TWI386277B - 刀庫換刀臂之無聲扣刀結構 - Google Patents

Description

刀庫換刀臂之無聲扣刀結構

本發明係有關於換刀機構的技術領域，具體而言，是指一種設在換刀臂中的夾掣單元，該夾掣單元在扣刀前縮離換刀臂扣刀部的內緣，而在扣刀後再伸出扣合刀桿，進而使刀桿在扣刀期間不會撞擊夾掣單元，而能以無聲的方式扣住刀桿者。

綜合加工機設置自動換刀機構(ATC)，從刀庫擷取各式刀桿至加工主軸，對工件執行多種加工作業。早期的換刀機構，如第1與第2圖所示，是在基座(10)上設有刀臂轉軸(11)帶動換刀臂(12)，進行諸如旋轉扣刀、直進拔刀、180度換刀、後退插刀與旋轉復位等流程的換刀作業。

作業其間，在換刀臂(12)扣住所設定之刀桿(13)時，會產生一「卡噠」聲，此聲響源自於刀桿(13)與扣刀部(14)前方的夾掣件(20)頭部(21)，彼此狀極推頂所致。在固定栓(22)深入凹槽(23)的限制下，常態的夾掣件(20)會被彈簧(24)朝著扣刀部(14)前方彈伸。如此一來，無論是扣刀或換刀時，刀桿(13)均會觸擊到夾掣件(20)的頭部(21)，進而發出撞擊聲響，久而久之，除了聲響外，相互撞擊碰觸的兩構件，也極易產生損耗。

有鑑於此，本發明人基於其在業界多年之經驗，潛心戮力，不斷努力設計研發，終於發明出一「刀臂無聲扣刀裝置」，並提出發明專利申請(申請案號數：097107039)，經　鈞局嚴謹實審後，做出准予專利之審定。然而，發明人並不以此而滿足，仍然一本初衷，本著鍥而不捨的精神與精益求精之目的，針對已獲准專利之結構在實務上運作的問題，再次加以研究改良，並經實物測試及耐久試驗後，終於再次開發設計出更臻完美之本發明。

本發明之主要目的，在於解決上述習用扣刀裝置的技術上的缺失，而提供一種刀庫換刀臂無聲扣刀結構，本結構之發明精神在於：夾掣單元在扣刀過程係縮離換刀臂扣刀部的前方，相對的在刀桿進入扣刀部後，夾掣單元方伸出，以扶持該刀桿，隨著換刀臂的轉動，讓扣刀部配合夾掣單元執行扣刀夾持動作，使其扣刀期間不致於產生撞擊，及所因此延生出的發撞擊聲，免於相互構件間的撞擊碰觸，降低構件間的耗損。

為達上述目的，本發明主要係包括一基座，該基座設有一轉軸；一中心點裝設固定於轉軸上之換刀臂，該換刀臂之兩端部係分別形成有一勾狀之扣刀部，該兩扣刀部之開口方向相反，該換刀臂相對於轉軸之兩側係分別形成有一平行於其軸線之滑槽，該換刀臂頂面上相對於轉軸之兩側係分別形成有一穿孔，其中，該兩穿孔係對應於轉軸之同一直徑，且每一滑槽之兩端係分別與位於同一側之扣刀部與穿孔連通，同時滑槽之軸線係垂直於相連通穿孔之軸線；以及兩分別容置於相對應滑槽中之夾掣單元，當未執行扣刀動作時，該夾掣單元係完全容置於相對應之滑槽中；每一夾掣單元係包含一容置於滑槽中並可沿滑槽之軸線作往復式運動之扣刀組、一容置於穿孔中並可沿穿孔之軸線做往復式運動之作動桿，以及一兩端分別樞設連接於扣刀組與作動桿之連桿；一固設於換刀臂上之壓板，藉以避免扣刀組自滑槽中脫離，其中，該作動桿往復式運動之同時係利用連桿連動扣刀組相對於換刀臂作往復式運動，令扣刀組之端部選擇性地伸入扣刀部或縮回滑槽中，而達到扣合刀桿或釋放刀桿之動作。

藉由上述之結構組合與連動關係，在刀桿未進入扣刀部前，該扣刀組之自由端部係完全容置於滑槽中，因此，當換刀臂旋轉並令扣刀部勾設刀桿時，刀桿不會與扣刀組之端部產生碰撞發出噪音。然後，當作動桿朝向基座移動，即作動桿隨換刀臂轉動一定角度後，使作動桿上之插桿落入固定座上之凹孔，促使扣合塊內受壓縮的第一壓縮彈簧及第二壓縮彈簧釋放彈力，推抵扣合塊而令整組扣刀組朝向扣刀部凸伸，而扣合定位刀桿。如此，在扣刀時不但不會產生噪音，更可免除碰撞時產生的相關磨耗，可延長相關構件之使用壽命。

本發明之上述及其他目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入了解。

當然，本發明在某些另件上，或另件之安排上容許有所不同，但所選用之實施例，則於本說明書中，予以詳細說明，並於附圖中展示其構造。

本發明係有關於一種刀庫換刀臂之無聲扣刀結構，請參閱如第3至第5圖所示，本發明主要係包含有一基座(30)、一中心點裝設於基座(30)上之換刀臂(40)以及兩分別裝設於換刀臂(40)兩側之夾掣單元(50)，其中，在未扣刀前，該兩夾掣單元(50)係分別完全內縮於該換刀臂(40)中，避免扣刀動作時撞擊刀桿(A)。

該基座(30)上鎖設一固定座(31)，該固定座(31)中心處並為一轉軸(32)所穿置。該固定座(31)面向換刀臂(40)之端面係形成有兩凹孔(311)，且該兩凹孔(311)係位於固定座(31)之同一直徑之兩端上。

該換刀臂(40)之中心點係裝設固定於該基座(30)之轉軸(32)上。該換刀臂(40)之兩端部係分別形成有一勾狀之扣刀部(41)，該兩扣刀部(41)之開口方向相反。該換刀臂(40)相對於轉軸(32)之兩側係分別形成有一平行於其軸線之滑槽(42)，該兩夾掣單元(50)係分別容置於一相對應之滑槽(42)中。該換刀臂(40)頂面上相對於轉軸(32)之兩側係分別形成有一穿孔(43)，其中，該兩穿孔(43)係對應於轉軸(32)之同一直徑，且每一滑槽(42)之兩端係分別與位於同一側之扣刀部(41)與穿孔(43)連通，同時滑槽(42)之軸線係垂直於相連通穿孔(43)之軸線。

每一夾掣單元(50)係包含一容置於滑槽(42)中並可沿滑槽(42)之軸線作往復式運動之扣刀組(60)、一容置於穿孔(43)中並可沿穿孔(43)之軸線做往復式運動之作動桿(70)，以及一兩端分別樞設連接於扣刀組(60)與作動桿(70)之連桿(80)。至於扣刀組(60)與作動桿(70)間之連動關係，請容後述。該夾掣單元(50)並包含有一固設於換刀臂(40)上之壓板(501)，藉以避免扣刀組(60)自滑槽(42)中脫離。

該扣刀組(60)係包含有依序互相軸向連接之扣合塊(61)、調整塊(62)以及一連接塊(63)。

該扣合塊(61)之端部係選擇性地延伸進入相對應之扣刀部(41)中，藉以暫時定位刀桿(A)，如第6圖所示。該扣合塊(61)之表面上係形成有一平行於其軸線之凹槽(611)；一固設於換刀臂(40)並延伸進入凹槽(611)中之擋止件(612)，該擋止件(612)與凹槽(611)之前端間裝設有一第一壓縮彈簧(613)；該扣合塊(61)相對於作動桿(70)之一端係沿其軸線形成有一第一螺孔(614)。

該調整塊(62)係包含一正多邊形之本體(621)，且該本體(621)之兩端係沿其中線軸向，伸設有一第一螺桿(622)與一第二螺桿(623)，其中，該第一螺桿(622)與第二螺桿(623)之螺旋方向相反，且該第一螺桿(622)係鎖設於扣合塊(61)之第一螺孔(614)中。

該連接塊(63)之第一端係沿其軸線形成有一鎖設於第二螺桿(623)之第二螺孔(631)，而其第二端則凸設有一樞設連接於連桿(80)之凸耳(632)。因此，當旋轉調整塊(62)時，可調整扣合塊(61)與連接塊(63)之相對距離，進而調整扣刀時扣合塊(61)凸伸進入扣刀部(41)之深度。該夾掣單元(50)進一步包含有固設於換刀臂(40)穿孔(43)兩端之底座(502)與軸套(503)，藉以限位該作動桿(70)。

該作動桿(70)之第一端係沿其軸線形成有一凹孔(71)，而其第二端則沿其軸線伸設有一貫穿軸套(503)之插桿(72)，其中，該凹孔(71)與底座(502)間係裝設有一頂掣作動桿(70)之第二壓縮彈簧(73)，而該插桿(72)之自由端部則選擇性地容置於固定座(31)之凹孔(311)中。

該扣刀組(60)進一步包含有一鎖設於換刀臂(40)之調整螺栓(633)，該調整螺栓(633)於貫穿換刀臂(40)後係頂推於連接塊(63)之外壁上，藉以調整作動桿(70)作功之鬆緊度。

請參閱如第4與第5圖所示，本發明在未扣刀的狀態下，該插桿(72)之自由端部係頂抵於固定座(31)之端面，迫使作動桿(70)朝底座(502)之方向移動，並利用連桿(80)將扣刀組(60)向內拉，令扣合塊(61)脫離扣刀部(41)縮回換刀臂(40)之滑槽(42)中，此時該第一壓縮彈簧(613)因扣合塊(61)與擋止件(612)而處於壓縮蓄能之狀態，而該第二壓縮彈簧(73)亦因作動桿(70)與底座(502)之壓迫，而處於壓縮蓄能之狀態。而脫離扣刀部(41)之扣合件(61)，可避免扣刀瞬間與刀桿(A)產生碰撞。

請參閱如第6與第7圖所示，當轉軸(32)帶動換刀臂(40)旋轉至一定角度(θ)時(本發明之較佳實施例中，該角度(θ)約為65度，該換刀臂(40)兩端之扣刀部(41)係分別勾住加工軸上與刀庫中之刀桿(A、B)，此即為換刀作業之旋轉扣刀動作。在執行旋轉扣刀動作期間，作動桿(70)亦隨著換刀臂(40)亦相對固定座(31)作相同角度之轉動，當換刀臂(40)兩端之扣刀部(41)分別勾住加工軸上與刀庫中之刀桿(A、B)時，該作動桿(70)恰與固定座(31)端面之凹孔(311)同軸對應，此時由於第一壓縮彈簧(613)與第二壓縮彈簧(73)恢復力之同步作用，也是藉由其彈性恢復力作為動力源，致使插桿(72)之自由端部於第一時間插設於凹孔(311)中，此時朝向固定座(31)移動之作動桿(70)，會因而連動連桿(80)，將扣刀組(60)往扣刀部(41)之方向推移，令前進之扣合塊(61)端部延伸進入扣刀部(41)中，達到扣合定位刀桿(A/B)之目的，避免刀桿(A/B)於後續的作業中自換刀臂(40)上脫落。

請參閱如第8圖所示，當扣刀組(60)扣合刀桿(A/B)後，該轉軸(32)會朝異於基座(30)之方向移動，帶動換刀臂(40)將扣刀部(41)被扣刀組(60)所扣合之刀桿(A/B)拔離加工軸或刀庫，此動作即稱為直進拔刀。在直進拔刀的過程中，由於扣合塊(61)與作動桿(70)仍持續分別受第一壓縮彈簧(613)與第二壓縮彈簧(73)之頂推作用，使得扣合塊(61)仍保持向外凸伸狀態，因此刀桿(A/B)不會自扣刀部(41)上脫離。當拔刀動作完成後，轉軸(32)再繼續旋轉換刀臂(40)180度，令拔離加工軸之刀桿(A)與拔離刀庫之刀桿(B)位置互換，即完成換刀動作。然後，轉軸(32)再帶動換刀臂(40)往基座(30)之方向移動，令拔離工作軸之刀桿(A)回置刀庫，而拔取自刀庫之刀桿(B)則插設定位於工作軸上，此即完成後退插刀的步驟。最後再令轉軸(32)將換刀臂(40)轉回原始位置，即完成換刀之所有步驟，等待下一次換刀作業的指令。

綜上所述，在刀桿未進入扣刀部(41)前，該扣合塊(61)之自由端部係完全容置於滑槽(42)中，因此，當換刀臂(40)旋轉並令扣刀部(41)勾設刀桿時，刀桿不會與扣合塊(61)之端部產生碰撞發出噪音。然後，當作動桿(70)朝向基座(30)移動，也就是當作動桿(70)上之插桿(72)，隨著換刀臂(40)旋動一定角度後，落入固定座(31)端面所設之凹孔(311)內所產生的位移距離，恰可令第一壓縮彈簧(613)與第二壓縮彈簧(73)彈力釋放，而推抵扣合塊(61)及作動桿(70)移動，進而令扣合塊(61)朝向扣刀部(41)凸伸，而扣合定位刀桿。如此，在扣刀時不但不會產生噪音，更可免除碰撞時產生的相關磨耗，可延長相關構件之使用壽命。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本發明之範疇。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，並且在同類製程或產品中均未見有類似之發表，實已符合專利法之規定，爰依法俱文提出專利申請。

10‧‧‧基座

11‧‧‧刀臂轉軸

12‧‧‧換刀臂

13‧‧‧刀桿

14‧‧‧扣刀部

20‧‧‧夾掣件

21‧‧‧頭部

22‧‧‧固定栓

23‧‧‧凹槽

24‧‧‧彈簧

30‧‧‧基座

31‧‧‧固定座

311‧‧‧凹孔

32‧‧‧轉軸

40‧‧‧換刀臂

41‧‧‧扣刀部

42‧‧‧滑槽

43‧‧‧穿孔

50‧‧‧夾掣單元

501‧‧‧壓板

502‧‧‧底座

503‧‧‧軸套

60‧‧‧扣刀組

61‧‧‧扣合塊

611‧‧‧凹槽

612‧‧‧擋止件

613‧‧‧第一壓縮彈簧

614‧‧‧第一螺孔

62‧‧‧調整塊

621‧‧‧本體

622‧‧‧第一螺桿

623‧‧‧第二螺桿

63‧‧‧連接塊

631‧‧‧第二螺孔

632‧‧‧凸耳

633‧‧‧調整螺栓

70‧‧‧作動桿

71‧‧‧凹孔

72‧‧‧插桿

73‧‧‧第二壓縮彈簧

80‧‧‧連桿

A‧‧‧刀桿

B‧‧‧刀桿

第1圖係習知扣刀裝置的平面圖。

第2圖為第一圖垂直角度之示意圖。

第3圖係本發明之局部立體剖視圖。

第4圖係本發明之局部上視圖。

第5圖係本發明為卡制刀桿時之剖面示意圖。

第6圖係本發明換刀臂之動作示意圖。

第7圖係發明卡制刀具之剖面示意圖。

第8圖係本發明直進拔刀之動作示意圖。

31．．．固定座

311．．．凹孔

32．．．轉軸

40．．．換刀臂

41．．．扣刀部

43．．．穿孔

50．．．夾掣單元

501．．．壓板

502．．．底座

503．．．軸套

60．．．扣刀組

61．．．扣合塊

611．．．凹槽

612．．．擋止件

613．．．第一壓縮彈簧

614．．．第一螺孔

62．．．調整塊

621．．．本體

622．．．第一螺桿

623．．．第二螺桿

63．．．連接塊

631．．．第二螺孔

632．．．凸耳

70．．．作動桿

71．．．凹孔

72．．．插桿

73．．．第二壓縮彈簧

Claims (1)

1. 一種換刀臂之無聲扣刀結構，其主要係包括：一鎖設一固定座之基座，該固定座之中心處並穿設有一轉軸；一中心點裝設固定於轉軸上之換刀臂，該換刀臂之兩端部係分別形成有一勾狀之扣刀部，該兩扣刀部之開口方向相反；以及兩分別容置於相對應滑槽中之夾掣單元，每一夾掣單元係包含一容置於滑槽中並可沿滑槽之軸線作往復式運動之扣刀組、一容置於換刀臂中，並以垂直於扣刀組運動方向做往復式運動之作動桿，以及一兩端分別樞設連接於扣刀組與作動桿之連桿；其特徵在於：該固定座之端面係形成有兩凹孔，且該兩凹孔係位於固定座之同一直徑之兩端上；該夾掣單元包含有固設於換刀臂穿孔兩端之底座與軸套，藉以限位該作動桿；該作動桿之第一端係沿其軸線形成有一凹孔，而其第二端則沿其軸線伸設有一貫穿軸套之插桿，其中，作動桿之凹孔與底座間係裝設有一頂掣作動桿之第二壓縮彈簧，而該插桿之自由端部則選擇性地容置於固定座之凹孔中；該扣刀組主要係包括：一端部係選擇性地延伸進入相對應之扣刀部中之扣合塊，該扣合塊之表面上係形成有一平行於其軸線之凹槽；一固設於換刀臂並延伸進入凹槽中之擋止件，該擋止件與凹槽之前端間裝設有一第一壓縮彈簧；該扣合塊相對於作動桿之一端係沿其軸線形成有一第一螺孔；一軸向連設於扣合塊之調整塊，該調整塊係包含一正多邊形之本體，且該本體之兩端係沿其中線軸向伸設有一 第一螺桿與一第二螺桿，其中，該第一螺桿與第二螺桿之螺旋方向相反，且該第一螺桿係鎖設於扣合塊之第一螺孔中；一軸向連設於該調整塊之連接塊，該連接塊之第一端係沿其軸線形成有一鎖設於第二螺桿之第二螺孔，而其第二端則凸設有一樞設連接於連桿之凸耳；以及一鎖設於換刀臂之調整螺栓，該調整螺栓於貫穿換刀臂後係頂推於連接塊之外壁上。