TWM480440U

TWM480440U - 電腦車床多刀同步機構

Info

Publication number: TWM480440U
Application number: TW102218121U
Authority: TW
Inventors: qin-hui Guo
Original assignee: qin-hui Guo
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-06-21

Description

電腦車床多刀同步機構

本創作隸屬一種電腦車床之技術領域，具體而言係一種可同時操控多把刀具進行加工之電腦車床多刀同步機構，藉以能同時進行不同尺寸之外徑加工，且能進行主軸方向之內徑加工，從而提高其實用性。

按，近年來CNC之電腦車床產業迅速發展，由於車床係利用電腦控制，因此需要伺服馬達及其相關對應配件，而伺服馬達又有其一定的體積依目前技術並無法突破，如第一圖所示，其為一種具櫛式刀座(15)之CNC電腦車床(10)，每次加工可擺設多把刀具於櫛式刀座(15)上，但其於加工時無法讓櫛式刀座(15)上的不同刀具在同一時間進行加工，每一支刀具均需相互等待。另如第二圖所示其為一種傳統凸輪式車床(20)，該凸輪式車床(20)之主軸(21)上方有三支刀座(25)，每個刀座(25)係分別由一凸輪組(26)驅動，且各該刀座(25)可分別具有一隻刀具，每只刀座(25)只能上下移動、且每隻刀座需相互等待，此外該凸輪式車床(20)之主軸(21)前方另設有一個櫛式刀座【圖中未示】，該櫛式刀座具有二隻刀具，且此櫛式刀座只能前進、後退做之鑽孔工作，因為此凸輪式車床(20)所有作動都為凸輪機構所帶動，故凸輪式車床(20)於校刀調整時都需靠有經驗師傅調教，否則將直接影響到後續加工的效率與精度。

由於前述現有電腦車床(10)於設計時都會受到限制，所以現有電腦車床(10)在加工時，同一時間可以使用的刀具數量及加工速度就會比前述凸輪式車床(20)來的慢，但由於傳統凸輪式車床(20)本身是由凸輪機構(26)帶動各該刀座(25)，於加工時都需要靠有經驗的師傅操作，且該凸輪式車床(20)都需使用成型刀，不像現有電腦車床(10)可用市售捨棄式刀片容易上手操作簡單，且該凸輪式車床(20)加工精度不穩定、又無法精準進行刀具之磨耗補正，這就是其二者矛盾之處。

換言之，由於現有電腦車床(10)及凸輪式車床(20)的設計未臻完善，而分別存在有同一時間僅能使用一種刀具、加工精度差、不易補正及校刀不易等問題，而影響到整體加工的精度與效率，降低其實用性，因此如何解決此一問題，為業界重要的課題。

緣是，本創作人乃針對現有電腦車床所面臨的問題深入探討，並藉由本創作人多年從事相關產品開發的經驗，積極尋求解決之道，經不斷努力之研究與發展，終於成功的創作出一種電腦車床多刀同步機構，藉以克服現有者因刀具無法同步加工所造成的不便與困擾。

因此，本創作之主要目的係在提供一種電腦車床多刀同步機構，藉以能讓多把刀具同時進行不同尺寸之外徑加工，且能同時進行主軸方向之內徑加工，可有效提高其加工效率。

又，本創作之另一主要目的係在提供一種電腦車床多刀同步機構，其可在同一時間點可使用至少二支刀具，不但增加刀具數量，除可縮短加工時間外，並可節省更換刀具時間，同時能進行刀具磨損之補正，進一步可提高其加工精度，從而提高其實用性。

為此，本創作主要係透過下列的技術手段，來具體實現上述之目的與效能，其包含有：一機台；一主軸組，其具有一鎖設於機台上之主軸座，且該主軸組具有一可被主軸馬達高速轉動之主軸軸心，又該主軸軸心前端具有一夾筒組，且該主軸軸心另端具有一主軸油壓缸，供利用主軸油壓缸驅動夾筒組選擇性夾掣一被加工作；至少一雙軸向主軸刀座，各該雙軸向主軸刀座分別具有一可鎖掣於前述主軸座之Z軸基座，又Z軸基座上滑設有一Z軸滑座，且Z軸基座上設有一可帶動Z軸滑座之Z軸螺桿，再者該Z軸螺桿可被一Z軸伺服馬達驅動，，另Z軸滑座另一端具有一Y軸基座，該Y軸基座內設有一Y軸螺桿，且Y軸基座前側面滑設有一可被Y軸螺桿帶動之Y軸滑座，又該Y軸螺桿可被一Y軸伺服馬達所驅動，且各該雙軸向主軸刀座之Y軸滑座前側面設有一鎖刀座，各該鎖刀座可供分別選擇性鎖設一刀具，供分別或同步相對主軸組之被加工件產生Y軸及Z軸之位移；一雙軸向櫛式刀座，其係設於機台之主軸組前方，該雙軸向櫛式刀座具有一滑設於機台之Z軸滑座，該Z軸滑座係利用一具Z軸螺桿之Z軸伺服馬達驅動，且該Z軸滑座一端具有一X軸基座，該X軸基座內部設有一X軸螺桿，且X軸基座頂面滑設有一可被X軸螺桿帶動之X軸滑座，又該X軸螺桿可被一X軸伺服馬達驅動，再者該X軸滑座頂面設有一櫛式鎖刀座，該櫛式鎖刀座可供選擇性鎖設至少一刀具，令各該刀具可分別對主軸組之被加工件產生X軸與Z軸之位移。

藉此，透過前述技術手段的具體實現，使本創作之電腦車床多刀同步機構可由於各該雙軸向主軸刀座互不干涉，故可在同一時間點往主軸組之被加工件進行加工，且同一時間雙軸向櫛式刀座也可進行外徑、內徑車削及鑽孔加工，使其在同一時間點可使用至少二支刀具，不但增加刀具數量，更可大大減少加工時間及更換刀具時間，有效提高加工效率，增加其實用性，以提高其附加價值，進一步可提高其經濟效益。

為使貴審查委員能進一步了解本創作的構成、特徵及其他目的，以下乃舉若干較佳之實施例，並配合圖式詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧電腦車床

(15)‧‧‧櫛式刀座

(20)‧‧‧凸輪式車床

(21)‧‧‧主軸

(25)‧‧‧刀座

(26)‧‧‧凸輪機構

(50)‧‧‧機台

(60)‧‧‧主軸組

(61)‧‧‧主軸座

(62)‧‧‧主軸馬達

(620)‧‧‧固定板

(621)‧‧‧馬達皮帶輪

(63)‧‧‧主軸軸心

(631)‧‧‧外襯套

(632)‧‧‧內襯套

(64)‧‧‧夾筒組

(641)‧‧‧筒夾固定軸心

(642)‧‧‧筒夾固定套

(643)‧‧‧襯套

(645)‧‧‧主軸筒夾

(65)‧‧‧軸心皮帶輪

(651)‧‧‧皮帶

(652)‧‧‧編碼器

(653)‧‧‧定位齒輪

(66)‧‧‧支撐板

(67)‧‧‧主軸油壓缸

(68)‧‧‧回油罩

(681)‧‧‧夾頭檢測器

(70)‧‧‧雙軸向主軸刀座

(71)‧‧‧Z軸基座

(72)‧‧‧Z軸螺桿固定座

(73)‧‧‧Z軸滑座

(731)‧‧‧Z軸螺桿

(732)‧‧‧螺桿皮帶輪

(74)‧‧‧Z軸伺服馬達

(741)‧‧‧固定板

(742)‧‧‧馬達皮帶輪

(743)‧‧‧皮帶

(75)‧‧‧Y軸基座

(751)‧‧‧Y軸螺桿固定座

(76)‧‧‧Y軸螺桿

(761)‧‧‧螺桿皮帶輪

(77)‧‧‧Y軸滑座

(78)‧‧‧Y軸伺服馬達

(781)‧‧‧固定板

(782)‧‧‧馬達皮帶輪

(783)‧‧‧皮帶

(79)‧‧‧鎖刀座

(80)‧‧‧雙軸向櫛式刀座

(81)‧‧‧Z軸滑座

(810)‧‧‧Z軸伺服馬達

(811)‧‧‧Z軸螺桿

(82)‧‧‧伸縮護罩

(83)‧‧‧X軸基座

(831)‧‧‧X軸螺桿固定座

(84)‧‧‧X軸螺桿

(85)‧‧‧X軸滑座

(86)‧‧‧X軸伺服馬達

(861)‧‧‧聯軸器

(88)‧‧‧櫛式鎖刀座

(90)‧‧‧被加工件

(100)‧‧‧刀具

(150)‧‧‧刀具

第一圖：為習式之電腦車床的外觀示意圖。

第二圖：為習式之凸輪式車床的前視平面示意圖。

第三圖：為本創作電腦車床多刀同步機構的外觀示意圖。

第四圖：係本創作電腦車床多刀同步機構側視的內部結構示意圖。

第五圖：係本創作電腦車床多刀同步機構前視的內部結構示意圖。

第六圖：係本創作電腦車床多刀同步機構中主軸組之分解示意圖。

第七圖：係本創作電腦車床多刀同步機構中雙軸向主軸刀座之分解示意圖。

第八圖：係本創作電腦車床多刀同步機構中雙軸向櫛式刀座之分解示意圖。

本創作係一種電腦車床多刀同步機構，隨附圖例示本創作之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。

而關於本創作電腦車床多刀同步機構的構成，係如第三、四及五圖所顯示者，其係於一機台(50)上設有一主軸組(60)、至少一雙軸向主軸刀座(70)及一雙軸向櫛式刀座(80)所構成，本創作係以三組雙軸向主軸刀座(70)為主要實施例，而各該雙軸向主軸刀座(70)係分設該主軸組(60)上，各該雙軸向主軸刀座(70)並可相對主軸組(60)產生Y軸及Z軸之位移，而該雙軸向櫛式刀座(80)係設於主軸組 (60)前方，且該雙軸向櫛式刀座(80)並可相對主軸組(60)被加工件產生Z軸及X軸之位移；而所述之主軸組(60)的詳細構成，則請同時參看第四、五及六圖所示，該主軸組(60)具有一主軸座(61)，且主軸組(60)利用一固定板(620)於機台(50)上鎖設有一主軸馬達(62)，該主軸馬達(62)之輸出軸具有一馬達皮帶輪(621)，又前述主軸座(61)上利用一外襯套(631)及一內襯套(632)樞設有一主軸軸心(63)，且主軸軸心(63)對應前方雙軸向櫛式刀座(80)的一端設有一夾筒組(64)，該夾筒組(64)包含有一筒夾固定軸心(641)、一筒夾固定套(642)、一襯套(643)及一主軸筒夾(645)，供選擇性夾掣一被加工件(90)、且可被主軸軸心(63)高速驅動，再者主軸軸心(63)另端設有一軸心皮帶輪(65)，供利用一皮帶(651)對應環設前述之馬達皮帶輪(621)，使主軸馬達(62)可同步驅動主軸軸心(63)高速旋轉，又主軸軸心(63)上另設有一編碼器(652)及一定位齒輪(653)，供計算主軸軸心(63)之旋轉速度，另主軸座(61)利用一支撐板(66)於主軸軸心(63)後端設有一主軸油壓缸(67)，且主軸油壓缸(67)上套設有一具夾頭檢測器(681)之回油罩(68)，該主軸油壓缸(67)可供作動主軸軸心(63)另端之夾筒組(64)，供作動夾筒組(64)選擇性夾掣或釋放被加工件(90)；又所述之雙軸向主軸刀座(70)的詳細構成，則請同時參看第四、五及七圖所示，本創作係以三組雙軸向主軸刀座(70)為主要實施例，各該雙軸向主軸刀座(70)分別具有一可鎖掣於前述主軸座(61)不同平面之Z軸基座(71)，且不相互干涉，又Z軸基座(71)後端鎖設有一Z軸螺桿固定座(72)，且Z軸基座(71)上滑設有一對應Z軸螺桿固定座(72)之Z軸滑座(73)，再者Z軸滑座(73)與Z軸螺桿固定座(72)間設有一Z軸螺桿(731)，且該Z軸螺桿(731)穿出Z軸螺桿固定座(72)的一端設有一螺桿皮帶輪(732)，又Z軸螺桿固定座(72)上利用固定板(741)鎖設有一Z軸伺服馬達(74)，該Z軸伺服馬達(74)具有一對應螺桿皮帶輪(732)之馬達皮帶輪(742)，供利用一皮帶(743)對應環設，使Z軸伺服馬達(74)可同步驅動Z軸螺桿(731)旋轉，以帶動Z軸滑座(73)相對Z軸基座(71)產生Z軸向之位移，再者Z軸滑座(73)異於Z軸螺桿固定座(72)的一端具有一Y軸基座(75)，該Y軸基座(75)內部滑設有一Y軸螺桿固定座(751)，另Y軸基座(75)與Y軸螺桿固定座(751)間設有一Y軸螺桿(76)，且Y軸基座(75)前側面滑設有一鎖掣於該Y軸螺桿固定座(751)上之Y軸滑座(77)，又前述該Y軸螺桿(76)穿出Y軸基座(75)的一端設有一螺桿皮帶輪(761)，又Y軸基座(75)上利用固定板(781)鎖設有一Y軸伺服馬達(78)，該Y軸伺服馬達(78)具有一對應螺桿皮帶輪(761)之馬達皮帶輪(782)，供利用一皮帶(783)對應環設，使Y軸伺服馬達(78)可同步驅動Y軸螺桿(76)旋轉，以透過Y軸螺桿固定座(751)帶動Y軸滑座(77)相對Y軸基座(75)產生Y軸向之位移，且該Y軸滑座(77)前側面底端設有一鎖刀座(79)，各該雙軸向主軸刀座(70)之鎖刀座(79)可供分別選擇性鎖設一刀具(100)，各該雙軸向主軸刀座(70)之刀具(100)並可同步相對主軸組(60)之被加工件(90)產生Y軸及Z軸之位移，供同步加工被加工件(90)之不同尺寸外徑；至於所述之雙軸向櫛式刀座(80)的詳細構成，則請同時參看第四、五及八圖所示，該雙軸向櫛式刀座(80)係於前述機台(50)上滑設有一Z軸滑座(81)，該Z軸滑座(81)係利用一具Z軸螺桿(811)之Z軸伺服馬達(810)【如第四圖所示】，且機台(50)上設有一可覆蓋Z軸伺服馬達(810)與Z軸螺桿(811)之伸縮護罩(82)，使Z軸伺服馬達(810)可透過Z軸螺桿帶動Z軸滑座(81)相對機台(50)產生Z軸向之位移，再者該Z軸滑座(81)異於伸縮護罩(82)的一端具有一X軸基座(83)，該X軸基座(83)內部滑設有一X軸螺桿固定座(831)，另X軸基座(83)與X軸螺桿固定座(831)間設有一X軸螺桿(84)，且X軸基座(83)頂面滑設有一鎖掣於該X軸螺桿固定座(831)上之X軸滑座(85)，又前述該X軸螺桿(84)穿出X軸基座(83)的一端設有一X軸伺服馬達(86)，該X軸伺服馬達(86)係利用一聯軸器(861)與X軸螺桿(84)連結，使X軸伺服馬達(86)可同步驅動X軸螺桿(84)旋轉，並透過X軸螺桿固定座(831)帶動X軸滑座(85)相對X軸基座(83)產生X軸向之位移，且該X軸滑座(85)頂面中央設有一櫛式鎖刀座(88)，該雙軸向櫛式刀座(80)之櫛式鎖刀座(88)可供分別選擇性鎖設至少一刀具(150)，令該雙軸向櫛式刀座(80)之各該刀具 (150)可分別對主軸組(60)之被加工件(90)產生X軸與Z軸之位移，供進行外徑、內徑車削及鑽孔加工；藉此，令各該雙軸向主軸刀座(70)之刀具(100)同步相對主軸組(60)之被加工件(90)進行Y軸及Z軸之外徑加工，而令該雙軸向櫛式刀座(80)之各該刀具(150)分別對被加工件(90)進行X軸與Z軸之外徑、內徑車削及鑽孔等加工，而組構成一可提高加工效率、且實用性佳的電腦車床多刀同步機構者。

而本創作之電腦車床多刀同步機構於實際應用時，則係如第三、四及五圖所示，操作上，係利用主軸組(60)之主軸油壓缸(67)作動主軸軸心(63)之夾筒組(64)夾掣欲加工之被加工件(90)，且透過主軸馬達(62)驅動該主軸軸心(63)帶動夾筒組(64)與被加工件(90)高速旋轉；接著，並透過電腦程式分別或同步驅動各該雙軸向主軸刀座(70)，使各該雙軸向主軸刀座(70)可利用Z軸伺服馬達(74)或Y軸伺服馬達(78)分別驅動Z軸滑座(73)或Y軸滑座(77)，而能作動該Y軸滑座(77)之鎖刀座(79)上的刀具(100)相對被加工件(90)產生Y軸向或Z軸向之位移，使各該雙軸向主軸刀座(70)之刀具(100)可分別或同步相對被加工件(90)進行Y軸及Z軸之外徑加工；再者，該雙軸向櫛式刀座(80)亦可與各該雙軸向主軸刀座(70)分別或同一時間作用，其係令該雙軸向櫛式刀座(80)可利用Z軸伺服馬達(810)或X軸伺服馬達(86)分別驅動Z軸滑座(81)或X軸滑座(85)，而能作動該X軸滑座(85)之櫛式鎖刀座(88)上的各該刀具(150)分別相對被加工件(90)產生Z軸向或X軸向之位移，使該雙軸向櫛式刀座(80)之刀具(150)可分別相對被加工件(90)進行Z軸及X軸之外徑、內徑車削或鑽孔等加工。

經由前述之結構設計及動作說明可知，本創作之電腦車床多刀同步機構可利用各該雙軸向主軸刀座(70)互不干涉之特性，且各該雙軸向主軸刀座(70)之刀具(100)可相對主軸組(60)上之被加工件(90)，在同一時間點進行Z軸向與Y軸向的外徑加工，且同一時間並可利用雙軸向櫛式刀座(80)之刀具(150)相對主軸組(60)上之被加工件(90)，分別或在同一時間點進行Z軸向與X軸向的加工，而可進行外徑、內徑車削及鑽孔等加工，使本創作之電腦車床多刀同步機構在同一時間點可使用至少二支刀具(100、150)，不但增加刀具數量，更可大大減少加工時間及更換刀具時間，有效提高加工效率，增加其實用性，而能提高其附加價值，進一步並可提高其經濟效益。

綜上所述，可以理解到本創作為一創意極佳之新型創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本創作已符合新型專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請新型專利。