TWM517047U - 自動換刀系統之防止掉刀結構 - Google Patents

Description

自動換刀系統之防止掉刀結構

　　本創作與自動換刀系統有關，尤指一種防止掉刀結構。

　　按，自動換刀系統用以更換工具機主軸上的刀具，俾供實施下一階段的加工作業。該自動換刀系統設有一防止掉刀的結構，其中具有一安全頂銷。如第９、１０圖所示，當自動換刀系統進行至鎖刀階段時，該安全頂銷５受到一換刀臂（圖中未示）的轉動（定義為正轉）帶動而產生位移，藉此與一控制裝置６產生相互作用；細言之，該控制裝置６設有定位塊６１及擋塊６２，而該安全頂銷５設有頂銷件５１，頂銷件５１隨著安全頂銷５之移動而推動該擋塊６２，令該擋塊６２遠離該定位塊６１而產生一作動空間６３，待該安全頂銷５繼續移動至對應該作動空間６３之位置時，該頂銷件５１則朝該作動空間６３移動，進而藉此控制換刀臂上之一頂刀爪（圖中未示）的動作，達到固定刀具且防止掉刀的目的。
　　然而當自動換刀系統進行校刀時，由於該頂銷件５１受到該定位塊６１之阻擋，而使其無法藉由換刀臂逆轉的方式產生逆行的動作，僅能藉由換刀臂繼續正轉，令該安全頂銷５繞行一較遠之路徑，因此較為耗費時間。
　　另一方面，在上述階段中，如第１１圖所示，該安全頂銷５於繞行將近一圈後，在到達待機位置之前先抵於該擋塊６２上。隨著該安全頂銷５繼續朝該定位塊６１前進，由於該擋塊６２與該定位塊６１二者的頂面具有一段可觀的高度差，使該頂銷件５１突然伸出而撞擊於該定位塊６１上，因而發出巨大聲響並形成噪音，影響工作環境的品質。
　　有鑑於此，故如何改進上述問題，即為本創作所欲解決之首要課題。

　　本創作之主要目的在於提供一種自動換刀系統之防止掉刀結構，其具有降低作動中所發出之噪音的功效。此外，在校刀過程中，可依原路徑逆行，藉以縮減動作時間。
　　為達前述目的，本創作提供一種自動換刀系統之防止掉刀結構，其包括有：
　　一換刀臂，其設於一驅動軸上，且可受該驅動軸帶動而轉動；該換刀臂設有至少二個用以結合刀具之結合部，且該換刀臂上對應各結合部分別設有一頂刀爪；
　　至少二個安全頂銷，其數量與頂刀爪相同，分別對應各頂刀爪設置於該換刀臂上；各安全頂銷可隨著該換刀臂之轉動而形成一弧形路徑之位移，同時可受一彈簧頂掣而形成沿一軸向之位移；
　　一控制裝置，其包括有一定位環及一轉動環；該定位環上固設有數個沿該弧形路徑延伸之定位塊，且形成有數量與安全頂銷相同之間隔，而該轉動環可相對該定位環轉動，該轉動環上對應各間隔分別固設有一擋塊，各擋塊伸於該弧形路徑上且可於該間隔中往復移動；
　　其中，該擋塊之頂面高於該定位塊之頂面，而該擋塊之頂面設有一凹槽，且該凹槽之底面與該定位塊之頂面約略等高；各安全頂銷抵於該控制裝置上，且依其所抵位置之高度變化而受該彈簧作用產生沿該軸向之位移，進而控制對應之頂刀爪。
　　較佳地，各安全頂銷分別設有一推塊，該推塊可隨該安全頂銷之弧形移動而推動該擋塊。
　　而本創作之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中獲得深入了解。

１‧‧‧換刀臂
１１‧‧‧驅動軸
１２‧‧‧結合部
１３‧‧‧頂刀爪
１３１‧‧‧軸桿
１３２‧‧‧彈簧
１３３‧‧‧定位件
１３４‧‧‧槽室
１３５‧‧‧長穿孔
１３６‧‧‧第一端
１３７‧‧‧第二端
１３８‧‧‧抵塊
１４‧‧‧容室
２‧‧‧安全頂銷
２１‧‧‧頂銷件
２１１‧‧‧錐段
２１２‧‧‧弧形段
２２‧‧‧彈簧
２３‧‧‧推塊
３‧‧‧控制裝置
３１‧‧‧定位環
３２‧‧‧轉動環
３３‧‧‧定位塊
３３１‧‧‧頂面
３４‧‧‧間隔
３５‧‧‧擋塊
３５１‧‧‧頂面
３５２‧‧‧凹槽
３６‧‧‧作動空間
４‧‧‧刀具
Ｄ‧‧‧軸向
５‧‧‧安全頂銷
５１‧‧‧頂銷件
６１‧‧‧定位塊
６２‧‧‧擋塊
６３‧‧‧作動空間

第１圖為本創作之立體示意圖；
第２圖為本創作控制裝置之立體示意圖；
第３圖為本創作頂刀爪之結構剖面示意圖；
第４圖至第７圖為本創作之動作狀態示意圖；
第８圖為本創作於校刀階段之狀態示意圖；
第９圖為習用結構控制裝置之立體示意圖；
第１０、１１圖為習用結構控制裝置之動作狀態示意圖。

　　請參閱第１圖，所示者為本創作所提供之自動換刀系統之防止掉刀結構，其包括有一換刀臂１、至少二個安全頂銷２及一控制裝置３。於本實施例中，該換刀臂１為一長形結構，其中央處連接一驅動軸１１，且可受該驅動軸１１帶動而轉動。此外，該換刀臂１之兩端分別設有一用以結合刀具之結合部１２，且對應各結合部１２分別設有一頂刀爪１３。
　　承上，該換刀臂１上設有對應頂刀爪１３數量之安全頂銷２，於本實施例中為兩個。各安全頂銷２可隨著該換刀臂１之轉動而形成一弧形路徑之位移。另一方面，如第４圖所示，各安全頂銷２中設有一彈簧２２及一頂銷件２１，該彈簧２２頂推該頂銷件２１，而令該頂銷件２１可沿一軸向Ｄ產生位移；其中該軸向Ｄ垂直於該換刀臂１轉動所形成之平面。
　　而上述該頂銷件２１之動作乃受到該控制裝置３之控制。如第２圖所示，該控制裝置３包括有一定位環３１及一轉動環３２，其中該轉動環３２設於該定位環３１之外周，且可相對該定位環３１轉動。該定位環３１上固設有兩個弧形之定位塊３３，各定位塊３３之形狀對應於前述安全頂銷２之弧形位移路徑，而兩定位塊３３呈間隔設置，二者之間形成有兩個間隔３４。該轉動環３２對應各間隔３４之位置上分別固設有一擋塊３５，且各擋塊３５伸於其對應之間隔３４中。據此，當該換刀臂靠近該控制裝置３並轉動，而該安全頂銷２沿著該定位塊３３形成弧形位移，可在該安全頂銷２靠近該間隔３４時推動該擋塊３５，令該擋塊３５帶著該轉動環３２產生相對該定位環３１之轉動。其中於本實施例中，各安全頂銷２上設有一推塊２３，俾藉由該推塊２３抵推於該擋塊３５。此外，各擋塊３５更可透過一復位手段於該間隔３４中回復原位。
　　上述該控制裝置３中，更進一步地，以該轉動環３２為高度之基準面，界定該擋塊３５之頂面３５１高於該定位塊３３之頂面３３１，其中該擋塊３５之頂面３５１設有一凹槽３５２，而該凹槽３５２之底面與該定位塊３３之頂面３３１約略等高。
　　再者，如第３圖所示，該換刀臂１對應各結合部１２分別設有一容室１４，且各容室１４於對應之結合部１２上設有一開口１４１，俾供該頂刀爪１３容設於其中，並可自該開口１４１伸出。於本實施例中，該頂刀爪１３包括有一軸桿１３１、一彈簧１３２及一定位件１３３，其中該軸桿１３１可活動地穿設於該容室１４中，該軸桿１３１上凹設有一縱向延伸之槽室１３４及一橫向貫通之長穿孔１３５，而該定位件１３３自該本體１之一側穿入，其穿經該容室１４及該軸桿１３１之長穿孔１３５並固鎖於該本體１上。此外，該彈簧１３２設於該軸桿１３１之槽室１３４中，其以一端固定於該定位件１３３，另一端則活動地抵於該槽室１３４之壁面，藉此形成抵推該軸桿１３１之作用。更進一步地界定，該軸桿１３１具有一第一端１３６及一第二端１３７，其中該第一端１３６伸出該開口１４１，並於此端設有一抵塊１３８，且該第二端１３７連接於該安全頂銷２，搭配第４圖所示者，該第二端１３７乃抵於該頂銷件２１，其中該頂銷件２１具有一錐段２１１，且以該錐段２１１與該第二端１３７相抵。上述之彈簧１３２乃常態地將該軸桿１３１朝該安全頂銷２之方向抵推，換言之，該軸桿１３１受到彈簧１３２抵推之作用，將常態地形成往該容室１４內收入之動作狀態。
　　藉由上述結構，本創作可達到雙向作動且降低噪音之功效。細言之，自動換刀系統之動作區分為四個階段，依序為待機階段、扣刀階段、換刀階段及回刀階段。首先在待機階段時，如第４圖所示，該換刀臂１移近該控制裝置３，此時該安全頂銷２以其頂銷件２１受彈簧２２之頂推而抵於該定位塊３３之頂面３３１上。
　　接著進入扣刀階段時，界定該換刀臂以正轉方向轉動而使該安全頂銷產生弧形位移。此時刀具４進入該結合部１２，由於該軸桿１３１受到彈簧１３２之抵推作用，令該抵塊１３８不會接觸到該刀具４，因此不會產生二者互相撞擊的噪音，同時亦不會因為二者互相撞擊產生磨損而影響刀具４之精度。
　　承上，當該安全頂銷２繼續移動而靠近該間隔３４時，如第５圖所示，該安全頂銷２之推塊２３推動該擋塊３５，而使該擋塊３５遠離該定位塊３３並於二者之間形成有一作動空間３６。隨著該安全頂銷２繼續移動至離開該定位塊３３而進入該間隔３４，則該頂銷件２１受到彈簧２２之頂推而產生沿軸向Ｄ之位移，並伸入該作動空間３６。據此，該頂銷件２１以其錐段２１１推動該頂刀爪１３之軸桿１３１的第二端１３７，令該軸桿１３１朝該容室１４外伸出，並以該抵塊１３８緊抵於該刀具４上，藉此達到固定刀具４之目的。另一方面，本創作亦藉此使整個扣刀過程皆為無聲狀態。
　　扣住刀具後則進入換刀階段。該換刀臂離開該控制裝置以自加工機上拔出刀具，並轉動半圈再靠近該控制裝置，俾將另一端之替換刀具組裝於加工機上。此時，如第６圖所示，該頂銷件２１乃抵於該擋塊３５之凹槽３５２中。
　　換刀完成後，該換刀臂將繼續進入回刀階段，以回到待機階段的位置。如第７圖所示，由於該凹槽３５２之底面的高度與該定位塊３３之頂面３３１約略等高，可提供該換刀臂１以相反於先前階段之逆轉方向轉動，令該安全頂銷２如圖所示地向左移動，而使該頂銷件２１自該凹槽３５２順利且穩定地移回該定位塊３３頂面３３１上。此外，同前述該凹槽３５２之底面的高度與該定位塊３３之頂面３３１約略等高的原因，使該頂銷件２１在回刀階段時在該軸向Ｄ上不會產生過大的位移量，避免該頂銷件２１撞擊於該定位塊３３之頂面３３１，進而達到降低噪音之功效。
　　而於校刀階段，若要回復待機狀態，如第８圖所示，由於該頂銷件２１之末端形成有呈圓滑之弧形段２１２，且該弧形段２１２延伸之高度高於該定位塊３３之頂面３３１，藉此令該頂銷件２１於逆轉時，藉由該弧形段２１２與該定位塊３３的相抵，而沿著該弧形段２１２推動該頂銷件２１，使該頂銷件２１移動至該頂面３３１，藉此使校刀動作具有可逆性。
　　惟，以上實施例之揭示乃用以說明本創作，並非用以限制本創作，故舉凡等效元件之置換仍應隸屬本創作之範疇。
　　綜上所述，可使熟知本項技藝者明瞭本創作確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰依法提出申請。

2‧‧‧安全頂銷

21‧‧‧頂銷件

23‧‧‧推塊

3‧‧‧控制裝置

31‧‧‧定位環

32‧‧‧轉動環

33‧‧‧定位塊

331‧‧‧頂面

34‧‧‧間隔

35‧‧‧擋塊

351‧‧‧頂面

352‧‧‧凹槽

Claims (5)

1. 一種自動換刀系統之防止掉刀結構，其包括有：
   　　一換刀臂，其設於一驅動軸上，且可受該驅動軸帶動而轉動；該換刀臂設有至少二個用以結合刀具之結合部，且該換刀臂上對應各結合部分別設有一頂刀爪；
   　　至少二個安全頂銷，其數量與頂刀爪相同，分別對應各頂刀爪設置於該換刀臂上；各安全頂銷可隨著該換刀臂之轉動而形成一弧形路徑之位移，同時可受一彈簧頂掣而形成沿一軸向之位移；
   　　一控制裝置，其包括有一定位環及一轉動環；該定位環上固設有數個沿該弧形路徑延伸之定位塊，且形成有數量與安全頂銷相同之間隔，而該轉動環可相對該定位環轉動，該轉動環上對應各間隔分別固設有一擋塊，各擋塊伸於該弧形路徑上且可於該間隔中往復移動；
   　　其中，該擋塊之頂面高於該定位塊之頂面，而該擋塊之頂面設有一凹槽，且該凹槽之底面與該定位塊之頂面約略等高；各安全頂銷抵於該控制裝置上，且依其所抵位置之高度變化而受該彈簧作用產生沿該軸向之位移，進而控制對應之頂刀爪。
2. 如請求項１所述之自動換刀系統之防止掉刀結構，其中，各安全頂銷分別設有一推塊，該推塊可隨該安全頂銷之弧形移動而推動該擋塊。
3. 如請求項１所述之自動換刀系統之防止掉刀結構，其中，各頂刀爪包括有：
   　　一軸桿、一彈簧及一定位件，該定位件固設於該換刀臂，該彈簧之一端固定於該定位件，另一端活動地抵推該軸桿，而該軸桿具有一第一端及一第二端，其中該第一端伸於該結合部，該第二端連接於該安全頂銷；
   　　該彈簧常態地驅動該軸桿朝該安全頂銷之方向移動，令該第一端不接觸位於該結合部中之刀具；而該安全頂銷可推動該軸桿之第二端，進而令該第一端伸出並緊抵位於該結合部中之刀具。
4. 如請求項３所述之自動換刀系統之防止掉刀結構，其中，該換刀臂對應各結合部分別設有一容室，且各容室於對應之結合部上設有一開口；各容室中分別設有一該頂刀爪，且各軸桿之第一端伸出對應容室之開口。
5. 如請求項３所述之自動換刀系統之防止掉刀結構，其中，各頂刀爪之軸桿的第一端分別設有一抵塊。