TWM464265U

TWM464265U - 自動換刀機構

Info

Publication number: TWM464265U
Application number: TW102205901U
Authority: TW
Inventors: zhe-sen Liu
Original assignee: Kugi Tech Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2013-11-01

Description

自動換刀機構

本創作隸屬一種自動換刀機構，具體而言係利用一動力馬達，可同時將動力輸出至凸輪心軸及動力輸出軸，驅使動力輸出軸帶動換刀臂，其係利用凸輪心軸貫穿箱體中心處，於箱體外側一端設有鬆刀凸輪、另一端設有感應塊，可於動力馬達將動力輸出至凸輪心軸、感應塊及動力輸出軸時，使鬆夾刀凸輪驅動同步打刀機構，另側之感應塊旋轉由近接開關感應，且動力輸出軸帶動換刀臂，達成感應塊傳達打刀訊號、鬆夾刀凸輪與同步打刀機構及換刀臂同步動作，完成主軸快速打刀、夾刀的換刀目的。

按，現有的機械加工中心用換刀機構是在換刀機構主體上，安裝有與電控裝置相接的電機，電機透過傳動裝置驅動安裝在換刀機構主體上的凸輪軸和刀臂主軸動作，刀臂主軸的轉動和軸向移動可實現換刀動作，在換刀過程中，刀臂首先對刀庫上的刀具進行扣刀，然後由電控裝置驅動刀庫進行鬆刀的動作，目前鬆刀的動作是由凸輪軸透過鏈輪鏈條帶動信號鏈輪進行感應控制的，其缺點是多個零件的組裝不可避免的出現累積誤差，使鬆刀動作感應到位不及時，扣刀和鬆刀的動作不可能同時進行，即扣刀後必須等待一定時間才能鬆刀，造成換刀時間長，導致加工效率低，動作不連貫。

本創作之創作人從事加工中心機之同步打刀伺服器結構及其相關產品製造多年深知其優缺點，乃致力於改良其缺點，期使換刀臂機構更為實用，符合使用者之需求，經由多年試驗改良，終於創作出本創作一種自動換刀機構。

本新型之目的即在於提供一種自動換刀機構，用於加工中心用機械，藉以讓主軸完成鬆刀及夾刀，其結構包含有：一動力馬達、一箱體、一凸輪心軸、一間歇凸輪板、一渦輪、一動力輸軸及一擺臂，該箱體上側設有動力馬達，動力馬達之馬達心軸末端設有傳動齒輪，傳動箱體內間歇凸輪板，間歇凸輪板中心處設有凸輪心軸，該凸輪心軸貫穿箱體中心處，於箱體外側一端設有鬆刀凸輪、另一端設有感應塊，該自動換刀機構利用一動力馬達，可同時將動力輸出至凸輪心軸、及動力輸出軸，驅使動力輸出軸帶動換刀臂，並由凸輪心軸一側之鬆刀凸輪驅動同步打刀機構，另側之感應塊旋轉由近接開關感應，傳送動力馬達停止訊號與動力輸出軸回原位確認訊號至電控裝置控制，由電控裝置指令控制自動換刀機構動作，達成換刀臂與同步打刀機構同步動作，完成主軸快速鬆刀、夾刀的換刀目的。

動力馬達可帶動間歇凸輪板同歩帶動凸輪心軸，並經由渦輪傳動渦桿轉盤使動力輸出軸轉動，進而使與動力輸出軸連接之換刀臂旋轉，且該凸輪心軸上一側設置有感應塊，一側設置有鬆夾刀凸輪，鬆夾刀凸輪上設有圓徑較小之夾刀區及圓徑較大為鬆刀區，該鬆夾刀凸輪與間歇凸輪板同歩轉動；該間歇凸輪板一側面設有凹槽，凹槽分別為有夾刀區及拉刀區，一擺臂中段處設有滾輪容置於凹槽內，擺臂末端處設有壓輪，壓輪容置於輸出軸壓環內，該輸出軸壓環穿設於動力輸出軸中段處，當間歇凸輪板受動力馬達帶動旋轉時，擺臂上滾輪於夾刀區滾動，因夾刀區之凹槽與未啟動馬逹前的凸輪心軸半徑相等，不會使擺臂搖動，而動力輸出軸則因受渦輪帶動渦桿轉盤而旋轉，使動力輸出軸上鎖設之換刀臂旋轉進行扣刀，同歩帶動凸輪心軸上的鬆夾刀凸輪轉動至鬆刀區，當擺臂上滾輪滾至拉刀區後，拉刀區之凹槽圓徑比夾刀區之凹槽較大，擺臂會因滾輪帶動向下搖動，因而使擺臂末端之壓輪將輸出軸壓環向下帶動，使結合輸出軸壓環的動力輸出軸向下移動，進而使動力輸出軸上鎖設的換刀臂向下位移，完成換刀機構拉刀，間歇凸輪板帶動渦輪傳動渦桿轉盤使動力輸出軸轉動，使動力輸出軸上鎖設之換刀臂旋轉進行換刀，反之當擺臂上滾輪滾至夾刀區後，則因夾刀區之凹槽圓徑比拉刀區較小，擺臂會因滾輪帶動向上搖動，因而使擺臂末端之壓輪將輸出軸壓環向上帶動，使結合輸出軸壓環的動力輸出軸向上移動，進而使動力輸出軸上鎖設的換刀臂向上位移，完成換刀機構回刀將刀具插入主軸上，同歩帶動凸輪心軸上的鬆夾刀凸輪轉動至夾刀區，主軸進行夾刀，該動力馬達運行至凸輪心軸的感應塊上設置的感應開關受到感應，將傳送訊號至電控裝置控制動力馬逹停止，以確認自動換刀機構對主軸完成換刀動作的目的。

為此，本創作主要係透過下列的技術手段，來具體實現本創作的各項目的與效能，其結構包含有：一動力馬達、一箱體、一凸輪心軸、一間歇凸輪板、一渦輪、一動力輸軸及一擺臂，該箱體上側設有動力馬達，動力馬達之馬達心軸末端設有傳動齒輪，箱體內中心處設有凸輪心軸，該凸輪心軸貫穿箱體中心處，於箱體外側一端設有鬆刀凸輪、另一端設有感應塊，凸輪心軸上穿設間歇凸輪板及渦輪，其間歇凸輪板上設有插銷穿設渦輪，渦輪則與凸輪心軸利用一直銷結合，使間歇凸輪板轉動時凸輪心軸及渦輪可同步旋轉，間歇凸輪板一側面上外徑處環設有齒盤，齒盤與馬達心軸之傳動齒輪嚙合，間歇凸輪板另側面上環設有圓徑不同的凹槽，其圓徑較小之凹槽為夾刀區，圓徑較大之凹槽為拉刀區，且該凸輪心軸一端設置感應塊，使設置於凸輪心軸之感應塊轉動由近接開關感應，將傳送訊號至電控裝置控制動力馬達停止訊號與動力輸出軸回原位確認訊號，該渦輪一側設有動力輸出軸，動力輸出軸前段至中段處環設有齒槽與渦桿轉盤中心孔嚙合，動力輸出軸中段處設有渦桿轉盤及輸出軸壓環，渦桿轉盤與渦輪嚙合可受渦輪帶動旋轉，渦桿轉盤之中心孔與動力輸出軸之齒槽嚙合，使渦輪、渦桿轉盤及動力輸出軸同步旋轉，又因動力輸出軸前段至中段處環設之齒槽與渦桿轉盤中心孔嚙合，動力輸出軸上下移動時，使齒槽與渦桿轉盤中心孔皆處於嚙合狀態，使渦輪帶動渦桿轉盤旋轉之動力不會中斷，該箱體內部底側樞設有一擺臂，擺臂中段處設有滾輪容置於凹槽內，擺臂末端處設有壓輪，壓輪容置於輸出軸壓環內，當間歇凸輪板受動力馬達帶動旋轉時，擺臂上滾輪於夾刀區滾動，因夾刀區之凹槽圓徑以凸輸心軸為圓心，不會使擺臂搖動，而動力輸出軸則因受渦輪帶動渦桿轉盤而旋轉，使動力輸出軸上鎖設之換刀臂旋轉進行扣刀，當擺臂上滾輪滾至拉刀區後，拉刀區之凹槽圓徑較夾刀區大，擺臂會因滾輪帶動向下搖動，因而使擺臂末端之壓輪將輸出軸壓環向下帶動，使結合輸出軸壓環的動力輸出軸向下移動，進而使動力輸出軸上鎖設的換刀臂向下位移，完成自動換刀機構拉刀，反之當擺臂上滾輪滾至夾刀區後，則因夾刀區之凹槽圓徑較拉刀區小，擺臂會因滾輪帶動向上搖動，因而使擺臂末端之壓輪將輸出軸壓環向上帶動，使結合輸出軸壓環的動力輸出軸向上移動，進而使動力輸出軸上鎖設的換刀臂向上位移，完成換刀機構回刀將刀具插入主軸上，同歩帶動凸輪心軸上的鬆夾刀凸輪轉動至夾刀區，主軸進行夾刀，該動力馬達運行至凸輪心軸的感應塊上設置的感應開關受到感應，將傳送訊號至電控裝置控制動力馬逹停止，以確認自動換刀機構對主軸完成換刀動作的目的，完成主軸快速打刀、夾刀的換刀目的。

為使貴審查委員能進一步了解本創作的詳細構造、特徵及其他目的，以下乃舉本創作之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(20)‧‧‧動力馬達

(21)‧‧‧馬達心軸

(22)‧‧‧傳動齒輪

(30)‧‧‧箱體

(40)‧‧‧凸輪心軸

(41)‧‧‧直銷

(44)‧‧‧鬆夾刀凸輪

(441)‧‧‧夾刀區

(442)‧‧‧鬆刀區

(45)‧‧‧感應塊

(50)‧‧‧間歇凸輪板

(51)‧‧‧插銷

(52)‧‧‧齒盤

(53)‧‧‧凹槽

(54)‧‧‧夾刀區

(55)‧‧‧拉刀區

(60)‧‧‧渦輪

(80)‧‧‧動力輸出軸

(81)‧‧‧齒槽

(82)‧‧‧渦桿轉盤

(821)‧‧‧中心孔

(83)‧‧‧輸出軸壓環

(90)‧‧‧擺臂

(91)‧‧‧滾輪

(92)‧‧‧壓輪

第1圖：係本創作較佳實施例的平面剖視示意圖，供說明主要元件及其相對關係。

第2圖：係本創作較佳實施例的凸輪心軸、間歇凸輪板、渦輪、動力輸出軸及擺臂側面剖視示意圖。

第3圖：係本創作較佳實施例的凸輪心軸、間歇凸輪板、渦輪、及動力輸出軸另一側面剖視示意圖。

第4圖：係本創作較佳實施例的擺臂另一側面剖視示意圖。

第5圖：係本創作較佳實施例的鬆夾刀凸輪夾刀居及鬆刀區示意圖。

第6圖：係本創作較佳實施例的擺臂及動力輸出軸動作示意圖。

本創作係一種自動換刀機構，隨附圖例示之本創作具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本創作，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本創作之申請專利範圍內，根據本創作之具體實施例的設計與需求而進行變化。

請參閱第1圖至第6圖所示，係本創作一種自動換刀機構，其結構包含有：一動力馬達(20)、一箱體(30)、一凸輪心軸(40)、一間歇凸輪板(50)、一渦輪(60)、一動力出輸軸(80)及一擺臂(90)，該箱體(30)上側設有動力馬達(20)，動力馬達(20)之馬達心軸(21)貫穿箱體(30)，馬達心軸(21)末端設有傳動齒輪(22)，該箱體(30)內中心處設有凸輪心軸(40)，其特徵在於，該凸輪心軸(40)貫穿箱體(30)中心處，於箱體(30)外側一端設有鬆夾刀凸輪(44)、另一端設有感應塊(45)，該鬆夾刀凸輪(44)上設有圓徑較小之夾刀區(441)及圓徑較大之鬆刀區(442)；其凸輪心軸(40)於箱體(30)內穿設間歇凸輪板(50)及渦輪(60)，其間歇凸輪板(50)上設有插銷(51)穿設渦輪(60)，渦輪(60)則與凸輪心軸(40)利用直銷(41)結合，使間歇凸輪板(50)轉動時凸輪心軸(40)及渦輪(60)可同步旋轉，該間歇凸輪板(50)一側面之外徑處環設有齒盤(52)，齒盤(52)與馬達心軸(21)之傳動齒輪(22)嚙合，間歇凸輪板(50)另側面上環設有圓徑不同的凹槽(53)，其圓徑較小之凹槽為夾刀區(54)，圓徑較大之凹槽為拉刀區(55)，且該凸輪心軸(40)一端設置有感應塊(45)，一端設置有鬆夾刀凸輪(44)可於凸輪心軸(40)轉動時，同歩傳動感應塊(45)、鬆夾刀凸輪(44)旋轉，使設置於凸輪心軸(40)之感應塊(45)由近接開關感受到感應，將傳送訊號至電控裝置同步控制動力馬達(20)停止訊號與動力輸出軸(80)回原位確認訊號，該渦輪(60)一側設有動力輸出軸(80)，動力輸出軸(80)前段至中段處環設有齒槽(81)與渦桿轉盤(82)之中心孔(821)嚙合，動力輸出軸(80)中段處設有渦桿轉盤(82)及輸出軸壓環(83)，該渦桿轉盤(82)與渦輪(60)嚙合可受渦輪(60)帶動旋轉，渦桿轉盤(82)之中心孔(821)又與動力輸出軸(80)之齒槽(81)嚙合，使渦輪(60)、渦桿轉盤(82)及動力輸出軸(80)可同步旋轉，又因動力輸出軸(80)前段至中段處環設之齒槽(81)與渦桿轉盤(82)之中心孔(821)嚙合，動力輸出軸(80)上下移動時，可使齒槽(81)與渦桿轉盤(82)之中心孔(821)皆處於嚙合狀態，使渦輪(60)帶動渦桿轉盤(82)旋轉之動力不會中斷，該箱體(30)內部底側樞設有一擺臂(90)，擺臂(90)中段處設有滾輪(91)容置於凹槽(53)內，擺臂(90)末端處設有壓輪(92)，壓輪(92)容置於輸出軸壓環(83)內，即組構成本創作一種自動換刀機構。

請參閱第一至第六圖所示，當間歇凸輪板(50)受動力馬達(20)帶動旋轉，擺臂(90)上滾輪(91)於夾刀區(54)滾動時，因夾刀區(54)之凹槽圓徑以凸輪心軸(40)為圓心，不會使擺臂(90)搖動，而動力輸出軸(80)則因受渦輪(60)帶動渦桿轉盤(82)而旋轉，使動力輸出軸(80)上鎖設之換刀臂旋轉進行扣刀，當擺臂(90)上滾輪(91)滾至拉刀區(55)後，拉刀區(55)之凹槽圓徑較夾刀區(54)大，擺臂(90)會因滾輪(91)帶動向下搖動，因而使擺臂(90)末端之壓輪(92)將輸出軸壓環(83)向下帶動，使結合輸出軸壓環(83)的動力輸出軸(80)向下移動，進而使動力輸出軸(80)上鎖設的換刀臂向下位移，完成自動換刀機構對主軸拉刀，且同歩帶動凸輪心軸(40) 上設置鬆夾刀凸輪(44)轉動鬆刀區控制同步打刀機構對主軸鬆刀，將刀具從主軸上拔出，反之當擺臂(90)上滾輪(91)由拉刀區(55)滾至夾刀區(54)時，則因夾刀區(54)之凹槽圓徑較拉刀區(55)小，擺臂(90)會因滾輪(91)帶動向上搖動，因而使擺臂(90)末端之壓輪(92)將輸出軸壓環(83)向上帶動，使結合輸出軸壓環(83)的動力輸出軸(80)向上移動，進而使動力輸出軸(80)上鎖設的換刀臂向上位移，完成換刀機構回刀將刀具插入主軸，同歩鬆夾刀凸輪(44)轉動夾刀區控制同步打刀機構對主軸夾刀。

本創作一種自動換刀機構，利用凸輪心軸貫穿箱體中心處，於箱體外側一端設有鬆夾刀凸輪(44)、另一端設有感應塊(45)，可於動力馬達(20)將動力輸出至凸輪心軸(40)及動力輸出軸(80)時，使鬆夾刀凸輪(44)驅動同步打刀機構，另側之感應塊(45)旋轉由近接開關感應，且動力輸出軸(80)帶動換刀臂，達成感應塊(45)傳達打刀訊號、鬆夾刀凸輪(44)與同步打刀機構及換刀臂同步動作，完成主軸快速打刀、夾刀的換刀目的。