TWI419765B - 加工機械的刀具交換裝置 - Google Patents

Description

加工機械的刀具交換裝置

本發明係有關加工機械的刀具交換裝置；尤指一種可提高儲刀之數量，並且不會影響交換刀具之順暢性與便利性的刀具交換裝置。

按，一般應用在立式車床或車銑中心機的綜合加工機，為儲存不同規格、用途的重切車刀、一般車刀或輕切車刀，於設置加工主軸之處通常會配置有一儲刀倉，配合儲刀倉的換刀機構，以供加工主軸自動選取與裝設刀具，並據此對加工件執行各種加工作業。

為提高傳統產業的競爭力與效率，目前業界主要朝向擴大儲刀艙之儲刀量者，以利可隨時更換設計不同型態之刀具進行加工。而一般擴大儲刀量的作法，一是增加儲刀艙的容積，一則是增加儲刀艙內部用以挾持刀具的夾臂數量，藉以挾持與容設更多刀具。

然而，若採增加儲刀艙容積者，易使刀盤隨著體積增加而重量過重，導致配置該刀盤的加工機因為承受過大重量，而發生變形或傾斜的情況，影響加工製程的精度。

至於採增加儲刀艙內部挾持刀具之夾臂數量者，由於一般夾臂係固設於刀盤之周緣且呈比鄰之態樣，因此在更換刀具時，該加工主軸容易受到鄰於兩側之夾臂或其他刀 具的干涉，導致對位不易或是裝設不順暢，甚至產生碰撞情形，導致加工主軸歪斜、變形，因而影響加工製程的精度。

有鑑於此，本發明之主要目的，乃在提供一種可提高儲刀之數量，且不會影響更換刀具時之順暢性與便利性的加工機械的刀具交換裝置。

依據上述之目的，本發明加工機械的刀具交換裝置，係配置於一加工機械上，其主要包含：一軌盤，其臨於周緣處上開設有導引槽，其中，該軌盤得以一通過圓心且二端延伸於該導引槽之中心線的直線區分為上、下二部份，位於軌盤上部之導引槽，為一以直線a為預設半徑構成之半圓態樣，位於軌盤下部之導引槽，為一以直線a為預設長軸半徑、直線b為預設短軸半徑構成之半橢圓態樣，由二者相接構成導引槽之導引路徑；一刀盤，係設於軌盤一側且相對於導引槽，而可相對於軌盤旋轉，該刀盤周緣設有複數呈放射狀等距環設的支臂；及複數夾持臂，係樞設於該支臂，用以挾持刀具，且夾持臂上設有一凸柱，於凸柱頂端並設有一可對應容置於導引槽的定位球體。

由於軌盤下部之導引槽係呈一半橢圓態樣，故刀盤各支臂端部至導引槽的距離不盡相等相等，其中，支臂趨近軌盤下部之短軸b者，該支臂所連結之夾持臂會朝外擺轉，使其擺角大於其他夾持臂，以令該夾持臂與相鄰夾持臂之間得以形成較大之間距，可防止刀具安裝時受到兩側夾持臂的干涉與碰撞，減少換刀失誤之機率，節省換刀所耗 費之時間，從而提高加工效率。

為使 貴審查委員對本發明之構造特徵與功效能有更進一步的瞭解與認同，茲列舉以下較佳實施例，並配合圖式說明如后。所有圖式中有關於前與後、左與右、上與下、頂部與底部以及水平與垂直之參考，僅用於方便描述，而非將構件限制於所述位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而變化。

請先參閱第一圖與第二圖。第一圖係揭示本發明較佳實施例應用於加工機械之主要結構示意圖；第二圖為第一圖之局部圖，其係揭示較佳實施例之局部剖面示意圖。

本發明所述加工機械的刀具交換裝置(1)，係配置於一加工機械之機台(2)上。如圖所示，所述機台(2)主要包含有設置於該機台(2)上的一動力單元(20)與一主軸頭(21)，所述主軸頭(21)係由動力單元(20)帶動而可作垂直往復運動者，機台(2)臨於主軸頭(21)前側處，則設置有一連動機構(22)，用以驅動刀具交換裝置(1)。

本發明刀具交換裝置(1)，係透過連動機構(22)而呈斜向配置在該機台(20)上，其主要包含：一軌盤(10)，該軌盤(10)中心係固接於由連動機構(22)延伸出的軸柱(220)，而與該機台(20)連結；一圓形刀盤(11)，該刀盤(11)中心突設有一中空之軸接部(110)，以供套設於該軸柱(220)外部，軸接部(110)與軸柱(220)間設有軸承(111)，使刀盤(11)可經由該連動機構(22)驅動而相對於軌盤(10)而同軸轉動 ；及複數夾持臂(12)，係樞設於刀盤(11)周緣處，用以挾持刀具(3)。

請參閱第三圖，並配合第一圖與第二圖所示。第三圖係揭示本發明較佳實施例之軌盤的平面示意圖。

如第三圖所示，本發明之特徵在：所述軌盤(10)內側臨於周緣處，設有沿著軌盤(10)輪廓內緣等距向內偏移所成形之環形突緣部(100)，於突緣部(100)上並開設有一導引槽(101)。其中，該軌盤(10)可以一通過預設圓心且兩端延伸至導引槽(101)中心線的直線D，將該軌盤(10)分為上、下二部份，位於軌盤(10)上部之導引槽(101)，係為一以直線a為半徑構成之半圓態樣，直線a的長度為直線D的二分之一；位於軌盤(10)下部之導引槽(101)，係為一以直線a為長軸半徑、直線b為短軸半徑所構成之半橢圓態樣，直線b小於直線a，且該直線b之延伸線，係與主軸頭(21)之加工軸線相交者；據由二者相接構成該導引槽(101)之導引路徑。

所述刀盤(11)之周緣，設有複數支呈放射狀均勻等距環設在圓周上的支臂(112)，各支臂(112)間的圓心角相等，支臂(112)端部形成有一樞設桿(113)，支臂(112)端部之底緣處，並成形為一弧面(114)。其中，由刀盤(11)中心至支臂(112)端部的半徑長度，係預設小於或等於軌盤(10)上部的直線a，同時大於軌盤(10)下部的直線b者。

再請參閱第四圖，並配合第一圖至第三圖所示。第四圖係揭示本發明較佳實施例之夾持臂的示意圖。

所述夾持臂(12)包含有一樞接座(13)與一夾板(14)。該 樞接座(13)一端，係設有一貫穿兩側面的樞設孔(130)，藉以樞設於支臂(112)的樞設桿(113)，於該端頂面，係突設有一凸柱(131)，凸柱(131)頂端並成形有一可對應容置於導引槽(101)的定位球體(132)，於該端底面，係開設有一提供支臂(112)伸入的槽口(133)，槽口(133)內壁形成一斜槽面(134)，可藉以抵制刀盤(11)的支臂(112)，以限定夾持臂(12)相對於支臂(112)的擺角，槽口(133)內緣則係成形為一可對應支臂(112)底緣弧面(114)的第二弧面(136)，使夾持臂(12)擺轉時更加順暢；樞接座(13)相異一端，則設有樞設部(135)。

該夾板(14)一端係樞接在樞接座(13)之樞設部(135)，該端並設有一第二槽口(140)，第二槽口(140)兩側成形有樞設片(141)，可透過一樞接銷(120)穿置而與樞接部(134)樞設，第二槽口(140)內側，並設有一套設於該樞接銷(120)上的扭力彈簧(121)，藉其提供一預張簧力而分別撐抵樞接座(13)與夾板(14)，使夾板(14)相對於樞接座(13)而定位；夾板(14)相異一端，則設有用以挾持刀具(3)的弧形槽口(142)。

再請參閱第五圖，並配合第一圖至第四圖所示。第五圖係揭示本發明較佳實施例之實施示意圖。

實施時，令夾持臂(12)分別樞設於刀盤(11)周緣的支臂(112)上，刀盤(11)以軸接部(110)套設在連動機構(22)的軸柱(220)上而與軌盤(10)相對，復令夾持臂(12)的定位球體(132)容設於軌盤(10)的導引槽(101)中，使夾持臂(12)之樞接座(13)得以支臂(112)之樞設桿(113)為中心而擺轉呈預 設角度，以供挾持刀具(3)；從而構成盤式刀庫之態樣。

其中，由於位在軌盤(10)上部的導引槽(101)係呈半圓態樣，因此由刀盤(11)支臂(112)端部至導引槽(101)間的距離，均為相等，且透過定位球體(132)連結而位於導引槽(101)內的各夾持臂(12)，其擺角均為垂直於刀盤(11)者，以利挾持多組刀具(3)。

而由於位在軌盤(10)下部的導引槽(101)係呈半橢圓態樣，致使由刀盤(11)各支臂(112)端部至導引槽(101)間的距離不盡相等：趨近上部導引槽(101)之長軸a者，該支臂(112)端部至導引槽(101)的距離係趨近支臂(112)端部至上部導引槽(101)間的距離，因此該支臂(112)所連結之夾持臂(12)的擺角，亦趨近位於上部者；趨近軌盤(10)下部之短軸b者，該支臂(112)端部至導引槽(101)的距離則為最短，為使定位球體(132)容置於導引槽(101)，支臂(112)所連結之夾持臂(12')因而朝外擺轉，使其擺角大於相鄰夾持臂(12)，而與相鄰夾持臂(12)間形成較大之間距。

據此設計，欲以設於夾持臂(12')上的刀具(3)作為車刀時，可由連動機構(22)驅轉該刀盤(11)轉動，令夾持臂(12')沿著軌盤(10)之導引槽(101)而移至軌盤(10)之短軸b處，此時，由於夾持臂(12')與相鄰夾持臂(12)間，因前述擺轉動作而形成有較大之間距，俾提供一充裕的裝設空間，可防止刀具(3)安裝時受到鄰於兩側夾持臂(12)的干涉或碰撞；之後藉由樞接座(13)與夾板(14)間的扭力彈簧(121)之彈性力，以利刀具(3)快速對位裝設，俾減少換刀失誤 之機率，節省換刀所耗費之時間，從而提高加工效率。

以上所述說明，僅為本發明的較佳實施方式而已，意在明確本發明的特徵，並非用以限定本發明實施例的範圍，本技術領域內的一般技術人員根據本發明所作的均等變化，以及本領域內技術人員熟知的改變，仍應屬本發明涵蓋的範圍。

1‧‧‧刀具交換裝置

10‧‧‧軌盤

100‧‧‧突緣部

101‧‧‧導引槽

11‧‧‧刀盤

110‧‧‧軸接部

111‧‧‧軸承

112‧‧‧支臂

113‧‧‧樞設桿

114‧‧‧弧面

12‧‧‧夾持臂

13‧‧‧樞接座

130‧‧‧樞設孔

131‧‧‧凸柱

132‧‧‧定位球體

133‧‧‧槽口

134‧‧‧斜槽面

135‧‧‧樞設部

136‧‧‧第二弧面

14‧‧‧夾板

140‧‧‧第二槽口

141‧‧‧樞設片

142‧‧‧弧形槽口

2‧‧‧機台

20‧‧‧動力單元

21‧‧‧主軸頭

22‧‧‧連動機構

220‧‧‧軸柱

3‧‧‧刀具

第一圖：本發明較佳實施例應用於加工機械之主要結構示意圖；第二圖：本發明較佳實施例之局部剖面示意圖；第三圖：本發明較佳實施例之軌盤的平面示意圖；第四圖：本發明較佳實施例之夾持臂的示意圖；第五圖：本發明較佳實施例之實施示意圖。

1‧‧‧刀具交換裝置

10‧‧‧軌盤

101‧‧‧導引槽

110‧‧‧軸接部

111‧‧‧軸承

112‧‧‧支臂

113‧‧‧樞設桿

12‧‧‧夾持臂

132‧‧‧定位球體

220‧‧‧軸柱

Claims (6)

1. 一種加工機械的刀具交換裝置，係設於一加工機械上，其主要包含：一軌盤，係固接於加工機械的機台上，其臨於周緣處上開設有導引槽，其中，該軌盤得以一通過圓心且二端延伸於該導引槽之中心線的直線區分為上、下二部份，位於軌盤上部之導引槽，為一以直線a為預設半徑構成之半圓態樣，位於軌盤下部之導引槽，為一以直線a為預設長軸半徑、直線b為預設短軸半徑構成之半橢圓態樣，由二者相接構成導引槽之導引路徑；一刀盤，係設於軌盤一側且相對於導引槽，而可相對於軌盤旋轉，該刀盤周緣設有複數呈放射狀等距環設的支臂；及複數夾持臂，係樞設於支臂上，用以挾持刀具，且夾持臂上設有一凸柱，於凸柱頂端並設有一可對應容置於導引槽的定位球體。
2. 依據申請專利範圍第1項所述加工機械的刀具交換裝置，其中，所述刀盤中心至支臂端部的長度，係預設小於或等於軌盤上部的直線a，以及大於軌盤下部的直線b者。
3. 依據申請專利範圍第1項所述加工機械的刀具交換裝置，其中，所述夾持臂更包含一樞接座與一夾板；所述凸柱係設於該樞接座一端，於該端底面設有一提供支臂伸入的槽口；所述夾板一端，係樞接於樞接座相異一端，夾板相異一端，設有用以挾持刀具的弧形槽口。
4. 依據申請專利範圍第3項所述加工機械的刀具交 換裝置，其中，所述支臂之端部底緣，係設有一弧面；該樞接座之槽口內緣，係設有一可對應該弧面的第二弧面。
5. 依據申請專利範圍第3項所述加工機械的刀具交換裝置，其中，所述槽口之內壁，係設有一斜槽面。
6. 依據申請專利範圍第3項所述加工機械的刀具交換裝置，其中，所述樞接座與夾板之樞設處，係設有第二槽口；於第二槽口中，設有一扭力彈簧。