TWI819770B - 自動換刀裝置之換刀臂 - Google Patents
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Abstract
一種自動換刀裝置之換刀臂，包括有本體、鎖刀桿及控制單元。其中該控制單元包括一作用件以不能轉動的方式設置，該作用件能夠上下移動，且當該作用件在上下移動的過程中會帶動該鎖刀桿沿著一軸向往復移動，以使該鎖刀桿一端的外抵部能對位於該本體之扣刀部的刀桿實現扣刀或是鬆刀的效果。
Description
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。
工具機之自動換刀機構的換刀臂係用於將分置在刀具庫與加工主軸兩處的刀桿進行快速交換，據以提高工作效能，也因此，換刀臂在用於扣接刀桿的部位必須具備快速扣接或是鬆釋刀桿的功能，並且在扣刀的狀態下能夠防止刀桿鬆脫。
現有的換刀臂包括有本體、鎖刀桿及作用件，其中該本體受控制而旋轉，且本體的兩端分別構成一個扣刀部，所述扣刀部具有一個側向開口供刀桿進出，鎖刀桿穿設於本體中且一端的抵接部凸伸至側向開口，該作用件能夠連動該鎖刀桿位移，以使該鎖刀桿之抵接部觸壓位於扣刀部中的刀桿，藉以穩定並防止刀桿鬆脫。前述作用件與鎖刀桿之間的連動關係如我國專利公告號M597197、專利名稱「無撞擊換刀裝置」之新型專利，該專利技術公開以驅動單元來連動鎖刀桿，前述驅動單元包括有固接在本體底面的固定座、穿設在本體之穿孔中的圓柱狀驅動座（即作用件）、設置在固定座內的彈性件、以及穿設驅動座之長形限位槽的限位件，又鎖刀桿與驅動座之間是以斜面接觸。誠然前述構件的組合在該驅動座上下移動的過程中，雖然能夠透過斜面導推的方式來連動該鎖刀桿位移以實現鬆刀、扣刀的目的，但該專利技術之結構存在以下缺失：
1、 鎖刀桿與驅動座之間以斜面接觸在長時間的互動作用下，容易產生過多的磨損。
2、 為了避免圓柱狀的驅動座在上下移動的過程中不當地偏轉，導致鎖刀桿難以其斜面接觸驅動座的斜面，因此該專利技術是在驅動座上鑽設有長形的限位槽，再以螺栓作為限位件，螺栓鎖入該本體且一端伸入限位槽中，藉此以達到防範驅動座不當偏轉。惟如此一來將增加構件細部結構的加工程序，並且增加拆裝工序。
3、 為了安裝驅動座及彈性件，該專利技術必須在該本體底面固接筒狀的固定座，不僅增加零件成本支出，也增加了拆裝工序。
4、 該專利技術是在本體頂面向下凹設容置槽以供該鎖刀桿放置其中，該鎖刀桿上再凹設另一容置槽以供彈簧放置其內，接著以蓋板覆蓋該鎖刀桿並限制該彈簧。惟前述構件之關係將增加各個構件細部結構的加工程序，並且徒增拆裝工序。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種自動換刀裝置之換刀臂，其結構簡易而能簡化加工製作程序。
緣以達成上述目的，本發明提供一種自動換刀裝置之換刀臂，包括有本體、鎖刀桿及控制單元，其中該本體具有容置孔及扣刀部；該鎖刀桿穿設於該本體中且能夠在一第一方向上於一第一位置與一第二位置之間移動，該鎖刀桿具有相異的兩端，其中一端凸伸至該扣刀部而構成一外抵部，另一端構成一內抵部，該鎖刀桿受到一第一力的作用而維持往該第二位置移動；該控制單元用以連動該鎖刀桿移動至該第一位置，其中，控制單元包括有作用件，該作用件以不能轉動但能夠在一第二方向上於一第三位置與一第四位置之間移動的方式設置在該容置孔中，前述第一方向與第二方向為非平行方向；該作用件具有一傾斜設置的抵接部，該抵接部之高位構成一上抵點，該抵接部之低位構成一下抵點，其中該鎖刀桿之該內抵部與該作用件之該抵接部以點或是線的方式接觸，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該下抵點時，該鎖刀桿位於該第一位置，該作用件位於該第三位置，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該上抵點時，該鎖刀桿位於該第二位置，該作用件位於該第四位置。
本發明之效果在於該控制單元是以省略既有結構當中的銷及孔的配合方式來實現作用件不能轉動的目的，能夠簡化組成構件的加工程序。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖6所示之本發明一較佳實施例的自動換刀裝置之換刀臂100，其包括一接設在工具機之主軸（圖未示）一端的本體10，該本體10的兩端分別構成一個扣刀部用以扣接一刀桿200，該主軸（spindle）帶動該本體10進行旋轉切換扣刀位置，前述各個扣刀部具有一個側向開口10a，並且配合一個穿設在該本體10之軸孔10b中且能夠移動的鎖刀桿20而對該刀桿200形成扣接或是鬆釋。此外，該本體10還具有容置孔10c與該軸孔10b相連通，前述容置孔10c為一端封閉另一端為開放狀的孔，且有一孔蓋12以可拆離的方式結合該本體10並且封閉該容置孔10c，該孔蓋12具有一孔12a；前述軸孔10b沿著一第一方向D1設置，前述容置孔10c沿著一第二方向D2設置，所述第一方向D1與第二方向D2為非平行方向，在本實施例中，該第一方向D1與該第二方向D2係呈垂直交設。
本實施例之該換刀臂100對應鎖刀桿20還配置有軸管30、第一彈簧40、擋件50及控制單元60。其中，鎖刀桿20依序穿過軸管30及該第一彈簧40，並以C型扣為例但不以此為限的擋件50固接在該鎖刀桿20上，使得該第一彈簧40的一端抵接該軸管30，另一端抵接該擋件50。前述鎖刀桿20的桿身上設有一沿著軸向凹設的長溝槽22，前述軸管30具有一縮頸段32及一缺口34，因此當將承載有軸管30、第一彈簧40及擋件50的鎖刀桿20放入該本體10之軸孔10b中，並以兩個限制件14穿設該本體10之定位孔10d後，透過該二限制件14分處該軸管30兩側且分別落於該縮頸段32中，使得該軸管30不能沿著軸向移動地位於該本體10內，接著以一鎖固件16鎖入該本體10之螺孔10e中，且鎖固件16的一端通過該軸管30之缺口34後凸伸至該長溝槽22中，使得該軸管30不能轉動，並限制該鎖刀桿20的移動範圍。在完成前述組裝程序後，該鎖刀桿20的一端係呈凸伸至扣刀部的側向開口10a而構成一外抵部24，該鎖刀桿20的相異一端則是凸伸至容置孔10c並構成一內抵部26，於此同時，基於該軸管30是處於固定不動的狀態，遂使得該第一彈簧40的彈力（即本發明定義之第一力）透過該擋件50而頂推該鎖刀桿20維持往該容置孔10c方向移動。
該控制單元60用以連動該鎖刀桿20在該第一方向D1上於一第一位置P1（圖5參照）與一第二位置P2（圖10參照）之間移動，該控制單元60包括有一作用件62與一第二彈簧64設置在該本體10之容置孔10c中，其中該作用件62是以不能轉動但能夠順著第二方向D2在一第三位置P3（圖5參照）與一第四位置P4（圖10參照）之間移動的方式容設於容置孔10c。在本實施例中，作用件62包括一身部621及一凸桿622，身部621呈柱狀且於底部設有一凹窩621a，凸桿622連接該身部621頂面並沿著該第二方向D2向上延伸且穿過該孔蓋12的孔12a；第二彈簧64的一端抵於該容置孔10c的底面，另一端凸伸至該凹窩621a中，常態下的第二彈簧64的彈力（即本發明定義之第二力）係頂推該作用件62維持往該第三位置P3移動。此外，本實施例之該作用件62還具有一傾斜設置的抵接部623，該抵接部623與該鎖刀桿20之該內抵部26是以「點」或是「線」的方式接觸，藉此以減少磨損，並且能夠在該作用件62移動的過程中連動該鎖刀桿20。
以下說明實現本實施例之該作用件62不轉動卻能連動該鎖刀桿20的方式如後。
請配合圖3、圖7至圖9所示，上述抵接部623是自該身部621頂面順著該第二方向D2向下且向外開設而成的剖槽，剖槽包括一斜設的槽底623a及二槽壁623b，其中槽底623a為具有一第一曲度的內凹曲面，該二槽壁623b平行設置且彼此之間具有一第一寬度W1；上述鎖刀桿20定義有一軸線L，且其內抵部26為一凸塊所構成，凸塊具有一平切面26a、一前抵面26b與二側壁26c，其中該平切面26a係順著該第二方向D2削設而成，該前抵面26b為具有一第二曲度的外凸曲面，且前抵面26b以與該平切面26a之延伸方向夾設一銳角θ的方式連接該平切面26a並位於該軸線L以下（圖9參照），所述銳角θ介於20度至45度之間，較佳者，該銳角θ為30度，且前抵面26b的高度以占該鎖刀桿20之桿身直徑的三分之一為佳，該二側壁26c平行設置且彼此之間具有一第二寬度W2；其中，該第一曲度大於該第二曲度，該第一寬度W1大於該第二寬度W2，當槽底623a的斜設角度與該銳角θ相當時，該鎖刀桿20的前抵面26b是以「線」接觸的方式接觸該作用件62之剖槽的槽底623a，反之則以「點」的方式接觸。
請再配合圖4至圖6所示，係表示該鎖刀桿20之內抵部26的前抵面26b接觸該作用件62之抵接部623的一個低位，前述低位定義為下抵點PL，此時的鎖刀桿20處於第一位置P1，且鎖刀桿20的外抵部24觸壓刀桿200以防鬆脫，該第一彈簧40則呈壓縮狀態，而該作用件62處在第三位置P3；當該本體10被帶動旋轉而切換扣刀位置後，控制單元60之作用件62的凸桿622將被工具機之一鬆刀塊（圖未示）觸壓而自第三位置P3往下移動至第四位置P4，並壓縮第二彈簧64，如圖10及圖11所示，此時的鎖刀桿20受到第一彈簧40釋放壓縮儲能而往該第二位置P2移動，並在其內抵部26之前抵面26b接觸該作用件62之抵接部623的一個高位時（前述高位定義為上抵點PH），鎖刀桿20停在該第二位置P2，且其外抵部24退出限制刀桿200的範圍，使得該刀桿200能夠被取用，於此同時的作用件62則是停在第四位置P4，且第二彈簧64壓縮而蓄積能量以待觸壓該作用件62下移的情況解除時而再次頂起該作用件62回復至第三位置P3。
由上述可知，在該作用件62上下移動的過程中，該鎖刀桿20的內抵部26（即凸塊）始終位於該抵接部623（即剖槽）中，使得該作用件62保持在不會偏轉的狀態，得確保鎖刀桿20的前抵面26b與該作用件62的槽底623a有良好接觸效果，前述結構改善了現有對應結構必須在作用件上預鑿穿孔再以銷桿之類的元件穿過換刀臂本體及作用件的穿孔後始能防範不當偏轉而衍生加工程序及增加拆裝工序的缺失。
此外，上述實施例的作用件62之抵接部623為包括有內凹曲面的槽底623a，然於實務上的槽底也可以是斜平面。
另外，為了達成作用件不轉動的目的，本發明提供另一實施態樣。請參圖12所示，其揭示本體10A具有容置孔10f，作用件62A包括有身部621A、凸桿622A及抵接部623A，其中該容置孔10f為非圓形孔，該身部621A的輪廓與該容置孔10f的孔型相配合。在一實施例中，前述容置孔10f以圓形輪廓為主但包括有至少一半圓形凹槽10g，該身部621A同樣以圓柱體為主但包括至少一半圓形凹槽621b，透過半圓形凹槽10g配合半圓形凹槽621b，並以一擋銷66穿設於該半圓形凹槽10g及該半圓形凹槽621b之間，即可實現該作用件62A不轉動地容設於該容置孔10f中的目的，在其他實施例中，容置孔10f的孔型可以是具有平直段、凹陷或是突出的輪廓；而作用件62A的抵接部623A為斜平面所構成，前述斜平面可以用於與鎖刀桿20的內抵部26接觸，並於該作用件62A上下移動的過程中導推鎖刀桿20平移。
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
200:刀桿
10,10A:本體
10a:側向開口
10b:軸孔
10c:容置孔
10d:定位孔
10e:螺孔
10f:容置孔
10g:半圓形凹槽
12:孔蓋
12a:孔
14:限制件
16:鎖固件
20:鎖刀桿
22:長溝槽
24:外抵部
26:內抵部
26a:平切面
26b:前抵面
26c:側壁
30:軸管
32:縮頸段
34:缺口
40:第一彈簧
50:擋件
60:控制單元
62,62A:作用件
621,621A:身部
621a:凹窩
621b:半圓形凹槽
622,622A:凸桿
623,623A:抵接部
623a:槽底
623b:槽壁
64:第二彈簧
66:擋銷
D1:第一方向
D2:第二方向
L:軸線
P1:第一位置
P2:第二位置
P3:第三位置
P4:第四位置
PH:上抵點
PL:下抵點
W1:第一寬度
W2:第二寬度
θ:銳角
圖1為本發明一較佳實施例之自動換刀裝置之換刀臂的立體圖；
圖2為圖1所示之自動換刀裝置之換刀臂的分解圖；
圖3為圖2所示換刀臂的部分構件之立體圖；
圖4為圖1的俯視圖；
圖5為圖4之5-5方向剖視圖，揭示換刀臂當中的鎖刀桿處於扣刀狀態；
圖6為圖5的局部放大圖；
圖7為圖6之7-7方向剖視圖；
圖8為圖6之8-8方向剖視圖；
圖9為圖2所示換刀臂當中的鎖刀桿之側視圖；
圖10類同圖5，揭示換刀臂當中的鎖刀桿處於鬆刀狀態；
圖11為圖10的局部放大圖；以及
圖12為本發明另一較佳實施例之換刀臂的部分構件分解圖。
100:換刀臂
200:刀桿
10:本體
12:孔蓋
14:限制件
16:鎖固件
20:鎖刀桿
24:外抵部
30:軸管
40:第一彈簧
50:擋件
60:控制單元
62:作用件
622:凸桿
64:第二彈簧
Claims (7)
- 一種自動換刀裝置之換刀臂，包括一本體、至少一鎖刀桿及至少一控制單元，其中該本體具有至少一容置孔及至少一扣刀部；該鎖刀桿穿設於該本體中且能夠在一第一方向上於一第一位置與一第二位置之間移動，該鎖刀桿具有相異的兩端，其中一端凸伸至該扣刀部而構成一外抵部，另一端構成一內抵部，該鎖刀桿受到一第一力的作用而維持往該第二位置移動；該控制單元用以連動該鎖刀桿移動至該第一位置；其特徵在於：該控制單元包括有一作用件，該作用件以不能轉動但能夠在一第二方向上於一第三位置與一第四位置之間移動的方式設置在該容置孔中，前述第一方向與第二方向為非平行方向；該作用件具有一傾斜設置的抵接部，該抵接部之高位構成一上抵點，該抵接部之低位構成一下抵點，其中該鎖刀桿之該內抵部與該作用件之該抵接部以點或是線的方式接觸，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該下抵點時，該鎖刀桿位於該第一位置，該作用件位於該第三位置，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該上抵點時，該鎖刀桿位於該第二位置，該作用件位於該第四位置；其中該作用件之該抵接部為一順著該第二方向開設的剖槽，該剖槽由一槽底及二槽壁構成，其中該槽底為具有一第一曲度的內凹曲面，該二槽壁之間具有一第一寬度；該鎖刀桿之該內抵部為一凸塊，該凸塊由一前抵面與二側壁構成，其中該前抵面為具有一第二曲度的外凸曲面，該二側壁之間具有一第二寬度；其中該第一曲度大於該第二曲度，該第一寬度大於該第二寬度，該鎖刀桿以該前抵面接觸該作用件之該剖槽的槽底。
- 一種自動換刀裝置之換刀臂，包括一本體、至少一鎖刀桿及至少一控制單元，其中該本體具有至少一容置孔及至少一扣刀部；該鎖刀桿穿設於該本體中且能夠在一第一方向上於一第一位置與一第二位置之間移動，該鎖刀桿具有相異的兩端，其中一端凸伸至該扣刀部而構成一外抵部，另一端構成一內抵部，該鎖刀桿受到一第一力的作用而維持往該第二位置移動；該控制單元用以連動該鎖刀桿移動至該第一位置；其特徵在於：該控制單元包括有一作用件，該作用件以不能轉動但能夠在一第二方向上於一第三位置與一第四位置之間移動的方式設置在該容置孔中，前述第一方向與第二方向為非平行方向；該作用件具有一傾斜設置的抵接部，該抵接部之高位構成一上抵點，該抵接部之低位構成一下抵點，其中該鎖刀桿之該內抵部與該作用件之該抵接部以點或是線的方式接觸，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該下抵點時，該鎖刀桿位於該第一位置，該作用件位於該第三位置，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該上抵點時，該鎖刀桿位於該第二位置，該作用件位於該第四位置；其中該作用件之該抵接部為一順著該第二方向開設的剖槽，該剖槽由一槽底及二槽壁構成，其中該槽底為斜平面，該二槽壁之間具有一第一寬度；該鎖刀桿之該內抵部為一凸塊，該凸塊由一前抵面與二側壁構成，其中該前抵面為外凸曲面，該二側壁之間具有一第二寬度；其中該第一寬度大於該第二寬度，該鎖刀桿以該前抵面接觸該作用件之該剖槽的槽底。
- 如請求項1或2所述自動換刀裝置之換刀臂，其中定義該鎖刀桿具有一軸線，該鎖刀桿之該凸塊具有一順著該第二方向設置的平 切面，該前抵面以與該平切面之延伸方向夾設一銳角的方式連接該平切面並位於該軸線以下。
- 如請求項3所述自動換刀裝置之換刀臂，其中該銳角介於20度至45度之間。
- 一種自動換刀裝置之換刀臂，包括一本體、至少一鎖刀桿及至少一控制單元，其中該本體具有至少一容置孔及至少一扣刀部；該鎖刀桿穿設於該本體中且能夠在一第一方向上於一第一位置與一第二位置之間移動，該鎖刀桿具有相異的兩端，其中一端凸伸至該扣刀部而構成一外抵部，另一端構成一內抵部，該鎖刀桿受到一第一力的作用而維持往該第二位置移動；該控制單元用以連動該鎖刀桿移動至該第一位置；其特徵在於：該控制單元包括有一作用件，該作用件以不能轉動但能夠在一第二方向上於一第三位置與一第四位置之間移動的方式設置在該容置孔中，前述第一方向與第二方向為非平行方向；該作用件具有一傾斜設置的抵接部，該抵接部之高位構成一上抵點，該抵接部之低位構成一下抵點，其中該鎖刀桿之該內抵部與該作用件之該抵接部以點或是線的方式接觸，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該下抵點時，該鎖刀桿位於該第一位置，該作用件位於該第三位置，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該上抵點時，該鎖刀桿位於該第二位置，該作用件位於該第四位置；其中該本體之容置孔為非圓形孔，該作用件具有一身部，該身部之輪廓配合該容置孔的孔型，該身部具有由斜平面構成之該抵接部，該鎖刀桿之該內抵部為外凸弧面構成，該鎖刀桿以其外凸弧面接觸該作用件之斜平面。
- 一種自動換刀裝置之換刀臂，包括一本體、至少一鎖刀桿及至少一控制單元，其中該本體具有至少一容置孔及至少一扣刀部；該鎖刀桿穿設於該本體中且能夠在一第一方向上於一第一位置與一第二位置之間移動，該鎖刀桿具有相異的兩端，其中一端凸伸至該扣刀部而構成一外抵部，另一端構成一內抵部，該鎖刀桿受到一第一力的作用而維持往該第二位置移動；該控制單元用以連動該鎖刀桿移動至該第一位置；其特徵在於：該控制單元包括有一作用件，該作用件以不能轉動但能夠在一第二方向上於一第三位置與一第四位置之間移動的方式設置在該容置孔中，前述第一方向與第二方向為非平行方向；該作用件具有一傾斜設置的抵接部，該抵接部之高位構成一上抵點，該抵接部之低位構成一下抵點，其中該鎖刀桿之該內抵部與該作用件之該抵接部以點或是線的方式接觸，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該下抵點時，該鎖刀桿位於該第一位置，該作用件位於該第三位置，當該鎖刀桿之該內抵部接觸該抵接部之該上抵點時，該鎖刀桿位於該第二位置，該作用件位於該第四位置；其中該容置孔為一端封閉另一端為開放狀的孔，該本體具有一孔蓋封閉該容置孔；該作用件具有一沿著該第二方向延伸的凸桿，該凸桿凸伸出該孔蓋，該作用件受到一第二力的作用而維持往該第三位置移動。
- 如請求項1、2、5或6所述自動換刀裝置之換刀臂，包括至少一軸管、至少一擋件與至少一第一彈簧，其中該軸管固設於該本體內，該鎖刀桿穿設該軸管，該擋件固接於該鎖刀桿上，該第一彈簧套設於該鎖刀桿且一端抵接該軸管，另一端抵接該擋件，該第一彈簧產生該第一力。
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-
2022
- 2022-09-01 TW TW111133196A patent/TWI819770B/zh active
Patent Citations (4)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202411010A (zh) | 2024-03-16 |
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