TWI726709B - 皮帶傳動的動力刀塔 - Google Patents

Abstract

本發明的動力刀塔包括刀盤裝置、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。傳動裝置連接驅動裝置及刀盤裝置。傳動裝置包括傳動軸、傳動本體及皮帶。傳動軸穿過連接通道，且包括皮帶通道。傳動本體連接傳動軸及刀盤裝置，且包括主軸模組，用以連接刀盤裝置的刀具。皮帶通過皮帶通道，且連接主軸模組及驅動裝置，驅動裝置用以帶動皮帶及主軸模組運轉。

Description

皮帶傳動的動力刀塔

本發明與機械設備有關，特別是指一種皮帶傳動的動力刀塔。

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M305068號新型專利揭露一種加工機的動力刀塔，其包括銑削單元。銑削單元的銑刀是套接在作動軸，並透過與作動軸垂直的主動傘齒輪來傳動。透過傘齒輪等齒輪元件組合來達成加工所需的精度等級已是業界常用的技術手段，但這種方式使得動力刀塔的組裝的複雜度較難且成本高等缺點，更不利於維修保養。

台灣第I342807號專利揭露透過皮帶來帶動主軸的方法，但其是透過主動輪及從動輪的複雜輪系設計達成減速效果，以讓刀具獲得高扭力輸出，但這種設計方式不利於模組化，且需要較大的配置空間，因此，雖然該專利採用皮帶帶動方式，但仍不利於維修保養以及縮減體積。

目前動力刀塔無論是齒輪方式或皮帶方式來傳動主軸都需透過複雜的設計才能達成帶動主軸運轉的目的，且無論維修或保養都需要裝配多種零件，導致維修及保養的難度增加。

有鑑於上述缺失，本發明在於提供一種模組化的動力刀塔，在維修或保養時僅需替換特定裝置，例如傳動模組有異常或損壞，僅需替換傳動裝置即可讓動力刀塔恢復運作。再者，透過皮帶帶動來簡化傳統齒輪設計的複雜結構，以有效縮減動力刀體的體積及重量。

本發明的動力刀塔包括刀盤裝置、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。傳動裝置連接驅動裝置及刀盤裝置。傳動裝置包括傳動軸、傳動本體及皮帶。傳動軸穿過連接通道，且包括皮帶通道。傳動本體連接傳動軸及刀盤裝置，且包括主軸模組，用以連接刀盤裝置的刀具。皮帶通過皮帶通道，且連接主軸模組及驅動裝置，驅動裝置用以帶動皮帶及主軸模組運轉。

如此，本發明的動力刀塔的傳動本體可透過連接通道與換刀裝置組裝在一起，並透過皮帶來帶動連接主軸模組的刀具進行運轉。

有關本發明所提供之動力刀塔的詳細環境、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:動力刀塔

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是本發明的動力刀塔的立體圖。

圖2是圖1中動力刀塔的局部剖視圖。

圖3是圖1中動力刀塔的傳動裝置及換刀裝置的分離示意圖。

圖4是圖3中動力刀塔的傳動裝置的剖視圖。

圖5是圖1中動力刀塔的剖視圖。

圖6是圖1中動力刀塔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動力刀塔的組成裝置、結構及達成功效來作說明。然各圖式中動力刀塔的構件、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，本發明的動力刀塔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及圖3所示，本發明的動力刀塔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。

以上是本發明的動力刀塔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。隨後說明本發明動力刀塔的運作及效果。

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動力刀塔較容易維修、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，更可有效地縮減動力刀塔的體積及重量。

再者，對於傳統動力刀塔也可採用本發明動力刀塔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，本發明的動力刀塔是透過兩鎖緊缸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 (4)

1. 一種動力刀塔，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，連接該驅動裝置及該刀盤裝置，該傳動裝置包括一傳動軸、一傳動本體及一皮帶，該傳動軸穿過該換刀裝置的連接通道，且包括一皮帶通道，該傳動本體連接該傳動軸及該刀盤裝置，且包括一主軸模組，用以連接該刀盤裝置的刀具，該皮帶通過該皮帶通道，且連接該主軸模組及該驅動裝置，該驅動裝置用以帶動該皮帶及該主軸模組運轉。
2. 如請求項1所述的動力刀塔，其中，該傳動本體包括一主軸連接座及一主軸蓋，該主軸連接座連接該傳動軸，且用以連接該主軸模組，該主軸蓋連接該主軸連接座。
3. 如請求項2所述的動力刀塔，其中，該主軸模組包括一主軸、一主軸皮帶輪及兩軸承單元，該主軸用以連接該刀具，該主軸皮帶輪及該兩軸承單元連接該主軸，該主軸皮帶輪位在該兩軸承單元之間，且連接該皮帶，該兩軸承單元連接該主軸連接座。
4. 如請求項3所述的動力刀塔，其中，該主軸模組包括兩油封，連接該主軸連接座，且鄰近該兩軸承單元，並用以阻擋加工液。

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