TWI403384B - 加工刀具換刀位置之控制定位裝置 - Google Patents

Description

加工刀具換刀位置之控制定位裝置

本發明係提供一種可使刀庫內欲選取之加工刀具更加準確定位於換刀裝置，達到有效提昇定位精度之加工刀具換刀位置之控制定位裝置。

按，綜合加工機係可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，另外還配置有架置多種不同加工型態刀具之刀庫以及與刀庫搭配之換刀裝置，而依據預先設定之程式由換刀裝置執行自動換刀作業，以供加工主軸選取並執行各種加工作業。

請參閱第1圖所示，其係為本國第M274195號新型專利案，該鏈式刀庫1係於機體10內設有一主驅動輪11及複數個導輪12、13、14，並於主驅動輪11及複數個導輪12、13、14之環側上環列有複數個可供架置加工刀具之刀套15，各刀套15則接續連結於鏈條16上，而於主驅動輪11轉動時，可由帶動刀套15列轉移動，另於刀庫1之機體10外側設有換刀位置17，於該換刀位置17搭配設置有換刀裝置，進而可由主驅動輪11帶動所欲選取之加工刀具列轉移動至換刀位置17，以供進行換刀作業；其中，主驅動輪11的驅動源18係包括有蝸桿蝸輪組、大小齒輪配合之減速機、伺服馬達以及連結裝設於伺服馬達轉軸後端之解碼器，其控制方式係當程式完成設定所欲選取之加工刀具時，控制器將會命令伺服馬達轉動，進而經由主驅動輪11帶動刀套15列轉移動，當伺服馬達後端之解碼器感測轉動至設定的位置時，解碼器即將訊號傳輸至控制器，由控制器命令伺服馬達停止轉動，此時架置有加工刀具之刀套15即列轉移動至換刀位置17定位，以準備進行換刀作業；然而，該加工刀具列轉移動至換刀位置17的控制定位感測方式有如下之缺弊：

1‧其控制定位感測方式，係以伺服馬達後端的解碼器感測伺服馬達的轉動量，而伺服馬達的轉動量又透過減速機傳動至蝸桿蝸輪組，蝸桿蝸輪組再帶動主驅動輪11轉動，以將伺服馬達的轉動量轉換反應成刀套15列轉移動的位移量，因此伺服馬達後端解碼器的控制定位感測，將會受到伺服馬達、減速機、蝸桿蝸輪組及主驅動輪11等傳動機構的影響，亦即如果傳動機構無法準確有效的將伺服馬達的轉動量轉換反應成刀套15列轉移動之位移量時，解碼器的控制定位感測將無法使刀套15即時準確列轉定位於換刀位置17，因此伺服馬達、減速機、蝸桿蝸輪組及主驅動輪11等傳動機構必須具有較高的加工精度，以避免產生過大的累積誤差，而造成伺服馬達無法將加工刀具準確定位於換刀位置17的情形。

2.伺服馬達、減速機、蝸桿蝸輪組及主驅動輪11等傳動機構所產生的累積誤差雖可以程式補償的方式予以校準，但當長期使用後，過多機構間傳動所造成的損耗，勢必更加無法將伺服馬達的轉動量真實反應到刀套15列轉移動的位移量，相對的造成解碼器的控制定位感測無法使加工刀具準確定位於換刀位置17的情形。

有鑑於此，本發明人遂以其多年從事相關行業的研發與製作經驗，針對目前所面臨之問題深入研究，經過長期努力之研究與試作，終究研創出一種可有效提昇定位精度之控制定位裝置，並藉以大幅改善習式之缺弊，此即為本發明之設計宗旨。

本發明之目的一，係提供一種加工刀具換刀位置之控制定位裝置，其係於刀套列轉移動路徑之刀庫機體上，設有一可由刀套列轉帶動之從動輪，該從動輪之轉軸後端並連結一解碼器(encoder)，而使刀套列轉的位移量直接轉換成從動輪的轉動量，並經由從動輪後端解碼器的感測，將加工刀具的位置訊號傳輸至控制器，再由控制器直接控制主驅動輪之伺服馬達作動；藉此，本發明加工刀具換刀位置之控制定位感測，由於係直接取自於刀套列轉的位移量，而非感測伺服馬達的轉動量，因此不會受到主驅動輪傳動機構的影響，進而主驅動輪傳動機構如減速機、蝸桿蝸輪組等之加工精度可不需有過高之要求，此即可有效降低設備的成本，且達成有效確保定位精度之目的。

本發明之目的二，係提供一種加工刀具換刀位置之控制定位裝置，由於本發明加工刀具換刀位置之控制定位感測係直接取自於刀套列轉的位移量，而非感測伺服馬達的轉動量，因此不會受到主驅動輪傳動機構的影響，即便主驅動輪傳動機構因長期使用造成損耗時，其所產生的誤差亦不會影響本發明之控制定位感測，進而達成有效確保定位精度之目的。

為使　貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如后：請參閱第2圖，本發明係於刀庫之機體20內設有一主驅動輪21及複數個導輪22、23、24，主驅動輪21的驅動源係於機體20上裝設有伺服馬達211，伺服馬達211連動於蝸桿蝸輪組212，蝸桿蝸輪組212再連動減速機213，而帶動主驅動輪21轉動，於本實施例中，主驅動輪21係為一主驅動鏈輪，其並於輪面環側依分度間隔開設有複數個環槽214，複數個架置有加工刀具27之刀套25，其外徑係相同於主驅動輪21之環槽214大小，各刀套25並以鏈條252接續連結，再環列於主驅動輪21及複數個導輪22、23、24之環側上，使得當伺服馬達211轉動經由蝸桿蝸輪組212、減速機213而帶動主驅動輪21轉動時，主驅動輪21輪面上之環槽214將會套合推移刀套25，而帶動刀套25列轉移動，另於刀庫之機體20外側設有換刀位置26，於該換刀位置26搭配設置有換刀裝置，以供欲選取之加工刀具27列轉移動至換刀位置時，進行換刀作業，由於換刀裝置為習知技術，且非為本發明之訴求重點，因此不予贅述。

請參閱第2、3圖，本發明主要係於刀套列轉移動路徑之刀庫機體20上設有一從動輪28，於本實施例中，該從動輪28係設於機體20上相對換刀位置26處，且為一可自由轉動之從動鏈輪，其並於輪面環側依分度間隔開設有複數個環槽281，且該環槽281大小亦相同於刀套25之外徑，使得當刀套25帶動其上之加工刀具27列轉移動時，經由刀套25套合推轉環槽281，而可帶動從動輪28轉動；本發明加工刀具換刀位置之控制定位感測，係於該從動輪28之轉軸282後端連結解碼器29(encoder)，該解碼器29並電性連結至控制器，利用解碼器29可感測從動輪28之轉動量，而將架置有加工刀具27之刀套25的列轉位移量，透過從動輪28的轉換，將刀套25的位置訊號傳輸至控制器，由控制器直接控制主驅動輪21之伺服馬達211作動。

請參閱第4圖，本發明當程式完成設定所欲選取之加工刀具271時，控制器將會命令伺服馬達211轉動，而由主驅動輪21帶動架置有加工刀具27之刀套25列轉移動，刀套25列轉移動亦同時推轉從動輪28轉動，當架置有欲選取加工刀具271之刀套251推轉從動輪28轉動至預定角度位置時(即加工刀具271列轉移動至換刀位置26)，從動輪28後端連結之解碼器即將感測訊號傳輸至控制器，由控制器直接控制主驅動輪21之伺服馬達211停止作動，而使架置有加工刀具271之刀套251定位於換刀位置26。由於本發明加工刀具換刀位置之控制定位感測，係直接取自於刀套25列轉的位移量，再透過從動輪28的轉換後，由後端連結之解碼器將感測訊號傳輸至控制器，因此可更加有效確保加工刀具271準確定位於換刀位置26；其不同於習式以感測伺服馬達轉動量的方式，故不會受到主驅動輪之傳動機構的影響，而影響本發明之控制定位感測的精度，從而主驅動輪之傳動機構如減速機、蝸桿蝸輪組等之加工精度可不需有過高之要求，此即可有效降低設備的成本，或傳動機構於長期使用造成損耗時，其所產生的誤差亦不會影響本發明之控制定位感測之精度。

請參閱第5圖，本發明之另一實施例，係將從動輪28裝設於刀庫機體20上近換刀位置26處，相同的當主驅動輪21帶動架置有加工刀具27之刀套25列轉移動時，刀套25列轉移動亦同時推轉該從動輪28轉動，當從動輪28轉動至預定角度位置時(即對應之加工刀具列轉移動至換刀位置26)，從動輪28後端連結之解碼器即將感測訊號傳輸至控制器，由控制器直接控制主驅動輪21之伺服馬達211停止作動，而使架置有加工刀具27之刀套25定位於換刀位置26。

據此，本發明不僅可更加有效確保加工刀具準確定位於換刀位置，且其定位感測不會受到主驅動輪之傳動機構的影響，而可有效降低設備的成本，實為一深具實用性及進步性之設計，然未見有相同之產品及刊物公開，從而允符發明專利申請要件，爰依法提出申請。

習式部份：

1‧‧‧鏈式刀庫

10‧‧‧機體

11‧‧‧主驅動輪

12‧‧‧導輪

13‧‧‧導輪

14‧‧‧導輪

15‧‧‧刀套

16‧‧‧鏈條

17‧‧‧換刀位置

18‧‧‧驅動源

本發明部份：

20‧‧‧機體

21‧‧‧主驅動輪

211‧‧‧伺服馬達

212‧‧‧蝸桿蝸輪組

213‧‧‧減速機

214‧‧‧環槽

22．．．導輪

23．．．導輪

24．．．導輪

25．．．刀套

251．．．刀套

252．．．鏈條

26．．．換刀位置

27．．．加工刀具

271．．．加工刀具

28．．．從動輪

281．．．環槽

282．．．轉軸

29．．．解碼器

第1圖：第M274195號新型專利案之示意圖。

第2圖：本發明刀庫之示意圖。

第3圖：本發明從動輪之示意圖。

第4圖：本發明之動作示意圖。

第5圖：本發明另一實施例之示意圖。

21‧‧‧主驅動輪

211‧‧‧伺服馬達

25‧‧‧刀套

251‧‧‧刀套

26‧‧‧換刀位置

27‧‧‧加工刀具

271‧‧‧加工刀具

28‧‧‧從動輪

Claims (7)

1. 一種加工刀具換刀位置之控制定位裝置，其係於刀庫之機體內設有一由驅動源驅動之主驅動輪及複數個導輪，複數個架置有加工刀具之刀套係環列於主驅動輪及複數個導輪之環側上，於主驅動輪轉動時，可帶動環列之刀套列轉移動，另於刀庫之機體外側設有換刀位置，於該換刀位置搭配設置有換刀裝置，以供欲選取之加工刀具列轉移動至換刀位置時，進行換刀作業，其主要特徵為：於刀套列轉移動路徑之刀庫機體上設有可由刀套列轉帶動之從動輪，該從動輪之轉軸後端連結有解碼器，解碼器並電性連結至控制器；藉此，利用解碼器感測從動輪之轉動量，而將刀套的位置訊號傳輸至控制器，由控制器控制主驅動輪作動。
2. 依申請專利範圍第1項所述之加工刀具換刀位置之控制定位裝置，其中，該主驅動輪之驅動源係於機體上裝設有伺服馬達，伺服馬達連動於蝸桿蝸輪組，蝸桿蝸輪組再連動減速機，而帶動主驅動輪轉動。
3. 依申請專利範圍第1項所述之加工刀具換刀位置之控制定位裝置，其中，該主驅動輪係為一主驅動鏈輪，其並於輪面環側依分度間隔開設有複數個環槽，並使該環槽大小相同於刀套之外徑，於主驅動輪轉動時，由輪面上之環槽套合推移刀套，而帶動刀套列轉移動。
4. 依申請專利範圍第1項所述之加工刀具換刀位置之控制定位裝置，其中，該複數個架置有加工刀具之刀套係以鏈條接續連結，再環列於主驅動輪及複數個導輪之環側上。
5. 依申請專利範圍第1項所述之加工刀具換刀位置之控制定位裝置，其中，該從動輪係為一可自由轉動之從動鏈輪，其並於輪面環側依分度間隔開設有複數個環槽，且使環槽大小相同於刀套之外徑，於刀套列轉移動時，經由刀套套合推轉環槽，而帶動從動輪轉動。
6. 依申請專利範圍第1項所述之加工刀具換刀位置之控制定位裝置，其中，該從動輪係設於刀套列轉移動路徑中相對換刀位置處之刀庫機體上。
7. 依申請專利範圍第1項所述之加工刀具換刀位置之控制定位裝置，其中，該從動輪係設於刀套列轉移動路徑中近換刀位置處之刀庫機體上。