TWI424899B - 鏈式刀庫導刀機構（三） - Google Patents

鏈式刀庫導刀機構（三） Download PDF

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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
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Description

鏈式刀庫導刀機構(三)
本發明係關於一種鏈式刀庫導刀機構；尤指一種使鏈式刀庫之刀套在換刀位置時能與加工主軸形成平行狀，可據以簡化換刀流程與節省換刀時間的導刀機構。
目前，綜合加工機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，尚會配置有架置多種不同加工型態的切削刀具的刀庫，以供加工主軸選取並執行各種加工作業；又，為了達到換刀自動化的目的，另外會增設有換刀機構，依據預先設定的程式，而由換刀機構執行自動換刀作業。以鏈式刀庫來說，其傳動機構為一鏈條鏈輪組，其切削刀具一端係設有刀柄，以插置於刀套內，各刀套再分別架置定位於刀庫的鏈條鏈輪組上，由鏈條依序帶動至換刀位置，以利換刀機構進行換刀作業。
然而傳統鏈條定位裝置的結構較為複雜，且製作上相當不易，導致製作與組裝成本大幅提高；另外，換刀臂的系統需要遷就傳統鏈條定位裝置的結構，因此亦造成換刀臂系統製造成本過於高昂。
為解決前述問題，有業內人士開發如公告號為497521號的「換刀庫的刀套定位裝置」的新型專利申請，其能解決結構過於複雜的問題與不便。但在考慮整個加工機具的空間運用下，前述鏈式刀庫不論是傳統的定位裝置或前述的定位裝置，其中刀套與加工主軸的軸線大致是呈垂直交錯狀，因此換刀裝置的設計上，必須先以前進、後退等動作將刀柄(刀柄上鎖固有加工刀具)由刀套中拔出，經過變換角度後，再旋轉插掣於加工主軸的錐孔內，如此將增加換刀裝置的動作過程，浪費換刀時間，進而影響到加工效率，其結構也更為複雜，無形間增加製造與組裝的成本，同時也增加損壞維修的機率。
有鑑於此，本案申請人先前即有提出『鏈式刀庫導刀機構』一案，該案業經審查後已獲准專利號數I322744號之發明專利。其內容主要係在揭露一種透過曲柄結構而帶動一推轉單元，藉以進行換刀動作。惟申請人仍本著精益求精之研究精神，希望能夠研發出可透過其他更為高效率的方式，執行換刀動作的裝置，以期能更為簡化換刀流程與節省換刀時間，進而延伸出本案的發明創作。
本發明之主要目的，乃在提供一種鏈式刀庫導刀機構(三)，使鏈式刀庫之刀套在換刀位置時，刀套之軸線能與加工主軸之軸線呈平行狀，俾在不影響加工機具之結構與空間，節省換刀時間及簡化換刀流程。
依據前述目的，本發明所述鏈式刀庫導刀機構(三)主要包含：一設於鏈式刀庫內的環狀輸送帶，所述環狀輸送帶是由二個以上之鏈節單元連結而成，所述鏈節單元係包含：一鏈框，所述鏈框具有一立板以及垂直鄰接立板之上、下邊緣的二第一側板與垂直鄰接立板二側邊緣的二第二側板，第一側板上設有可供設置一刀套的容置孔及一樞接孔；及一設於鏈框上的旋轉軸件，其包含有：一固設於鏈框之立板外側的固定板，固定板上設有一與樞孔位於同一軸線且連通的軸孔；一設於固定板朝向立板一側而置於樞孔內側的連接件，連接件朝向固定板一側的中心，設有一突軸部，突軸部之軸心處設有一定位突塊；以及一設於固定板異於立板一側的旋轉件，旋轉件於朝向固定板一側的中心，設有一可對應容置定位突塊的定位孔，旋轉件上並設有可對應鏈框之樞接孔的樞接長孔，可供一樞接桿穿置而串接相鄰的鏈節單元。所述鏈節單元與相鄰之鏈節單元間係藉由一軸接杆穿設其旋轉軸件，形成可軸轉之樞接態樣。
一推轉單元，係設在刀庫的換刀位置，所述推轉單元包含：一座體；一設於座體上而可擺轉的轉動單元；一設於座體上連動單元，所述連動單元設有一定位於座體上的定位板，於定位板上設有一基板，所述基板上設有一導軌，導軌上設有一滑座，滑座並固設一連動板，所述連動板係透過一連桿分別樞接於連動板及轉動單元，使連動單元與轉動單元間形成連動關係；及一設於定位板上的驅動源，驅動源一端設有一驅動桿，驅動桿末端係延伸而鎖固於連動板。
當鏈節單元的鏈框移至換刀位置，得藉由推轉單元轉動單元夾設鏈框，透過驅動桿之伸縮動作，以牽動連動板沿著導軌升降，配合連桿牽引轉動單元形成推轉動作，使鏈節單元得相對於相鄰之鏈節單元而旋轉，以改變其刀套的軸線角度，據以簡化換刀流程與節省換刀時間。
為使　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，並配合圖式說明如後。
請參閱第一圖，其係揭示本發明較佳實施例之立體示意圖。
本發明鏈式刀庫導刀機構(三)，係配置在一鏈式刀庫(5)上。所述導刀機構主要包含：由兩個以上鏈節單元(1a)相互連結構成的環狀輸送帶(1)，以及用以推轉鏈節單元(1a)變換角度的推轉單元(3)，其中，鏈節單元(1a)係供設置用以存放加工機之刀具的刀套(2)者。所述鏈式刀庫(5)內部設有一可容置環狀輸送帶(1)的容置空間(50)，鏈式刀庫(5)側邊預設有一換刀位置(51)，於換刀位置(51)處，則設置有一可裝卸、更換所述鏈節單元(1a)之刀套(2)的換刀臂(52)。
續請參閱第二圖至第四圖。其中，第二圖係揭示所述鏈節單元相互連結的示意圖；第三圖係揭示鏈節單元的分解示意圖；第四圖係揭示鏈節單元的剖面示意圖。
所述鏈節單元(1a)主要包含：一鏈框(10)及一旋轉軸件。
所述鏈框(10)具有一立板(100)以及垂直鄰接於立板(100)之上、下邊緣的二第一側板(101)與垂直鄰接於立板(100)二側邊緣的二第二側板(102)(以圖式之相對位置)，且第一側板(101)係鄰接第二側板(102)者。所述立板(100)上開設有一樞孔(103)，於樞孔(103)周緣，並設有可供組設的貫孔(104)；所述二第一側板(101)分別開設有上下對應的容置孔(105)，藉以容置刀套(2)，二第一側板(101)異於立板(100)之端緣中央處，則係開設有相對應的樞接孔(106)。
所述旋轉軸件係設置於鏈框(10)之樞孔(103)處，其並包含有一固定板(11)、一呈圓盤狀的連接件(12)及一旋轉件(13)。
所述固定板(11)係設於立板(100)外側面，固定板(11)上開設有一與樞孔(103)位於同一軸線且連通的軸孔(110)，於軸孔(110)周緣，並設有與貫孔(104)對應而可供組設的鎖固孔(111)，配合鎖固件(15)，可將固定板(11)鎖固至鏈框(10)之立板(100)外側面。
所述連接件(12)係位於固定板(11)朝向立板(100)一側而置於立板(100)的樞孔(103)內側，連接件(12)朝向固定板(11)一側的中心，係成形出一可伸置於軸孔(110)的突軸部(120)，突軸部(120)之軸心處並成形一定位突塊(121)，於定位突塊(121)周緣，係設有可供組設的鎖固孔(122)。
所述旋轉件(13)係位於固定板(11)異於鏈框(10)的一側，旋轉件(13)於朝向固定板(11)一側的中心，設有一可對應容置連接件(12)之定位突塊(121)的定位孔(130)，於定位孔(130)周緣，係設有與鎖固孔(122)對應而可供組設的螺孔(131)，配合鎖固件(16)，可經由鏈框(10)內側將連接件(12)鎖固至旋轉件(13)上，俾使旋轉件(13)得透過連接件(12)而相對於鏈框(10)軸轉；又，所述旋轉件(13)上，係設有一呈徑向貫設且對應鏈框(10)之樞接孔(106)的樞接長孔(132)，可供一樞接桿(14)穿置，進而串接相鄰的鏈節單元(1a)；其中，所述樞接長孔(132)的軸線，係垂直於鏈節單元(1a)所構成之環狀輸送帶(1)的移動方向。據此，可令任意相鄰的鏈節單元(1a)能夠產生相對軸轉，藉此變換刀套(2)的軸線角度。
請參閱第五圖至第六圖。其中，第五圖係揭示所述推轉單元的示意圖；第六圖係揭示推轉單元的分解示意圖。
所述推轉單元(3)主要包含：一座體(30)、一連動單元(31)、一轉動單元(32)及一用以驅動推轉單元(3)的驅動源(33)。
所述驅動源(33)泛指各種可由控制系統達到動力輸出與功能性動作的裝置，例如油、汽壓缸、電磁閥、馬達等裝置，驅動源(33)一端係延伸有一驅動桿(330)。
所述座體(30)係在預設位置成形出一呈圓弧狀的滑動槽(300)，於滑動槽(300)外側並設有一向內延伸成形的導引軌(301)，於座體(30)側邊，成形有可供接設至鏈式刀庫(5)上的鎖固座(302)。又座體(30)於朝向鎖固座(302)一側，係設置有一限位側板(303)。
所述連動單元(31)係設有一定位板(310)，所述定位板(310)係位於限位側板(303)頂緣，於定位板(310)側面設有一隔板(311)，隔板(311)上開設有一通口(319)，所述隔板(311)係供鎖設一驅動源(33)，驅動源(33)之驅動桿(330)則係穿過通口(319)；以及一臨於隔板(311)邊緣的基板(312)，所述基板(312)係同時固接於定位板(310)與限位側板(303)一側，基板(312)上開設有一沿長軸向延伸的軌槽(313)，以供固設一導軌(314)。導軌(314)上係設有一滑座(315)，滑座(315)係可滑設於導軌(314)上，於滑座(315)上並固設有一連動板(316)，連動板(316)一邊係沿導軌(314)方向開設有一固定孔(317)，以供驅動源(33)穿過通口(319)的驅動桿(330)鎖固，達到連動板(316)與驅動桿(330)同步作動之目的；連動板(316)相異一邊則開設有一軸向垂直於固定孔(317)的第一結合孔(318)，以供一第一結合銷(342)樞設。
所述轉動單元(32)係設置在座體(30)的一側，其具有一呈特定弧形態樣的本體，轉動單元(32)的外緣表面上，開設有一對應容設限位側板(303)端緣形狀的限位槽(320)，可與限位側板(303)之端緣相互套設、限位及滑動，藉以避免轉動單元(32)滑動時發生偏擺，也具有將轉動單元(32)夾合在座體(30)間之功效。同時，在限位槽(320)與座體(30)間的外緣表面上，係成形有可置於座體(30)之滑動槽(300)的滑動部(321)，以及可容置座體(30)之導引軌(301)的導引槽(322)，可藉以提供轉動單元(32)滑動的方向性及提升滑動之穩定性。另於轉動單元(32)內緣，係成形出數個呈預設起伏狀的貼抵部(323)。轉動單元(32)於相異座體(30)的一側，係固接有一連結側板(324)，所述連結側板(324)之外型係對應於轉動單元(32)，連結側板(324)於朝向轉動單元(32)一側，並開設有一第二結合孔(325)供一第二結合銷(343)樞接。
又，連動單元(31)與轉動單元(32)間係設有一連桿(34)，連桿(34)兩端，分別開設有第一樞孔(340)與第二樞孔(341)，俾能藉由第一結合銷(342)與第二結合銷(343)分別樞接至連動板(316)之第一結合孔(318)，以及連結側板(324)之第二結合孔(325)，使連動單元(31)與轉動單元(32)間形成連動關係。
據由驅動桿(330)之伸縮位移動作，可用以牽動連動單元(31)之連動板(316)沿著導軌(314)升降，同時透過連桿(34)牽引與轉動單元(32)固接的連結側板(324)，進而驅使轉動單元(32)沿著座體(30)之滑動槽(300)形成弧線般的推轉動作。
此外，驅動桿(330)與固定孔(317)間可夾設一板材之感應片(35)，配合設於推轉單元(3)預設位置的極限感測器(圖中未示)，俾能增加驅動桿(330)動作的精確性。
前開揭露本發明較佳實施例的各部結構組成特徵，嗣介紹本發明之使用特點：請參閱第七圖至第八圖，同時配合第一圖至第四圖所示。其中，第七圖係揭示所述導刀機構動作前的立體示意圖；第八圖係揭示所述導刀機構動作後的立體示意圖。
實施時，導刀機構係固接在鏈式刀庫(5)的換刀位置(50)處。
當欲更換刀具的鏈節單元(1a)移至鏈式刀庫(5)的換刀位置(50)時，利用轉動單元(32)之貼抵部(323)以貼合夾掣該鏈節單元(1a)的鏈框(10)，再藉由驅動源(33)驅動連動單元(31)，透過連動板(316)沿著導軌(314)之升降動作，以牽引轉動單元(32)相對於座體(30)形成弧線狀的推轉動作；同時，鏈節單元(1a)之鏈框(10)可藉由其連接件(12)及旋轉件(13)與相鄰之鏈節單元(1b)的旋轉件(13b)與連接件(12b)之連動關係，形成可自由軸轉之態樣，使所述鏈節單元(1a)能夠受到推轉單元(3)的轉動單元(32)作用而擺轉，俾改變鏈節單元(1a)之刀套(2)的軸線角度，進而使刀套(2)與加工機的加工主軸(4)平行，以利快速更換刀具。
綜上所述，本發明係藉由滑軌式的連動單元(31)驅使轉動單元(32)推轉，進而達到更換刀具的功效，而根據前揭設計，不但更換動作順暢無誤，並能簡化更換刀具的流程，進而節省換刀所耗費的時間，提高加工效率；同時，本發明可進一步簡化換刀裝置的結構，達到降低製作、組裝與維修成本的效果。
以上所述說明，僅為本發明的較佳實施方式而已，意在明確本發明的特徵，並非用以限定本發明實施例的範圍，本技術領域內的一般技術人員根據本發明所作的均等變化，以及本領域內技術人員熟知的改變，仍應屬本發明涵蓋的範圍。
1．．．環狀輸送帶
1a、1b．．．鏈節單元
10．．．鏈框
100．．．立板
101．．．第一側板
102．．．第二側板
103．．．樞孔
104．．．貫孔
105．．．容置孔
106．．．樞接孔
11．．．固定板
110．．．軸孔
111．．．鎖固孔
12、12b．．．連接件
120．．．突軸部
121．．．定位突塊
122．．．鎖固孔
13、13b．．．旋轉件
130．．．定位孔
131．．．螺孔
132．．．樞接長孔
15．．．鎖固件
16．．．鎖固件
2．．．刀套
3．．．推轉單元
30．．．座體
300．．．滑動槽
301．．．導引軌
302．．．鎖固座
303．．．限位側板
31．．．連動單元
310．．．定位板
311．．．隔板
312．．．基板
313．．．軌槽
314．．．導軌
315．．．滑座
316．．．連動板
317．．．固定孔
318．．．結合孔
319．．．通口
32．．．轉動單元
320．．．限位槽
321．．．滑動部
322．．．導引槽
323．．．貼抵部
324．．．連結側板
325．．．第二結合孔
33．．．驅動源
330．．．驅動桿
34．．．連桿
340．．．第一樞孔
341．．．第二樞孔
342．．．第一結合銷
343．．．第二結合銷
35．．．感應片
4．．．加工主軸
5．．．鏈式刀庫
50．．．容置空間
51．．．換刀位置
52．．．換刀臂
第一圖：本發明較佳實施例立體之立體示意圖；
第二圖：本發明之鏈節單元相互連結的示意圖；
第三圖：本發明之鏈節單元的分解示意圖；
第四圖：本發明之鏈節單元的剖面示意圖；
第五圖：本發明之推轉單元的示意圖；
第六圖：本發明之推轉單元的分解示意圖；
第七圖：本發明之導刀機構動作前的立體示意圖；
第八圖：本發明之導刀機構動作後的立體示意圖。
1．．．環狀輸送帶
2．．．刀套
3．．．推轉單元
4．．．加工主軸
5．．．鏈式刀庫
50．．．容置空間
51．．．換刀位置
52．．．換刀臂

Claims (4)

  1. 一種鏈式刀庫導刀機構，主要包含：一設於鏈式刀庫內的環狀輸送帶，所述環狀輸送帶是由二個以上之鏈節單元連結而成，所述鏈節單元係包含：一鏈框，所述鏈框具有一立板以及垂直鄰接立板之上、下邊緣的二第一側板與垂直鄰接立板二側邊緣的二第二側板，第一側板上設有可供設置一刀套的容置孔及一樞接孔；及一設於鏈框上的旋轉軸件；所述鏈節單元與相鄰之鏈節單元間係藉由一軸接杆穿設其旋轉軸件，形成可軸轉之樞接態樣；一推轉單元，係設在刀庫的換刀位置，所述推轉單元包含：一座體；一設於座體上而可擺轉的轉動單元；一設於座體上連動單元，所述連動單元設有一定位於座體上的定位板，於定位板上設有一基板，所述基板上設有一導軌，導軌上設有一滑座，滑座並固設一連動板，所述連動板係透過一連桿分別樞接於連動板及轉動單元，使連動單元與轉動單元間形成連動關係；及一設於定位板上的驅動源，驅動源一端設有一驅動桿，驅動桿末端係延伸而鎖固於連動板；當鏈節單元的鏈框移至換刀位置，推轉單元得以轉動單元夾設鏈框，藉由驅動桿之伸縮動作，以牽動連動板沿著導軌升降，透過連桿牽引轉動單元形成推轉動作，使鏈節單元得相對於相鄰之鏈節單元而旋轉，以改變其刀套的軸線角度。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述鏈式刀庫導刀機構，其中，所述旋轉軸件主要包含： 一固設於鏈框之立板外側的固定板，固定板上設有一與樞孔位於同一軸線且連通的軸孔；一設於固定板朝向立板一側而置於樞孔內側的連接件，連接件朝向固定板一側的中心，設有一突軸部，突軸部之軸心處設有一定位突塊；以及一設於固定板異於立板一側的旋轉件，旋轉件於朝向固定板一側的中心，設有一可對應容置定位突塊的定位孔，旋轉件上並設有可對應鏈框之樞接孔的樞接長孔，可供一樞接桿穿置而串接相鄰的鏈節單元。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述鏈式刀庫導刀機構，其中，所述座體上設有一滑動槽與一導引軌；所述轉動單元上設有一可容置於所述導引軌的導引槽與一置於所述滑動槽的滑動部。
  4. 依據申請專利範圍第2項所述鏈式刀庫導刀機構，其中，所述驅動桿末端，設有一板材之感應片。
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