TWM469983U

TWM469983U - 立臥式ｃｎｃ綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置

Info

Publication number: TWM469983U
Application number: TW102216441U
Authority: TW
Inventors: feng-tian Chen
Original assignee: Jian Xue Qin
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2014-01-11

Description

立臥式CNC綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置

本新型是有關於一種CNC綜合加工機，特別是指一種使用單一動力驅動源可分別進行選刀及換刀兩種不同作業的立臥式CNC綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置。

參閱圖1，一般CNC綜合加工機10通常設置有一加工主軸頭11、一刀庫單元12及一換刀單元13，加工主軸頭11下端處可供一刀具100裝入固定，該刀庫單元12包括有一刀庫本體121、一套設在刀庫本體121上可作迴轉移動的迴轉盤122、多數個套設在迴轉盤122上可供各種刀具100安裝的刀套123、以及一設置在刀庫本體121上可帶動迴轉盤122旋轉的第一馬達124，該換刀單元13包括有一換刀座體131、一設置在換刀座體131內部的凸輪機構(圖未示)、一軸設在換刀座體131上可接受凸輪機構驅動的換刀臂132、以及一設置在換刀座體131上可帶動凸輪機構運轉的第二馬達133。當使用者想要進行選刀作業時，首先啟動第一馬達124對刀庫單元12的迴轉盤122進行驅轉，迴轉盤122可讓使用者想要使用的刀具100轉移至下方的換刀位置進行待機。當使用者想要進行換刀作業時，啟動第二馬達133對換刀單元13的凸輪機構進行驅轉，凸輪機構利用本身設定的凸輪路徑，並且配合換刀程式的運作，就可讓換刀臂132兩端分別旋擺至刀庫單元12及加工主軸頭11的換刀位置，接著對兩邊刀具100同時抓持固定，再將兩邊刀具100同時拔出後，接著讓換刀臂132作180度迴轉，如此兩邊刀具100的位置就可互相對調，最後，換刀臂132將二邊刀具100同時組入刀套123及加工主軸頭11上，如此即完成整個換刀作業。

上述刀庫單元12及換刀單元13雖然可達到一般選刀及換刀作業，然而此種構造仍有其缺點存在，傳統CNC綜合加工機10都是在刀庫單元12設置一專門用來啟動迴轉盤122運轉的第一馬達124，以及在換刀單元13設置一專門用來啟動凸輪機構運轉的第二馬達133，第一馬達124及第二馬達133分別對應設置在刀庫單元12及換刀單元13上，彼此不具有任何關聯性，因此整套換刀系統需要使用到二組伺服馬達，而且二組伺服馬達需要各自安裝與之配合的伺服控制電路等設施，伺服馬達設置數量愈多，就會造成整體機械設備成本的增加。

因此，本新型目的在於提供一種使用單一動力可完成選刀及換刀兩種不同作業的立臥式CNC綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置。

於是，本新型提供一種立臥式CNC綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置，包含有一履帶式刀庫、一凸輪換刀單元及一動力離合單元，其中：履帶式刀庫包括一刀庫本體、一設置在刀庫本體內的帶狀迴轉鏈、以及複數個裝設在帶狀迴轉鏈上的刀具組，帶狀迴轉鏈包括二轉輪、以及一環繞設置在二轉輪之間供刀具組裝設的履帶，其中一轉輪設置有一第一轉動件，對第一轉動件驅轉可帶動整個履帶迴轉移動以進行選刀動作；凸輪換刀單元包括一鄰設在刀庫本體旁側處的換刀座體、一設置在換刀座體內的凸輪機構、以及一設置在換刀座體上可接受凸輪機構驅動的換刀機構，凸輪機構設置有一第二轉動件，換刀機構設置有一換刀臂，對第二轉動件驅轉可令凸輪機構帶動換刀機構的換刀臂以進行換刀動作；動力離合單元包括一固定座、一滑設在固定座上的活動座、一可作動該活動座移動的推動件、一設置在固定座上可驅動第一轉動件運轉的第一出力軸、一設置在固定座上可驅動第二轉動件運轉的第二出力軸、以及一動力機構，該動力機構包括一馬達及一設置在活動座上且與馬達相接連動的動力輸出軸，該推動件作用該活動座移動時，動力輸出軸可選擇第一或第二出力軸嚙合進行動力傳輸。

本新型的有益效果在於：利用動力離合單元設置一動力機構，該動力機構可選擇對履帶式刀庫或凸輪換刀單元傳動運轉，讓本新型使用單一動力驅動源就可完成選刀及換刀兩種不同作業，達到節省設備成本之優點。

20‧‧‧履帶式刀庫

21‧‧‧刀庫本體

22‧‧‧帶狀迴轉鏈

221‧‧‧轉輪

222‧‧‧履帶

223‧‧‧第一轉動件

23‧‧‧刀具組

231‧‧‧刀套

232‧‧‧刀具

24‧‧‧導刀機構

30‧‧‧凸輪換刀單元

31‧‧‧換刀座體

32‧‧‧凸輪機構

321‧‧‧第二轉動件

33‧‧‧換刀機構

331‧‧‧換刀臂

40‧‧‧動力離合單元

41‧‧‧固定座

411‧‧‧滑軌

42‧‧‧活動座

43‧‧‧推動件

431‧‧‧缸體

432‧‧‧心軸

44‧‧‧第一出力軸

441‧‧‧第一傳動齒輪

442‧‧‧第一鏈輪

443‧‧‧第一鏈條

45‧‧‧第二出力軸

451‧‧‧第二傳動齒輪

452‧‧‧第二鏈輪

453‧‧‧第二鏈條

46‧‧‧第一剎車件

461‧‧‧第一閉鎖齒輪

47‧‧‧第二剎車件

471‧‧‧第二閉鎖齒輪

48‧‧‧動力機構

481‧‧‧馬達

482‧‧‧動力輸出軸

483‧‧‧主動齒輪

200‧‧‧立式綜合加工機

201‧‧‧加工主軸頭

202‧‧‧主軸

300‧‧‧臥式綜合加工機

301‧‧‧加工主軸頭

302‧‧‧主軸

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是習知工具機刀庫換刀裝置的組合圖；圖2是本新型立臥式CNC綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置第一較佳實施例的組合圖，說明本新型包含一履帶式刀庫、一凸輪換刀單元及一動力離合單元；圖3是上述較佳實施例的前視圖，說明本實施例是運用在一立式綜合加工機上；圖4是上述較佳實施例的俯視圖；圖5是上述較佳實施例的組合圖，說明該動力離合單元包含有一固定座、一活動座、一第一出力軸、一第二出力軸及一動力機構；圖6是上述較佳實施例的俯視圖，說明動力離合單元的活動座藉由一推動件可帶動該動力機構位移的情形；圖7是上述較佳實施例的動作圖，說明該動力離合單元選擇帶動履帶式刀庫運轉的情形；圖8是上述較佳實施例的動作圖，說明該動力離合單元選擇帶動凸輪換刀單元運轉的情形；圖9是本發明第二較佳實施例的前視圖，說明本實施例是運用在一臥式綜合加工機上；及圖10是上述較佳實施例的側視圖。

參閱圖2~4，本新型立臥式CNC綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置在第一較佳實施例中，主要是運用在一立式綜合加工機200上，立式綜合加工機200包括一加工主軸頭201，加工主軸頭201下端處沿上下方向(Z軸)設置有一可作轉動狀的主軸202，該主軸202可供安裝一刀具232，本新型是設置在加工主軸頭201側邊位置處，主要包含有一履帶式刀庫20、一凸輪換刀單元30及一動力離合單元40，接著，再將本新型上述各單元的組成構件及空間組合型態詳述於后。

履帶式刀庫20包括一刀庫本體21、一設置在刀庫本體21內可作環繞迴轉的帶狀迴轉鏈22、複數個裝設在帶狀迴轉鏈22上的刀具組23、以及一設置在刀庫本體21下方處的導刀機構24。帶狀迴轉鏈22包括有二轉輪221、以及一環繞設置在二轉輪221之間供刀具組23裝設的履帶222，其中一轉輪221設置有一第一轉動件223，在本實施例中，第一轉動件223是一種鏈輪，對第一轉動件223驅轉可帶動該轉輪221旋轉，藉此可傳動整個履帶222迴轉移動以進行選刀動作，每一刀具組23包括一刀套231及一裝設在刀套231上的刀具232，複數個刀具組23裝設在帶狀迴轉鏈22上，使用者在選擇想要使用的刀具232後，可讓帶狀迴轉鏈22帶動刀具組23轉移至下方處，最後藉由該導刀機構24將選中的刀具組23推出至下方換刀位置處進行待機。

凸輪換刀單元30包括一鄰設在刀庫本體21旁側處的換刀座體31、一設置在換刀座體31內的凸輪機構32(見於圖8)、以及一設置在換刀座體31上可接受凸輪機構32驅動的換刀機構33。該換刀座體31內部中空可供凸輪機構32及換刀機構33裝設，凸輪機構32與換刀機構33由於已是習知構造，在此就不再詳述其構造及動作，該凸輪機構32設置有一伸出換刀座體31外部的第二轉動件321(見於圖5、圖8)，本實施例的第二轉動件321也是一種鏈輪，該換刀機構33位於換刀座體31下端處設置有一可作迴轉移動的換刀臂331，對第二轉動件321驅轉可帶動凸輪機構32運轉，該換刀臂331受到凸輪機構32的帶動下，兩端可各自抓取履帶式刀庫20及主軸202上的刀具232進行換刀動作。

參閱圖5~7，動力離合單元40是設置在刀庫本體21的外側位置處，包括一固定座41、一滑設在固定座41上的活動座42、一可對該活動座42進行推動的推動件43、一軸設在固定座41上的第一出力軸44、一軸設在固定座41上的第二出力軸45、一接設在活動座42一端處且伸至固定座41內部的第一剎車件46、一接設在活動座42另一端處且伸至固定座41內部的第二剎車件47、以及一裝設在活動座42上的動力機構48。該固定座41裝設在刀庫本體21上方處，該固定座41上方處橫設有二滑軌411，活動座42設置在二滑軌411上可作滑動狀，該推動件43可以採用氣壓、液壓元件或電磁閥等構造，在本實施例中，該推動件43包括一缸體431及一心軸432，當心軸432伸縮移動時，可帶動整個活動座42沿著滑軌411作線性移動。第一出力軸44包括一設置在固定座41內部的第一傳動齒輪441、一設置在固定座41外部的第一鏈輪442、以及一環繞設置在第一轉動件223與第一鏈輪442之間的第一鏈條443，第一鏈輪442藉由第一鏈條443傳動第一轉動件223，藉此第一出力軸44可帶動履帶式刀庫20進行運轉。第二出力軸45包括一設置在固定座41內部的第二傳動齒輪451、一設置在固定座41外部的第二鏈輪452、以及一環繞設置在第二轉動件321與第二鏈輪452之間的第二鏈條453，第二鏈輪452藉由第二鏈條453傳動第二轉動件321，藉此第二出力軸45可帶動凸輪換刀單元30進行運轉。第一剎車件46及第二剎車件47都是固接在活動座42上，可隨著活動座42與動力機構48呈一體連動狀，第一剎車件46設有一可離合地對第一傳動齒輪441嚙合的第一閉鎖齒輪461，第二剎車件47設有一可離合地對第二傳動齒輪451嚙合的第二閉鎖齒輪471，在本實施例中，上述傳動齒輪441(451)與閉鎖齒輪461(471)是採用蝸桿蝸輪的組合，當然業者也可採用其他嚙合型式的組合。該動力機構48包括一固定設置在活動座42上的馬達481、一軸設在活動座42上且與馬達481相接連動的動力輸出軸482、以及一接設在動力輸出軸482末端處的主動齒輪483，在本實施例中，該馬達481指的是伺服馬達，該動力輸出軸482的位置剛好是位在第一出力軸44與第二出力軸45兩者中間，藉由活動座42的移動，使主動齒輪483可選擇與第一傳動齒輪441或第二傳動齒輪451進行嚙合傳動。

以上即為本新型立臥式CNC綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置結構及形狀的概述；接著，再將本新型的使用動作以及預期能達成之功效陳述如后：參閱圖2及圖7，當使用者選擇要讓履帶式刀庫20運轉時，動力離合單元40的活動座42向右移動讓主動齒輪483與第一傳動齒輪441相互嚙合傳動，再藉由第一鏈條443帶動第一轉動件223運轉，由於第一轉動件223與帶狀迴轉鏈22的轉輪221是同軸連動，因此可帶動整個帶狀迴轉鏈22及所有刀具組23迴轉以進行選刀作業。此時，在動力離合單元40內部的第一閉鎖齒輪461會從第一傳動齒輪441移開形成脫離，使第一出力軸44呈自由旋轉狀態，而第二閉鎖齒輪471會靠向第二傳動齒輪451嚙合形成閉鎖，使第二出力軸45呈鎖定狀態。

參閱圖3及圖8，當使用者選擇要讓凸輪換刀單元30運轉時，動力離合單元40的活動座42向左移動讓主動齒輪483與第二傳動齒輪451相互嚙合傳動，再藉由第二鏈條453帶動第二轉動件321運轉，由於第二轉動件321會對凸輪換刀單元30內部的凸輪機構32進行驅轉，使換刀機構33開始動作，如此換刀臂331會對位於換刀位置的刀具組23進行抓取，並且讓主軸202與履帶式刀庫20上的刀具232進行互換，藉此完成換刀作業。此時，在動力離合單元40內部的第二閉鎖齒輪471會從第二傳動齒輪451移開形成脫離，使第二出力軸45呈自由旋轉狀態，而第一閉鎖齒輪461會靠向第一傳動齒輪441嚙合形成閉鎖，使第一出力軸44呈鎖定狀態，第一出力軸44要作鎖定的原因，主要是因為帶狀迴轉鏈22承載刀具組23時，一旦失去驅轉力量，帶狀迴轉鏈22會因為刀具組23的重量而瞬間往下掉落，因此本新型藉由將第一出力軸44鎖定，就可避免產生帶狀迴轉鏈22突然掉落的危險。

綜上所述，本新型立臥式CNC綜合加工機履帶式刀庫單一動力換刀裝置主要是為了改良習知換刀裝置使用上的問題，本新型主要的技術手段是在履帶式刀庫20上設置有一可驅使帶狀迴轉鏈22轉動進行選刀動作的第一轉動件223，在凸輪換刀單元30上設置有一可驅使換刀機構33進行換刀動作的第二轉動件321，在動力離合單元40上設置有一固定座41、一活動座42、一第一出力軸44、一第二出力軸45及一動力機構48，第一出力軸44可帶動第一轉動件223，第二出力軸45可帶動第二轉動件321，藉由控制該活動座42的移動，可讓動力機構48分別對第一出力軸44或第二出力軸45嚙合傳動，藉此本新型使用單一組動力機構48，就可同時做為履帶式刀庫20及凸輪換刀單元30運作的動力傳輸來源，如此可避免伺服馬達重複設置，大幅降低整套換刀系統的機械設備成本。

本新型除了上述實施例，還可作出不同實施例的變化，參閱圖9、圖10，本新型第二較佳實施例同樣包含有一履帶式刀庫20、一凸輪換刀單元30及一動力離合單元40，與第一實施例不同的是，本實施例是運用在一臥式綜合加工機300上，臥式綜合加工機300包括一加工主軸頭301，加工主軸頭301前方處沿水平方向(Z軸)設置有一可作轉動狀的主軸302，凸輪換刀單元30設置有一可作迴轉的換刀臂331，換刀臂331兩端可對履帶式刀庫20及主軸302上的刀具232進行換刀動作，如此本新型沿用相同的機械構造，可完全適用在臥式綜合加工機300上。

惟以上所述者，僅為本新型之二較佳實施例而已，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專利說明書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。