TWM600673U - Cnc車床複合式刀座裝置 - Google Patents

Abstract

本新型涉及一種CNC車床複合式刀座裝置，係包含有：一水平滑座單元，係垂直於一CNC車床所設一基座滑軌單元上，且該水平滑座係由一第一伺服傳動機構進行傳動；另在該水平滑座上設有一分度轉盤裝置；一垂直滑座單元，係接設於該分度轉盤裝置上且由一第二伺服傳動機構進行傳動；一刀具主軸單元，係架設於該垂直滑座單元上，且該刀具主軸單元係由一伺服馬達進行驅動；藉由將該複合式刀座裝置裝設於該CNC車床的基座滑軌單元上，形成具有超過三個自由度以上的複合式刀座裝置，俾利可對大型工件進行車削、銑削、鑽削、搪削或分度之複合連續精密加工作業。

Description

CNC車床複合式刀座裝置

本新型係關於工具機之技術領域，尤指CNC車床複合式刀座裝置之技術範疇。

按，工具機係指動力製造的機械裝置，通常用於精密切削金屬，以生產其他機器或加工的金屬零件。又工具機又可區分傳統型，及電腦數值控制型(Computer Numerical Control，簡稱CNC)，由於CNC工具機具有高動化、高精確度、高品質、小批量及大量生產均適用等優勢，深受產業界愛用，通常CNC工具機可區分CNC中心機或CNC車床，其中又可在區分立式、臥式等。

由國內知名廠商「台灣麗偉電腦機械股份有限公司」所申請的新型專利第M449045號所揭露工具機便是一款臥式CNC車床。

然而，該第M449045號所揭露的CNC車床，其車刀座僅具有3個自由度(Degrees of freedom)，故其CNC車床僅能針對工件進行車削部位(例如：外徑、內徑、鑽搪內孔等)加工，而無法針對銑削部位(例如：銑平面、銑溝槽、分度鑽孔等)進行加工，故工件尚移置他處，除了影響工件的加工精度外，且加工效率低落。

緣此，本新型創作人乃窮極心思創作出一CNC車床複合式刀座裝置，故本新型之主要目的在於：提供車銑複合連續精密加工作業，一次單機完成之CNC車床複合式刀座裝置，據以增進CNC車床之加值功能。

關於本新型一種CNC車床複合式刀座裝置，係包含有：一水平滑座單元，係垂直於一CNC車床所設一基座滑軌單元上，且該水平滑座係由一第一伺服傳動機構進行傳動；另在該水平滑座上設有一分度轉盤裝置；一垂直滑座單元，係接設於該分度轉盤裝置上且由一第二伺服傳動機構進行傳動；一刀具主軸單元，係架設於該垂直滑座單元上，且該刀具主軸單元係由一伺服馬達進行驅動；藉由將該複合式刀座裝置裝設於該CNC車床的基座滑軌單元上，形成具有超過三個自由度以上的複合式刀座裝置，俾利可對大型工件進行車削、銑削、鑽削、搪削、分度等之複合連續精密加工作業。

所述該CNC車床複合式刀座裝置，其中該水平滑座單元係位於該CNC車床所設一夾頭模組及一尾座模組之間。

所述該CNC車床複合式刀座裝置，其中該刀具主軸單元係更包含有一水平式刀軸，且該水平式刀軸的外側端設有一刀套座，且該刀套座提供套接一切削刀具，並由一馬達驅動該水平式刀軸內一傳動機構，而該傳動機構再連動該切削刀具旋轉。

所述該CNC車床複合式刀座裝置，其中在該尾座模組旁增設有一刀庫模組。

所述該CNC車床複合式刀座裝置，其中該刀庫模組係更包含有數個車刀、數個銑刀、數個鑽頭或數個搪刀，以俾利該水平式刀軸的刀套座抓取。

所述該第一伺服傳動機構、該分度轉盤裝置、該第二伺服傳動機構、該伺服馬達皆受該CNC車床所設一控制器模組進行整合控制。

本新型可以達成如下功效：

1.本新型複合式刀座裝置係提供裝設於該CNC車床的基座滑軌單元上，形成具有超過三個自由度以上的複合式刀座裝置，經由電腦數值程式的伺服傳動控制，俾利可對大型工件進行車削、銑削、鑽削、搪削或分度之複合連續精密加工作業，換言之，在CNC車床單機上便可完成所有加工，以提升作業效能。

2.本新型複合式刀座裝置可提升CNC車床的大型精密加工性能，具有高動化、高精確度、高品質的優勢，且小批量及大量生產均適宜，進而提升CNC車床的價值。

A:複合式刀座裝置

1:水平滑座單元

11:第一伺服傳動機構

2:分度轉盤裝置

3:垂直滑座單元

31:第二伺服傳動機構

4:刀具主軸單元

41:伺服馬達

42:水平式刀軸

421:刀套座

43:馬達

5:CNC車床

51:基座滑軌單元

52:夾頭模組

53:尾座模組

54:刀庫模組

圖1：係為本新型「CNC車床複合式刀座裝置」之實施態樣圖。

圖2：係為本新型「CNC車床複合式刀座裝置」之另一實施態樣圖。

圖3：係為本新型「CNC車床複合式刀座裝置」之立體外觀圖。

圖4：係為本新型「CNC車床複合式刀座裝置」去除外罩之立體外觀圖。

圖5：係為本新型「CNC車床複合式刀座裝置」去除外罩之另一立體外觀圖。

圖6：係為本新型「CNC車床複合式刀座裝置」至該刀庫模組之線性作動示意圖。

圖7：係為本新型「CNC車床複合式刀座裝置」迴旋取刀之作動示意圖。

請參閱圖1至圖5所示，本新型係關於一種CNC車床複合式刀座裝置，其中該複合式刀座裝置A提供裝設於一CNC車床5所設一基座滑軌單元51上，俾利可對大型工件進行車削、銑削、鑽削、搪削、分度等之複合連續精密加工作業。

眾所皆知，通常CNC車床5的基座滑軌單元51係由一滾珠螺桿接設一伺服馬達並配合一光學尺以構成線性或旋轉角度的「伺服傳動機構」單元，提供精密控制滑座、刀具、分度旋轉、滑軌單元等元件之前進與後退、上升與下降，乃至旋轉角度等，俾利針對大型工件各部位進行複合連續精密加工作業，而以下所稱第一伺服傳動機構、第二伺服傳動機構、分度轉盤裝置、刀具主軸單元等係皆具有前述功能者；進一步，該複合式刀座裝置A係包含有：一水平滑座單元1、一分度轉盤裝置2、一垂直滑座單元3及一刀具主軸單元4。

所述該水平滑座單元1，如圖1至圖3所示，係設為y軸向並垂直於x軸向該CNC車床5的基座滑軌單元51上，並位於該CNC車床5所設一夾頭模組52及一尾座模組53之間，其中該尾座模組53設有錐形頂心提供長條型工件之頂抵支撐，且該水平滑座1係由位於其內的一第一伺服傳動機構11進行傳動，以進行y軸向之線性移動，又在該尾座模組53旁增設有一刀庫模組54，且該刀庫模組54安裝有個車刀、數個銑刀、數個鑽頭或數個搪刀等多種切削刀具以提供換刀。

另，如圖3至圖5所示，在該水平滑座11上設有一分度轉盤裝置2，而該分度轉盤裝置2係以z軸向為旋轉軸以進行驅動旋轉，換言之，該分度轉盤裝置2內設有伺服傳動機構，可以達到精確的角度旋轉，並提供分度功能。

所述該垂直滑座單元3，係接設於該分度轉盤裝置2上，並可隨著該分度轉盤裝置2進行連動旋轉外，且位於其內的一第二伺服傳動機構21提供z軸傳動，以進行z軸向之線性移動。

所述該刀具主軸單元4，如圖3至圖5所示，係架設於該垂直滑座單元3上，由該垂直滑座單元3驅動該刀具主軸單元4進行z軸向升降移動外，且該刀具主軸單元4係由位於一端的一伺服馬達41進行驅動旋轉；進一步，該刀具主軸 單元4係更包含有一水平式刀軸42，且該水平式刀軸42的外側端設有一刀套座421並提供套入一切削刀具，其中由該伺服馬達41驅動該水平式刀軸42及其刀套座421旋轉，同時該刀套座421具有換刀之功能者；換言之，該切削刀具係置入於該刀套座421時，先由該刀具主軸4所增設一馬達43來驅動該水平式刀軸42的內部傳動機構後，再連動該刀套座421內的切削刀具旋轉，而且該馬達43可被控制而改變其轉速，進而改變切削刀具的切削轉速。

特別一提，前述該第一伺服傳動機構11、該分度轉盤裝置2、該第二伺服傳動機構31、該伺服馬達41、該馬達43皆受該CNC車床5所設一控制器模組進行整合控制。

因此，藉由將該複合式刀座裝置A裝設於該CNC車床5的基座滑軌單元51上，如圖1及圖2所示，形成具有超過三個自由度以上的複合式刀座裝置A，於本實施例係具有五個自由度，讓該複合式刀座裝置A可藉由該基座滑軌單元51、該水平滑座單元1、該分度轉盤裝置2、該垂直滑座單元3、該伺服馬達41、該馬達43等之驅動，俾利本新型切削刀具可快速移至該夾頭模組52所夾持的大型工件附近的(x，y，z，θ)之座標，並針對大型工件各部位以及配合該控制器模組之切削程式指令，以進行高度自動化且複雜的車削、銑削、鑽削、搪削、分度等之複合連續精密加工。

請參閱圖1、圖6及圖7所示，本新型要進行換刀時，該刀庫模組54預先旋轉定位所需的位置，並以該伺服馬達41控制該水平式刀軸42、將該刀套座421維持向下，再藉由該基座滑軌單元51、該水平滑座單元1進行x、y軸向快速線性移動至該刀庫模組54後，再利用該分度轉盤裝置2旋轉約90度後，讓該刀套座421位於該刀庫模組54上方處，再令該垂直滑座單元3下降並放入其切削刀具於該 刀庫模組54後上升，該刀庫模組54便旋轉至所需的切削刀具讓該刀套座421抓刀，如此便完成換刀，同時讓該水平式刀軸42快速移動至該夾頭模組52所夾持的大型工件，繼續進行連續加工。

綜上所述，本新型係關於一種「CNC車床複合式刀座裝置」，且其構成步驟均未曾見諸於書刊或公開使用，誠符合專利申請要件，懇請鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱；需陳明者，以上所述乃是本案之具體實施例及所運用之技術原理，若依照本案之構想所作之改變，其所產生之功能作用未能超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本案之範圍內，合予陳明。

A:複合式刀座裝置

1:水平滑座單元

11:第一伺服傳動機構

2:分度轉盤裝置

3:垂直滑座單元

31:第二伺服傳動機構

4:刀具主軸單元

41:伺服馬達

42:水平式刀軸

421:刀套座

43:馬達

5:CNC車床

51:基座滑軌單元

52:夾頭模組

53:尾座模組

54:刀庫模組

Claims (7)

1. 一種CNC車床複合式刀座裝置，係包含有：一水平滑座單元，係垂直於一CNC車床所設一基座滑軌單元上，且該水平滑座係由一第一伺服傳動機構進行傳動；另在該水平滑座上設有一分度轉盤裝置；一垂直滑座單元，係接設於該分度轉盤裝置上且由一第二伺服傳動機構進行傳動；一刀具主軸單元，係架設於該垂直滑座單元上，且該刀具主軸單元係由一伺服馬達進行驅動；藉由將該複合式刀座裝置裝設於該CNC車床的基座滑軌單元上，形成具有超過三個自由度以上的複合式刀座裝置，俾利可對大型工件進行車削、銑削、鑽削、搪削或分度之複合連續精密加工作業。
2. 如請求項1所述CNC車床複合式刀座裝置，其中該水平滑座單元係位於該CNC車床所設一夾頭模組及一尾座模組之間。
3. 如請求項1所述CNC車床複合式刀座裝置，其中該刀具主軸單元係更包含有一水平式刀軸，且該水平式刀軸的外側端設有一刀套座，且該刀套座提供套接一切削刀具，並由一馬達驅動該水平式刀軸內一傳動機構，而該傳動機構再連動該切削刀具旋轉。
4. 如請求項2所述CNC車床複合式刀座裝置，其中在該尾座模組旁增設有一刀庫模組。
5. 如請求項4所述CNC車床複合式刀座裝置，其中該刀庫模組係更包含有數個車刀、數個銑刀、數個鑽頭或數個搪刀，以俾利該水平式刀軸的刀套座抓取。
6. 如請求項1所述CNC車床複合式刀座裝置，其中該第一伺服傳動機構、該分度轉盤裝置、該第二伺服傳動機構、該伺服馬達皆受該CNC車床所設一控制器模組進行整合控制。
7. 如請求項1所述CNC車床複合式刀座裝置，其中該複合式刀座裝置設為具有五個自由度。

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