列的定位孔12，以供所述夾刀座40滑設定位於所述定位孔12。其中，定位孔12沿X軸方向有7行，定位孔12沿Y軸方向有24列，以供對應的預備刀把A儲放，其行列的數量依加工需求而定，但不以此為限。

於本發明實施例中，立柱5兩側朝多軸加工機1的前側方向分別延伸出一第一架體50與一第二架體60，刀盤11跨設於第一架體50與第二架體60之間。由於刀盤11設在機座4的前上方位置，能有效利用空間，且使預備刀把A不易沾屑。

儲刀裝置10於刀盤11對應所述定位孔12的位置設有複數個鎖定裝置70，用以將所述夾刀座40鎖定或釋放於刀盤11。各鎖定裝置70係固設於刀盤11的底面，如圖3所示。

接著繼續參閱圖3所示，各夾刀座40具有一作動桿41及一相反設置的接孔42，接孔42用以接設預備刀把A（或是經由換刀作業後的加工刀把B）；作動桿41設有一外周面411及一自外周面411凹設的卡槽412。其中，接孔42內設有一定位裝置80，用以選擇性地卡掣於預備刀把A的柄部C。定位裝置80包括兩個珠體81及分別頂持於兩珠體81的彈簧82，珠體81與彈簧82設置於一筒座83內，筒座83係於接孔42內緣兩側，藉由彈簧82頂抵珠體81而彈性卡掣於預備刀把A的柄部C。

鎖定裝置70包括一鎖座71、兩個卡掣件72、兩個固定座73及兩個彈性件74，卡掣件72為鋼珠。鎖座71固設於刀盤11，鎖座71具有一連通於定位孔12的鎖孔711及兩個連通鎖孔711的側孔712，固定座73設於側孔712，卡掣件72與彈性件74設於固定座73，彈性件74頂抵於固定座73與卡掣件72之間，以使卡掣件72常態朝向鎖孔711。其中，夾刀座40的作動桿41滑設於鎖孔711與定位孔12間，藉以作動桿41的滑動，當作動桿41的卡槽412對應於所述卡掣件72時而形成鎖定狀態(如圖3所示)，當作動桿41的外周面411對應於所述卡掣件72而形成釋放狀態(如圖7所示)，也就是說，夾刀座40的作動桿41相對鎖定裝置70的滑移而能產生鎖定或釋放的動作關係。

第一取放裝置20，其具有一第一取放部21，第一取放部21能夠相對多軸加工機1沿著X軸、Y軸、Z軸移動，且第一取放部21能沿Z軸移動以促使所述夾刀座40選擇性地釋放或夾持預備刀把A。第一取放裝置20具有一第一移動座22、一第一側移座23、一第一X軸驅動單元24、一第一Y軸驅動單元25及一Z軸驅動單元26。第一移動座22架設於第一架體50與第二架體60的上側位置，且沿著Y軸移動，第一移動座22的位置高於刀盤11的位置。第一側移座23沿著X軸滑設於第一移動座22上，且第一側移座23能連動第一取放部21位移。

於本發明實施例中，第一Y軸驅動單元25包括有滑軌、滑塊、馬達及螺桿組。滑軌與滑塊設於第一移動座22與第一架體50、第二架體60之間，馬達及螺桿組設於第二架體60上，利用馬達驅動螺桿組而能帶動第一移動座22沿著Y軸移動。第一X軸驅動單元24設於第一移動座22，第一X軸驅動單元24亦包括有滑軌、滑塊、馬達及螺桿組等，利用馬達驅動螺桿組而能帶動第一側移座23沿著X軸移動。其中，第一X軸驅動單元24與第一Y軸驅動單元25係屬本領域技術人員所能理解與應用，而不詳述之。

如圖4及圖7所示，第一取放部21具有一第一固定板211及設置於第一固定板211下側且沿X軸設置的複數個卡固件212，所述卡固件212的數量與主軸3數量相同，所述卡固件212各具有一卡固槽212a，其能夠側向卡固於所述夾刀座40遠離所述預備刀把A（或是加工刀把B）之一端。

如圖4所示，Z軸驅動單元26包含有一致動件261及分設於致動件261兩側的兩導柱262，致動件261為壓缸，其一端連接於第一固定板211，兩導柱262穿伸第一側移座23而連接於第一固定板211，致動件261沿Z軸而驅使第一固定板211相對第一側移座23產生位移。藉以Z軸驅動單元26能夠使第一取放部21將同一列的多把預備刀把A向下推出，避免其他列阻擋影響。

第二取放裝置30，其具有一第二取放部31，第二取放部31能夠相對多軸加工機1沿著X軸、Y軸移動，用以使第二取放部31接設所述預備刀把A並與主軸3的加工刀把B進行交換。第二取放裝置30具有一第二移動座32、一第二側移座33、一第二X軸驅動單元34及一第二Y軸驅動單元35。第二移動座32架設於第一架體50與第二架體60的下側位置，且沿著Y軸移動，第二移動座32的位置低於刀盤11的位置。第二側移座33沿著X軸滑設於第二移動座32上，且第二側移座33能連動第二取放部31位移。

於本發明實施例中，第二Y軸驅動單元35包括有滑軌、滑塊、馬達及螺桿組。滑軌與滑塊設於第二移動座32與第一架體50、第二架體60之間，馬達及螺桿組設於第二架體60上，利用馬達驅動螺桿組而能帶動第二移動座32沿著Y軸移動。第二X軸驅動單元34設於第二移動座32，第二X軸驅動單元34包括有滑軌、滑塊、馬達及螺桿組，利用馬達驅動螺桿組而能帶動第二側移座33沿著X軸移動。其中，第二X軸驅動單元34與第二Y軸驅動單元35係屬本領域技術人員所能理解與應用，而不詳述之。

如圖5所示，第二取放部31具有一第二固定板311，第二固定板311一側設有複數個扣刀口312，用以接設預備刀把A或加工刀把B。

於本發明實施例中，更包括一載盤90，係設置於主軸3與刀盤11前方，且架設於第一架體50與第二架體60之間。載盤90係作為待加工件的上下料承放處，且載盤90可配合設置於第二取放裝置30之第二移動座32的上下料模組（如吸盤、汽缸、夾爪等），進而與第二X軸驅動單元34與第二Y軸驅動單元35共用，而對載盤90上待加工件及工作平台2上已完成的加工件進行生熟料交換，如此可節省上下料模組的成本，且不佔結構空間。

接著請參圖6至圖13所示，係說明本發明執行換刀作業步驟與過程。如圖6所示，第一取放裝置20的第一移動座22沿Y軸位移至刀盤11且對應於夾刀座40上方處。其中，為便於說明及觀看圖式，在圖6中僅繪製出兩個夾刀座40，合先敘明。

如圖7所示，Z軸驅動單元26驅動第一固定板211沿Z軸向下位移，並以所述卡固件212推抵所述夾刀座40，使作動桿41相對刀盤11產生滑移動作，讓作動桿41的卡槽412與卡掣件72錯位關係，使外周面411對應於卡掣件72（卡掣件72退位內縮），進而促使夾刀座40的作動桿41能夠相對刀盤11向下位移。

如圖8所示，當夾刀座40下降後，預備刀把A也就下降一段距離，此時，第二取放裝置30沿Y軸移動而以第二取放部31接設於預備刀把A。於第二取放部31接設預備刀把A時，第一取放部21經由X軸與Y軸的位移後，而以卡固件212的卡固槽212a卡固於夾刀座40的作動桿41（遠離預備刀把A之一端），接著第一取放部21沿Z軸而拉拔夾刀座40，以便夾刀座40釋放預備刀把A，而釋放預備刀把A後的夾刀座40則復位至刀盤11的原來位置。

如圖9所示其中，當第二取放部31接設所述預備刀把A後，於每兩個預備刀把A之間至少具有一個空置的所述扣刀口312。

如圖10所示，當第二取放部31完全接設所述預備刀把A後，接著沿Y軸且朝所述主軸3方向位移時，並以圖9中所示的空置扣刀口312接設主軸3上的加工刀把B。

如圖11所示，於第二取放部31接設主軸3上的加工刀把B後，主軸3沿著Z軸移動而脫離所述加工刀把B。

如圖12所示，接續前述動作，第二取放部31經由X軸移動，使第二取放部31移至主軸3下方，以供主軸3下降接設預備刀把A。

如圖13所示，當完成前述換刀動作後，主軸3回升至原來位置上，而第二取放部31則將加工刀把B送回刀盤11。藉此，經由前述動作，將原先在刀盤11上的預備刀把A與主軸3上的加工刀把B進行換刀作業。需說明的是，當第二取放部31承載主軸3的加工刀把B後，而能退回至刀盤11下方處，並經由空置的夾刀座40下降接設於加工刀把B，以將加工刀把B送至刀盤11上暫存，以完成整個刀把的交換程序。

根據前述動作說明及機構原理，本發明亦可適用於單軸加工機上，據以實現高效率的換刀作業。

藉由前述，本發明具有以下優點：

1.本發明之儲刀裝置10係設置於多軸加工機1的主軸3前側與工作平台2的上方，使得換刀路徑短，提升換刀效率；且能夠減少整機體占用的空間，並讓刀把不易沾屑。

2.本發明之儲刀裝置10的刀盤11，係沿著X軸與Y軸所共構平面行列排列設置，儲刀數量大，且配合各取放裝置而可同時取用多把刀具。

3.本發明的主體結構係設於第一架體50與第二架體60，不會造成人員操作及維修的問題。

4.本發明的第一取放部21與第二取放部31均在工作平台2的上方，用以執行刀盤11的上下刀把功能，具有節省上下刀把所需的組件及空間。

以上，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。前述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。

100:加工機刀庫系統 1:多軸加工機 2:工作平台 3:主軸 4:機座 5:立柱 10:儲刀裝置 11:刀盤 12:定位孔 20:第一取放裝置 21:第一取放部 211:第一固定板 212:卡固件 212a:卡固槽 22:第一移動座 23:第一側移座 24:第一X軸驅動單元 25:第一Y軸驅動單元 26:Z軸驅動單元 261:致動件 262:導柱 30:第二取放裝置 31:第二取放部 311:第二固定板 312:扣刀口 32:第二移動座 33:第二側移座 34:第二X軸驅動單元 35:第二Y軸驅動單元 40:夾刀座 401:卡固端 41:作動桿 411:外周面 412:卡槽 42:接孔 50:第一架體 60:第二架體 70:鎖定裝置 71:鎖座 711:鎖孔 712:側孔 72:卡掣件 73:固定座 74:彈性件 80:定位裝置 81:珠體 82:彈簧 83:筒座 90:載盤 A:預備刀把 B:加工刀把 C:柄部 X、Y、Z:軸

[圖1]為本發明加工機刀庫系統的立體外觀示意圖。 [圖2]為本發明加工機刀庫系統的側面示意圖。 [圖3]為本發明之夾刀座鎖定於刀盤的剖面示意圖。 [圖4]為本發明第一取放部結構示意圖。 [圖5]為本發明第二取放部結構示意圖。 [圖6]為本發明第一移動座位移至刀盤且對應於夾刀座上方處狀態示意圖。 [圖7]為本發明夾刀座的作動桿相對刀盤向下位移狀態示意圖。 [圖8]為本發明第一取放部拉拔夾刀座，以便夾刀座釋放預備刀把狀態示意圖。 [圖9]為本發明第二取放部接設預備刀把狀態的立體外觀示意圖。 [圖10]為本發明第二取放部朝主軸方向位移並接設加工刀把狀態示意圖。 [圖11]為本發明主軸沿著Z軸移動而脫離加工刀把狀態示意圖。 [圖12]為本發明第二取放部移至主軸下方，以供主軸下降接設預備刀把狀態示意圖。 [圖13]為本發明第二取放部將加工刀把送回刀盤狀態示意圖。

100:加工機刀庫系統

1:多軸加工機

2:工作平台

3:主軸

4:機座

5:立柱

10:儲刀裝置

11:刀盤

20:第一取放裝置

24:第一X軸驅動單元

25:第一Y軸驅動單元

30:第二取放裝置

34:第二X軸驅動單元

35:第二Y軸驅動單元

40:夾刀座

50:第一架體

60:第二架體

90:載盤

A:預備刀把

X、Y、Z:軸

Claims

一種加工機刀庫系統，其設置於一多軸加工機，該多軸加工機具有一工作平台及複數個主軸，該加工機刀庫系統包括：一儲刀裝置，係位於該些主軸前側與該工作平台的上方，該儲刀裝置具有一刀盤，該刀盤設有沿著X軸與Y軸行列排列的複數個夾刀座，所述夾刀座能夠滑設於該刀盤；一第一取放裝置，其具有一第一取放部，該第一取放部能夠相對該多軸加工機沿著X軸、Y軸、Z軸移動，且該第一取放部能沿Z軸移動以促使所述夾刀座選擇性地釋放或夾持複數個預備刀把；以及一第二取放裝置，其具有一第二取放部，該第二取放部能夠相對該多軸加工機沿著X軸、Y軸移動，用以使該第二取放部接設所述預備刀把並與所述主軸的複數加工刀把進行交換。
如請求項1所述之加工機刀庫系統，其中，該第一取放部能夠沿Z軸推抵所述夾刀座，使所述夾刀座相對該刀盤向下位移，以便該第二取放部沿Y軸移動而接設所述預備刀把；於該第二取放部接設所述預備刀把時，該第一取放部能沿Z軸而拉拔所述夾刀座遠離所述預備刀把之一端，使所述預備刀把完全脫離所述夾刀座。
如請求項2所述之加工機刀庫系統，其中，該第二取放部具有複數個扣刀口，用以接設所述預備刀把；於每兩個預備刀把之間至少具有一個空置的所述扣刀口；當該第二取放部完全接設所述預備刀把後，接著沿Y軸且朝所述主軸方向位移時，以所述空置的所述扣刀口接設所述主軸上的所述加工刀把。
如請求項3所述之加工機刀庫系統，其中，該第二取放部接設所述主軸上的所述加工刀把後，所述主軸沿Z軸移動而脫離所述加工刀把；接著該第二取放部沿X軸移動至所述主軸下方時，以供所述主軸接設所述預備刀把。
如請求項4所述之加工機刀庫系統，其中，該刀盤具有複數個行列排列的定位孔，以供所述夾刀座滑設定位於所述定位孔；該儲刀裝置於該刀盤對應所述定位孔的位置設有複數個鎖定裝置，用以將所述夾刀座鎖定或釋放於該刀盤。
如請求項5之加工機刀庫系統，其中，所述夾刀座各具有一作動桿及一相反設置的接孔，所述接孔用以接設所述預備刀把；所述作動桿設有一外周面及一自該外周面凹設的卡槽；所述鎖定裝置各包括一鎖座、兩個卡掣件、兩個固定座及兩個彈性件，所述鎖座固設於該刀盤，所述鎖座具有一連通於所述定位孔的鎖孔及兩個連通所述鎖孔的側孔，所述固定座設於所述側孔，所述卡掣件與所述彈性件設於所述固定座，所述彈性件頂抵於所述固定座與所述卡掣件之間，以使所述卡掣件常態朝向所述鎖孔；所述作動桿滑設於該鎖孔與該定位孔，當該卡槽對應於所述卡掣件時而形成鎖定狀態，當該外周面對應於所述卡掣件時而形成釋放狀態。
如請求項5之加工機刀庫系統，其中，該多軸加工機具有一機座，該工作平台設於該機座一側，該機座另一側設有一立柱，所述主軸能夠沿Z軸移動而設置於該立柱；該立柱兩側朝該多軸加工機的前側方向分別延伸出一第一架體與一第二架體，該刀盤跨設於該第一架體與該第二架體之間。
如請求項7之加工機刀庫系統，其中，該第一取放裝置具有一第一移動座架設於該第一架體與該第二架體的上側位置，且沿著Y軸移動，該第一移動座的位置高於該刀盤的位置；該第二取放裝置具有一第二移動座架設於該第一架體與該第二架體的下側位置，且沿著Y軸移動，該第二移動座的位置低於該刀盤的位置；該第一取放裝置更具有一第一側移座沿著X軸滑設於該第一移動座上，且該第一側移座能連動該第一取放部位移；該第二取放裝置更具有一第二側移座沿著X軸滑設於該第二移動座上，且該第二側移座能連動該第二取放部位移。
如請求項8之加工機刀庫系統，其中，該第一取放部具有一第一固定板及設置於該第一固定板下側的複數個卡固件，所述卡固件的數量與所述主軸數量相同，所述卡固件各具有一卡固槽而能夠側向卡固於所述夾刀座。
如請求項9之加工機刀庫系統，其中，該第一取放裝置設有一Z軸驅動單元，該Z軸驅動單元包含有一致動件及分設於該致動件兩側的兩導柱，該致動件一端連接於該第一固定板，該兩導柱穿伸該第一側移座而連接於該第一固定板，該致動件沿Z軸而驅使該第一固定板相對該第一側移座產生位移；更包括一載盤，該載盤係設置於所述主軸與該刀盤前方，並架設於該第一架體與該第二架體之間。