TWI839082B - 磨床更換研磨輪機構 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種磨床更換研磨輪機構，係包含有：一基座，係提供設置夾持裝置、研磨裝置、研磨輪刀庫及抓取裝置；其中，該夾持裝置係提供夾持工件；該研磨裝置係可作二維移動並更包含有一研磨輪及一罩體，且該研磨輪設於該罩體內，又該罩體更包含有一啟閉蓋；該研磨輪刀庫係接設於該基座並儲放有數個研磨輪；該抓取裝置係設於該研磨裝置與該研磨輪刀庫之間，又該抓取裝置可以作線性位移並設有可迴轉的一夾爪單元；藉由該抓取裝置以其夾爪單元來夾取研磨輪並來回穿梭位移、迴轉於該研磨裝置與該研磨輪刀庫之間，據以提供研磨輪裝卸之功能。

Description

磨床更換研磨輪機構

本發明涉及加工機械之領域，尤指一種磨床更換研磨輪機構之範疇。

按，磨床是使用砂輪等磨料對工件進行加工的機床，為加工機械的一種，係藉由研磨方式將工件多餘的部分磨除，用於獲得所需的尺寸及加工面的加工機械，其包含有平面、斜面、垂直面、曲面、型面等研磨，而大部分的機械零件的精確製造都仰賴於研磨工作，因此研磨更是精密加工中重要的一部分。

而使用磨床時更有針對加工工件外形的磨輪，透過磨輪外形相對應，使得能夠直接對加工面整面加工到想要的位置，因此更能夠快速的完成加工；而磨床為了保持精準度，更有使用自動更換砂輪的裝置，而能夠將需要更換的砂輪經由控制更換於主軸相同的位置，以能夠減少校正位置的調整時間，如中國發明專利公開號第CN110394735A號「一種自動更換砂輪片裝置」所揭示者。

然而，上述自動更換砂輪片裝置須搭配四軸機械手臂和機器視覺定位程式軟體，導致整體設備造價高昂，且其研磨輪刀庫離研磨裝置較遠，致該機械手臂更換研磨輪的移動路徑較長，需要花較久的時間進行更換研磨輪，實有需要加以改善。

緣此，鑑於上述現有磨床所存在的問題點，本發明人乃窮極心思發明出一種磨床更換研磨輪機構，故本發明之主要目的在於：提供兼具低成本及自動化的種磨床更換研磨輪機構；本發明之次要目的在於：提供可以放入較多各式各樣研磨輪的一種研磨輪刀庫。

本發明磨床更換研磨輪機構為達到上述之目的，運用如下技術手段，係包含有：一基座，係提供設置夾持裝置、研磨裝置、研磨輪刀庫及抓取裝置；一夾持裝置，係接設於該基座上，據以提供夾持不同長度的工件，並可作x軸向位置調整；一研磨裝置，係接設於該基座的滑軌並可相對於該夾持裝置作x軸向與y軸向之二維移動，另該研磨裝置更包含有一研磨輪及一罩體，其中該研磨輪位於罩體內，而該罩體的側邊更包含有一啟閉蓋；一研磨輪刀庫，係z軸垂直向接設於該基座並儲放有數個研磨輪且以x軸向為旋轉中心；及一抓取裝置，係接設於該基座上，並位於該研磨裝置與該研磨輪刀庫之間，又該抓取裝置相對於該基座可以作x軸向線性位移，且更設有可z軸向迴轉的一夾爪單元；藉由該抓取裝置以其夾爪單元來夾取研磨輪並來回穿梭位移、迴轉於該研磨裝置與該研磨輪刀庫之間，據以提供研磨輪自動裝入、卸除之功能。

其中另包含有一控制器，且該控制器電性連接該夾持裝置、該研磨裝置、該研磨輪刀庫及該抓取裝置，又該控制器內存有一自動卸除研磨輪程序及一自動裝入研磨輪程序。

其中該自動卸除研磨輪程序係設為先將該研磨裝置遠離於該研磨輪刀庫至預設距離後，打開該罩體的啟閉蓋，前進移動該抓取裝置來靠近該罩體，再以該夾爪單元夾取並卸除該罩體內的待卸研磨輪，後退該抓取裝置並 以該夾爪單元來迴轉位於其上的待卸研磨輪，續後退該抓取裝置以靠近該研磨輪刀庫，將待卸研磨輪裝入於該研磨輪刀庫內，最後該抓取裝置前進至起始位置，如此便完成該自動卸除研磨輪程序。

其中該自動裝入研磨輪程序係設為先將該研磨輪刀庫定位待裝研磨輪至預定位置，再將該研磨裝置遠離於該研磨輪刀庫至預設距離後，打開該罩體的啟閉蓋，後退該抓取裝置以靠近該研磨輪刀庫，再以其夾爪單元來夾取該研磨輪刀庫內的待裝研磨輪，前進該抓取裝置並以該夾爪單元來迴轉位於其上的待裝研磨輪，續前進該抓取裝置以靠近該罩體，再將待裝研磨輪裝入於該罩體內，後退該抓取裝置至起始位置，最後關上該罩體的啟閉蓋，如此便完成該自動裝入研磨輪程序。

其中該罩體的啟閉蓋設為上掀方式，即將該啟閉蓋樞接於該罩體的頂端處並由一第一作動缸來致動其啟閉。

其中該抓取裝置係由一第二作動缸來致動其位移，並由一迴轉缸、一步進馬達或一伺服馬達來致動該夾爪單元進行迴轉。

其中各研磨輪分別設有一軸心，且該軸心相對於該夾爪單元則設有一扣合槽。

其中該研磨輪刀庫係搭接於該基座的一側邊，其中該研磨輪刀庫係更包含有一支撐架、一轉盤及一驅動單元，且該轉盤樞接於該支撐架的頂端並掛接有各式各樣的研磨輪，而該驅動單元則設於該支撐架與該轉盤之間並電性連接該控制器，且由該驅動單元驅動該轉盤旋轉。

其中該夾爪單元係進行180度迴轉。

據此，本發明運用上述技術手段，可以達到如下功效：

1.本發明機構可以低成本取代現有磨床的自動替換研磨輪的昂貴設備，例如：機械手臂及機器視覺定位程式軟體等，其主要建置該研磨輪刀庫，可以打開罩體側蓋的該研磨裝置，以及在該研磨輪刀庫、該研磨裝置罩體之間搬運研磨輪的抓取裝置等，以低成本的技術手段來達到高昂設備之項功能者。

2.本發明研磨輪刀庫所設置的位置離研磨裝置較近，即該抓取裝置的移動路徑較短，可以加快更換研磨輪的時間，提升研磨加工作業的效率。

3.本發明機構所建置的研磨輪刀庫可以置放較多的各式各樣研磨輪，以滿足複雜外型工件之各式各樣的研磨作業。

A:磨床更換研磨輪機構

1:基座

2:夾持裝置

3:研磨裝置

31:研磨輪

311:軸心

312:扣合槽

32:罩體

321:啟閉蓋

322:第一作動缸

4:研磨輪刀庫

41:支撐架

42:轉盤

43:驅動單元

5:抓取裝置

51:第二作動缸

52:夾爪單元

521:迴轉缸

522:爪部

6:控制器

61:自動卸除研磨輪程序

62:自動裝入研磨輪程序

7:工件

〔圖1〕為本發明磨床之整體立體外觀圖。

〔圖2〕為本發明磨床之另一整體立體外觀圖。

〔圖3〕為本發明磨床之另一整體立體外觀圖。

〔圖4〕為本發明磨床更換研磨輪機構之立體外觀圖。

〔圖5〕為本發明磨床更換研磨輪機構之另一立體外觀圖。

〔圖6〕為本發明磨床更換研磨輪機構之控制方塊圖。

〔圖7〕為本發明磨床更換研磨輪機構之側視圖。

〔圖8〕為本發明準備更換研磨輪之作動示意圖。

〔圖9〕為本發明卸除研磨輪之作動示意圖。

〔圖10〕為本發明磨床更換研磨輪機構之俯視圖。

〔圖11〕為本發明抓取裝置進行迴轉180度之連續作動示意圖。

〔圖12〕為本發明抓取裝置已迴轉180度並靠向該研磨輪刀庫準備替換新研磨輪之作動示意圖。

本發明涉及一種磨床更換研磨輪機構，係主要提供低造價成本、可以自動化地更換各種形狀及不同加工模式的研磨輪之一種更換機構，據以提升研磨加工作業的效率，以適用於大量生產及其加工之場合；其中該磨床更換研磨輪機構A，如圖1至圖5所示，係包含有：一基座1、一夾持裝置2、一研磨裝置3、一研磨輪刀庫4、一抓取裝置5或/及一控制器6等構件，茲配合上述構件分別說明如後。

所述該基座1，係提供設置該夾持裝置2、該研磨裝置3、該研磨輪刀庫4及該抓取裝置5；其中該基座1設有數組傳動螺桿配合線性滑軌、光學尺、伺服馬達等並受該控制器6控制，致該研磨裝置3可以進行x軸向及y軸向之精密位移，而該抓取裝置5可以進行一般性的x軸向位移。

所述該夾持裝置2，係接設於該基座1上，據以提供夾持不同長度的工件7且可作x軸向位置調整，並驅動該工件7旋轉，以進行一邊旋轉而一邊受該研磨裝置3的研磨加工，而該工件7通常為長條形圓桿、螺桿或其它圓桿件。

所述該研磨裝置3，係接設於該基座1的滑軌上並受傳動螺桿的驅動，可以相對於該夾持裝置2作x軸向及y軸向之精密地二維移動；另該研磨裝置3更包含有一研磨輪31及一罩體32，其中該研磨輪31位於罩體32內並設於驅動馬達的轉軸上，而該罩體32的側邊更包含有一啟閉蓋321；進一步，該罩 體32的啟閉蓋321設為上掀方式，即將該啟閉蓋321樞接於該罩體32的頂端處並由一第一作動缸322來致動其啟閉。

所述該研磨輪刀庫4，係z軸垂直向接設於該基座1並儲放有數個研磨輪31且以x軸向為旋轉中心；進一步，該研磨輪刀庫4係搭接於該基座1的一側邊，其中該研磨輪刀庫4係更包含有一支撐架41、一轉盤42及一驅動單元43，且該轉盤42樞接於該支撐架的41頂端並掛接有各式各樣的數個研磨輪31，而該驅動單元43則設於該支撐架41與該轉盤42之間並電性連接該控制器6，且由該驅動單元43驅動該轉盤42旋轉；特別一提，各研磨輪31分別設有一軸心311，且該軸心311相對於該夾爪單元52所設二爪部522則設有一扣合槽312(如圖8及圖11所示者)。

所述該抓取裝置5，係接設於該基座1上，並位於該研磨裝置3與該研磨輪刀庫4之間，又該抓取裝置5相對於該基座1可以作x軸向線性位移，且更設有可z軸向迴轉180度的一夾爪單元52；進一步，該抓取裝置5係由一第二作動缸51來致動其x軸向位移，並由一迴轉缸521來致動該夾爪單元52進行180度迴轉，但不侷限使用該迴轉缸521，亦可使用步進馬達或伺服馬達來取代該迴轉缸521。

所述該控制器6，如圖6所示，係電性連接該夾持裝置2、該研磨裝置3、該研磨輪刀庫4及該抓取裝置5，同時亦接設有氣壓源，據以控制氣壓源適時地提供氣壓動力給該夾持裝置2的尾座頂針、該研磨裝置3的第一作動缸322、該抓取裝置5的第二作動缸51及其迴轉缸521、二爪部522等，但不侷限使用氣壓動力，亦可使用油壓動力來應用於大型磨床；又該控制器6內存有一自動卸除研磨輪程序61及一自動裝入研磨輪程序62，據以致動該抓取裝置5以其 夾爪單元52來夾取研磨輪31並來回穿梭位移、迴轉於該研磨裝置3與該研磨輪刀庫4之間，據以提供研磨輪31自動裝入、卸除之功能。

因此，本發明提供一種磨床更換研磨輪機構之較佳解決方案，當完成一工件7的研磨加工，要續行下一個工件7的研磨加工時，則該控制器6會執行該自動卸除研磨輪程序61及該自動裝入研磨輪程序62，視工件7所要加工的部位來自動替換研磨輪31。

當該控制器6會執行該自動卸除研磨輪程序61時，如圖7至圖12所示，係先將該研磨裝置3遠離於該研磨輪刀庫4至預設距離後，藉該第一作動缸322打開該罩體32的啟閉蓋321，然後藉該第二作動缸51前進移動該抓取裝置5來靠近該罩體32，再以該夾爪單元52夾取待卸研磨輪31，即以其二爪部522扣接於該待卸研磨輪31軸心311上的扣合槽312，以從該研磨裝置3驅動馬達的轉軸來卸除待卸研磨輪31，再後退該抓取裝置5並以該夾爪單元52來迴轉180度位於其上的待卸研磨輪31，續後退該抓取裝置5以靠近該研磨輪刀庫4，將待卸研磨輪31裝入於該研磨輪刀庫4內，最後該抓取裝置5前進至起始位置，如此便完成該自動卸除研磨輪程序61而續行下個程序。

當該研磨裝置3要進行工件7的下一個不同部位的研磨加工作業且需要更換研磨輪31時，則該控制器6會執行該自動裝入研磨輪程序62，係先將該研磨輪刀庫4定位待裝研磨輪31至預定位置，再將該研磨裝置3遠離於該研磨輪刀庫4至預設距離後(若該研磨裝置3已位於預設距離，則省略本步驟)，打開該罩體32的啟閉蓋321(若該啟閉蓋321已打開，則省略本步驟)，藉該第二作動缸51後退該抓取裝置5以靠近該研磨輪刀庫4，再以其夾爪單元52來夾取該研磨輪刀庫4內的待裝研磨輪31，即以其二爪部522扣接於該待裝研磨輪31軸心 311上的扣合槽312，以從該研磨輪刀庫4取出待裝研磨輪31，前進該抓取裝置5並以該夾爪單元52來迴轉180度位於其上的待裝研磨輪31，續前進該抓取裝置5以靠近該罩體32，再將待裝研磨輪31裝入於該罩體32內該研磨裝置3驅動馬達的轉軸上，鬆開該夾爪單元52的二爪部522，後退該抓取裝置5至起始位置，最後藉該第一作動缸322關上該罩體32的啟閉蓋321，如此便完成該自動裝入研磨輪程序62而續行下個程序。

綜上所述，本發明係關於一種「磨床更換研磨輪機構」，且其構成結構未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱；需陳明者，以上所述乃是本專利申請案之具體實施例及所運用之技術原理，若依本專利申請案之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本專利申請案之範圍內，合予陳明。

A:磨床更換研磨輪機構

1:基座

2:夾持裝置

3:研磨裝置

31:研磨輪

322:第一作動缸

4:研磨輪刀庫

5:抓取裝置

52:夾爪單元

521:迴轉缸

522:爪部

7:工件

Claims (9)

1. 一種磨床更換研磨輪機構，係包含有：一基座，係提供設置夾持裝置、研磨裝置、研磨輪刀庫及抓取裝置；一夾持裝置，係接設於該基座上，據以提供夾持不同長度的工件，並可作x軸向位置調整；一研磨裝置，係接設於該基座的滑軌並可相對於該夾持裝置作x軸向與y軸向之二維移動，另該研磨裝置更包含有一研磨輪及一罩體，其中該研磨輪位於罩體內，而該罩體的側邊更包含有一啟閉蓋，且該啟閉蓋樞接於該罩體並由一第一作動缸來致動其啟閉；一研磨輪刀庫，係z軸垂直向接設於該基座並儲放有數個研磨輪且以x軸向為旋轉中心；及一抓取裝置，係接設於該基座上，並位於該研磨裝置與該研磨輪刀庫之間，又該抓取裝置相對於該基座可以作x軸向線性位移，且更設有可z軸向迴轉的一夾爪單元；藉由一控制器控制該抓取裝置以其夾爪單元來夾取研磨輪並來回穿梭位移、迴轉於該研磨裝置與該研磨輪刀庫之間，據以提供研磨輪自動裝入、卸除之功能。
2. 如請求項1所述磨床更換研磨輪機構，其中該控制器電性連接該夾持裝置、該研磨裝置、該研磨輪刀庫及該抓取裝置，又該控制器內存有一自動卸除研磨輪程序及一自動裝入研磨輪程序。
3. 如請求項2所述磨床更換研磨輪機構，其中該自動卸除研磨輪程序係設為先將該研磨裝置遠離於該研磨輪刀庫至預設距離後，打開該罩體的 啟閉蓋，前進移動該抓取裝置來靠近該罩體，再以該夾爪單元夾取並卸除該罩體內的待卸研磨輪，後退該抓取裝置並以該夾爪單元來迴轉位於其上的待卸研磨輪，續後退該抓取裝置以靠近該研磨輪刀庫，將待卸研磨輪裝入於該研磨輪刀庫內，最後該抓取裝置前進至起始位置，如此便完成該自動卸除研磨輪程序。
4. 如請求項2所述磨床更換研磨輪機構，其中該自動裝入研磨輪程序係設為先將該研磨輪刀庫定位待裝研磨輪至預定位置，再將該研磨輪刀庫定位待裝研磨輪至預定位置，再將該研磨裝置遠離於該研磨輪刀庫至預設距離後，打開該罩體的啟閉蓋，後退該抓取裝置以靠近該研磨輪刀庫，再以其夾爪單元來夾取該研磨輪刀庫內的待裝研磨輪，前進該抓取裝置並以該夾爪單元來迴轉位於其上的待裝研磨輪，續前進該抓取裝置以靠近該罩體，再將待裝研磨輪裝入於該罩體內，後退該抓取裝置至起始位置，最後關上該罩體的啟閉蓋，如此便完成該自動裝入研磨輪程序。
5. 如請求項2所述磨床更換研磨輪機構，其中該罩體的啟閉蓋設為上掀方式，即將該啟閉蓋樞接於該罩體的頂端處並由該第一作動缸來致動其啟閉。
6. 如請求項2所述磨床更換研磨輪機構，其中該抓取裝置係由一第二作動缸來致動其位移，並由一迴轉缸、一步進馬達或一伺服馬達來致動該夾爪單元進行迴轉。
7. 如請求項2所述磨床更換研磨輪機構，其中各研磨輪分別設有一軸心，且該軸心相對於該夾爪單元則設有一扣合槽。
8. 如請求項7所述磨床更換研磨輪機構，其中該研磨輪刀庫係搭接於該基座的一側邊，其中該研磨輪刀庫係更包含有一支撐架、一轉盤及一驅動單元，且該轉盤樞接於該支撐架的頂端並掛接有各式各樣的研磨輪，而該驅動單元則設於該支撐架與該轉盤之間並電性連接該控制器，且由該驅動單元驅動該轉盤旋轉。
9. 如請求項1至8任一項所述磨床更換研磨輪機構，其中該夾爪單元係進行180度迴轉。