TWI397453B

TWI397453B - 刀庫無聲扣刀之換刀臂結構

Info

Publication number: TWI397453B
Application number: TW100115515A
Authority: TW
Inventors: rong zhang Huang
Original assignee: Magpro Technology Co Ltd
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2013-06-01
Also published as: TW201244871A

Description

刀庫無聲扣刀之換刀臂結構

本發明係關於刀庫之換刀臂的技術領域；尤指一種扣刀時不會產生金屬撞擊聲響的換刀臂結構。

按，綜合加工機係用以對加工件執行多種不同加工作業，因此除了配置有加工主軸外，尚配置有可架置多種加工型態之刀具的刀庫，以供加工主軸選取，並執行加工作業；為達到換刀自動化之目的，一般綜合加工機上更設置有換刀機構(ATC)，可依據預先設定程式由刀庫擷取各式刀桿至主軸，執行自動換刀作業。

如第五圖所示，習知的換刀機構，是在一機座(6)底端，設有一刀臂轉軸(60)及一抵板(61)，利用刀臂轉軸(60)帶動一換刀臂(7)，進行諸如旋轉扣刀、直進拔刀、180°換刀、後退插刀與旋轉復位等流程之換刀作業其中，該換刀臂(7)臨於刀臂轉軸(60)之處設有容室(70)，以供組設一可向上突伸的頂掣件(9)，換刀臂(7)端部設有扣刀口(71)，臨於扣刀口(71)處並設有與容室(70)連通的開槽(72)，以供組設一可相對於換刀臂(7)直線位移的推抵件(8)，該推抵件(8)後端則係可抵接於頂掣件(9)表面。

當頂掣件(9)在抵固於抵板(61)而往下移動時，會在容室(70)中形成一活動空間，推抵件(8)則因應多出之活動空間而得增加向後移動的活動範圍，使換刀臂(7)旋轉扣持刀桿(5)，推抵件(8)在" 撞擊" 刀桿(5)時，得具有向後" 退讓" 之功能。

又，當扣刀完成後，需進行拉刀及旋轉換刀的動作，此時刀臂轉軸(60)將往下移動，而該頂掣件(9)將脫離與抵板(61)的接觸，並藉由頂掣件(9)內之彈性元件(90)的彈力，將頂掣件(9)往上推移，促使頂掣件(9)與推抵件(8)抵接，使推抵件(8)無後退的活動空間，據此進而將刀桿(5)卡制定位在扣刀口(71)中，以避免隨後換刀臂(7)的高速旋轉將刀桿(5)甩飛，影響整個換刀之作業與安全性，此為整個傳統換刀作業的基本動作。

惟實施上，當換刀臂(7)扣持住刀桿(5)時，會產生一「卡嗒」的金屬撞擊聲響，此響聲源自於刀桿(5)與扣刀口(71)處的推抵件(8)端部彼此撞擊所致；常態時的推抵件(8)會據其後端之彈性元件(80)的抵撐作用，而朝著扣刀口(71)處位移，因而使推抵件(8)端部伸出扣刀口(71)，故不論是扣刀或換刀作業，該刀桿(5)均會與推抵件(8)端部發生" 撞擊" ，從而發出金屬撞擊聲響。此外，對於刀桿(5)與推抵件(8)而言，相互經常性撞擊，容易導致相關構件磨耗毀損，使用壽命縮短，徒增汰換與維修成本。

有鑑於此，本發明主要目的，乃在提供一種刀庫無聲扣刀之換刀臂結構，以期在扣持刀桿時，不會產生金屬撞擊聲響，同時可避免相關構件因撞擊產生磨耗，進而延長使用壽命。

依據上述目的，本發明刀庫無聲扣刀之換刀臂結構，主要包含：一換刀臂，其兩端分別設有扣刀口，換刀臂臨於中心的二側分別設有一垂直於換刀臂軸線的容室，換刀臂上位於扣刀口與容室之間各開設有一的開槽，開槽一端係連通容室，另一端係透過設於換刀臂端部的通孔而連通扣刀口，於開槽底面並設有擋塊；二頂掣塊，係分別置於換刀臂之容室中，其頂端設有穿出換刀臂的頂桿，其底端設有與容室底側抵撐的第一彈性元件，頂掣塊朝向開槽一側係設有凸部，該凸部上開設有一導引槽，該導引槽兩端分別預設為解鎖端與閉鎖端，導引槽中係容設有一銷桿；及二推抵件，係分別置於換刀臂之開槽中，其包含：一滑座，其前端底側開設有用以容設擋塊的容置槽，滑座後端設有夾設於頂掣塊之凸部兩側的二耳部，並用以樞接該銷桿，以形成連動關係；一頂塊，係置於開槽前端而臨於扣刀口處；一連桿，係穿設於換刀臂端部之通孔，其二端分別固接該頂塊與該滑座之前端；及一彈性元件，係置於滑座之容置槽，其兩端分別抵撐該擋塊及容置槽壁面。

當頂掣塊沿著容室之軸向位移時，與耳部樞接的銷桿會依據導引槽行程而相對移動，連帶使滑座前後位移，並使頂塊可於換刀臂前端與臨於扣刀口處之間往復移動，藉以達到固持的效用。是以在扣刀過程，本發明不會產生金屬撞擊聲響，同時可避免刀桿與推抵件相互撞擊產生磨耗毀損，俾延長相關構件之使用壽命，減少汰換與維修成本。

為期使　貴審查委員對本發明之構造特徵與功效能有更進一步的瞭解與認同，茲列舉以下較佳實施例與圖式說明如后。圖式中有關於前與後、左與右、上與下、頂部與底部以及水平與垂直之參考，僅在便於描述說明，非為限制所述位置或空間方向。圖式與專利說明書中所指尺寸，當可在不離本創作申請專利範圍之技術特徵而得根據具體實施之需求與設計而變化。

請參閱第一圖與第二圖。本發明刀庫無聲扣刀之換刀臂結構，主要包含：一換刀臂(1)、二頂掣塊(2)及二推抵件(3)；其中，由於換刀臂(1)兩端的結構係為雷同而相對者，故於圖式中僅取換刀臂(1)一端搭配文字說明。

該換刀臂(1)係在其兩端分別設有一呈勾狀之扣刀口(10)，二扣刀口(10)的開口方向相反，用以扣接刀桿(5)；換刀臂(1)中心處的二側，分別設有一垂直於換刀臂(1)軸線之容室(11)，且該二容室(11)用以容置頂掣塊(2)；換刀臂(1)上位於扣刀口(10)與容室(11)之間，則分別開設有一開槽(12)，用以容置推抵件(3)，該開槽(12)一端係連通該容室(11)，另一端則係透過一開設於換刀臂(1)端部的通孔(13)，而連通該扣刀口(10)，於通孔(13)內緣並設有可提升密封效果的密封環(17)，用以防止加工剩屑或液體進入換刀臂(1)中，影響換刀臂(1)與推抵件(3)的動作效果與順暢性。又，於開槽(12)底面係透過一結合銷(14)而固設有一擋塊(15)，且開槽(12)與容室(11)之鄰接處，係凹設形成一呈階級狀的抵止部(16)，用以引導及限制該推抵件(3)的方向與位移量。

另，頂掣塊(2)係在其頂端延伸設有一可穿出換刀臂(1)的頂桿(20)，底端設置有一第一彈性元件(21)，第一彈性元件(21)另一端則係抵撐於容室(11)底側。又，頂掣塊(2)朝向開槽(12)的一側，係透過加工而形成一凸部(22)，該凸部(22)上開設有一導引槽(23)，該導引槽(23)的兩端，分別預設為解鎖端(23a)與閉鎖端(23b)；其中，該解鎖端(23a)係高於閉鎖端(23b)，且趨近換刀臂(1)之中心者。於導引槽(23)中，同時容設有一橫置之銷桿(24)。

而推抵件(3)主要包含：一置於開槽(12)的滑座(30)、一臨於扣刀口(10)的頂塊(31)、一穿設通孔(13)以固接頂塊(31)與滑座(30)前端的連桿(32)及一第二彈性元件(33)。其中，該滑座(30)前端設有一接合孔，用以固接於連桿(32)一端，連桿(32)另一端則係固接頂塊(31)後端，於本發明較佳實施例中，該固接方式係以螺接方式達成；滑座(30)前端底側開設有一容置槽(300)，用以容設開槽(12)底面的擋塊(15)及該第二彈性元件(33)，該第二彈性元件(33)兩端則分別抵撐於該擋塊(15)及容置槽(300)前側壁面；滑座(30)後端底側，則係成形出一可與抵止部(16)對應抵靠的抵接突部(301)，藉以引導及限制該推抵件(3)的方向與位移量。又，滑座(30)後端係延伸有二耳部(302)，分別夾設於頂掣塊(2)之凸部(22)兩側，用以樞接該銷桿(24)，同時令頂掣塊(2)與推抵件(3)之間形成連動關係。該開槽(12)係於推抵件(3)置入後，再藉由一蓋板(18)而封閉者。

請參閱第三圖所示。本發明主要係在一機座(4)下方，組設一刀臂轉軸(40)及一套設於刀臂轉軸(40)的抵板(41)，前揭換刀臂(1)則係以中心固接於該刀臂轉軸(40)端部，該抵板(41)面向換刀臂(1)之表面上，並預設有二定位孔(410)，且該定位孔(410)係位於同一直徑上之相對位置者。

在預備扣刀的狀態下，該頂掣塊(2)之頂桿(20)係頂抵於該抵板(41)側面，迫使頂掣塊(2)朝容室(20)底側移動，第一彈性元件(21)因頂掣塊(2)與容室(20)之壓迫，而處於壓縮蓄能之狀態，同時，該銷桿(24)係位於導引槽(23)的解鎖端(23a)，據由與銷桿(24)樞接的二耳部(302)，俾將推抵件(3)之滑座(30)向後拉引，連帶使經由連桿(32)連結的頂塊(31)，由臨於扣刀口(10)處縮回至換刀臂(1)前端，第二彈性元件(33)則因擋塊(15)與容置槽(300)之壓迫，而處於壓縮蓄能之狀態。由於頂塊(31)脫離扣刀口(10)，故可避免扣刀瞬間與刀桿(5)發生撞擊之情事。

當刀臂轉軸(40)帶動換刀臂(1)旋轉至預設角度時，該換刀臂(1)之扣刀口(10)會分別扣住加工軸與刀庫中的刀桿(5)，此即為換刀作業之旋轉扣刀程序。

再請參閱第四圖所示。實施旋轉扣刀期間，該頂掣塊(2)係隨著換刀臂(1)而相對於機座(4)轉動。當換刀臂(1)到達完全扣刀位置，即扣刀口(10)扣持刀桿(5)時，該頂掣塊(2)恰與抵板(41)之定位孔(410)同軸對應，此時據由第一彈性元件(21)之彈性恢復力，以及配合推抵件(3)的耳部(302)夾設凸部(22)兩側形成限位效果，迫使頂掣塊(2)於第一時間直線向上，其頂桿(20)突伸至定位孔(410)中形成定位；同一時間，與耳部(302)樞接的銷桿(24)，則依據導引槽(23)行程而相對移動至閉鎖端(23b)，此時據由第二彈性元件(33)之彈性恢復力，連帶將推抵件(3)之滑座(30)向前推移，使經由連桿(32)連結的頂塊(31)，由換刀臂(1)前端再延伸至臨於扣刀口(10)處，達到固持及定位刀桿(5)之目的，避免刀桿(5)於後續作業時自換刀臂(1)上脫落。

當推抵件(3)固持刀桿(5)後，刀臂轉軸(40)會帶動換刀臂(1)往下移動適當位置後，將所扣合之刀桿(5)拔離加工軸及刀庫，此即為換刀作業之直進拔刀程序。此時頂掣塊(2)與推抵件(3)仍分別持續受到彈性元件(21)與(33)之頂推作用，從而使推抵件(3)之頂塊(31)保持向外凸伸狀態，因此刀桿(5)不會自扣刀口(10)脫離。

當拔刀動作完成後，刀臂轉軸(40)再繼續帶動換刀臂(1)旋轉定位後並往上移動適當位置，將拔離工作軸之刀桿置回刀庫，而拔取自刀庫之刀桿則插置於工作軸上，此即完成後退插刀的程序。之後令換刀臂(1)轉回至原始位置狀態，完成換刀之所有步驟，以備下次接刀作業。

綜上所述，由於刀桿(5)未進入扣刀口(10)前，該推抵件(3)之頂塊(31)即藉由頂掣塊(2)的導引槽(23)牽引，而由臨於扣刀口(10)處縮回至換刀臂(1)前端，因此當換刀臂(1)旋轉並以扣刀口(10)扣持刀桿(5)時，該對應之刀桿(5)不會與頂塊(31)撞擊而發出金屬撞擊聲響。

嗣當頂掣塊(2)隨著換刀臂(1)到達完全扣刀位置，使頂掣塊(2)恰與抵板(41)之定位孔(410)同軸對應，該頂掣塊(2)可藉由第一彈性元件(21)之彈性恢復力而向上頂伸定位，並據由導引槽(23)與銷桿(24)之相對動作，配合第二彈性元件(33)之彈性恢復力，使推抵件(3)之頂塊(31)再由換刀臂(1)前端延伸至臨於扣刀口(10)處，以適時固持及定位刀桿(5)。

綜上所述，本發明在實施上可歸納以下效益：

一、扣刀時，由於推抵件(3)之頂塊(31)會因應頂掣塊(2)之導引槽(23)牽引而縮回至換刀臂(1)前端，因此頂塊(31)不會與刀桿(5)撞擊，而發出令人不適的金屬撞擊聲響。

二、承接第一項，本發明可避免刀桿(5)與推抵件(3)相互撞擊而產生磨耗毀損之情事，故可延長相關構件之使用壽命，減少汰換與維修成本。

三、於換刀臂(1)之通孔(13)與推抵件(3)之連桿(32)之間設有密封環(17)，可防止加工剩屑或液體進入換刀臂(1)中，而影響換刀臂(1)與推抵件(3)的動作效果與順暢性。

以上所述，僅為本發明之較佳實施方式，意在明確本發明特徵，並非用以限定本發明實施之範圍。凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所為之簡易等效變化與修飾，應仍屬本發明專利所涵蓋之範圍。

本發明：

1．．．換刀臂

10．．．扣刀口

11．．．容室

12．．．開槽

13．．．通孔

14．．．結合銷

15．．．擋塊

16．．．抵止部

17．．．密封環

18．．．蓋板

2．．．頂掣塊

20．．．頂桿

21．．．第一彈性元件

22．．．凸部

23．．．導引槽

22a．．．解鎖端

22b．．．閉鎖端

24．．．銷桿

3．．．推抵件

30．．．滑座

300．．．容置槽

301．．．抵接突部

302．．．耳部

31．．．頂塊

32．．．連桿

33．．．第二彈性元件

4．．．機座

40．．．刀臂轉軸

41．．．抵板

410．．．定位孔

5．．．接刀桿

習知：

6．．．機座

60．．．刀臂轉軸

61．．．抵板

7．．．換刀臂

70．．．容室

71．．．扣刀口

72．．．開槽

8．．．推抵件

80．．．彈性元件

9．．．頂掣件

90．．．彈性元件

第一圖：本發明較佳實施例之立體局部剖視示意圖；

第二圖：本發明較佳實施例之組設示意圖；

第三圖：本發明較佳實施例預備扣刀時的剖視示意圖；

第四圖：本發明較佳實施例扣刀後的剖視示意圖；

第五圖：習知創作之示意圖。