TWM458268U - 氣壓同動換刀的綜合加工機 - Google Patents

Description

氣壓同動換刀的綜合加工機

本新型是有關於一種綜合加工機，特別是指一種氣壓同動換刀的綜合加工機。

參閱圖1，為中華民國公告第I367145號「綜合加工機之同動打刀裝置」專利案，該綜合加工機包含一刀庫11、一加工軸12，及一連接該刀庫11及加工軸12並用以更換刀具的換刀單元13。該換刀單元13具有一馬達131、一與該馬達131連接的首動力軸132、連接在該首動力軸132端緣的一第一凸輪133、一第二凸輪134、一套設在該首動力軸132上的平板凸輪135、一與該首動力軸132相連動的末動力軸136，及一套設在該末動力軸136上的換刀臂137。

該馬達131帶動該首動力軸132轉動，該平板凸輪135、第一凸輪133、第二凸輪134隨該首動力軸132一同轉動，其中，該平板凸輪135會與一機械閥14接觸並會壓觸該機械閥14的一觸壓部141，在機械閥14的觸壓部141受平板凸輪135壓動時，即傳送控制訊號至一加壓單元15，使該加壓單元15釋放氣壓，讓該加工軸12進行鬆刀動作，在此同時，該第一凸輪133、第二凸輪134也會連動 該末動力軸136並使該換刀臂137旋轉、上下移動，讓換刀臂137的兩端能夠進行抽刀、換刀、插刀等動作，使刀庫11中的刀具與加工軸12的刀具交換。透過上述結構與作動方式，即能配合電腦及加工順序的規劃在一工作物(圖未示)上分別利用多把刀具進行多道次的加工，藉此減少加工時更換刀具所浪費的時間，更可以避免在不同機具間不斷移動，而能減少加工誤差並提高加工精度。

但不管是該綜合加工機利用該機械閥14的控制方式，或是現有常配合可程式邏輯控制器(PLC)的控制方式，在觸發的時序上都會有運算或電路傳遞的延遲，無形地也增加了換刀整體動作上的時間，如何提升換刀效率即成為相關工具機業者所欲積極解決的問題。

因此，本新型之目的，即在提供一種提高換刀速度的氣壓同動換刀的綜合加工機。

於是，本新型氣壓同動換刀的綜合加工機，包含一基座、一設置在該基座的刀庫、一設置在該基座上的打刀缸單元、一換刀機構、一控制機構，及一氣壓單元。

該刀庫包括多個刀具。該打刀缸單元供該等刀具中之一插設。該換刀機構包括一固定在該基座上的馬達，及一樞設在該基座上並受該馬達控制的換刀臂。

該控制機構包括一設置在該基座上並與該馬達同動的驅動軸、一樞設在該基座上並與該驅動軸連動的觸壓凸輪，及一用於檢知該換刀機構之換刀臂是否在啟始位 置的第一定位確認件。

該氣壓單元設置在基座上，並包括一將高壓氣體分別輸入該刀庫、打刀缸單元、換刀機構的氣源，及一與該控制機構之觸壓凸輪相對應且能被該觸壓凸輪觸動的氣源開關，該氣源開關分別與該氣源、打刀缸單元相通，並隨該觸壓凸輪的位置控制氣源的高壓氣體是否輸入該打刀缸單元。

本新型之功效在於：該控制機構的觸壓凸輪直接觸壓該氣壓單元的氣源開關，讓氣源的高壓氣體直接供輸至該打刀缸單元，因此不需額外操作其他控制元件及傳遞訊號的時間，與該換刀機構達到同動，而能夠加快換刀速度，提高製造上的效率。

2‧‧‧基座

21‧‧‧本體

22‧‧‧箱體部

3‧‧‧刀庫

31‧‧‧刀座

32‧‧‧刀具

4‧‧‧打刀缸單元

41‧‧‧缸體

42‧‧‧打刀桿

43‧‧‧加工軸

44‧‧‧第一感測塊

45‧‧‧第二感測塊

46‧‧‧第一感測部

47‧‧‧第二感測部

5‧‧‧換刀機構

51‧‧‧馬達

52‧‧‧換刀臂

6‧‧‧控制機構

61‧‧‧驅動軸

62‧‧‧觸壓凸輪

621‧‧‧輪片

63‧‧‧第一定位確認件

631‧‧‧第一定位檢知塊

632‧‧‧第一量測部

64‧‧‧第二定位確認件

641‧‧‧第二定位檢知塊

642‧‧‧第二量測部

65‧‧‧輔助定位確認件

7‧‧‧氣壓單元

71‧‧‧氣源

72‧‧‧氣源開關

73‧‧‧手動氣壓開關

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明中華民國公告第I367145號專利案揭示的一綜合加工機；圖2是一示意圖，說明本新型氣壓同動換刀的綜合加工機的第一較佳實施例；圖3是一示意圖，說明輔助說明圖2；圖4是一局部放大圖，說明該較第一佳實施例之一打刀缸單元的細部元件，為了方便說明，圖中省略部分元件未繪製；圖5是一局部放大圖，說明該第一較佳實施例之一 控制機構的細部元件，為了方便說明，圖中省略部分元件未繪製；圖6是一示意圖，說明該第一較佳實施例之一換刀臂在啟始位置的態樣；圖7是一示意圖，說明該第一較佳實施例之一換刀臂在扣刀位置的態樣；圖8是一示意圖，說明該第一較佳實施例之換刀臂在扣刀位置時，該控制機構的態樣；圖9是一示意圖，說明該第一較佳實施例之換刀臂在扣刀位置時，該打刀缸單元的一第一感測塊、第二感測塊的態樣；圖10是一示意圖，說明該第一較佳實施例之換刀臂在換刀時的態樣；圖11是一示意圖，說明本新型氣壓同動換刀的綜合加工機的第二較佳實施例；及圖12是一示意圖，輔助說明圖11。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2與圖3，為本新型氣壓同動換刀的綜合加工機之第一較佳實施例，包含一基座2、一設置在該基座2的刀庫3、一設置在該基座2上的打刀缸單元4、一換刀機構5、一控制機構6，及一氣壓單元7。

該刀庫3包括一能受控制而相對該基座2樞轉 的刀座31，及多個插設在該刀座31上的刀具32。在本實施例中，該等刀具32是以刀柄的態樣表示，實際上該等刀具32能夠在刀柄上裝設各種尺寸、種類的加工刀，而對應不同的加工作業。

參閱圖3與圖4，該打刀缸單元4包括一缸體41、一可活動地穿設該缸體41並受該氣壓單元7的高壓氣體控制的打刀桿42、一穿設該缸體41並與該打刀桿42連動的加工軸43、一隨該打刀桿42移動的第一感測塊44、一在該第一感測塊44相對下方且隨該打刀桿42移動的第二感測塊45、一固定在該缸體41上且感測該第一感測塊44的第一感測部46，及一固定在該缸體41上且感測該第二感測塊45的第二感測部47。該加工軸43可供其中一刀具32插設而能對一待加工件(圖未示)進行加工。在本實施例中，該第一感測部46、第二感測部47是利用近接感應的方式檢知，但也不以此方式為限。

復參閱圖2、3，該換刀機構5包括一固定在該基座2上的馬達51，及一樞設在該基座2上並受該馬達51控制的換刀臂52。在此先說明的是，該馬達51是透過減速齒輪(圖未示)帶動該換刀臂52旋轉，及上下移動，該換刀臂52旋轉時是將打刀缸單元4上之刀具32與刀庫3中之一刀具32扣合，與交換的動作，而換刀臂52上下移動時是帶動讓受夾持之刀具32進行抽刀、插刀的動作，此一操作方式為該項技術領域中具有通常知識者能容易理解，在此不多做贅述及繪製減速齒輪等結構。

參閱圖2與5，該控制機構6包括一設置在該基座2上並與馬達51同動的驅動軸61、一樞設在該基座2上並與該驅動軸61連動的觸壓凸輪62、一用於檢知該換刀機構5之換刀臂52是否在一啟始位置的第一定位確認件63，及一用於檢知該換刀機構5之換刀臂52是否在扣合刀具32之位置的第二定位確認件64。在本實施例中，該驅動軸61是以一鏈條(圖未示)被該馬達51帶動且使該觸壓凸輪62同動旋轉旋動，但也不以此為限。而該啟始位置的態樣容後再詳述。

該控制機構6的觸壓凸輪62具有二可相對樞轉定位的凸輪片621，並藉由變化該等凸輪片621的相對位置可以改變該觸壓凸輪62的外形。該第一定位確認件63具有一與該觸壓凸輪62同軸轉動的第一定位檢知塊631，及一測知該第一定位檢知塊631的第一量測部632。該第二定位確認件64具有一與該觸壓凸輪62同軸轉動的第二定位檢知塊641，及一測知該第二定位檢知塊641的第二量測部642。本實施例中，該第一量測部632、第二量測部642也是利用近接感應的方式分別檢知該第一定位檢知塊631、第二定位檢知塊641，但不以此為限，配合參閱圖4，在該第一量測部632量測到該第一定位檢知塊631時，該打刀缸單元4的第一感測部46也需感測到該第一感測塊44；在該第二量測部642量測到該第二定位檢知塊641時，該打刀缸單元4的第二感測部47也需感測到該第二感測塊45，做為安全及定位的保護作用。

參閱圖2、3及圖5，該氣壓單元7設置在基座2上，並包括一將高壓氣體分別輸入該刀庫3、打刀缸單元4之缸體41、換刀機構5的氣源71、一與該控制機構6之觸壓凸輪62相對應且能被該觸壓凸輪62觸動的氣源開關72，及一能手動控制該氣源71的高壓氣體是否輸入該打刀缸單元4之缸體41的手動氣壓開關73。該氣源開關72分別與該氣源71、打刀缸單元4相通，並隨該觸壓凸輪62的位置控制氣源71的高壓氣體是否輸入該打刀缸單元4。本實施例中，該手動氣壓開關73是設置在打刀缸單元4之缸體41的附近，但也不以此為限。

參閱圖6，此時該換刀機構5之換刀臂52的位置稱作啟始位置，同時該控制機構6的第一定位確認件63應在如圖5所示的位置，讓該第一量測部632能測知該第一定位檢知塊631，且如圖4所示，該打刀缸單元4的第一感測部46也需感測到該第一感測塊44，若其中該第一量測部632或第一感測部46未感測到，表示該換刀臂52或打刀桿42的定位不確實，則會發出停機的訊號，避免機器運作下有零件撞損的意外發生。若該換刀臂52及打刀桿42均確實定位，則一被選定之刀具32即會由刀庫3中樞轉向下(如圖6中假想線所示)，等待換刀的操作。

參閱圖7、8，當換刀的訊號傳送至換刀機構5後，該馬達51即帶動該控制機構6的驅動軸61旋動，該驅動軸61也跟著帶動該觸壓凸輪62旋動，當該觸壓凸輪62凸出部觸動該氣壓單元7的氣源開關72時，該氣壓單元 7之氣源71即將高壓氣體經由該氣源開關72輸入至該打刀缸單元4，且該換刀臂52也同步旋動扣合住刀庫3中被選定之刀具32，此時如圖8、圖9所示，該控制機構6的該第二量測部642會量測到該第二定位檢知塊641，且該打刀缸單元4的該第二感測塊45會隨打刀桿42下移而被第二感測部47感測到，同樣地，若其中一未感測到，表示零件的定位不確實，也會發出停機的訊號。在高壓氣體輸入至該打刀缸單元4的缸體41時，會推動該打刀桿42進而擠觸到加工軸43(見圖7)，讓該加工軸43鬆開該刀具32(見圖7)，使該加工軸43上之刀具32能被抽換。

接著，參閱圖8、10，該驅動軸61持續帶動該觸壓凸輪62旋轉，使該觸壓凸輪62保持在觸動該氣壓單元7的氣源開關72，該換刀機構5的馬達51接著帶動該換刀臂52如圖10所示的方式下移，將所述刀具32下拉抽離該刀庫3的刀座31及加工軸43，並接著換刀臂52被帶動旋轉，交換刀庫3及加工軸43之刀具32，之後換刀臂52再上移至如圖7的位置，將交換後的刀具32再分別插回刀庫3的刀座31及加工軸43，完成換刀的動作，最後，該換刀臂52再回復至圖6的啟始位置，該加工軸43即能利用交換後的刀具32繼續對一待加工物(圖未示)進行加工，同時該刀具32也會樞轉回復位置。

參閱圖2，特別說明的是，在停機的時間，操作該氣壓單元7的手動氣壓開關73同樣能將高壓氣體輸入該打刀缸單元4的缸體41，讓該加工軸43鬆開該刀具32， 而能夠以手動的方式更換該加工軸43上之刀具32，另外該手動氣壓開關73與氣源開關72是分別將高壓氣體導入一梭動閥(圖未示)之後才輸入該缸體41，並讓手動操作的氣壓值大於自動操作的氣壓值，使得該手動操作的模式在控制順序上是優先於該自動操作的模式。

參閱圖2、4及圖5，在上述的操作中，該控制機構6的觸壓凸輪62是直接控制氣壓單元7的氣源開關72，讓氣源71中的高壓氣體直接輪入至該打刀缸單元4，減少利用其他控制元件的訊號傳遞時間與操作時間，大大增加換刀的速度，並利用該控制機構6的第一定位確認件63、第二定位確認件64，及打刀缸單元4的第一感測塊44、第二感測塊45、第一感測部46、第二感測部47等檢知元件，讓加工機在作動的各時點及零件位置皆被監測，避免定位不確實產生操作上的意外事故，在提升換刀速度外更提供安全的保障。

另，該控制機構6之觸壓凸輪62具有兩凸輪片621，所以透過該等凸輪片621的相對旋動，可以改變該觸壓凸輪62的曲線，而達到可調整觸壓該氣源開關72的位置及時間長短的優點，另外該第一定位檢知塊631、第二定位檢知塊641的位置也可調整，而能夠對應不同行程、時序的換刀機構5，在使用上更有彈性與泛用性高。

參閱圖11與圖12，為本新型氣壓同動換刀的綜合加工機之第二較佳實施例，與第一較佳實施例大致相同，不同的地方在於，該基座2包括一本體21，及一固定在 該本體21上的箱體部22，而本實施例中，該驅動軸61是樞設在該箱體部22內，且該控制機構6還包括二個輔助定位確認件65，該等輔助定位確認件65與第一定位確認件63、第二定位確認件64的結構與作動方式相同，在此不再多加贅述，因此與第一較佳實施例有相同的功效，也是利用該觸壓凸輪62壓觸該氣源開關72，讓高壓氣體直接輸入該打刀缸單元4(見圖2)，節省換刀的時間，更利用該等輔助定位確認件65可以增加多個在換刀時序上各元件的定位狀態之判定，提升安全保護性及控制上的操作自由性。

綜上所述，本新型氣壓同動換刀的綜合加工機，控制高壓氣體直接輸入打刀缸單元4的方式，減少多餘控制元件的控制及訊號傳遞時間，讓換刀速度可以提升，並配合定位的檢測元件，讓換刀的過程中降低意外的發生，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。。

2‧‧‧基座

3‧‧‧刀庫

31‧‧‧刀座

32‧‧‧刀具

4‧‧‧打刀缸單元

41‧‧‧缸體

42‧‧‧打刀桿

43‧‧‧加工軸

5‧‧‧換刀機構

51‧‧‧馬達

52‧‧‧換刀臂

6‧‧‧控制機構

61‧‧‧驅動軸

63‧‧‧第一定位確認件

64‧‧‧第二定位確認件

7‧‧‧氣壓單元

71‧‧‧氣源

72‧‧‧氣源開關

73‧‧‧手動氣壓開關

Claims (9)

1. 一種氣壓同動換刀的綜合加工機，包含：一基座；一刀庫，設置在該基座上，並包括多個刀具；一打刀缸單元，設置在該基座上，並供該等刀具中之一插設；一換刀機構，包括一固定在該基座上的馬達，及一樞設在該基座上並受該馬達控制的換刀臂；一控制機構，包括一設置在該基座上並與該馬達同動的驅動軸、一樞設在該基座上並與該驅動軸連動的觸壓凸輪，及一用於檢知該換刀機構之換刀臂是否在啟始位置的第一定位確認件；及一氣壓單元，設置在基座上，並包括一將高壓氣體分別輸入該刀庫、打刀缸單元、換刀機構的氣源，及一與該控制機構之觸壓凸輪相對應且能被該觸壓凸輪觸動的氣源開關，該氣源開關分別與該氣源、打刀缸單元相通，並隨該觸壓凸輪的位置控制氣源的高壓氣體是否輸入該打刀缸單元。
2. 如請求項1所述的氣壓同動換刀的綜合加工機，其中，該控制機構還包括一用於檢知該換刀機構之換刀臂是否在扣合刀具之位置的第二定位確認件。
3. 如請求項2所述的氣壓同動換刀的綜合加工機，其中，該控制機構的觸壓凸輪具有二可相對樞轉定位的凸輪 片，並藉由變化該等凸輪片的相對位置可以改變該觸壓凸輪的外形。
4. 如請求項3所述的氣壓同動換刀的綜合加工機，其中，該氣壓單元還包括一手動控制該氣源的高壓氣體是否輸入該打刀缸單元的手動氣壓開關。
5. 如請求項1所述的氣壓同動換刀的綜合加工機，其中，該控制機構的第一定位確認件具有一與該觸壓凸輪同軸轉動的第一定位檢知塊，及一測知該第一定位檢知塊的第一量測部。
6. 如請求項2所述的氣壓同動換刀的綜合加工機，其中，該控制機構的第二定位確認件具有一與該觸壓凸輪同軸轉動的第二定位檢知塊，及一測知該第二定位檢知塊的第二量測部。
7. 如請求項2至4中之任一項所述的氣壓同動換刀的綜合加工機，其中，該打刀缸單元包括一缸體、一可活動地穿設該缸體並受該氣源的高壓氣體控制的打刀桿、一穿設該缸體並與該打刀桿連動的加工軸、一隨該打刀桿移動的第一感測塊、一在該第一感測塊相對下方且隨該打刀桿移動的第二感測塊、一固定在該缸體上且感測該第一感測塊的第一感測部，及一固定在該缸體上且感測該第二感測塊的第二感測部。
8. 如請求項1所述的氣壓同動換刀的綜合加工機，其中，該基座包括一本體，及一固定在該本體上的箱體部，該 驅動軸是樞設在該箱體部。
9. 如請求項8所述的氣壓同動換刀的綜合加工機，其中，該控制機構還包括至少一設置在該驅動軸上的輔助定位確認件。