TWI650199B - 自動換刀機構之換刀臂 - Google Patents

Abstract

一種自動換刀機構之換刀臂，包括一旋轉本體、一頂抵件與一限制件。其中旋轉本體一側具有一扣刀部用於扣接刀桿，頂抵件上設置限制件，該限制件隨著頂抵件的移動並止於旋轉本體上的一止動部時，該頂抵件之一抵接端可接觸位於該扣刀部中的刀桿。對於小型化的自動換刀機構所需使用總長度較短的換刀臂來說，本發明技術亦可被使用。

Description

自動換刀機構之換刀臂

本發明係與自動換刀機構有關；特別是指一種用於扣接刀桿以進行換刀程序的換刀臂。

已知工具機之自動換刀機構的換刀臂係用於將刀具庫與加工主軸兩處分別結合有刀具的刀桿進行快速交換，據以提高工作效能，也因此，換刀臂用於扣接刀桿的結構必須具備快速扣接或是鬆釋刀桿、以及防止刀桿鬆脫的功能。

如圖１及圖２所示，現有的換刀臂1在其旋轉本體2的兩端分別設置有一個扣刀部3，所述扣刀部3具有一側開口3a供刀桿8進出，以及具有一凹入的扣接內緣3b與刀桿8配合。換刀臂1更於旋轉本體2鄰近扣刀部3處設置有插入軸孔2a並可移動的長桿狀頂抵件4，頂抵件4受彈簧5的頂推而維持朝向扣刀部3的方向移動且一端可接觸位於扣刀部3中的刀桿8，藉以穩定並防止刀桿8鬆脫。而為了避免頂抵件4脫離旋轉本體2，已知方式是在頂抵件4上設有一個長形孔4a，再以一固定銷6穿過旋轉本體2與該長形孔4a，且固定銷6一端插入旋轉本體2的圓孔2b，另一端再被一擋片7抵擋而固定不動，如此使得頂抵件4僅能在長形孔4a的長軸向上的範圍內移動。

誠然上述換刀臂1提供了快速扣接、鬆釋、以及防止刀桿8鬆脫的功能，但是將固定銷6穿設旋轉本體2之身部而達成限制頂抵件4移動行程的方式，使得換刀臂1之旋轉本體2必須具備一定長度以便騰出空間來鎖設固定銷6，惟如此一來，旋轉本體2的總長度將難以減縮，是以該組裝結合方式不利於小型化的自動換刀機構所採用。類似的組裝結合結構如我國的M517046「自動換刀系統之無聲換刀臂結構」、I289088「刀庫換刀機構之夾刀鬆刀結構」等專利案。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種自動換刀機構之換刀臂，其適用於小型化的自動換刀機構所使用。

緣以達成上述目的，本發明提供一種自動換刀機構之換刀臂，包括有一旋轉本體、一頂抵件與一限制件。其中旋轉本體具有一轉動中心以及至少一扣刀部位於該轉動中心的一側，該扣刀部具有一凹入的扣接內緣與刀桿配合；頂抵件係可移動地結合於該旋轉本體，且該頂抵件具有一抵接端；另外，旋轉本體具有至少一止動部；頂抵件上設置該限制件，且該限制件隨著頂抵件移動且止於該止動部時，該頂抵件之該抵接端可接觸位於該扣刀部中的刀桿。

另外，本發明再提供一種自動換刀機構之換刀臂，其包括一旋轉本體與一頂抵件。其中旋轉本體一側設有一扣刀部用以扣接刀桿，該旋轉本體具有一軸孔；頂抵件係可移動地穿設於該軸孔中，頂抵件具有一頭部位於軸孔外，且該頭部具有一抵接端可接觸位於該扣刀部中的刀桿；該旋轉本體與該頂抵件之該頭部的其中一者具有一止動部，另一者具有一限制件，當該限制件接觸該止動部時，該頂抵件停止往外移動。

本發明之效果在於透過改變限制件的結合位置，不僅適用小型化的於換刀臂，亦保有頂抵件的功能。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖３至圖５所示，為本發明一較佳實施例之自動換刀機構之換刀臂100，其包括有一旋轉本體10、二頂抵件20、二彈性件30與二限制件40。其中旋轉本體10係透過一轉軸（圖未示）而連接於驅動裝置且受操控而轉動，所述驅動裝置為習知技術容不贅述。該旋轉本體10即以連接轉軸處為轉動中心，在本實施例中係指旋轉本體10的中央部位。

旋轉本體10在轉動中心的兩側分別具有一個扣刀部12分別用於扣接刀具庫與加工主軸兩處的刀桿以進行交換。所述扣刀部12具有一側開口12a以供刀桿200進出（圖６參照），以及具有一凹入的扣接內緣12b與刀桿200配合。旋轉本體10並於鄰近各扣刀部12處具有一凹入的空間，該空間具有相交的一第一側壁10a與一第二側壁10b，其中，一軸孔14一端係貫穿該第一側壁10a，一長槽孔16則是位於該第二側壁10b，該長槽孔16之長軸向上的兩個相對封閉端分別形成一第一止動部16a與一第二止動部16b。另於各扣刀部12處結合有一定位鍵18，定位鍵18突伸至扣接內緣12b，用以定位刀桿200。

該二頂抵件20係可移動地結合於該旋轉本體10且分別具有一抵接端20a可接觸位於扣刀部12中的刀桿200，用以防範刀桿200鬆脫。在本實施例中，各頂抵件20包括一桿身22及連接於桿身22一端的頭部24，頭部24的外緣即構成該抵接端20a；該桿身22相對於頭部24的另一端則插入軸孔14中，且頭部24外露於軸孔14外。另外，在各軸孔14中可預先設置一個滑動管50，滑動管50的身部具有環槽52，至少一個定位件19穿入旋轉本體10，且部分落於環槽52中以使滑動管50不至於相對旋轉本體10而滑出，該頂抵件20之桿身22即穿設於滑動管50中，透過降低摩擦阻力的方式使得頂抵件20的移動更為順暢，且滑動管50具有穩定頂抵件20移動的效果。

該二彈性件30之彈力用以頂推頂抵件20，以使頂抵件20維持朝外移動。本實施例的彈性件30為彈簧且分別容設於一個軸孔14中，彈簧的一端抵於軸孔14底面，另一端則抵於頂抵件20之桿身22的身部，在本實施例中，桿身22為具有兩段不同圓徑的圓桿體，而彈簧一端即是抵接於圓徑變化之處所形成的階部22a。

該二限制件40分別設置於一對應的頂抵件20上，且隨著頂抵件20的移動而位移。限制件40的一端伸至該旋轉本體10的長槽孔16中，因此當限制件40的一端抵於長槽孔16的其中一個封閉端時，即抵於該第一止動部16a或該第二止動部16b時，頂抵件20皆將停止繼續移動。在本實施例中，限制件40是以可分離的方式結合於頂抵件20的頭部24，在一具體的例子中，頭部24係具有一貫穿的螺孔24a，而限制件40為一螺栓且鎖入該螺孔24a中，螺栓穿出該螺孔24a的一端即可伸至長槽孔16中。

在圖６所示狀態中，表示刀桿200位於扣刀部12中，此時的頂抵件20受到彈性件30的頂推維持朝外移動，但受到限制件40一端抵於第一止動部16a而停止，此刻頂抵件20頭部24上的抵接端20a即接觸刀桿200，使得刀桿200被穩固地局限在扣刀部12與頂抵件20之間。

圖７所示狀態可以表示是刀桿200正離開扣刀部12，或是刀桿200正欲進入扣刀部12。此時的刀桿200與頂抵件20的頭部24相抵接，並在刀桿200進入或是離開扣刀部12時抵推頂抵件20朝軸孔14內退移，而透過彈性件30適當的壓縮變形使得刀桿200進出扣刀部12時不會有太大的阻礙，更在刀桿200已進入或是已離開扣刀部12時，彈性件30釋放壓縮儲能使得頂抵件20回復至如圖６所示的狀態。

上述中，由於限制件40是設置於頂抵件20的頭部24，且限制件40一端伸至設置在旋轉本體10上的長槽孔16中，如此即可達成限制頂抵件20移動範圍的目的，前述結構關係改善了現有換刀臂是將固定銷穿設旋轉本體以限制頂抵件移動範圍之組裝方式所帶來難以減縮旋轉本體總長度的困擾，換言之，本發明技術除了廣泛適用於各類型的換刀臂所使用，對於小型化的自動換刀機構所需使用總長度較短的換刀臂來說，本發明技術亦無違和而可被使用。

上述長槽孔16之第二止動部16b雖提供了頂抵件20退移的底限，但於實務上並不以具備第二止動部16b為限。另外，限制件40以可分離的方式結合於頂抵件20頭部24的設計，具備易於拆換組裝之效，而在可順利組裝的前提下，限制件可以是與頂抵件的頭部採一體成型的方式製作。另外，上述實施例的限制件雖是結合於頂抵件，而止動部為形成於旋轉本體之長槽孔中，然於運作過程中不會產生干涉的前提下，限制件可以設置在旋轉本體，而止動部可以改設置在頂抵件。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］

100‧‧‧換刀臂

10‧‧‧旋轉本體

10a‧‧‧第一側壁

10b‧‧‧第二側壁

12‧‧‧扣刀部

12a‧‧‧側開口

12b‧‧‧扣接內緣

14‧‧‧軸孔

16‧‧‧長槽孔

16a‧‧‧第一止動部

16b‧‧‧第二止動部

18‧‧‧定位鍵

19‧‧‧定位件

20‧‧‧頂抵件

20a‧‧‧抵接端

22‧‧‧桿身

22a‧‧‧階部

24‧‧‧頭部

24a‧‧‧螺孔

30‧‧‧彈性件

40‧‧‧限制件

50‧‧‧滑動管

52‧‧‧環槽

200‧‧‧刀桿

圖１為已知換刀臂的部分構件分解立體圖； 圖２為圖１中已知換刀臂的局部剖視圖； 圖３為本發明一較佳實施例之自動換刀機構之換刀臂的立體圖； 圖４為圖３的側視圖； 圖５為本發明上述較佳實施例之換刀臂的部分構件分解立體圖； 圖６為圖３之６－６方向剖視圖，揭示刀桿位於扣刀部中；以及 圖７類同圖６，揭示刀桿離開扣刀部。

Claims (10)

1. 一種自動換刀機構之換刀臂，用以扣接刀桿，其包括： 一旋轉本體，具有一轉動中心以及至少一扣刀部位於該轉動中心的一側，其中該扣刀部具有一凹入的扣接內緣與該刀桿配合； 至少一頂抵件，係可移動地結合於該旋轉本體，該頂抵件具有一抵接端； 其特徵在於： 該旋轉本體具有至少一止動部； 該頂抵件上設置一限制件，該限制件隨著該頂抵件移動且止於該止動部時，該頂抵件之該抵接端可接觸位於該扣刀部中的刀桿。
2. 如請求項1所述自動換刀機構之換刀臂，其中該旋轉本體之該扣刀部具有一側開口以供刀桿進出，且該旋轉本體具有一軸孔；該頂抵件包括一桿身，該桿身一端插入該軸孔中，另一端位於該軸孔外且連接一頭部，該頭部具有該抵接端以及設置有該限制件。
3. 如請求項1或2所述自動換刀機構之換刀臂，其中該旋轉本體具有一長槽孔鄰近該扣刀部，該至少一止動部包括有一第一止動部與一第二止動部，其中該第一止動部與該第二止動部分別為形成於該長槽孔之長軸向上的兩個相對封閉端；該限制件一端係伸至該長槽孔中。
4. 如請求項3所述自動換刀機構之換刀臂，其中該限制件係以可分離方式結合於該頂抵件之該頭部。
5. 如請求項4所述自動換刀機構之換刀臂，其中該頂抵件之該頭部具有一螺孔，該限制件為一螺栓且鎖入該螺孔中，該螺栓一端穿出該螺孔且伸至該長槽孔中。
6. 如請求項3所述自動換刀機構之換刀臂，包括一彈性件，該彈性件之彈力頂推該頂抵件，以使該頂抵件維持朝外移動。
7. 一種自動換刀機構之換刀臂，其包括： 一旋轉本體，係於一側設有一扣刀部用以扣接刀桿，該旋轉本體具有一軸孔； 一頂抵件，係可移動地穿設於該軸孔中，該頂抵件具有一頭部位於該軸孔外，且該頭部具有一抵接端可接觸位於該扣刀部中的刀桿； 其中，該旋轉本體與該頂抵件之該頭部的其中一者具有一止動部，另一者具有一限制件，當該限制件接觸該止動部時，該頂抵件停止往外移動。
8. 如請求項7所述自動換刀機構之換刀臂，其中該旋轉本體具有一長槽孔鄰近該扣刀部，該長槽孔之長軸向上的一個封閉端形成該止動部；該限制件設置於該頭部且具有一端伸至該長槽孔中。
9. 如請求項8所述自動換刀機構之換刀臂，其中該限制件係以可分離方式結合於該頂抵件之該頭部。
10. 如請求項9所述自動換刀機構之換刀臂，其中該頂抵件之該頭部具有一螺孔，該限制件為一螺栓且鎖入該螺孔中，該螺栓一端穿出該螺孔且伸至該長槽孔中。