TWI726708B - 雙缸鎖緊的刀塔設備 - Google Patents

Abstract

本發明的刀塔設備包括刀盤裝置、驅動裝置、換刀裝置及傳動裝置。刀盤裝置用以安裝刀具。換刀裝置連接刀盤裝置，且包括連接通道。驅動裝置用以帶動換刀裝置及刀盤裝置運轉。傳動裝置穿過連接通道，且連接刀盤裝置、驅動裝置及換刀裝置。驅動裝置用以透過傳動裝置帶動刀具運轉。其中，換刀裝置包括轉位模組、離合模組、第一鎖緊缸及第二鎖緊缸。轉位模組用以帶動刀盤裝置旋轉。離合模組包括嚙合狀態，第一鎖緊缸及第二鎖緊缸是獨立的。在嚙合狀態時，第一鎖緊缸及第二鎖緊缸同步對離合模組提供鎖緊力量。

Description

雙缸鎖緊的刀塔設備

本發明與機械設備有關，特別是指一種雙缸鎖緊的刀塔設備。

隨著加工件被加工的複雜度、精度等級及加工效率要求等提升，各式加工機為了滿足需求，因此發展出各種加工形態，例如多刀塔、立式車床、臥式車床和車洗複合加工機等。但無論任何類型的加工形態，刀塔設備都已是必要配備。

台灣第M479819號專利揭露多軸刀頭之油壓轉換構造，其揭露制動油室及脫離油室。在制動油室被注入高壓油液時各齒環形成嚙合傳動刀具轉動。在脫離油室被注入高壓油液時各齒還脫離嚙合，以使刀具軸座旋轉來更換刀具。

該專利的制動油室及脫離油室是應用在不同的狀態，且單一制動油室的設計在需要較大嚙合(鎖緊)力量時，會讓整體的體積變大且重量更重。

有鑑於上述缺失，本發明在於提供一種雙缸鎖緊的刀塔設備，當在固定或較小的體積要調整對刀盤裝置的鎖緊力量時，可透過調整鎖緊缸的數量來增加或減少鎖緊力量。

本發明的刀塔設備包括刀盤裝置、驅動裝置、換刀裝置及傳動裝置。刀盤裝置用以安裝刀具。換刀裝置連接刀盤裝置，且包括連接通道。驅動裝置用以帶動換刀裝置及刀盤裝置運轉。傳動裝置穿過連接通道，且連接刀盤裝置、驅動裝置及換刀裝置。驅動裝置用以透過傳動裝置帶動刀具運轉。其中，換刀裝置包括轉位模組、離合模組、第一鎖緊缸及第二鎖緊缸。轉位模組用以帶動刀盤裝置旋轉。離合模組包括嚙合狀態，第一鎖緊缸及第二鎖緊缸是獨立的。在嚙合狀態時，第一鎖緊缸及第二鎖緊缸同步對離合模組提供鎖緊力量。

如此，本發明的刀塔設備可透過第一鎖緊缸及第二鎖緊缸產生的鎖緊力量和來對離合模組施力，以彈性設計及調整離合模組的嚙合力量，進而鎖緊刀盤裝置，來提高刀具的加工精度及效率。

有關本發明所提供之刀塔設備的詳細環境、裝置、系統、使用或運作方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

100:刀塔設備

10:刀盤裝置

11:刀具座

13:刀具

30:傳動系統

31:換刀裝置

311:連接通道

312:轉位模組

3121:轉軸

3122:轉位輪

3123:轉位軸承

3125:前端

3126:後端

313:離合模組

3131:第一離合齒

3132:第二離合齒

3133:第三離合齒

3134:離合蓋

3135:離合軸承

3136:彈簧

314:活塞環

315:活塞蓋

316:殼體

3161:擋牆

317:第一鎖緊缸

3171:第一彈簧

318:第二鎖緊缸

3181:第二彈簧

33:傳動裝置

331:傳動軸

3311:皮帶通道

333:傳動本體

335:皮帶

337:主軸模組

3371:主軸

3373:主軸皮帶輪

3374:軸承單元

3375:油封

3376:軸承單元

3377:油封

338:主軸連接座

339:主軸蓋

50:驅動裝置

51:轉位馬達

511:轉輪

53:運轉馬達

531:皮帶輪

圖1是本發明的刀塔設備的立體圖。

圖2是圖1中刀塔設備的局部剖視圖。

圖3是圖1中刀塔設備的傳動裝置及換刀裝置的分離示意圖。

圖4是圖3中刀塔設備的傳動裝置的剖視圖。

圖5是圖1中刀塔設備的剖視圖。

圖6是圖1中刀塔設備的換刀裝置的剖視圖。

以下，茲配合各圖式列舉對應之較佳實施例來對本發明的刀塔設備的組成裝置、結構及達成功效來作說明。然各圖式中刀塔設備的構件、組成及運作僅用來說明本發明的技術特徵，而非對本發明構成限制。

如圖1所示，本發明的刀塔設備100包括刀盤裝置10、傳動系統30及驅動裝置50。傳動系統30連接刀盤裝置10及驅動裝置50，驅動裝置50用以透過傳動系統30帶動刀盤裝置10運轉。刀盤裝置10包括多個刀具座11，以安裝刀具13。傳動系統30連接刀盤裝置10，用以帶動刀盤裝置10旋轉及帶動刀具13旋轉。驅動裝置50連接傳動系統30，且包括轉位馬達51及運轉馬達53。轉位馬達51用以帶動刀盤裝置10旋轉，運轉馬達53用以帶動刀具旋轉。

如圖2及3所示，本發明的刀塔設備100的傳動系統30包括換刀裝置31及傳動裝置33。換刀裝置31包括連接通道311。傳動裝置33包括傳包括傳動軸331、傳動本體333及皮帶335。傳動軸331是管狀，且包括皮帶通道3311。傳動軸331與傳動本體333可以被拆開，以將傳動軸331穿過連接通道311後，再將傳動本體333連接在傳動軸331上，並將通過皮帶通道3311的皮帶335套接傳動本體333及運轉馬達53的皮帶輪531。轉位馬達51的轉輪511用以帶動刀盤裝置10旋轉換。其他實施例中，傳動軸331與傳動本體333之間可以設置墊圈，或在傳動軸331的後端設置墊圈。

如圖4及圖5所示，傳動本體333連接傳動軸331，且固定連接在刀盤裝置10。傳動本體333包括主軸模組337，主軸模組337用以連接刀盤裝置10的刀具13。

傳動本體333還包括主軸連接座338及主軸蓋339。主軸連接座338連接傳動軸331，且用以固定主軸模組337。主軸蓋339連接主軸連接座338。主軸連接座338及主軸蓋339是順應刀盤裝置10內的空間設計，以使主軸連接座338及主軸蓋339能順利安裝在刀盤裝置10內。其他實施例中，主軸連接座338也可以是一體成型的結構或更多零配件組合的結構。

主軸模組337包括主軸3371、主軸皮帶輪3373、兩軸承單元3374、3376及兩油封3375、3377。主軸3371的刀具座3372用以連接刀具13。主軸皮帶輪3373及兩軸承單元3374、3376連接主軸3371。主軸皮帶輪3373位在兩軸承單元3374、3376之間，且連接皮帶335。兩軸承單元3374、3376用以支撐主軸3371。兩油封3375、3377連接主軸連接座338，且鄰近兩軸承單元3374、3376，並用以阻擋液體(例如加工液)或異物進入兩軸承單元3374、3376或主軸連接座338內。

如圖5及圖6所示，換刀裝置31包括轉位模組312、離合模組313、活塞環314、活塞蓋315、殼體316、第一鎖緊缸317、第二鎖緊缸318。

轉位模組312包括轉軸3121、轉位輪3122及兩轉位軸承3123。轉軸3121包括前端3125及後端3126。轉軸3121的前端3125連接刀盤裝置10。離合模組313靠近轉軸3121的前端3125。連接通道311自前端3125延伸至後端3126。兩轉位軸承3123連接轉軸3121，且位在連接通道311內。轉位輪3122連接轉軸3121的後端，且用以帶動刀盤裝置10旋轉。轉位輪3122連接轉位馬達51的轉輪 511，如圖2所示，轉位馬達51運轉時可帶動轉位輪3122，以使轉位輪3122、轉軸3121相對傳動軸331運轉。本實施例中，轉位軸承3123用以使轉軸3121相對傳動軸331旋轉，但其他實施例中，轉位軸承3123可以被省略。

離合模組313包括第一離合齒3131、第二離合齒3132、第三離合齒3133、離合蓋3134、離合軸承3135及彈簧3136。第一離合齒3131連接離合蓋3134。第二離合齒3132嚙合第一離合齒3131，且位在第一離合齒3131及轉軸3121之間。第三離合齒3133嚙合第一離合齒3131及第二離合齒3132以形成嚙合狀態。離合軸承3135位在離合蓋3134及轉軸3121之間。在嚙合狀態時，刀盤裝置10是被鎖緊。刀盤裝置10運轉時，離合模組313是脫離嚙合狀態，也就是第三離合齒3133與第一離合齒3131及第二離合齒3132脫離而進行刀盤裝置10轉位運轉。其他實施例中，離合蓋3134及第一離合齒3131可以是一體成型的結構。

活塞環314套接轉軸3121，活塞環314的前端連接第三離合齒3133。殼體316包括擋牆3161，擋牆3161自殼體316的內表面突出，以阻擋活塞環314移動。第一鎖緊缸317位在第三離合齒3133及擋牆3161之間。活塞蓋315套接轉軸3121，且與活塞環314的後端之間形成第二鎖緊缸318，並靠近轉軸3121的後端。本實施例中，活塞蓋315包括本體3151、第一軸承3152及第二軸承3153。第一軸承3152位在本體3151及轉軸3121之間。第二軸承3153位在本體3151及轉位輪3122之間。

換刀裝置31包括第一彈簧3171及第二彈簧3181。第一彈簧3171位在第一鎖緊缸317內，第二彈簧3181位在第二鎖緊缸318內，以對離合模組313提供鎖緊力量。本實施例中，第一鎖緊缸317及第二鎖緊缸318內還填充有液體，以對離合模組313提供鎖緊力量，液體是油，如此，離合模組313可獲得 較大的鎖緊力量，並鎖緊刀盤裝置10。其他實施例中，第一鎖緊缸317及第二鎖緊缸318內可以僅有液體或彈簧，液體或彈簧的配置是為了提供鎖緊力量，因此，當液體或彈簧已能提供所需的鎖緊力量時，液體或彈簧的配置是可以被調整的，故不以本實施例所述為限。

以上是本發明的刀塔設備的實施例及其他實施例的組成說明，其中，上述的各軸承可以是滾柱軸承、滾珠軸承、軸承座等，上述的連接可以是透過螺栓或存在密封結構等的連接方式。隨後說明本發明刀塔設備的運作及效果。

如圖5所示，由於換刀裝置31與傳動裝置33獨立的模組化裝置，且透過將傳動裝置33穿過連接通道311，並與換刀裝置31組合在一起可以讓本發明的刀塔設備較容易維修、保養及更換零組件。此外，運轉馬達53透過皮帶335來帶動傳動裝置33的主軸模組337運轉，除了簡化傳統齒輪傳動的設計，更可有效地縮減刀塔設備的體積及重量。

再者，對於傳統刀塔設備也可採用本發明刀塔設備的傳動裝置來取代舊有的齒輪傳動設計，也就是在移除齒輪傳動的空間後，利用刀盤裝置空間設計相匹配的主軸連接座及主軸蓋後，安裝在現有空間內，而取代齒輪傳動方式。

如圖5所示，主軸模組337的主軸3371兩端受到兩軸承單元3374、3376支撐，因此，主軸3371運轉更為穩定而可增加刀具加工精密度。又，傳動裝置33僅主軸模組337在旋轉，因此，傳動裝置33的磨耗較少且壽命較長。

換刀裝置31透過兩鎖緊缸317、318的設計來獲得的鎖緊力量，嚙合狀態時，活塞蓋315透過第二鎖緊缸318推擠活塞環314，此時，活塞環314被擋牆3161阻擋而不能移動，且第一鎖緊缸317推擠第三離合齒3133，以使離合模組313處在嚙合狀態來固定刀盤裝置10，並可提高刀具13運轉時的精密度。

此外，本發明的刀塔設備是透過兩鎖緊缸317、318來彈性調整及設計鎖緊力量，在其他實施例中，鎖緊缸的數量也可以更多，例如三個、四個或更多，因此，鎖緊缸數量不以本實施例所述為限。

最後，再次強調，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

100:刀塔設備

10:刀盤裝置

11:刀具座

13:刀具

30:傳動系統

50:驅動裝置

51:轉位馬達

Claims (7)

1. 一種刀塔設備，包括： 一刀盤裝置，用以安裝一刀具； 一驅動裝置； 一換刀裝置，連接該刀盤裝置，且包括一連接通道，其中，該驅動裝置用以帶動該換刀裝置及該刀盤裝置運轉；及 一傳動裝置，穿過該連接通道，且連接該刀盤裝置、該驅動裝置及該換刀裝置，該驅動裝置用以透過該傳動裝置帶動該刀具運轉，其中，該換刀裝置包括一轉位模組、一離合模組、一第一鎖緊缸及一第二鎖緊缸，該轉位模組用以帶動該刀盤裝置旋轉，該離合模組包括一嚙合狀態，該第一鎖緊缸及該第二鎖緊缸獨立的，在該嚙合狀態時，該第一鎖緊缸及該第二鎖緊缸同步對該離合模組提供一鎖緊力量。
2. 如請求項1所述的刀塔設備，其中，該轉位模組包括一轉軸及一轉位輪，該轉軸包括一前端及一後端，該轉軸的前端連接該刀盤裝置，該離合模組靠近該轉軸的前端，該連接通道自該前端延伸至該後端，該轉位輪連接該轉軸的後端，且用以帶動該刀盤裝置旋轉。
3. 如請求項2所述的刀塔設備，其中，該離合模組包括一第一離合齒、一第二離合齒、一第三離合齒、一離合蓋及一離合軸承，該第二離合齒嚙合該第一離合齒，且位在該第一離合齒及該轉軸之間，該第三離合齒用以嚙合該第一離合齒及該第二離合齒，以形成該嚙合狀態，該離合蓋連接該第一離合齒，該離合軸承位在該離合蓋及該轉軸之間。
4. 如請求項3所述的刀塔設備，其中，該換刀裝置包括一活塞環、一活塞蓋及一殼體，該活塞環套接該轉軸，該活塞環的前端連接該第三離合齒，該活塞蓋套接該轉軸，且與該活塞環的後端之間形成該第二鎖緊缸，該殼體連接該離合模組，該殼體密合連接該第三離合齒、該活塞環及該活塞蓋，該殼體包括一擋牆，該擋牆與該第三離合齒之間形成該第一鎖緊缸，並阻擋該活塞環向該第三離合齒方向移動。
5. 如請求項3所述的刀塔設備，其中，該活塞蓋包括一本體、一第一軸承及一第二軸承，該第一軸承位在該本體及該轉軸之間，該第二軸承位在該本體及該轉位輪之間。
6. 如請求項1所述的刀塔設備，其中，該換刀裝置包括一第一彈簧，位在該第一鎖緊缸內，以提供該鎖緊力量。
7. 如請求項1或6所述的刀塔設備，其中，該換刀裝置包括一第二彈簧，位在該第二鎖緊缸內，以提供該鎖緊力量。

Images