1330119 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種工件更換裝置，用以以一待車製的 工件來更換一機製工件，及具有此工件更換裝置及車床的 車床單元。 【先前技術】 在以一工件車製裝置，例如車床，來車製（切削）一 工件的車製作業中，需要縮短以一未機製工件來更換一經 該工件車製裝置車製的工件的時間，以使工件車製作業 更有效。因此，工件輸送裝置、例如裝載機及搬運機器人 等經被發展出充當工件更換裝置，以自工件車製裝置回收 一機製工件及將一未機製工件遞交給工件車製裝置（參見 例如日本JP-A-07-266184專利案）。 然而，此種工件更換裝置變得較大或昂貴，因此難以 縮短工件更換時間。 【發明內容】 本發明一些型態的優點是其提供一種工件更換裝置， 具有簡單結構且可快速的更換機製工件及未機製工件。 本發明的一主要型態是一種工件更換裝置，以一未機 製工件來更換一機製工件，該工件更換裝置包含：一夾持 臂，在其兩縱向端部設有夾持部位，以分別夾持一機製工 件及一未機製工件，該夾持臂可沿設於該夾持臂一縱向中 -4- 1330119 心部分的一旋轉軸線轉動，且可沿該旋轉軸線的軸向方向 線性的移動：第一凸輪機構，以致動該夾持臂轉動；及第 二凸輪機構，以致動該夾持臂線性的移動。 本發明之獨特性質及型態將在參考下文及各附圖後有 進一步的認知。 【實施方式】 本發明之下列型態將在參考下文及各附圖後有進一步 的認知。 本發明提供一種工件更換裝置，以一未機製工件來更 換一機製工件，該工件更換裝置包含：一夾持臂，在其兩 縱向端部設有夾持部位，以分別夾持一機製工件及一未機 製工件，該夾持臂可沿設於該夾持臂一縱向中心部分的一 旋轉軸線轉動，且可沿該旋轉軸線的軸向方向線性的移動 ;第一凸輪機構，以致動該夾持臂轉動；及第二凸輪機構 ，以致動該夾持臂線性的移動。 藉此工件更換裝置，能以凸輪機構來實現的簡單機械 結構，快速的更換一機製工件及一未機製工件。 該夾持臂可執行：該夾持臂由其一待命位置線性的移 動至一工件交出位置，以交出該機製工件及該未機製工件 ，使該等夾持部位可夾持該機製工件及該未機製工件的作 業；該夾持臂由該工件交出位置線性的移動至一工件提取 位置，以提取在該工件交出位置接收到的該機製工件及該 未機製工件的作業；該夾持臂轉動，使得被該等夾持部位 -5- 1330119 所夾持的該機製工件及該未機製工件的位置相互交換 業；該夾持臂由該工件提取位置線性的移動至該工件 位置，以使該等夾持部位釋放該機製工件及該未機製 的作業；及該夾持臂線性的移動，以由該工件交出位 到該待命位置的作業。 在此情形下，該等夾持部位可在工件交出位置同 夾持或釋放機製工件及未機製工件。因此，可更快速 換該機製工件及未機製工件。 工件更換裝置可另包含一支撐軸，用以支撐該夾 ，使得該支撐軸的中心軸線與該旋轉軸線相符合，該 軸與該夾持臂一起沿該中心軸線轉動，且與該夾持臂 沿該中心軸線的縱向方向線性的移動。 在此情形下，第一凸輪機構及第二凸輪機構藉支 來驅動夾持臂。 工件更換裝置可另包含：一藉可旋轉方式加以支 驅動軸，該驅動軸藉旋轉來驅動第一凸輪機構及第二 機構；及一殼體，用以容裝第一凸輪機構、第二凸輪 、該支撐軸及該驅動軸。 在此情形下，殼體可設計得精簡’因爲第一凸 構及第二凸輪機構是藉同一驅動軸來驅動的。此外’ 得易於同步的驅動第一凸輪機構及第二凸輪機構’使 更快速的更換該機製工件及未機製工件。 此外，第一凸輪機構可具有：第一凸輪，被該驅 所支撐，且可與該驅動軸一起旋轉；及第一凸輪從動 的作 交出 工件 置回 時的 的更 持臂 支撐 一起 撐軸 撐的 凸輪 機構 輪機 其使 得可 動軸 件， -6 - 1330119 被該支撐軸所支撐，且藉在第一凸輪旋轉時，與該第一凸 輪相嚙合，以轉動該支撐軸。而該第二凸輪機構可具有： 第二凸輪’，與該第一凸輪一起被該驅動軸所支撐，且可與 該驅動軸一起旋轉；及一樞軸臂，在其縱向方向的一端部 具有第二凸輪從動件，與該第二凸輪相嚙合，且可藉該第 二凸輪的旋轉來樞轉；及一偏壓構件，與該樞軸臂的另一 縱向端部相嚙合，且偏壓該支撐軸，以使當樞軸臂樞轉時 ，該支撐軸可線性的移動。 此外，該偏壓構件可具有：一管形部位，使得該支撐 軸的一小直徑部位可套入其內；及一嚙合部位，與該管形 部位兩縱向端部中遠離該夾持臂的端部相毗鄰，且具有一 嚙合孔，可與該樞軸臂的另一縱向端部相嚙合；且當該樞 軸臂樞轉，而該嚙合部位及該管形部位沿該支撐軸之中心 軸線的軸向方向線性的移動時，該管形部位即偏壓該支撐 軸。 如使用此種偏壓構件，因爲用以附接偏壓構件的空間 得以減小，而可使殻體變得更精簡。 此外，相對於夾持臂的線性移動方向而言，該待命位 置係比該工件提取位置更靠近該工件交出位置。 在此情形下，夾持臂線性移動的距離減少了，使得一 機製工件及一未機製工件可更快速的被更換。 此外，在該夾持臂線性的移動以由該工件提取位置回 到該工件交出位置的作業當中，當該夾持臂抵達該工件交 出位置時，該夾持臂首先由該工件交出位置縮回，然後該 1330119 夾持臂朝向該工件交出位置前進，而再次抵達該工 位置。 在此情形下’當夾持未機製工件的夾持臂抵達 • 出位置時所發生的未機製工件的偏向將減少，而未 • 件可適當的在工件交出位置處遞出。 此外，本發明可實現一種車床單元，其包含 用以車製（切削）一工件的車床；及（B)—工件更 ，以一未機製工件來更換經藉該車床車製的機製工 ® 工件更換裝置具有：一夾持臂，在其兩縱向端部設 部位，以分別夾持一機製工件及一未機製工件，該 可沿設於該夾持臂一縱向中心部分的一旋轉軸線轉 可沿該旋轉軸線的軸向方向線性的移動；第一凸輪 以致動該夾持臂轉動；及第二凸輪機構，以致動該 線性的移動 藉此車床單元，一經藉該車床車製的機製工件 機製工件可快速的被更換。 車床單元的槪述 參見圖 1及2，下文將敘述車床單元10，使 件更換裝置的工件機製（切削）裝置。圖 1顯示 元10的槪觀，且是由上方觀察的車床單元10的視 2是凸輪單元100外觀的槪意視圖，且顯示凸輪單 的前視圖（右方圖）及側視圖（左方圖）。圖1中 是表示X軸及Y軸，而圖2中，箭頭是表示凸輪單 件交出 工件交 機製工 (A) — 換裝置 件，該 有夾持 夾持臂 動，且 機構， 夾持臂 及一未 用一工 車床單 圖。圖 元 100 ，箭頭 元1 00 -8- 1330119 的頂側及底側。 在本具體實施例中，如圖1所示，車床單元10具有 至少一用以車製一工件的車床20，及一自動工件更換裝置 (俗稱的「自動工件更換器」，下文簡稱爲「AWC30」） ，其爲一種工件更換裝置的範例，用以以一未機製工件 Wb來更換一經車床20車製/切削的機製工件Wa。 車床20是一數値控制的（NC )車床，且可執行複雜 的工件車製作業，包括例如車削作業及銑製作業。如圖1 所示，車床20具有一藉主軸台（車頭）24可旋轉的支撐 的主軸21、切削工件的刀具22'藉一轉台23a來固持刀 具22的刀具架23、及用以支撐主軸21、刀具架23及類 似物的機底25。此外，一用以夾持工件的車床側夾頭2 1 a 設於主軸21的前端。此車床側夾頭21a執行夾持（夾緊 )工件及放鬆（釋開）被夾持的工件的作業，且當主軸21 旋轉時，與主軸21 —起旋轉。此外，車床側夾頭21a的 夾緊及釋開作業係由來自一控制裝置的控制信號加以控制 (詳下文）。此外，刀具架23可沿X軸方向、Y軸方向 、及與X軸及Y軸相垂直的Z軸方向，相對於機底25移 動（與圖1的紙平面相垂直）^ 具有此結構的車床20依據來自該控制裝置的控制信 號來車製工件（易言之，其由一未機製工件Wb來製造機 製工件Wa)。更具體言之，當夾持未機製工件Wb的車 床側夾頭21a與主軸21 —起旋轉時，刀具架23是依據控 制信號來移動，且藉刀具架23所固持的刀具22在一適當 -9- 1330119 位置抵靠未機製工件wb，則刀具22抵靠的未機製工件 Wb的部位即藉切削而被車製（加工）。 在此具體實施例中，如圖1所示，未機製工件Wb具 有兩個不同外徑、且排列在同一軸線上的圓柱狀部分。此 外，爲了方便敘述起見，吾人係假設兩圓柱狀部分的外徑 在以車床20車製前及車製後是沒有改變的。易言之，機 製工件 Wa，與未機製工件Wb —樣，沿機製工件的中心 軸線具有不同的外徑。下文中，機製工件Wa及未機製工 件Wb具有較小外徑的部分簡稱爲「小直徑部位」，而具 有較大外徑的部分簡稱爲 「大直徑部位」。 AWC 30是車床20的一週邊設備，當機製工件Wa經 藉車床20製造後，其即自車床20回收機製工件Wa，且 將未機製工件Wb遞交給車床20 。如圖1所示，AWC 30是配置成與車床20相平行，且具有一夾持臂31、一凸 輪單元100及一驅動馬達40。 夾持臂31在其兩縱向端部設有夾頭31a，其係用以夾 持機製工件Wa及未機製工件Wb的夾持部位的一範例。 易言之，依據本具體實施例的夾持臂31具有兩夾頭31a。 此外，如圖1所示，兩夾頭31a係固接至在夾持臂31兩 側中，（沿X軸方向）較接近車床20的主軸21及凸輪單 元100的該側。此外，夾頭31a也與車床側夾頭21a —般 ，執行夾緊作業及釋開作業，且該夾緊及釋開作業是由來 自該控制裝置的控制信號所控制的。 此外，夾持臂31的縱向中央部位是藉一支撐軸U0 -10- 1330119 的前端來支撐的，該支撐軸110並設有凸輪單元100。此 外，夾持臂31可沿一設於該中央部位處的旋轉軸線相對 於其縱向方向轉動（即是，沿圖1的字母「R」標示的轉 動方向）。此外，夾持臂31可沿旋轉軸線的軸向方向（ 即是，沿圖1的字母「T」標示的方向）線性的伸展及收 縮。夾持臂31執行一轉動作業及一線性伸展/收縮作業， 以便以未機製工件Wb來更換機製工件Wa。夾持臂31的 轉動作業及線性伸展/收縮作業將在下文的「車床單元作 業範例」的單元中另外敘述。 凸輪單元100是一用以驅動夾持臂3〗的裝置，且如 圖2所示，配具有一支撐軸110。凸輪單元1〇〇內設有可 驅動夾持臂31的複數凸輪機構及一可傳遞驅動動力至複 數凸輪機構的驅動軸120。在本具體實施例中，當複數凸 輪機被驅動時，用以轉動夾持臂31的驅動力及用以線性 的移動夾持臂31的驅動力是藉支撐軸11〇傳遞至夾持臂 31。更具體言之，當複數凸輪機構被驅動時，支撐軸11〇 與夾持臂31 —起環繞支撐軸110的一中心軸線110a轉動 ，且沿中心軸線ll〇a的軸向方向線性的移動。因此，支 撐軸110的中心軸線110a充當夾持臂31的旋轉軸線。易 言之，夾持臂31是藉複數凸輪機構驅動支撐軸11〇而從 動。有關凸輪單元100的結構細節將在下文中「凸輪單元 的結構範例」乙節說明。 驅動馬達40是凸輪單元1〇〇的驅動源，而驅動馬達 40的旋轉是經圖中未顯示的驅動力傳遞機構（例如具有戟 -11 - 1330119 齒輪或類似物的齒輪機構）傳遞至驅動軸120，進而驅動 複數凸輪機構。 藉此AWC 30，當驅動馬達40藉來自該控制裝置的一 控制信號啓動時，凸輪單元100即被驅動，而夾持臂31 即執行一轉動作業及一線性伸展/收縮作業。藉由夾持臂 31此系列的作業，可將機製工件Wa自車床20收回，而 未機製工件Wb則自一工件儲存空間（未機製工件Wb在 圖1所在位置）收回，該等工件藉夾持臂31來輸送，最 後，未機製工件Wb被置放在車床20內，而機製工件Wa 被置放在工件儲存空間內。易言之，在每一循環中，每次 夾持臂31執行此系列的作業時，AWC 30即執行一工件更 換作業。 當然，當車床單元10啓動時，還沒有製造出機製工 件Wa，使得AWC 30的夾持臂31由工件儲存空間只收回 —未機製工件Wb，輸送它，及將未機製工件Wb遞交給 車床20。另一方面，當所有工件經被車製而車床單元10 停車後，夾持臂31由車床20只收回機製工件Wa，輸送 它，且將機製工件Wa置於工件儲存空間內。易言之，在 車床單元10啓動及停車時，A WC 30沒有執行工件更換作 業》AWC 30的作業將在下文的「車床單元作業範例」的 單元中另外敘述。 此外，依據本具體實施例的車床單元1〇設有一圖中 未顯示的控制裝置（也簡稱爲「NC裝置」），以控制車 床20及AWC 30。此控制裝置具有一 CPU及一其內儲存 -12- 1330119 有一數値控制程式的記憶體，且藉此數値控制程式來控制 車床單元10的各個部位。如上所述，車床20執行工件的 車製而AWC 30依據經控制裝置送出的控制信號來執行工 件更換作業》易言之，在依據本具體實施例的車床單元10 中，工件車製及工件更換作業是自動控制的。 此外，爲了防止車床20所產生的油脂或刮刨在工件 儲存空間內散播，依據本具體實施例的車床單元10設有 一擋門（圖中未顯示），以分隔工件儲存空間及車床單元 10。當此擋門打開時，AWC 30的夾持臂31可進入工件儲 存空間內。同時，擋門的打開及閉合作業是藉來自該控制 裝置的控制信號來控制的。 凸輪單兀的結構範例
下文將在參考圖3至10下，敘述依據本具體實施例 的凸輪單元100的結構範例。圖 3是是沿圖 2的橫截面 H-H截取得的一剖面的槪意視圖。圖4是沿圖2的橫截 面I-Ι截取得的一剖面的槪意視圖。圖 5是沿圖 2的橫 截面截取得的一剖面的槪意視圖。圖 6及7顯示支 撐軸110的線性伸展/收縮運動。圖 6顯示當支撐軸110 沿其自殻體130伸出的方向線性的移動，且已抵達其線性 移動範圍的一端時，沿圖 2A的線I-Ι截取得的剖面圖（ 左方圖）及沿圖 5的線K-K截取得的剖面圖（右方圖） 。圖 7顯示當支撐軸11〇沿其伸入殼體130的方向線性 的移動，且已抵達其線性移動範圍的另一端時，沿圖 2A -13- 1330119 的線I-Ι截取得的剖面圖（左方圖）及沿圖 5的線K 取得的剖面圖（右方圖）。圖 8是槪意的顯示偏壓 160外觀的透視圖。圖 9顯示用以固持偏壓構件160 持構件另一範例的圖式。圖 1〇是圖9之固持構件 周遭的放大視圖。須一提者，箭頭在圖3至5、圖6 的左方圖中是表示凸輪單元1〇〇的頂側及底側。 在本具體實施例中，凸輪單元100具有一支撐軸 、一驅動軸120、一殼體130、第一凸輪機構140、第 輪機構150及類似物，如圖3及4所顯示者。易言之 述的複數凸輪機構係指第一凸輪機構140及第二凸輪 150° 如上所述及者，支撐軸110以其前端支撐夾持， 的縱向中央部位。此外，在本具體實施例中，如圖I 示，支撐軸110的外徑沿支撐軸110的軸向方向有四 的改變。更具體言之，支撐軸110，由其前端開始， 具有一大直徑部位1 π、一小直徑部位1 1 2、一固持 附接部位113、及一滑動部位114，其等的外徑逐次 漸變小。夾持臂31係固定至由殻體130伸出的大直 位111的前端。小直徑部位112以嵌入偏壓構件160 形部位161內的型態來支撐偏壓構件160 (詳下文） 持構件附接部位113是與一固持構件170相附接的部 詳下文）。當支撐軸110沿上述軸向方向線性的移動 滑動部位114相對於一轉塔143滑動（詳下文）。 驅動軸120環繞其中心軸線旋轉，以驅動第一凸 -K截 構件 的固 17 1 及7 110 二凸 ，上 機構 f 3 1 5所 階段 依序 構件 的漸 徑部 一管 。固 位（ 時， 輪機 -14- 1330119 構140及第二凸輪機構150。 殻體130是一外罩，將第一凸輪機構140、第二 機構150、支撐軸110及驅動軸120容裝其內。此 ‘130藉一驅動軸軸承132可旋轉的支撐驅動軸120, —轉塔軸承133可轉動的支撐下文將述及的轉塔143 外，由於轉塔143係連接至支撐軸11〇的滑動部位1 故殼體130是間接的支撐支撐軸110。如圖3所示， 以沿支撐軸1 1 〇的軸向方向抑制轉塔1 43的間隙的軸 緊構件133a，係設於轉塔軸承133 —端。此外，殼體 設有一管狀支撐軸凸緣131，以支撐支撐軸110的大 部位111。此外，一密封構件131a設於支撐軸凸緣Π 前端側邊，將較大的直徑部位111及支撐軸凸緣131 的間隙加以密封。也可在支撐軸凸緣1 3 1內設置一支 件（圖中未顯示），以支撐支撐軸110的大直徑 111。在此情形下，支撐軸110在兩端都有被支撐， 由夾持臂31作用在支撐軸11〇上的懸吊負荷的影嚮 如使支撐軸1 1 0屈曲）可減小。 第一凸輪機構140是用以轉動支撐軸110及固定 撐軸110的夾持臂31的凸輪機構。如圖3所示，其 一充當第一凸輪的滾子齒輪凸輪141、第一凸輪從 142及轉塔143。 滾子齒輪凸輪141係藉驅動軸12〇支撐，且可與 軸120 —起旋轉。如圖5所示，螺旋狀的錐形肋形 滾子齒輪凸輪141的外周面上。 凸輪 殼體 及藉 。此 14， 一用 承繫 130 直徑 11的 之間 撐構 部位 使得 (例 至支 具有 動件 驅動 成於 -15- 1330119 第一凸輪從動件142是與滾子齒輪凸輪141相嚙合的 凸輪從動件。轉塔I43是滾子齒輪凸輪141的從動件，且 如圖5所示，四個第一凸輪從動件142係以十字形狀配 設於轉塔I43的外周上。轉塔143是靠近滾子齒輪凸輪 141配置，使得當其旋轉時，設置其上的第一凸輪從動件 142與滾子齒輪凸輪141相嚙合。轉塔143設有一聯結孔 ，以與支撐軸ΠΟ的滑動部位114相聯結，且滑動部位 114係藉嵌入此聯結孔內而與轉塔143相聯結。此外，在 此具體實施例中，一栓槽143a形成於轉塔143聯結孔的 內壁上，且轉塔143及滑動部位1 14係藉栓槽-聯結來相 聯結。因此，當支撐軸110環繞其中心軸線110a轉動時 ，其與轉塔143 —起轉動。另一方面，當支撐軸11〇沿中 心軸線ll〇a的軸向方向線性的移動時，滑動部位114在 聯結孔內滑移（易言之，支撐軸110可相對於轉塔143 線性的移動）。 以具此結構的第一凸輪機構140，當驅動軸120旋轉 時，與滾子齒輪凸輪141相嚙合的第一凸輪從動件142, 在滾子齒輪凸輪141的錐形肋表面上滑移，使得轉塔143 與支撐軸110 —起轉動》易言之，第一凸輪從動件142因 驅動軸120的旋轉而導致支撐軸110轉動。之後，當支撐 軸110轉動時，夾持臂31與支撐軸110 —起環繞支撐軸 1 10的中心軸線1 l〇a轉動。 第二凸輪機構150是可讓支撐軸110及夾持臂31沿 支撐軸110的軸向方向線性移動的凸輪機構。如圖4所 -16- 1330119 示，其具有一充當第二凸輪的有槽凸輪151、一第二 從動件152、一樞軸臂153及一偏壓構件160。 如圖4所示，有槽凸輪151係相對於滾子齒輪 141中心軸線的軸向方向（即驅動軸120的中心軸線 形成於滾子齒輪凸輪141的第一端面上。易言之，在 體實施例中，滾子齒輪凸輪141及有槽凸輪151是設 一凸輪本體上，有槽凸輪151係與滾子齒輪凸輪14 起藉驅動軸120來支撐，且其等與驅動軸120 —起 。此外，有槽凸輪151係以一無端環構形，環繞該驅 120 » 第二凸輪從動件152是與有槽凸輪151相嚙合的 從動件。樞軸臂153是有槽凸輪151的從動件，而第 輪從動件152是設於樞軸臂153縱向方向上的一端部 圖4所示。此樞軸臂153係藉一樞軸153b可樞轉的 之；該樞軸153b係連接至殻體 130且與驅動軸120 行延伸。此外，樞軸臂153係比（有槽凸輪151形成 的）滾子齒輪凸輪141的端面更向外配置，使得當第 輪從動件152旋轉時，其可被有槽凸輪151所嚙合。 槽凸輪151因驅動軸120旋轉而旋轉，且第二凸輪從 152沿有槽凸輪151滑移時，樞軸臂153即與第二凸 動件152相配合，而環繞樞軸153b樞轉。在此一提 軸臂153在縱向方向上的中央部位係比其縱向端部爲 如圖4所示者。此外，一拱形開口部位153c形成於 央部位內，該開口部位153c的弧係以樞軸153b爲中 凸輪 凸輪 )， 此具 於單 1 — 旋轉 動軸 凸輪 二凸 ，如 支撐 相平 其中 二凸 當有 動件 輪從 ，樞 寬， 此中 心， -17- 1330119 且其內徑比驅動軸120的直徑爲大，延伸跨越樞軸臂153 的樞轉範圍。因此，樞軸臂153可在不干涉及驅動軸120 的情形下樞轉。此外，一用以嚙合下文將述及的偏壓構件 160的圓柱狀凸出部153a是設於樞軸臂153的另一縱向端 部。 偏壓構件160將樞軸臂153的樞轉傳遞至支撐軸110 ，且偏壓支撐軸110使得其線性的移動。如圖 8所示， 偏壓構件 160具有一管形部位 161、一嚙合部位 162、一 充當可嚙合樞軸臂153的嚙合孔的嚙合槽163、及一滑動 部位164等。 管形部位1 6 1藉令支撐軸1 1 0的小直徑部位1 1 2嵌入 其內而被小直徑部位1 1 2所支撐。此外，當小直徑部位 1 1 2嵌入管形部位1 6 1內時，小直徑部位1 1 2的中心軸線 及管形部位161的中心軸線變成實質上爲同軸向。此外， 一潤滑油薄膜係形成於小直徑部位1 1 2的外周面及管形部 位161的內周面之間。易言之，允許一油膜形成其中的間 隙是設於小直徑部位1 1 2及管形部位1 6 1之間。因此，管 形部位1 6 1可相對小直徑部位1 1 2轉動。此外，管形部位 1 6 1係以可與小直徑部位〗〗2 一起線性移動的方式被小直 徑部位112所支撐。易言之，當支撐軸110環繞中心軸線 110a轉動時，支撐軸110係相對於偏壓構件16〇轉動。 另一方面’當支撐軸110沿中心軸線110a的軸向方向線 性的移動時，支撐軸110係與偏壓構件〖6〇 一起線性的移 動。此外’管形部位161的外徑係等於或小於支撐軸110 -18- 1330119 大直徑部位111的外徑。因此，在支撐軸110作線性運動 之際，被小直徑部位112所支撐的管形部位161不會與支 撐軸凸緣131相干涉，而可進入支撐軸凸緣131 (圖6) 。此外，管形部位161中心軸線的軸向長度（即支撐軸 1 1 0的中心軸線1 1 0a )係比小直徑部位1 1 2中心軸線的軸 向長度爲長，而管形部位161的內徑有兩階段的改變。在 管形部位161的內周面中，具有較小內徑的部分係與支撐 軸110小直徑部位112的外周面成表面接觸，且下述的固 持構件170係配置於具有較大內徑的部分及支撐軸110的 固持構件附接部位1 1 3之間，如圖6及7所示者。 嚙合部位162係與管形部位161兩縱向端部中遠離夾 持區31的端部相毗鄰，如圖8所示，嚙合部位162具有 一管狀（在此具體實施例中，大約爲柱體的四分之一）， 其外徑比管形部位161的外徑爲大。嚙合槽163設於嚙合 部位162內且嚙合樞軸臂153的凸出部153a。嚙合槽163 係形成於嚙合部位162外周面的兩縱向端部（即在支撐軸' 110軸向方向上的外周面的兩軸向端部）中遠離管形部位 161的該一端部內。此外，嚙合槽163是以橢圓形狀沿拱 形表面的周圍方向形成，且嚙合槽163較長直徑的長度與 樞軸臂153的樞轉範圍相對應。此外，嚙合部位162沿支 撐軸110的軸向方向延伸至嚙合槽163可嚙合樞軸臂153 凸出部153a的一位置處。値得一提者，嚙合部位162的 內徑係加以調整，使得當偏壓構件160與支撐軸110 —起 線性移動時，嚙合部位162不會與轉塔143及第一凸輪從 -19- 1330119 動件142相干涉，如圖6及7所顯示者。 滑動部位164設於嚙合部位162外周面上，位於嚙合 槽163上方。滑動部位164具有一貫穿孔，以供一固定至 殼體130的滑動軸164a通過，使得其配置成與支撐軸110 相平行。當偏壓構件160及支撐軸110 —起線性的移動時 ，滑動部位164在穿過貫穿孔的滑動軸164a上滑移。另 —方面，當支撐軸11〇及偏壓構件160相對的轉動時，滑 動部位1 64因管形部位1 6 1及小直徑部位1 1 2之間的摩擦 力而可防止偏壓構件160轉動。易言之，在此具體實施例 中，滑動部位164具有防止偏壓構件160轉動的功能。 藉具有上述結構的偏壓構件160，當樞軸臂153樞轉 時，樞軸臂153的凸出部153a沿嚙合槽163的大直徑方 向在嚙合槽163內移動。在此情形下，凸出部153a沿支 撐軸110的軸向方向推向嚙合槽163的內表面。易言之， 樞軸臂153的樞轉被傳遞至偏壓構件160，且由於偏壓構 件160沿支撐軸1 10中心軸線1 l〇a的軸向方向對支撐軸 110的偏壓，支撐軸110即與偏壓構件160 —起沿軸向方 向線性的移動》 此外，誠如上文述及者，在此具體實施例中，一用以 固持偏壓構件160的固持構件170係配置於固持構件附接 部位1 1 3及管形部位1 6 1之間。藉此固持構件1 70，偏壓 構件160被固持，使得其可與支撐軸11〇 —起線性的移動 。更具體言之，其是在偏壓構件160的管形部位161被夾 緊於固持構件170及支撐軸110的大直徑部位ill之間的 -20- 1330119 狀態下，被小直徑部位112所支撐的。因此，管形部位 161相對於支撐軸110軸向方向的間隙減小了，而整體偏 壓構件160係與支撐軸110 —起線性的移動。易言之，管 形部位1 6 1被固持構件1 70所限制，使得其不會在小直徑 部位112上滑移。固持構件170是藉固定螺栓固定至支撐 軸1 1 0的固持構件附接部位1 1 3。 藉此第二凸輪機構150，可首先藉在有槽凸輪151內 滑移的第二凸輪從動件152將驅動軸120的旋轉轉變成設 於第二凸輪從動件152上的樞軸臂153的樞轉。其後，將 樞軸臂153的樞轉藉嚙合樞軸臂153的偏壓構件160加以 轉變成支撐軸110的線性運動。因此，被支撐軸110所支 撐的夾持臂31可沿支撐軸110的軸向方向線性的移動。 在此情形下，支撐軸110的大直徑部位ill在密封構件 131a上滑移，藉栓槽而與轉塔143相聯結的滑動部位114 在轉塔143的聯結孔內滑移，而滑動部位164在滑動軸 164a上滑移。其後，支撐軸1 10沿其中心軸線1 l〇a的軸 向方向在一固定的移動範圍（下文簡稱爲「線性移動範圍 」）內前後移動。當支撐軸no沿其中大直徑部位ill由 殼體130伸出的方向線性的移動，且抵達線性移動範圍的 一端時，管形部位161即進入支撐軸凸緣131，而嚙合部 位162自第一凸輪從動件142分離，如圖6所示者。另 一方面，當支撐軸11〇沿其中大直徑部位111被殼體130 接納的方向線性的移動，且抵達線性移動範圍另一端時， 嚙合部位162環繞轉塔M3及第一凸輪從動件142行進， -21 - 1330119 如圖7所示者。 藉此凸輪單元1〇〇結構，當驅動馬達40啓動時，第 一凸輪機構140及第二凸輪機構150在不會相互干涉下， 各驅動支撐軸110及夾持臂31。 如上所述’ 一可允許油膜形成其中的間隙是設於小直 徑部位112及管形部位161之間，使得支撐軸110可相對 偏壓構件160轉動。易言之，管形部位16ι係可滑移的與 小直徑部位1 1 2相聯結。當偏壓構件1 6〇與支撐軸1 1 〇 — 起線性的移動時，管形部位1 6丨的中心軸線可能不會與支 撐軸110的中心軸線ll〇a相重合。易言之，當偏壓構件 1 6 0線性的移動時，會有一由此間隙所產生的遊隙，而管 形部位1 6 1的中心軸線可能會相對於支撐軸丨〗〇的中心軸 線1 1 0a傾斜。爲了減少管形部位1 6丨的中心軸線相對於 支撐軸110的中心軸線110a的傾斜，而同時確保有一可 允許油膜形成其中的間隙，故需要增加管形部位1 6 1在管 形部位161中心軸線方向上的長度。因此，支撐軸110軸 線長度（更精確的說，是支撐軸110的小直徑部位112) 也變得較長。因此，如圖9所示，可明顯的發現，滾子構 件1 7 2，例如鋼球或類似物等，係嵌合於小直徑部位ϊ J 2 及管形部位1 6 1之間，而小直徑部位1 1 2及管形部位1 6 1 係藉滾子構件172而相互接觸。在此情形下，由於管形部 位161經滾子構件172來接觸支撐軸110的小直徑部位 112，故即使是沒有設置間隙時，支撐軸110也可相對偏 壓構件160轉動。此外，當不需有間隙時，管形部位161 -22- 1330119 的中心軸線不會相對於支撐軸1 1 〇的中心軸線1 1 0 a傾斜 ，故不需增加管形部位161在管形部位161中心軸線方向 上的長度。因此，整體支撐軸110的長度可縮短，而可進 - —步減小作用在支撐軸110上的懸吊負荷的影嚮。 - 此外，若使用滾子構件172，用以接納滾子構件172 的滾子構件接納槽1 1 5需形成於小直徑部位1 1 2及管形部 位161之間，如圖10所示者。一藉滾子構件172來固持 偏壓構件160的固持構件171 (即是，與圖6及7所示的 ® 固持構件170不同的固持構件）係固定至支撐軸110的固 持構件附接部位113。此固持構件171施加一預負荷在滾 子構件172上，而將滾子構件172抵壓向支撐軸110的大 直徑部位111。此外，爲了調整此預負荷，固持構件171 設有一待攻（加工）螺紋的螺紋部位1 7 1 a »其後，當固持 構件1 7 1以螺紋部位1 7 1 a旋上固持構件附接部位1 1 3時 ，可藉調整螺紋部位171a扣接的程度來調整該預負荷。 車床單元的作業範例 參見圖1 1至12G，下文將敘述當AWC 30更換一工 件時，車床單元10各構件的作業範例。如上所述，當車 床單元10啓動或停車時，AWC 30沒有更換工件。然而， 當車床單元10啓動或停車時，車床單元10各構件的作業 ，係與在更換工件時的作業實質相同，故下文的說明是針 對在更換一工件時的作業。 圖1 1是一計時曲線圖範例，顯示當AWC 30更換一 -23- 1330119 工件時，車床單元10的各構件的運作。圖11顯示夾持臂 31轉動作業的曲線圖（曲線圖A)、夾持臂31線性移動 的曲線圖（曲線圖B )、擋門打開/閉合以分隔工件儲存空 間及車床單元1 0作業的曲線圖（曲線圖C )、車床側夾 頭2 la夾緊/釋開作業的曲線圖（曲線圖D)、及夾持臂 31夾頭31a夾緊/釋開作業的曲線圖（曲線圖E)。在圖 11中，字母 至 "〇”表示當驅動軸120旋轉一次時 ’驅動軸1 20各種旋轉的進行狀態（即是由初始狀態的旋 轉角度）。例如，狀態是驅動軸120由其初始狀態 經旋轉 0°的狀態（即是未旋轉的狀態），而狀態 ”m" 是驅動軸120經旋轉 270。的狀態* 圖12A至12G是槪意視圖，顯示在更換工件作業時 ，夾持臂3 1、夾頭3 1 a及車床側夾頭2 1 a各時刻點的狀態 。圖12A是顯示第一轉動作業的圖式。圖12B是顯示第 —線性移動作業的圖式。圖12C是顯示第二線性移動作業 的圖式。圖12D是顯示第二轉動作業的圖式。圖12E是顯 示第三線性移動作業的圖式。圖12 F是顯示第四線性移 動作業的圖式，而圖12G是顯示第三轉動作業的圖式。圖 12A至12G各具有一由上方觀察夾持臂31、夾頭31a、車 床側夾頭21a、機製工件Wa及未機製工件Wb的圖式（上 方圖）’及沿與夾持臂31夾頭31a固定其上的側邊相對 的側邊觀察的圖式（下方圖）。在圖12A至12G中，圖1 的X-軸線及Y-軸線係由箭頭在上方圖中標示，而γ_軸線 及ζ-軸線係由箭頭在下方圖中標示。 -24- 1330119 首先，在AWC 30更換工件之前的階段中，車床單元 10的各構件是在初始狀態。更具體言之，在AWC 30中， 驅動馬達40停止，夾持臂31是在一待命位置（夾持臂31 沿圖12A的X軸方向配置的位置），其中夾持臂31的縱 向方向沿Z-軸線方向延伸（即是在圖12A中以連續雙虛 線顯示的夾持臂31狀態）。此外，夾持臂31的夾頭31a 是在一釋開的狀態（即是未夾緊的狀態）。另一方面，車 床20是在車製工件的狀態。易言之，設於車床20主軸21 上的車床側夾頭2 1 a夾住被車製工件Wl的小直徑部位（ 即是其是在一夾緊狀態）。此外，擋門是在一閉合狀態。 其後，當以車床20車製工件後（易言之，當機製工 件Wa被生產後），如圖1 1C所示，擋門打開，而夾持臂 31可進入工件儲存空間內。另一方面，A WC 30的驅動馬 達40啓動，凸輪單元100的驅動軸120開始旋轉，驅動 第一凸輪機構14Ό及第二凸輪機構150。易言之，AWC 30 啓動工件更換作業。驅動軸120在工件更換作業開始後的 狀態，當然是狀態” a”。 其後，當驅動軸120繼續旋轉，而驅動軸120由狀態 "a"抵狀態"b"時，雖然第一凸輪機構140及第二凸輪機 構150是從動的，但夾持臂31是在一其中其係擱置於該 待命位置的狀態，而是在一所謂的「暫停狀態」下。 其後，當驅動軸120抵達狀態"b"時，第一凸輪機構 140使支撐軸110及夾持臂31環繞支撐軸110的中心軸線 110a轉動。易言之，支撐臂31沿圖12A的箭頭所示的轉 -25- 1330119 動方向（下文簡稱爲「第一轉動作業」）執行一 90°的轉 動作業。此第一轉動作業在驅動軸120由狀態"b"至狀態 ”d”的過程中進行，且由於此第一轉動作業，在夾持臂31 上的各夾頭31a得以配置於機製工件Wa及未機製工件Wb 刖方。 當驅動軸120抵達狀態"c"時，第二凸輪機構150使 支撐軸110及夾持臂31沿支撐軸110的軸向方向（即是 沿X軸方向）線性的移動。易言之，支撐臂31沿圖12 B 的箭頭所示的方向執行一線性移動作業（下文簡稱爲「第 —線性移動作業」）。此第一線性移動作業在驅動軸120 由狀態”c"至狀態”e”的過程中進行。藉此第一線性移動作 業，夾持臂31自待命位置移至一工件交出位置（其中夾 持臂31在圖12B中是以連續雙虛線顯示的X軸方向位置 )，以遞出未機製工件Wb及機製工件Wa。此外，在第 一線性移動作業中，夾持臂31沿X軸方向移動一距離Sti (參見圖11的曲線圖B)。在此具體實施例中，夾持臂 31在第一轉動作業完成前即啓動第一線性移動作業，如圖 11的圖表A及B所顯示者。易言之，當夾持臂31由狀態 ”c”至狀態”d"的過程中，第一轉動作業與第一線性移動作 業相重疊。 其後，當驅動軸120抵達狀態"e"時，夾頭31a是配 置於工件交出位置，在機製工件Wa及未機製工件Wb前 方，如圖12B所示者。易言之’各夾頭31a是配置在其等 可夾持機製工件Wa及未機製工件Wb的位置。其後，如 -26- 1330119 圖1 1所示，在夾持臂31經處在暫停狀態一特定時間後， 關閉驅動馬達40，而中斷驅動軸120的旋轉。當驅動馬達 40停車後，夾頭31a即執行一夾緊作業，其中其等同時的 夾持由車床側夾頭21a所夾持的機製工件Wa的大直徑部 位，及置於工件儲存空間內的未機製工件Wb，如圖1 1的 圖表E所顯示者。其後，當夾頭31a夾持機製工件Wa及 未機製工件Wb時，車床側夾頭21a執行一釋開作業，其 中其將機製工件W的夾持狀態釋放，如圖Η的圖表D所 顯示者。因此，夾持臂31(更精確的說，是夾持臂31的 夾頭31a)自車床側夾頭21a收回機製工件Wa，及自工件 儲存空間收回未機製工件Wb。 需一提者，機製工件Wa在車床20內的位置及未機製 工件Wb在工件儲存空間內的位置係事先加以調整，使得 夾持臂31的夾頭31a可同時的夾持機製工件Wa及未機製 工件Wb。易言之，整體車床單元1〇係設計成使得機製工 件Wa及未機製工件Wb可同時的被夾持。 當各夾頭31a在工件交出位置已經夾持住機製工件 Wa及未機製工件Wb後，再次啓動驅動馬達40，使驅動 軸120再次開始旋轉。其後，當驅動軸120抵達狀態"f"時 ，第二凸輪機構150使支撐軸110及夾持臂31沿圖12C 的箭頭所示方向線性的移動。易言之，當夾頭31a經夾住 機製工件Wa及未機製工件Wb後，夾持臂31即執行一線 性移動作業，其中其自工件交出位置（下文簡稱爲「第二 線性移動作業」）被移除，如圖12C所示者。此第二線性 -27- 1330119 移動作業是在驅動軸120由狀態"f"至狀態"h"的過程中執 行的。藉此第二線性移動作業，夾持臂31由工件交出位 置移至工件抽回位置（圖12C的實線所示的夾持臂31的 X軸方向位置）’以抽回機製工件Wa及未機製工件Wb。 在第二線性移動作業當中，夾持臂31只沿X軸方向（參 見圖11的曲線圖B)移動一距離St2。在此具體實施例中 ，距離St2係比第一線性移動作業中的移動距離Sti長（ 易言之，相對於X軸方向而言，待命位置係比工件抽回位 置較接近工件交出位置）。這是爲了防止當夾持臂31執 行第二轉動作業時（詳下文），被夾頭31a所夾持的機製 工件Wa及未機製工件Wb碰撞車床20或凸輪單元1〇〇的 殻體130或類似物等。其後，當夾持臂31抵達工件抽回 位置時，其停留於工件抽回位置一特定時間（更具體言之 ，驅動軸120由狀態”h”至狀態"i")，如圖1 1的圖表B所 顯示者。 當驅動軸120抵達狀態"g"時，一凸輪機構140致動 夾持臂31使其環繞支撐軸110的中心軸線ii〇a轉動。易 言之’支撐臂31沿圖12D的箭頭所示的轉動方向（下文 簡稱爲「第二轉動作業」）執行一1 80。的轉動作業。此第 二轉動作業在驅動軸120由狀態"g”至狀態"j"的過程中進 行，且由於此第二轉動作業，被夾頭31a所夾持的機製工 件Wa及未機製工件Wb的位置得以交換。具體言之，被 夾頭31a所夾持的未機製工件Wb藉此第二轉動作業而定 位於車床側夾頭21a前方，如圖12D所示者。如圖1 1的 -28- 1330119 圖表A及B所示’第二轉動作業在第二線性移動作業完成 前即啓動’而在夾持臂31由狀態"g"至狀態"h"的過程中， 第二轉動作業與第二線性移動作業相重疊^ 此外，當驅動軸120抵達狀態"i"時，第二凸輪機構 150使支撐軸110及夾持臂31沿圖12E的箭頭所示的方 向線性的移動。易言之，支撐臂31沿圖12^執行一線性 移動作業（下文簡稱爲「第三線性移動作業」）。易言之 ’一朝向工件交出位置的線性移動作業（下文簡稱爲「第 三線性移動作業」）被執行，以令夾持臂31釋放，經藉 第二轉動作業在工件交出位置處互換的機製工件Wa及未 機製工件Wb。此第三線性移動作業是在驅動軸丨20由狀 態"i"至狀態"k"的過程中進行。其後，藉此第三線性移動 作業，夾持臂31被移至一工件交出位置，其中車床側夾 頭21a接納未機製工件Wb，而工件儲存空間接納機製工 件Wa。因此，在第三線性移動作業中，夾持臂31只沿X 軸方向移動一距離St2。在此具體實施例中，第三線性移 動作業在第二轉動作業完成前即啓動，而在夾持臂31由 狀態至狀態"Γ的過程中，第二轉動作業與第三線性移 動作業相重疊。因此，如圖12D所示，當第二轉動作業完 成後，夾持臂31已經自工件抽回位置移除，且已抵達一 較靠近工件交出位置的位置（圖12D的實線所示的夾持 臂31的X軸方向位置）。 其後，如圖12E所示，當夾持臂31抵達工件交出位 置時，被夾頭31a所夾持的機製工件Wa及未機製工件Wb -29- 1330119 係配置在預定位置處（圖12E所示的機製工件Wa及未機 製工件Wb的位置）。具體言之，未機製工件Wb與車床 側夾頭211a相接觸。然而，當夾持臂31由工件抽回位置 移至工件交出位置，且抵達工件交出位置，及未機製工件 接觸車床側夾頭21a時，未機製工件Wb可能會因接觸時 的反衝而偏離該預定位置。因此，在此具體實施例中，當 夾持臂31在第三線性移動作業過程中抵達工件交出位置 時，其只自工件交出位置回縮一距離St3(參見圖11的曲 線圖B )。之後，夾持臂3 1只以距離St3朝向工件交出位 置前進，且再次抵達工件交出位置。此處，距離St3係比 距離Stl及距離St2短。易言之，藉讓夾持臂31在第一次 抵達工件交出位置後，前後的線性移動相當短的距離St3 ，可減少當夾持臂3 1抵達工件交出位置，接觸車床側夾 頭21a時，可能發生的未車製工件Wb的位置偏向。 此外，在支撐軸110及夾持臂31經停留在暫停狀態 一特定時間後，當驅動軸120抵達狀態"k”時，驅動馬達 40停止，而中斷了驅動軸120的旋轉，如圖11所示者。 當驅動馬達40停止時，車床側夾頭21a即執行一夾緊作 業，夾持未機製工件Wb的小直徑部位，如圖1 1的圖表D 所顯示者。其後，當車床側夾頭21a經夾持未機製工件 Wb的小直徑部位後，夾持臂3 1的夾頭3 1 a即執行一釋開 作業，將機製工件Wa及未機製工件Wb的夾持釋放，如 圖11的圖表E所顯示，而且機製工件Wa及未機製工件 Wb是同時被釋放的。因此，機製工件Wa由夾持臂31的 -30- 1330119 夾頭31a遞交至工件儲存空間，而未機製工件wb自夾持 臂31的夾頭31a遞交給車床側夾頭21a。 當機製工件Wa及未機製工件Wb自夾頭31a釋開後 ’驅動馬達40即再次啓動，而再次胃動驅動軸120的旋 轉。其後，當驅動軸120抵達狀態"4"時，第二凸輪機構 150即使支撐軸11〇及夾持臂31沿圖12F的箭頭所示方 向線性的移動。易言之，夾持臂31執行一線性移動作業 (下文簡稱爲「第四線性移動作業」），自工件交出位置 回到待命位置。此第四線性移動作業是在驅動軸120自狀 態"1"移至狀態"η"時執行，且夾持臂31因第四線性移動作 業而沿X軸方向只移動一距離Stl，直到其抵達待命位置 爲止。 當驅動軸120抵達狀態”m"時，第一凸輪機構140導 致夾持臂31執行一轉動作業，而沿圖12G的箭頭所示轉 動方向轉動90° (下文簡稱爲「第三轉動作業」）。此第 三轉動作業是在驅動軸丨20由狀態"m"至狀態，，〇"時執行， 且夾持臂31藉此第三轉動作業恢復到其初始狀態。當驅 動軸120由狀態"m”至狀態”n"時，第三轉動作業在第四線 性移動作業完成前即開始，故第四線性移動作業與第三轉 動作業相重疊。 其後’夾持臂31在一待命位置待命，其中夾持臂31 的縱向方向係沿Ζ軸方向延伸，而支撐軸11〇及夾持臂 31維持在暫停狀態，直至驅動軸120旋轉爲止。其後，當 驅動軸120旋轉後，驅動馬達4〇即停車，而車床2〇開始 -31 - 1330119 車製未機製工件Wb，如圖12G所示者。此外，擋門 ’一新的未機製工件Wb(不同於被車床側夾頭21a 持的未機製工件Wb)被置於工件儲存空間內，且車 元1 〇的各構件恢復到其等的初始狀態。此外，當以 20車製工件前進時，車床側夾頭21a將正被車製的 W c加以夾持。 上述系列的作業在車床單元10內執行，而單一 更換作業即終止。此外，開始時間及夾持臂3 1所執 各種轉動作業的轉動量是由滾子齒輪臂141的錐形肋 加以調整，而夾持臂3 1所執行的線性移動作業的開 間及移動距離是由有槽凸輪151的槽形狀來調整的。 述及者’在夾持臂3 1所執行的作業當中，作業之間 有重疊，以縮短更換工件的時間。此作業時間的相重 可以實現的，因爲在凸輪單元100內，第一凸輪機構 的驅動不會與第二凸輪機構150的驅動相干涉。然而 可在前一作業完成後才開始下一個作業，使各作業並 重疊。 此外，也可使用驅動馬達40充當驅動力，以打 閉合擋門、及夾緊/釋開夾持臂31的夾頭31a及車床 頭21a。在此情形下，可易於在更換工件時，將車床 10各構件的作業同步化，使得可進一步的縮短更換工 時間。 依據此具體實施例的AWC的效率 閉合 所夾 床單 車床 工件 工件 行的 形狀 始時 如上 可能 疊是 140 ，也 不相 開及 側夾 單元 件的 -32- 1330119 如上文所述及者，以一未機製工件Wb來更換一機製 工件Wa的AWC 30包含：一夾持臂，在縱向方向的各端 部設有夾頭31a，以夾持一機製工件Wa及一未機製工件 Wb，該夾持臂可沿設於夾持臂31 —縱向方向的中心部分 的一旋轉軸線轉動，且可沿該旋轉軸線的軸向方向線性的 移動；第一凸輪機構140，以致動夾持臂31轉動；及第二 凸輪機構150，以致動夾持臂31線性的移動。此AWC 30 具有能以凸輪機構來實現的簡單機械結構，而可快速的以 一未機製工件Wb來更換一機製工件Wa。 易言之，如在上述「先前技術」乙欄裡所述及者，習 知的工件更換裝置大部分龐大且昂貴，因此變得難以縮短 更換工件的時間。例如，在習知工件更換裝置的工件輸送 裝置，例如裝載機中，在更換工件時用以輸送機製工件 Wa及未機製工件Wb的工件輸送路徑變得極長，使得整 體裝置變得較大，故難以縮短更換工件的時間。另一方面 ’另一種工件更換裝置如搬運機器人，雖比工件輸送裝置 使用較小的設立空間，使得其等可設計成較小，但是其等 大部分甚昂貴，且需複雜的設定及維護作業。易言之，使 用搬運機器人需要鉅額投資，因此，對較短的工件更換時 間的場合是不經濟的。此外，在一般的搬運機器人中，用 以夾持工件的夾持部位僅設於一位置，故難以有效的更換 工件。 另一方面，以依據此具體實施例的AWC 30而言，執 行一系列工件更換作業的夾持臂31是藉一凸輪機構來驅 -33- 1330119 動。易言之’ AWC 30具有簡單的機械結構，使得與習知 工件更換裝置相較下，其耐用性較高，且容易設計成較精 簡及價廉的裝置。此外，夾持臂31是使用一凸輪機構來 驅動’使得夾持臂31的定位精度甚高，且機製工件Wa及 未機製工件Wb的遞交可適當的執行。此外，在此具體實 施例中’用以夾持機製工件Wa及未機製工件Wb的夾頭 31a係設於夾持臂31的兩縱向端部，因此，機製工件Wa 及未機製工件Wb可同時的被夾持，使得工件更換作業可 有效的執行。基於上述效益，AWC 30可比習知工件更換 裝置更快速的更換機製工件Wa及未機製工件Wb。 其他具體實施例 上文係針對依據本發明一具體實施例的工件更換裝置 加以敘述，但前述本發明的具體實施例僅在說明本發明， 而非侷限本發明。本發明可在不脫離其精神及範疇下加以 修飾及改良。 上述具體實施例是以具有車床20的車床單元1〇，及 以A WC 30充當使用一工件更換裝置的工件車製/切削站充 當範例來說明。易言之，A WC 30是以車床20來更換一工 件的工件更換裝置，但不應侷限於此。易言之，依據本發 明的工件更換裝置也可用於其他工件車製裝置，例如切削 機、磨床或熔接機等。 此外，工件的形狀並不侷限在前述具有兩個不同外徑 、且排列在同一軸線上的圓柱狀部分的構件。只要是夾持 -34- 1330119 臂31的夾頭31a及在工件車製裝置側邊的夾頭的形狀 被調整，本發明即可施用於廣泛範圍形狀的工件上。 此外，在此具體實施例中，所敘述的個案是：其中 持臂31執行第一線性移動作業至工件交出位置，以令 頭31a夾持機製工件Wa及未機製工件Wb、執行第二線 移動作業至工件抽回位置，以抽回經收集在工件交出位 的機製工件Wa及未機製工件Wb、執行第二轉動作業 其中機製工件Wa及未機製工件Wb的位置藉轉動而互 、執行第三線性移動作業至工件交出位置，以令夾頭3 釋放機製工件Wa及未機製工件Wb、及執行第四線性 動作業，回到待命位置。易言之，在上述具體實施例中 在工件交出位置，AWC 30同時的收集機製工件Wa及 機製工件Wb，且同時的釋開它們。然而，不應侷限於 ;例如，機製工件Wa的交出位置在圖1的X軸方向上 與未機製工件 Wb的交出位置不同。然而’若機製工 Wa及未機製工件Wb是同時的被收集及釋開的話’則 較快速的執行工件更換作業。就此而言’上述具體實施 是較佳的選擇。 在上述具體實施例中，提供有一支撐軸110以支撐 持臂31，使得其中心軸線Η 〇a與夾持臂31的旋轉軸線 同，且與夾持臂31 —起轉動及線性移動。易言之’所 述的個案是：其中第一凸輪機構140及第二凸輪機構1 是藉支撐軸110來驅動夾持臂31的’但不應侷限於此 例如，以第一凸輪機構140及第二凸輪機構150來直接 可 夾 夾 性 置 > 換 1 a 移 5 未 此 可 件 可 例 夾 相 敘 50 〇 的 -35- 130 1330119 驅動夾持臂31的結構也是可行的。 此外，在上述具體實施例的凸輪單元100的殼體 內，第一凸輪機構140及第二凸輪機構150是在當驅 120旋轉時被驅動。易言之，第一凸輪機構140及第 輪機構150具有同一驅動源，但不應侷限於此。例如 可對第一凸輪機構140及第二凸輪機構150提供個別 動源。然而，如果是來自單一驅動軸120的驅動力被 至第一凸輪機構140及第二凸輪機構150，則凸輪 1〇〇的結構變得較簡單，使得殼體130可較精簡。此 變得較易於同步的驅動第一凸輪機構140及第二凸輪 150，使得該工件可更快速的被更換》 此外，在上述具體實施例中，第一凸輪機構140 一藉驅動軸120來支撐，且可與驅動軸120 —起轉動 子齒輪凸輪141，及經轉塔143藉支撐軸110來支擦 一凸輪從動件142。另一方面，第二凸輪機構150具 藉驅動軸120來支撐，且可與驅動軸120 —起轉動的 凸輪151、與有槽凸輪151相嚙合的第二凸輪從動件 、一設於第二凸輪從動件152 —縱向端部的樞軸臂] 及一當樞軸臂153樞轉時可偏壓支撐軸110的偏壓 160。然而，不應侷限於此：只要是凸輪單元1〇〇具 可使支撐軸110環繞其中心軸線110a轉動的凸輪機 及一可使支撐軸110沿其中心軸線110a的軸向方向 移動的凸輪機構即可。其用途不應受到限制。 此外，在上述具體實施例中，偏壓構件160具有 動軸 二凸 ，也 的驅 傳遞 單兀 外， 機構 具有 的滾 的第 有一 有槽 152 53、 構件 有一 構， 線性 —與 -36- 1330119 支撐軸110的小直徑部位112相嵌合的管形部位161、及 一具有嚙合槽163，能與樞軸臂U3的凸出部153a相嚙合 的嚙合部位162。易言之，依據上述具體實施例的偏壓構 件160係藉支撐軸110來支撐，且當樞軸臂153樞轉時， 其與支撐軸110 —起線性的移動，但不應侷限於此。例如 ，偏壓構件也可靠近支撐軸110設置，且藉沿一與支撐軸 110的中心軸線ll〇a相平行的方向線性的移動以偏壓支撐 軸110。此一偏壓構件可具有一嚙合部位以嚙合支撐軸 110，使得當偏壓構件線性的移動時，嚙合部位被偏壓， 以使支撐軸110線性的移動。然而，若使用此偏壓構件， 殼體130需設得較大，因爲需考慮到偏壓構件相對於支撐 軸110的移動。相反的，使用依據本具體實施例的偏壓構 件160的話，偏壓構件160係與支撐軸1 10 —體形成，使 得用以附接偏壓構件1 60的空間可設得較小。因此，易於 將殼體130製得較精簡，使得上述具體實施例是較佳的選 擇。 此外，在上述具體實施例中，相對於X軸方向而言， 待命位置係比工件抽回位置接近工件更換位置。易言之， 所敘述的個案是：其中圖11的曲線圖B的距離Stl係比 距離St2短，但不應侷限於此。例如，也可相對於X軸方 向而言，待命位置係與工件抽回位置位於相同的位置，而 距離Stl及距離St2爲同一長度。 夾持臂31的線性移動距離越短，則可更快速的執行 工件更換作業。然而，當臂31在夾持機製工件Wa及未車 -37- 1330119 製工件Wb的同時轉動時，需將線性移動距離調整3 離，在此處’一方面機製工件Wa及未機製工件Wb 沒有相干涉，而另一方面機製工件Wa與殼體130之 沒有相干涉。然而，也可設成使夾持臂31在沒有夾 製工件Wa及未機製工件Wb下線性移動的距離，係 中未發生干涉時的線性移動距離較短。因此，藉將其 持臂3 1有夾持機製工件Wa及未機製工件Wb時的線 動距離，及夾持臂31沒有夾持機製工件Wa及未機製 Wb時的線性移動距離區別出來，可使夾持臂31更有 線性移動。因此，該工件可較快速的被更換，使得就 言，上述具體實施例是較佳的選擇。 當上述具體實施例的夾持臂31在第三線性移動 過程中抵達工件交出位置時，其只由工件交出位置縮 離St3，其後，朝向工件交出位置前進，而再次抵達 交出位置。然而，不應侷限於此，因也可在第三線性 作業過程中，一旦夾持臂31抵達工件交出位置後， 留在工件交出位置，而沒有縮回。然而’如果夾持， 如上文所述及者，在抵達工件交出位置後，前後移動 St3的話，則當未機製工件Wb接觸車床側夾頭21a 生的未機製工件Wb的移位將可減少’而未機製工件 可定位在一適當的位置。就此而言，上述具體實施例 佳的選擇。 【圖式簡單說明】 一距 之間 間也 持機 比其 中夾 性移 工件 效的 此而 作業 回距 工件 移動 其停 f 3 1 距離 時發 Wb 是較 -38- 1330119 圖 1是車床單元10的視圖》 圖 2是凸輪單元100外觀的槪意視圖。 圖3是沿圖 2的橫截面H-H截取得的凸輪單元100 剖面圖。 圖 4是沿圖 2的橫截面I-Ι截取得的凸輪單元1〇〇 剖面圖。 圖5是沿圖 2的橫截面J-J截取得的凸輪單元1〇〇 剖面圖》 圖 6是當支撐軸110經抵達其線性移動範圍的一端 時，沿圖 2A的橫截面I-Ι及沿圖 5的橫截面K-K截取 得的剖面圖。 圖 7是當支撐軸110經抵達其線性移動範圍的另一 端時，沿圖 2A的橫截面I-Ι及沿圖 5的橫截面K-K截 取得的剖面圖。 圖 8是槪意的顯示偏壓構件160外觀的透視圖。 圖 9顯示用以固持偏壓構件160的固持構件另一範 例的圖式。 圖1〇是圖9之固持構件171周遭的放大視圖。 圖 Π是一計時曲線圖範例，顯示當AWC 30更換一 工件時，車床單元10的各構件的運作。 圖12A是一槪意視圖，顯示在第一轉動作業時，夾 持臂31、夾頭31a及車床側夾頭21a的狀態。 圖12B是一槪意視圖，顯示在第一線性移動作業時 ，夾持臂31、夾頭31a及車床側夾頭21a的狀態。 -39- 1330119 圖12C是一槪意視圖，顯示在第二線性移動作業時 ，夾持臂31、夾頭31a及車床側夾頭21a的狀態。 圖1 2D是一槪意視圖，顯示在第二轉動作業時，夾 持臂31、夾頭31a及車床側夾頭21a的狀態。 圖12E是一槪意視圖，顯示在第三線性移動作業時 ’夾持臂31、夾頭31a及車床側夾頭21a的狀態。 圖12F是一槪意視圖，顯示在第四線性移動作業時 ，夾持臂31、夾頭31a及車床側夾頭21a的狀態。 圖12G是一槪意視圖，顯示在第三轉動作業時，夾 持臂31、夾頭31a及車床側夾頭21a的狀態。 【主要元件符號說明】 10 :車床單元 2〇 :車床 21 :主軸 2 1 a :車床側夾頭 22 :刀具 23 :刀具架 23a :轉台 24 :主軸台（車頭） 25 :機底 30 : AWC (自動工件更換器） 31 :夾持臂 3 1 a :夾頭 -40- 1330119 40 :驅動馬達 100 :凸輪單元 1 10 :支撐軸 110a:中心軸線 1 1 1 :大直徑部位 1 1 2 :小直徑部位 1 1 3 :固持構件附接部位 1 1 4 :滑動部位 1 1 5 :滾子構件接納槽 120 :驅動軸 130 :殻體 131 :支撐軸凸緣 1 3 1 a :密封構件 1 32 :驅動軸軸承 1 3 3 :轉塔軸承 1 3 3 a :軸承繫緊構件 140:第一凸輪機構 141 :滚子齒輪凸輪 142 :第一凸輪從動件 1 4 3 :轉塔 143a :栓槽 150 :第二凸輪機構 151 :有槽凸輪 152:第二凸輪從動件 -41 - 1330119 153 :樞軸臂 1 5 3 a :圓柱狀凸 153b ：樞軸 1 5 3 c :拱形開口 160 :偏壓構件 1 6 1 :管形部位 1 6 2 :嚙合部位
163 :嚙合槽 164 :滑動部位 164a :滑動軸 170 :固持構件 1 7 1 :固持構件
出部 部位 工件 1 7 1 a :螺紋部位 172 :滾子構件 Wa :機製工件 Wb :未機製工f Wc :正被車製& -42