TWI586478B

TWI586478B - Protective door opening and closing device of machine tool

Info

Publication number: TWI586478B
Application number: TW104127360A
Authority: TW
Inventors: Jian-Jie Liao
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2017-06-11
Also published as: TW201707844A

Description

工具機之防護門啟閉裝置

本發明尤指其提一種可使防護門之門板搭配換刀裝置的往復位移動作而樞轉啟、閉，以有效降低換刀作業的時間及確保平順換刀之工具機之防護門啟閉裝置。

按，一般工具機係配置有刀庫及換刀機構，而由換刀機構於刀庫與加工主軸間執行換刀作業，另為防止加工過程中所產生之碎屑及切削液等噴濺至刀庫及換刀機構上，其係於加工主軸與刀庫及換刀機構間裝設可控制啟、閉之防護門，而於加工時，即可控制關閉防護門，以阻隔加工過程中噴濺之碎屑或切削液，另當換刀機構執行換刀作業時，則控制開啟防護門，並使換刀機構位移至加工主軸處執行換刀作業。

坊間習知工具機之防護門的啟、閉方式，一般係於防護門連結驅動源(如壓缸)，以供驅動防護門作啟、閉動作，而於換刀機構執行換刀作業時，即先控制驅動源驅動防護門開啟，接著使換刀機構位移至換刀位置，以執行加工主軸的換刀作業，而將預設之刀具插置於加工主軸上；當換刀作業完成後，再使換刀機構位移復位，並控制驅動源驅動防護門關閉，工具機之加工主軸即可進行加工作業；惟，該防護門之啟閉方式，其雖可達到阻隔碎屑或切削液之目的，卻由於必須另加裝驅動防護門作啟、閉動作之驅動源，其除了提高製作成本外，更為了搭配換刀機構機構之位移動作，而必須另控制驅動源驅動防護門啟閉之時間，然而為了確保防護門的啟、閉動作與換刀機構位移動作不會有任何的干涉產生，而必須等待防護門確實完成開啟後，再使換刀機構開始位移至換刀位置，當換刀機構完成換刀後，相同的也必須等待換刀機構確實完成位移復位後，才可驅動防護門開始關閉，進而在時序控制上徒增許多的等待時間，嚴重影響換刀作業的時間。

為解決上述防護門啟、閉方式的缺弊，坊間業者即研發一種工具機之防護門啟閉裝置；請參閱第1、2圖所示，係習知工具機之防護門啟閉方式，其係於工具機上設有加工主軸10，並配置可為刀臂式或無臂式之換刀裝置，以刀臂式之換刀裝置11為例，該換刀裝置11係設有刀庫111及換刀機構112，並以一驅動源113驅動該換刀機構112位移至刀庫111及加工主軸10的換刀位置，以執行加工主軸10之換刀作業，另於該加工主軸10與換刀機構112間設有防護門12，該防護門12係於一框架121內樞設有門板122，並以一彈性元件123拉引該門板122，使該該門板122樞轉關閉，於該換刀機構112上則連結設有同動位移之推移板13，而以該驅動源113驅動該換刀機構112位移至加工主軸10的換刀位置時，即以該推移板13直接推撞該防護門12之門板122，使該防護門12之門板122樞轉開啟，而令換刀機構112於加工主軸10的換刀位置執行換刀作業；當完成換刀作業後，接著驅動該換刀機構112及推移板13反向位移復位，而利用彈性元件123拉引該門板122樞轉關閉，以阻隔加工過程中噴濺之碎屑或切削液；惟，該防護門啟、閉方式雖無須加裝驅動防護門12之門板122啟閉之驅動源，卻於使用上仍有如下之缺弊：

1．其係利用推移板13直接推撞該防護門12之門板122，使防護門12之門板122樞轉開啟，由於該防護門12之門板 122係具有重量，且受到彈性元件123之彈力拉引，因此，當推移板13推撞該防護門12之門板122時，該防護門12之門板122不僅會阻礙換刀機構112的位移動作，而使換刀機構112無法平順的位移，且極易於推移板13及防護門12之門板122產生相互撞擊的振動及噪音，進而影響換刀作業的平順度。

2．為了縮短換刀作業的時間，一般係會驅動換刀機構112快速的位移，卻使得推移板13與防護門12之門板122間撞擊的力量加大，而易造成推移板13與防護門12之門板122損傷，進而降低使用壽命。

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，終究研創出一種工具機之防護門啟閉裝置，以有效改善先前技術之缺點，此即為本發明之設計宗旨。

本發明之目的一，係提供一種工具機之防護門啟閉裝置，其係於工具機之加工主軸與換刀裝置間裝設具至少一門板之防護門，並以一驅動源驅動該換刀裝置作直向往復位移，使該換刀裝置通過防護門之門板而位移至換刀位置，以執行換刀作業；其中，該防護門之門板與換刀裝置間係設有至少一連動組，該連動組係於該防護門之門板固設有具導槽之導板，該導板之導槽並具有直向延伸之緩衝段及橫向延伸之推移段，於該換刀裝置上則連結設有直向同動位移之連桿，並於該連桿上設有滑設於該導板之導槽內的導移件，當驅動該換刀裝置作直向往復位移時，即以該連桿上之導移件於導板之導槽內往復滑移，而導引帶動該防護門之門板樞轉啟、閉；藉此，利用防護門之門板與換刀裝置間之連動組，即可使該防護門之門板搭配換刀裝置的往復位移動作而樞轉啟、閉，其不僅而無須加裝驅動防護門之門板啟閉之驅動源，且於時序控制上可節省許多的等待時間，進而達到有效降低製作成本及換刀作業的時間。

本發明之目的二，係提供一種工具機之防護門啟閉裝置，其中，該驅動源於驅動該換刀裝置作直向往復位移時，其係利用該連桿上之導移件於導板之導槽的緩衝段及推移段內往復滑移，而可平順的導引帶動該防護門之門板，使該防護門之門板搭配換刀裝置的往復位移動作而樞轉啟、閉，進而達到確保平順換刀之實用目的。

本發明之目的三，係提供一種工具機之防護門啟閉裝置，其中，該驅動源於驅動該換刀裝置作直向往復位移時，其係利用該連桿上之導移件於導板之導槽的緩衝段及推移段內往復滑移，而可平順的導引帶動該防護門之門板樞轉啟、閉，以避免產生零組件相互撞擊的情況，進而達到提升使用壽命之實用目的。

習知部份：

10‧‧‧加工主軸

11‧‧‧換刀裝置

111‧‧‧刀庫

112‧‧‧換刀機構

113‧‧‧驅動源

12‧‧‧防護門

121‧‧‧框架

122‧‧‧門板

123‧‧‧彈性元件

13‧‧‧推移板

本發明部份：

20‧‧‧加工主軸

21‧‧‧板件

30‧‧‧換刀裝置

31‧‧‧機座

311‧‧‧導柱

312‧‧‧移動座

32‧‧‧刀庫

321‧‧‧置刀盤

33‧‧‧換刀機構

331‧‧‧換刀臂

34‧‧‧驅動源

40‧‧‧防護門

41‧‧‧框架

42a‧‧‧第一門板

42b‧‧‧第二門板

50a‧‧‧第一連動組

51a‧‧‧第一導板

511a‧‧‧第一導槽

5111a‧‧‧第一緩衝段

5112a‧‧‧第一推移段

52a‧‧‧第一連桿

53a‧‧‧第一導移件

50b‧‧‧第二連動組

51b‧‧‧第二導板

511b‧‧‧第二導槽

5111b‧‧‧第二緩衝段

5112b‧‧‧第二推移段

52b‧‧‧第二連桿

53b‧‧‧第二導移件

60‧‧‧加工主軸

61‧‧‧板件

70‧‧‧換刀裝置

71‧‧‧機座

711‧‧‧導柱

712‧‧‧移動座

72‧‧‧刀庫

721‧‧‧置刀盤

73‧‧‧換刀機構

731‧‧‧換刀臂

74‧‧‧驅動源

80‧‧‧防護門

81‧‧‧框架

82a‧‧‧第一門板

82b‧‧‧第二門板

90a‧‧‧第一連動組

91a‧‧‧第一導板

911a‧‧‧第一導槽

9111a‧‧‧第一緩衝段

9112a‧‧‧第一推移段

92a‧‧‧第一連桿

93a‧‧‧第一導移件

90b‧‧‧第二連動組

91b‧‧‧第二導板

911b‧‧‧第二導槽

9111b‧‧‧第二緩衝段

9112b‧‧‧第二推移段

92b‧‧‧第二連桿

93b‧‧‧第二導移件

A‧‧‧刀具

A’‧‧‧刀具

第1圖：習知工具機防護門關閉時之動作示意圖。

第2圖：習知工具機防護門開啟時之動作示意圖。

第3圖：本發明第一實施例之側視圖。

第4圖：本發明第一實施例之俯視圖。

第5圖：本發明第一實施例於加工作業時之動作示意圖(一)。

第6圖：本發明第一實施例於加工作業時之動作示意圖(二)。

第7圖：本發明第一實施例於導引帶動防護門啟、閉之動作示意圖(一)。

第8圖：本發明第一實施例於導引帶動防護門啟、閉之動作示意圖(二)。

第9圖：本發明第一實施例於導引帶動防護門啟、閉之動作示意圖(三)。

第10圖：本發明第一實施例於導引帶動防護門啟、閉之動作示意圖(四)。

第11圖：本發明第一實施例於導引帶動防護門啟、閉之動作示意圖(五)。

第12圖：本發明第二實施例實施例之側視圖。

第13圖：本發明第二實施例實施例之俯視圖。

為使貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式，詳述如后：請參閱第3、4圖所示，本發明第一實施例工具機之防護門啟閉裝置，其係於工具機上設有加工主軸20，並於該加工主軸20之側方位置以板件21圍設出一容置空間，於該容置空間內則裝設有換刀裝置，並以一驅動源驅動該換刀裝置位移至換刀位置，以執行加工主軸20之換刀作業，其中，該換刀裝置係可為無臂式或刀臂式，該無臂式之換刀裝置係僅設有刀庫，而由驅動源直接驅動換刀裝置之刀庫位移至加工主軸20的換刀位置執行換刀作業，另該刀臂式之換刀裝置則設置有刀庫及換刀機構，而由驅動源驅動換刀機構分別位移至刀庫及加工主軸20的換刀位置執行換刀作業；於本實施例中，係以一刀臂式之換刀裝置30為例，該換刀裝置30係於一機座31上架設有具置刀盤321之刀庫32，於該刀庫32之側方位置架設有二直向排列之導柱311，以供滑設一移動座312，並於該移動座312裝設具換刀臂331之換刀機構33，而使該換刀機構33可沿著二導柱311作直向往復滑移，另於該移動座312連結設有驅動源34，以驅動該移動座312及換刀機構33作直向往復位移，使該換刀機構33之換刀臂331可由預備位置位移至刀庫32之置刀盤321側方位置，以對刀庫32之置刀盤321進行置刀或取刀，或由該預備位置位移至加工主軸20的換刀位置，以執行加工主軸20之換刀作業，由於該刀庫32及換刀機構33的設計已為習知的技術，且非為本案的申請重點，故不予贅述；另於該加工主軸20與該換刀機構33間設有具至少一門板之防護門40，以阻隔加工主軸20於加工過程中噴濺之碎屑或切削液，並於該防護門40之門板與該換刀機構33間設有至少一連動組，使該防護門40之門板可搭配該換刀機構33的往復位移動作而樞轉啟、閉；於本實施例中，該防護門40係設有一框架41，該框架41之外部係連接各板件21，並於該框架41內樞設有第一門板42a及第二門板42b，於該防護門40之第一門板42a與該換刀機構33間連結設有第一連動組50a，該防護門40之第二門板42b與該換刀機構33間則連結設有第二連動組50b，其中，該第一連動組50a係於該防護門40之第一門板42a上固設有第一導板51a，並於該第一導板51a上開設有概呈L型之第一導槽511a，使該第一導板51a之第一導槽511a具有直向延伸之第一緩衝段5111a及橫向延伸之第一推移段5112a，另於該換刀機構33上連結設有直向同動位移之第一連桿52a，於該第一連桿52a上又設有可為滾輪之第一導移件53a，並使該第一導移件53a穿伸滑設於該第一導板51a之第一導槽511a內，而於該第一連桿52a及第一導移件53a隨著該換刀機構33作直向往復位移時，使該第一導移件53a於該第一導板51a之第一導槽511a的第一緩衝段5111a及第一推移段5112a內往復滑移，進而導引帶動該防護門40之第一門板42a樞轉啟、閉，該第二連動組50b係於該防護門40之第二門板42b上固設有第二導板51b，並於該第二導板51b上開設有概呈L型之第二導槽511b，使該第二導板51b之第二導槽511b具有直向延伸之第二緩衝段5111b及橫向延伸之第二推移段5112b，另於該換刀機構33上連結設有直向同動位移之第二連桿52b，於該第二連桿52b上又設有可為滾輪之第二導移件53b，並使該第二導移件53b穿伸滑設於該第二導板51b之第二導槽511b內，而於該第二連桿52b及第二導移件53b隨著換刀機構33作直向往復位移時，使該第二導移件53b於該第二導板51b之第二導槽511b的第二緩衝段5111b及第二推移段5112b內往復滑移，進而導引帶動該防護門40之第二門板42b樞轉啟、閉。

請參閱第5、6圖所示，本發明於加工主軸20進行加工作業的過程中，其係可預先以驅動源34驅動換刀機構33由預備位置直向位移至刀庫32之置刀盤321側方位置，而可驅動該換刀機構33之換刀臂331於刀庫32之置刀盤321上將預設的刀具A取出；當換刀機構33之換刀臂331將預設的刀具A取出後，再以驅動源34驅動換刀機構33反向位移至預備位置待命；由於該驅動源34驅動換刀機構33於預備位置與刀庫32間作直向往復位移時，該第一、二連動組50a、50b之第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b係隨著換刀機構33分別於該第一、二導板51a、51b之第一、二導槽511a、511b的第一、二緩衝段5111a、5111b內作直向往復滑移，由於此時該第一、二導槽511a、511b的第一、二緩衝段5111a、5111b係平行於該換刀機構33的直向移動路徑，因此該第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b即未能導引帶動該防護門40之第一門板42a及第二門板42b樞轉位移，使該防護門40之第一門板42a及第二門板42b保持關閉，而於加工主軸20進行加工作業的過程中，即繼續以該防護門40之第一門板42a及第二門板42b阻隔加工主軸20於加工過程中噴濺之碎屑或切削液。

請參閱第7圖所示，當加工主軸20停止加工以進行換刀作業時，其係以該驅動源34驅動該換刀機構33由預備位置直向位移至加工主軸20的換刀位置，當驅動換刀機構33直向位移的同時，該第一、二連動組50a、50b之第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b係隨著換刀機構33分別由該第一、二導板51a、51b之第一、二導槽511a、511b的第一、二緩衝段5111a、5111b滑移至第一、二推移段5112a、5112b，使該第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b開始分別推移該第一、二導板51a、51b之第一、二推移段5112a、5112b，而以該第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b分別導引帶動該第一、二導板51a、51b及該防護門40之第一門板42a及第二門板42b開始樞轉作動；請參閱第8圖所示，持續以該驅動源34驅動換刀機構33直向位移至加工主軸20的換刀位置，該第一、二連動組50a、50b之第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b係隨著換刀機構33分別持續推移該第一、二導板51a、51b之第一、二推移段5112a、5112b，而以該第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b分別持續導引帶動該第一、二導板51a、51b及該防護門40之第一門板42a及第二門板42b樞轉作動，進而使該防護門40之第一門板42a及第二門板42b搭配換刀機構33的往復位移動作而樞轉開啟；接著驅動該換刀機構33之換刀臂331進行扣刀、拔刀、旋轉換刀及插刀之換刀作業，即可由換刀機構33之換刀臂331將加工主軸20上的刀具A’取出，並將預設的刀具A裝設於加工主軸20上，而完成換刀作業。

請參閱第9圖所示，於完成換刀作業後，接著以該驅動源34驅動換刀機構33反向位移，該第一、二連動組50a、50b之第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b即同時開始分別反向推移該第一、二導板51a、51b之第一、二推移段5112a、5112b，而以該第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b分別導引帶動該第一、二導板51a、51b及該防護門40之第一門板42a及第二門板42b開始反向樞轉作動；請參閱第10圖所示，當驅動源34驅動該換刀機構33反向位移至預備位置時，該第一、二連動組50a、50b之第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b即隨著換刀機構33分別由該第一、二導板51a、51b之第一、二導槽511a、511b的第一、二推移段5112a、5112b滑移至第一、二緩衝段5111a、5111b，而使該防護門40之第一門板42a及第二門板42b完全關閉，而於加工主軸20進行加工作業的過程中，即繼續以該防護門40之第一門板42a及第二門板42b阻隔加工主軸20於加工過程中噴濺之碎屑或切削液。

請參閱第11圖所示，接著可再驅動該換刀機構33反向位移，該第一、二連動組50a、50b之第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b即隨著換刀機構33持續分別導引帶動該第一、二導板51a、51b及該防護門40之第一門板42a及第二門板42b樞轉作動，當該第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b分別由該第一、二導板51a、51b之第一、二導槽511a、511b的第一、二推移段5112a、5112b滑移至第一、二緩衝段5111a、5111b時，即以該第一、二連桿52a、52b上的第一、二導移件53a、53b分別導引帶動該防護門40之第一門板42a及第二門板42b完全關閉，進而使該防護門40之第一門板42a及第二門板42b搭配換刀機構33的反向位移動作而樞轉關閉，接著再以驅動源34驅動換刀機構33反向位移至刀庫32之置刀盤321側方位置，並驅動換刀機構33之換刀臂331置刀後，即可驅動換刀機構33位移至預備位置待命，以預備進行下一換刀作業；藉此，本發明係利用該防護門40之第一門板42a及第二門板42b與該換刀機構33間的第一、二連動組50a、50b，即可使該防護門40之第一門板42a及第二門板42b搭配該換刀機構33的往復位移動作而樞轉啟、閉，其不僅不須加裝驅動防護門40之第一門板42a及第二門板42b啟閉之驅動源，而降低製作成本，且該防護門40之第一門板42a及第二門板42b可隨著換刀機構33的往復位移動作同時作樞轉啟、閉，而於時序控制上可節省許多的等待時間，進而達到有效降低換刀作業的時間；另利用該第一、二連動組50a、50b的導引帶動方式，其不僅可使防護門40之第一門板42a及第二門板42b平順的樞轉啟、閉，更可避免產生零組件相互撞擊的情況，而達到確保平順換刀及提升使用壽命之實用效益。

請參閱第12、13圖所示，本發明之第二實施例，其係於工具機上設有加工主軸60，並於該加工主軸60之側方位置以板件61圍設出一容置空間，於該容置空間內則裝設有換刀裝置，並以一驅動源驅動該換刀裝置位移至換刀位置，以執行加工主軸60之換刀作業，其中，該換刀裝置係可為無臂式或刀臂式，該無臂式之換刀裝置係僅設有刀庫，而由驅動源直接驅動換刀裝置之刀庫位移至加工主軸60的換刀位置執行換刀作業，另該刀臂式之換刀裝置則設置有刀庫及換刀機構，而由驅動源驅動換刀機構分別位移至刀庫及加工主軸20的換刀位置執行換刀作業；於本實施例中，係以一刀臂式之換刀裝置70，該換刀裝置70係於一機座71上架設有具置刀盤721之刀庫72，於該刀庫72之側方位置架設有二直向排列之導柱711，以供滑設一移動座712，並於該移動座712裝設具換刀臂731之換刀機構73，而使該換刀機構73可沿著二導柱711作直向往復滑移，另於該移動座712連結設有驅動源74，以驅動該移動座712及換刀機構73作直向往復位移，使該換刀機構73之換刀臂731可由預備位置位移至刀庫72之置刀盤721側方位置，以對刀庫72之置刀盤721進行置刀或取刀，或由該預備位置位移至加工主軸60的換刀位置，以執行加工主軸60之換刀作業，由於該刀庫72及換刀機構73的設計已為習知的技術，且非為本案的申請重點，故不予贅述；另於該加工主軸60與該換刀機構73間設有具至少一門板之防護門80，以阻隔加工主軸60於加工過程中噴濺之碎屑或切削液，並於該防護門80之門板與該換刀機構73間設有至少一連動組，使該防護門80之門板可搭配該換刀機構73的往復位移動作而樞轉啟、閉；於本實施例中，該防護門80係設有一框架81，該框架81之外部係連接各板件61，並於該框架81內樞設有第一門板82a及第二門板82b，於該防護門80之第一門板82a與該換刀機構73間連結設有第一連動組90a，該防護門80之第二門板82b與該換刀機構73間則連結設有第二連動組90b，其中，該第一連動組90a係於該換刀機構73上連結設有直向同動位移之第一導板91a，並於該第一導板91a上開設有概呈L型之第一導槽911a，使該第一導板91a之第一導槽911a具有直向延伸之第一緩衝段9111a及橫向延伸之第一推移段9112a，另於該防護門80之第一門板82a上固設有第一連桿92a，於該第一連桿92a上又設有可為滾輪之第一導移件93a，並使該第一導移件93a穿伸滑設於該第一導板91a之第一導槽911a內，而於該第一導板91a隨著該換刀機構73作直向往復位移時，使該第一導移件93a於該第一導板91a之第一導槽911a的第一緩衝段9111a及第一推移段9112a內往復滑移，進而導引帶動該防護門80之第一門板82a樞轉啟、閉，該第二連動組90b係於該換刀機構73上連結設有直向同動位移之第二導板91b，並於該第二導板91b上開設有概呈L型之第二導槽911b，使該第二導板91b之第二導槽911b具有直向延伸之第二緩衝段9111b及橫向延伸之第二推移段9112b，另於該防護門80之第二門板82b上固設有第二連桿92b，於該第二連桿92b上又設有可為滾輪之第二導移件93b，並使該第二導移件93b穿伸滑設於該第二導板91b之第二導槽911b內，而於該第二導板91b隨著換刀機構73作直向往復位移時，使該第二導移件93b於該第二導板91b之第二導槽911b的第二緩衝段9111b及第二推移段9112b內往復滑移，進而導引帶動該防護門80之第二門板82b樞轉啟、閉；本發明之第二實施例與第一實施例之差異僅在於將第一、二連動組90a、90b之第一、二導板91a、91b及第一、二連桿92a、92b的設置位置互換，而將第一、二導板91a、91b設置在換刀機構73上，第一、二連桿92a、92b則設置在第一、二門板82a、82b上，因此在時序動作上係相同於第一實施例，故在此不予贅述。藉此，本發明之第二實施例係利用該防護門80之第一、二門板82a、82b與該換刀機構73間的第一、二連動組90a、90b，即可使該防護門80之第一門板82a及第二門板82b搭配該換刀機構73的往復位移動作而樞轉啟、閉，其不僅不須加裝驅動防護門80之第一門板82a及第二門板82b啟閉之驅動源，而降低製作成本，且該防護門80之第一門板82a及第二門板82b可隨著換刀機構73的往復位移動作同時作樞轉啟、閉，而於時序控制上可節省許多的等待時間，進而達到有效降低換刀作業的時間；另利用該第一、二連動組90a、90b的導引帶動方式，其不僅可使防護門80之第一門板82a及第二門板82b平順的樞轉啟、閉，更可避免產生零組件相互撞擊的情況，而達到確保平順換刀及提升使用壽命之實用效益。

據此，本發明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。