TWM554034U - 自動換刀設備 - Google Patents

Description

自動換刀設備

本創作係與換刀機構有關；特別是指一種自動換刀設備。

按，隨著製造、加工產業的蓬勃發展，在加工過程中使用刀具而為切削或研磨者亦為普遍。前述刀具經常是以可拆裝的方式結合於一刀桿上，而透過控制刀桿的可轉動件旋轉，俾可帶動刀具高速旋轉以進行切削或是研磨。前述刀桿可以是裝設於一機具的旋轉主軸上，亦有裝設於一機器手臂的一端。請參圖1所示，係以裝設於機器手臂(圖未示)一端的刀桿1為例，其包括一第一轉動件1a與一第二轉動件1b，刀具2包括一桿部2a與一工作部2b，其中第二轉動件1b係可夾緊刀具2之桿部2a，以使刀具2能受控制而高速旋轉。

已知對刀具2進行拆裝之方法，是使用兩個輔具，例如板手，分別固定第一轉動件1a與第二轉動件1b，接著操作該二輔具帶動該第一轉動件1a與該第二轉動件1b往相異方向樞轉，以達到使刀桿1鬆釋或夾緊刀具2之目的。

然而此種作法不僅耗費人力，且增加作業時間，在需大量生產製造產品時，更是降低生產效率的一大主因，為人們所詬病。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種自動換刀設備，無須人力介入即可使刀具與刀桿分離或結合。

緣以達成上述目的，本創作提供一種自動換刀設備，用以固定一刀桿，該刀桿包括有相結合且可相對轉動之一第一轉動件與一第二轉動件，其中該第二轉動件係受驅使轉動而鬆釋或夾緊一刀具；該自動換刀設備包含：一機架；一結合於該機架之固定單元，包括一第一夾具用以夾固該第一轉動件；以及一結合於該機架之轉動單元，包括一第二夾具用以夾固該第二轉動件，且該第二夾具受操控轉動以帶動該第二轉動件旋轉。

本創作之效果在於藉由第一夾具固定該刀桿之第一轉動件，並驅使固定該刀桿第二轉動件之第二夾具轉動，以達到自動將該刀具結合於該刀桿或使該刀具與該刀桿分離之效果，而不必再以人力使用輔具進行裝刀與換刀之步驟，進而達到增加生產效率的效果。

〔本創作〕

1‧‧‧刀桿

1a‧‧‧第一轉動件

1b‧‧‧第二轉動件

2‧‧‧刀具

2a‧‧‧桿部

2b‧‧‧工作部

100‧‧‧自動換刀設備

10‧‧‧機架

11‧‧‧基板

111‧‧‧第一面

112‧‧‧第二面

11a‧‧‧定位槽

11b‧‧‧第一樞接孔

20‧‧‧固定單元

22‧‧‧安座

221‧‧‧架腳

222‧‧‧橫板

22a‧‧‧接孔

22b‧‧‧定位孔

24‧‧‧第一夾具

241‧‧‧凸塊

24a‧‧‧第一卡槽

24b‧‧‧弧形槽

26‧‧‧定位件

261‧‧‧螺栓

262‧‧‧螺帽

30‧‧‧偏轉單元

31‧‧‧第一底板

31a‧‧‧滑槽

32‧‧‧第一樞轉塊

33‧‧‧擋板

34‧‧‧滑桿

40‧‧‧轉動單元

41‧‧‧第二底板

41a‧‧‧第二樞接孔

42‧‧‧連動件

421‧‧‧第一齧合部

43‧‧‧第一動力源

431‧‧‧第一縮壓缸

432‧‧‧第一伸縮桿

433‧‧‧第二伸縮壓缸

434‧‧‧第二伸縮桿

44‧‧‧第二夾具

441‧‧‧第二齧合部

442‧‧‧第二樞轉塊

44a‧‧‧第二卡槽

45‧‧‧連接架

50‧‧‧卸刀單元

51‧‧‧第二動力源

511‧‧‧第三伸縮壓缸

512‧‧‧第三伸縮桿

52‧‧‧撥動件

52a‧‧‧卡槽

521‧‧‧勾部

522‧‧‧連接部

60‧‧‧送刀單元

61‧‧‧刀庫

61a‧‧‧通孔

611‧‧‧固定架

612‧‧‧輸送帶

613‧‧‧第二刀座

62‧‧‧第三動力源

621‧‧‧第四伸縮壓缸

622‧‧‧第四伸縮桿

623‧‧‧第五伸縮壓缸

624‧‧‧第五伸縮桿

63‧‧‧第一刀座

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

P1‧‧‧起始位置

P2‧‧‧結束位置

圖1為刀具結合於刀桿的立體圖；圖2為本創作一較佳實施例之自動換刀設備的立體圖；圖3為圖2的正視圖；圖4為圖2之局部放大圖；圖5為圖4之分解圖；圖6a為圖4之上視圖；圖6b類似於圖6a；圖7a為圖4部分構件之上視圖； 圖7b類似於圖7a；圖8為卸刀單元的立體圖；圖9為送刀單元的局部分解圖；圖10為刀具與刀桿結合於上述較佳實施例之自動換刀設備的立體放大圖；圖11為圖10之局部正視圖；圖12a為圖10之12a-12a方向剖視圖；圖12b類似於圖12a；圖13a為刀桿結合於上述較佳實施例之自動換刀設備的立體放大圖；圖13b類似於圖13a；圖14為上述較佳實施例之自動換刀設備的卸刀流程圖；圖15為上述較佳實施例之自動換刀設備的裝刀流程圖。

為能更清楚地說明本創作，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖2與圖3所示，為本創作一較佳實施例之自動換刀設備100，其包含一機架10，以及結合於該機架10之一固定單元20、一偏轉單元30、一轉動單元40、一卸刀單元50與一送刀單元60。前述自動換刀設備100係用以對結合於一刀桿上的刀具進行自動拆裝作業，所述刀桿及刀具在本實施例中係以圖1揭示的刀桿1及刀具2為例。

請配合圖4及圖5所示，該機架10包含有一基板11，且該基板11具有相背對之一第一面111與一第二面112，且該第二面112朝向地面；該基板11具有貫通該第一面111與該第二面112之一定位槽11a與 一第一樞接孔11b；其中該定位槽11a呈弧狀，且該第一樞接孔11b一側為開放狀。

該固定單元20包含有一安座22、一第一夾具24與至少一定位件26，其中該安座22包含有結合於該基板11之第一面111之二架腳221，以及連接該二架腳221之橫板222，該二架腳221架高該橫板222，使該橫板222與該基板11距離一預設距離；該橫板222具有一側為開放狀的接孔22a，以及至少一定位孔22b，在本實施例中，該至少一定位孔22b的數量為三個且分布於該接孔22a的周圍。該第一夾具24底部具有與該接孔22a相配合之凸塊241，且該第一夾具24更包含有一第一卡槽24a與三個弧形槽24b，其中該第一卡槽24a與該第一轉動件1a之非圓形外輪廓相配合；該些弧形槽24b設置於第一卡槽24a周圍。本實施例中該至少一定位件26的數量為三個，且每一該定位件26包含有相配合之一螺栓261與一螺帽262。

該第一夾具24之凸塊241嵌入該橫板222之接孔22a，使得該第一夾具24可相對該安座22偏轉地結合於該安座22上(見圖6a與圖6b)；每一該定位件26之螺栓261穿設相對應之該弧形槽24b與相對應之該定位孔22b後，再以該螺帽262鎖固該螺栓261，以緊迫該第一夾具24與該橫板222，以將該第一夾具24固定於該安座22且該第一夾具24無法相對該安座22偏轉。

上述實施例之定位件26，以及與其相對亦應之弧形槽24b與定位孔22b的數量以三個為例，係達到較佳的固定效果，但不以此為限制，定位件26、弧形槽24b與定位孔22b之數量可視需求而設置，可皆為單一一個，抑或是更多數量，皆可達到將該第一夾具24固定於該安座22上之功能。

在另一實施例中，該第一夾具24與該安座22之固定方法不以上述為限制，只要該安座22與該第一夾具24之其中一者具有至少一弧形槽24b，另一者具有至少一定位孔22b，並使該定位件26穿設該弧形槽24b與該定位孔22b，皆可達到使該第一夾具24無法相對該安座22偏轉之效果。另外，弧形槽24b之設置係為方便調整該第一夾具24相對該安座22之偏轉角度，使用者僅需將各該定位件26之螺帽262旋鬆(且螺帽262無須與螺栓261分離)，該第一夾具24即可受操作相對該安座22偏轉，直到螺栓261抵於弧形槽24b之槽壁而限制該第一夾具24之偏轉角度。

該偏轉單元30包含有一第一底板31、一第一樞轉塊32、一擋板33與一滑桿34，其中該第一底板31係設置於該基板11之第一面111，且該第一底板31頂面設置有相面對之二滑槽31a；該第一樞轉塊32設置於該第一底板31底側，該第一樞轉塊32與該基板11之第一樞接孔11b以弧形相配合且嵌設於該第一樞接孔11b中；該擋板33係設置於該基板11之第二面112且與該第一樞轉塊32相連，又該擋板33之外輪廓大於該第一樞接孔11b之內徑，使該第一樞轉塊32無法自該第二面112脫離該第一樞接孔11b；該滑桿34一端與該第一底板31相連且穿過該基板11之定位槽11a。該滑桿34可受控制帶動該第一底板31以該第一樞轉塊32為軸心相對該基板11轉動(見圖6a與圖6b)。

該轉動單元40包括一第二底板41、一連動件42、一第一動力源43、一第二夾具44與一連接架45。該第二底板41係設置於該第一底板31上，且位於該第一底板31之二該滑槽31a之間，又，該第二底板41具有一第二樞接孔41a；該第一動力源43包括相連接之一第一伸縮壓缸431(即本創作所定義之伸縮壓缸)與一第一伸縮桿432，以及相連接之一 第二伸縮壓缸433與一第二伸縮桿434，其中該第一伸縮桿432與該第二伸縮桿434可受操控於一直線上往復移動。

該第一伸縮壓缸431與該連動件42係設置於該第二底板41上，且該連動件42接設於該第一伸縮桿432的一端；該連動件42具有一第一齧合部421沿著直線設置；該第二夾具44設置於該第二底板41上，且具有一弧形的第二齧合部441與該第一齧合部421齧合，該第二夾具44設有一第二卡槽44a與刀桿1之第二轉動件1b之外輪廓相配合，且該第二夾具44底部具有一第二樞轉塊442與該第二樞接孔41a相配合並嵌設於該第二樞接孔41a中。該第二伸縮壓缸433係設置於該第一底板31上，且該第二伸縮桿434藉由該連接架45與該第二底板41相連接。

請配合圖7a與圖7b所示，該第二伸縮桿434可受操作帶動該第二底板41相對該第一底板31前、後移動；該第一伸縮桿432可受操作帶動該連動件42相對該第二底板41前、後移動，又因為該連動件42之第一齧合部421與該第二夾具44之第二齧合部441相齧合，因此當該第一伸縮桿432可帶動該連動件42之第一齧合部421相對該第一底板31往前移動時，亦帶動該第二夾具44以該第二樞轉塊442為軸心相對該第二底板41往一第一方向D1偏轉；反之，當該第一伸縮桿432可帶動該連動件42相對該基板11往後移動時，該第二夾具44則往一第二方向D2偏轉，其中該第一方向D1與該第二方向D2係相反。

請見圖8所示，該卸刀單元50包括一第二動力源51與一撥動件52，其中該第二動力源51係設置於該基板11之第二面112，且該第二動力源51包含有相連接之一第三伸縮壓缸511以及一第三伸縮桿512；該撥動件52具有一勾部521與連接部522，其中該連接部522係連接於該 第三伸縮桿512，且該勾部521設有一卡槽52a；該第三伸縮桿512可受操作帶動該撥動件52上、下移動。

請見圖9所示之該送刀單元60包含有一刀庫61、一第三動力源62與一第一刀座63(即本創作所定義之刀座)。該刀庫61用以儲放刀具2，該刀庫61包含有一固定架611、一輸送帶612以及多數個設置於該輸送帶612上之第二刀座613，其中該固定架611與該基板11之第二面112相連接(見圖3)，且該固定架611具有一貫穿之通孔61a；該些第二刀座613係可裝設刀具2，該輸送帶612設置於該固定架611上且可帶動該些第二刀座613相對該固定架611轉動。

該第三動力源62包含有相連接之一第四伸縮壓缸621與一第四伸縮桿622，以及相連接之一第五伸縮壓缸623與一第五伸縮桿624，其中該第四伸縮壓缸621與該固定架611相連接，該第四伸縮桿622一端連接該第五伸縮壓缸623，使該第五伸縮壓缸623可受該第四伸縮桿622帶動橫向移動；該第五伸縮桿624一端連接該第一刀座63，且該第五伸縮桿624可受控制該第一刀座63於縱向移動。藉此，該第一刀座63可操作於一起始位置P1與一結束位置P2間移動，其中該起始位置P1位於該通孔61a下方，該結束位置P2位於該第一樞接孔11b下方且接近該基板11(見圖13a與圖13b)。

上述為本創作第一較佳實施例之自動換刀設備100之各部構件及相關位置的說明。茲再敘述其使用方式如後，該自動換刀設備100可將裝設有刀具2之刀桿1與刀具2分離，亦可將刀具2裝設於刀桿1上。

首先，先說明該自動換刀設備100將裝設有刀具2之刀桿1與刀具2分離的方法。請配合圖10、圖11與圖14所示，裝設有刀具2之刀桿1結合於該自動換刀設備100，使該刀桿1之第一轉動件1a固定於該第 一夾具24之第一卡槽24a中，該刀桿1之第二轉動件1b固定於該第二夾具44之第二卡槽44a中，且該刀桿1夾緊之刀具2位於該撥動件52勾部521之卡槽52a中。

特別注意的是，若第一轉動件1a卡制於該第一卡槽24a中，而該第二轉動件1b未卡制於該第二卡槽44a時，可藉由操作該第二伸縮桿434推動該連接架45與該第二底板41，以達到調整該第二夾具44之位置，使該第二轉動件1b位於該第二卡槽44a中。此外，該第一夾具24相對該安座22之樞接角度，以及該第一底板31相對該機架10之基板11的角度皆可依需求調整，以達到調整該第一卡槽24a與該第二卡槽44a的朝向，使刀桿1可順利結合於該第一夾具24與該第二夾具44上。

刀桿1之第一轉動件1a被固定於固定單元20上，而轉動單元40之該第一伸縮桿432驅使帶動該連動件42齧合傳動該第二夾具44往該第一方向D1偏轉，使該刀桿1之第二轉動件1b相對該第一轉動件1a轉動，使該刀桿1鬆釋該刀具2之桿部2a。

而後，請見圖12a與圖12b，該第二動力源51驅使該撥動件52向下位移，該撥動件52之勾部521抵於刀具2之工作部2b並對該刀具2之工作部2b施以向下抵推力，而使刀具2脫離刀桿1之第二轉動件1b。值得注意的是，該卸刀單元50係為確保刀具2與刀桿1分離，但不以此為限制，在一實施例中，即使無該卸刀單元50，該轉動單元40仍可藉由使第二夾具44帶動該第二轉動件1b旋轉，而達到刀具2與刀桿1分離之效果。

接著說明該自動換刀設備100將刀具2裝設於刀桿1上之方法。請配合圖13a、圖13b與圖15所示，同樣先使刀桿1固定於該自動換刀設備100上，使第一轉動件1a與第二轉動件1b分別固定於該第一卡槽24a與第二卡槽44a中。

該輸送帶612轉動而帶動裝設有刀具2之第二刀座613於該固定架611上移動，當其一該第二刀座613移動至該通孔61a上方時，位於該第二刀座613中的刀具2通過該通孔61a而落至位於該起始位置P1之第一刀座63中，而後，該第一刀座63受操作帶動刀具2往該第二轉動件1b的方向移動，直到移至該結束位置P2時，該第五伸縮桿624與該第一刀座63對位於該第一刀座63中的刀具2施以向上頂推力，使刀具2之桿部2a一端位於該刀桿1之第一轉動件1a與第二轉動件1b中。

最後，轉動單元40之該第一伸縮桿432驅使帶動該連動件42齧合傳動該第二夾具44往該第二方向D2偏轉(參見圖7)，使該刀桿1之第二轉動件1b相對該第一轉動件1a轉動，即可達到使該刀桿1夾緊該刀具2之功能。

本創作係藉由固定該刀桿1之第一轉動件1a，並驅使該刀桿1之第二轉動件1b相對該第一轉動件1a轉動，以達到無須人力介入即可將該刀具2結合於該刀桿1或使該刀具2與該刀桿1分離之效果，進而達到於加工過程中，降低作業時間與增加生產效率等功能。

以上所述僅為本創作較佳可行實施例而已，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

100‧‧‧自動換刀設備

10‧‧‧機架

20‧‧‧固定單元

30‧‧‧偏轉單元

40‧‧‧轉動單元

50‧‧‧卸刀單元

60‧‧‧送刀單元

Claims (9)

1. 一種自動換刀設備，用以固定一刀桿，該刀桿包括有相結合且可相對轉動之一第一轉動件與一第二轉動件，其中該第二轉動件係受驅使轉動而鬆釋或夾緊一刀具；該自動換刀設備包含：一機架；一結合於該機架之固定單元，包括一第一夾具用以夾固該第一轉動件；以及一結合於該機架之轉動單元，包括一第二夾具用以夾固該第二轉動件，且該第二夾具受操控轉動以帶動該第二轉動件旋轉。
2. 如請求項1所述之自動換刀設備，其中該固定單元包括一安座，該安座結合於該機架，該第一夾具以可偏轉的方式結合於該安座，且該第一夾具設有一第一卡槽，該第一卡槽與該第一轉動件之非圓形外輪廓相配合。
3. 如請求項2所述之自動換刀設備，其中該安座具有一接孔，該第一夾具底部具有一配合且嵌入該接孔之凸塊，使得該第一夾具可相對該安座偏轉地結合於該安座上。
4. 如請求項2或3所述之自動換刀設備，其中該固定單元包括至少一定位件，該安座與該第一夾具之其中一者具有至少一弧形槽，另一者具有至少一定位孔，該定位件穿設該弧形槽與該定位孔，且使得該第一夾具無法相對該安座偏轉。
5. 如請求項1所述之自動換刀設備，其中該轉動單元包括一連動件與一第一動力源，該連動件具有一第一齧合部，該第二夾具具有一弧形的第二齧合部與該第一齧合部齧合；其中該第一動力源驅使該連動 件齧合傳動該第二夾具偏轉，該第二夾具設有一第二卡槽，該第二卡槽與該第二轉動件之非圓形外輪廓相配合。
6. 如請求項5所述之自動換刀設備，其中該第一動力源包括一伸縮壓缸，具有一伸縮桿；該連動件接設於該伸縮桿的一端，且該第一齧合部係沿著直線設置。
7. 如請求項1所述之自動換刀設備，包括一卸刀單元，該卸刀單元包括一第二動力源與一撥動件，其中該第二動力源驅使該撥動件上、下位移，該撥動件之一部分伸至該第二夾具下方，且於向下移動時抵推該刀具脫離該第二轉動件。
8. 如請求項1所述之自動換刀設備，包括一送刀單元結合於該機架，用以帶動該刀具往該第二轉動件的方向移動。
9. 如請求項8所述之自動換刀設備，其中該送刀單元包含有一刀庫、一第三動力源與一刀座；該刀庫包含有一固定架與一輸送帶，其中該固定架與該機架相連接，且該固定架具有一貫穿之通孔，該刀具受該輸送帶帶動而可相對該固定架移動；該第三動力源可推動該刀座於一起始位置與一結束位置間移動，其中該起始位置位於該通孔下方；當該刀具受該輸送帶帶動至該通孔上方時，該刀具穿過該通孔而位於該刀座中，該第三動力源帶動刀具往該第二轉動件的方向移動。