TWI651156B - 圓盤式刀庫改良結構 - Google Patents

Abstract

一種圓盤式刀庫改良結構，其主要包含有：一刀庫本體；一刀套固定環，刀套固定環具有一環體及若干之平行、等間距、具有傾斜角度之樞接凸部，環體呈圓環狀，樞接凸部係自環體之外周面上凸伸而成，且每兩兩樞接凸部間形成有一刀套轉槽；多數之刀套，係分別樞設於各刀套轉槽中；一轉盤，係供刀套固定環鎖之環體鎖接於其上；一換刀驅動裝置，係用以提供一旋轉動力及一直線運動往復作用力，旋轉動力係用以帶動轉盤、刀套固定環及刀套旋轉，使被選定之其中一刀套能旋轉至一換刀位置，並使換刀位置係位於刀套固定環之平面座標上之第四象限之範圍內而非位於其圓心正下方，直線運動往復作用力係用將位於換刀位置之刀套於一收刀位置至一伸刀位置間進行往復之樞轉。

Description

圓盤式刀庫改良結構

本創作係與自動化加工機之刀庫有關，更詳而言之係指一種圓盤式刀庫改良結構。

按，目前自動化之加工機，大部分會設置有刀庫及自動換刀機構，由刀庫收納多數不同切削效果、造型與尺寸之刀具，再由自動換刀機構於刀庫與加工機之主軸間進行刀具之轉換。

惟，刀庫之型式眾多，常見者有圓盤式刀庫、鏈條式刀庫、斗笠式刀庫等。其中，圓盤式刀庫主要具有一呈圓盤狀之刀套固定環1(如第一圖及第二圖所示)及多數用以夾持刀具之刀套2(如第三圖所示)，該刀套固定環1之外周面上凸伸有若干凸伸之等間距之凸部3，每兩兩凸部3間形成有一轉槽4，該各轉槽4之中心係位於以刀套固定環1之圓心向圓周延伸放射之等分割線6上，兩等分割線6之間則構成一等分割角θ 1，該各刀套2則位於該各轉槽4中並與相鄰凸部3上之樞接槽5樞接，使該刀套2在受外力作用時能於該轉槽4內進行樞轉。此外，由於每一刀庫之刀套2係等間距設置，第三圖所示之習知圓盤式刀庫之刀套2總數量有32個，是以，每一刀套2乃可平均分配到的等分割角θ 1為11.25度。

然而，由於自動換刀機構係同時地對該圓盤式刀庫上之刀具及主軸上之刀具進行拔刀與置刀等換刀作業，因此僅有與地面垂直線呈平行或重疊之刀套才能進行換刀作業，以上述習知之刀套固定環1型式而言，只有位在該刀套固定環圓心正下方之刀套2才能進行換刀作業，使得能進行換刀作業之刀套2至刀套固定環1最前方間之距離X1與能進行換刀作業之刀套2至刀套固定環1最後方間之 距離X2係為相等。但使用圓盤式刀庫之加工機一般較為小型，因此，主軸及自動換刀機構通常位在加工機內靠近前方之位置，導致圓盤式刀庫勢必要隨著設在加工機內靠近前方之位置處。但如此一來，圓盤式刀庫與加工機內前方間之空間便會相當狹小，不僅會導致組裝時之困難度。且，隨著加工機之加工精度要求提升與加工方式更多樣化之需求，刀庫便需要增加所能收納之刀套及其刀具的數量，但受限於圓盤式刀庫與加工機內前方間之空間已相當之狹小，因此便無法藉由增大圓盤式刀庫之外徑來擴增刀套及其刀具的數量。

有鑑於此，為改善先前技術中，習知圓盤式刀庫在裝設於加工機內時，該圓盤式刀庫前方與加工機間之空隙過於狹小，而有組裝上之困難，及無法藉由增大圓盤式刀庫之外徑來擴增刀套及其刀具數量等問題。

本創作之其一目的乃在於提供一種圓盤式刀庫改良結構，係能改變進行換刀作業之刀套的位置，進而調整圓盤式刀庫改良結構裝設在加工機內之位置，以避免圓盤式刀庫改良結構前方與加工機間有著空隙過於狹小之問題，而達到容易組裝之功效。

本創作之另一目的乃在於提供一種圓盤式刀庫改良結構，係能在不增加原有加工機之體積下，而增加圓盤式刀庫改良結構所能收納之刀套與刀具之數量。

緣此，本創作乃提供一種圓盤式刀庫改良結構，其主要包含有：一刀庫本體，具有一本體環圈；一刀套固定環，該刀套固定環具有一環體及若干之平行、等間距、具有傾斜角度之樞接凸部，該環體呈圓環狀，該等樞接凸部係自該環體之外周面上所凸伸而成，且每兩兩樞接凸部間形成有一刀套轉槽；多數之刀套，係分別樞設於該刀套固定環之各刀套轉槽中，各刀套之樞接處與供其樞接之相鄰兩樞接凸部間係呈垂直關係，該各刀套之一端具有一夾持槽；一轉盤，具有一環形本體、若干之第一軸承及若干之第二軸承，該等第一軸承係環狀地 依等間距設置於該環形本體之一側面上，該等第二軸承係環狀地依等間距設置於該環形本體之另一側面上，該轉盤係供刀套固定環之環體鎖接於其一側面上，使該等第一軸承位於該刀套固定環之環體內周，而該等第二軸承則環繞抵靠於該刀庫本體之本體環圈上；一換刀驅動裝置，係用以提供一旋轉動力及一直線運動往復作用力，該旋轉動力係透過與該第一軸承之接觸而帶動該轉盤、刀套固定環及刀套進行旋轉，使被選定之其中一刀套能旋轉至一換刀位置，並使換刀位置係位於刀套固定環之平面座標上之第四象限之範圍內而非位於其圓心正下方，該直線運動往復作用力，係用將位於換刀位置之刀套於一收刀位置至一伸刀位置間進行往復之樞轉；藉此以達到容易組裝與增加可收納之刀套與刀具之數量者。

「習知」

1‧‧‧刀套固定環

2‧‧‧刀套

3‧‧‧凸部

4‧‧‧轉槽

5‧‧‧樞接槽

6‧‧‧等分割線

X1‧‧‧距離

X2‧‧‧距離

θ 1‧‧‧等分割角

「本創作」

100‧‧‧圓盤式刀庫改良結構

10‧‧‧刀庫本體

11‧‧‧本體環圈

20‧‧‧刀套固定環

21‧‧‧環體

211‧‧‧弧形塊

22‧‧‧樞接凸部

221‧‧‧刀套轉槽

222‧‧‧樞接槽

30‧‧‧刀套

31‧‧‧夾持槽

32‧‧‧樞接柱

33‧‧‧刀具

40‧‧‧限制片

50‧‧‧轉盤

51‧‧‧環形本體

52‧‧‧第一軸承

53‧‧‧第二軸承

60‧‧‧防塵罩

70‧‧‧換刀驅動裝置

71‧‧‧基座

72‧‧‧滾動件

73‧‧‧馬達

74‧‧‧螺桿

75‧‧‧皮帶

76‧‧‧直線驅動器

80‧‧‧自動換刀機構

θ 2‧‧‧傾斜角

X1‧‧‧距離

X2‧‧‧距離

L1‧‧‧空隙

L2‧‧‧空隙

90‧‧‧等分割線

第一圖係習知一種刀套固定環之立體圖。

第二圖係習知一種刀套固定環之平面圖。

第三圖係習知刀套設置於刀套固定環上進行換刀位置時之示意圖。

第四圖係本創作所提供一較佳實施例之立體分解圖。

第五圖係第四圖所示實施例之立體組合圖。

第六圖係第五圖之左側端視平面組合圖。

第七圖係第四圖所示實施例中之局部構件分解圖。

第八圖係第四圖所示實施例中之局部構件平面圖。

第九圖係第四圖所示實施例中之局部構件立體分解圖。

第十圖係僅呈現刀套與刀盤之平面組合圖。

第十一圖係僅呈現單一刀套之作動示意圖。

第十二圖係僅呈現單一刀套之作動示意圖。

第十三圖係習知圓盤式刀庫之裝配位置之俯視示意圖。

第十四圖係本創作圓盤式刀庫之裝配位置之俯視示意圖。

第十五圖係本創作中刀套固定環之另一實施態樣立體圖。

為使貴審查委員能對本創作之特徵與其特點有更進一步之了解與認同，茲列舉以下之實施例並配合圖式說明如下：

請參閱第四圖至第十五圖，係本創作一較佳實施例所提供之一種圓盤式刀庫改良結構100，其主要包含有一刀庫本體10、一刀套固定環20、多數之刀套30、多數之限制片40、一轉盤50、一防塵罩60及一換刀驅動裝置70，其中：

請參閱第四圖至第十圖，該刀庫本體10，係固定於加工機之內部，該刀庫本體10之一側面上具有一本體環圈11。

請參閱第四圖至第十圖，該刀套固定環20，具有一環體21及若干之平行、等間距、具有傾斜角度之樞接凸部22，於本實施例中，該各樞接凸部22之傾斜角度是每一刀套30所分配到之等分割角之二倍；即，本實施例之刀套30數量為32個，則每一刀套30所分配到之等分割角為11.25度，是以，各樞接凸部22與刀套固定環20之圓心向圓周延伸放射之等分割線90所夾之角度，即為各樞接凸部22之傾斜角θ 2，即θ 2為22.5度(如第八、十圖所示)。該環體21係由多數呈弧形之弧形塊211所連接而呈圓環狀；該等樞接凸部22係自該環體21之弧形塊211外周面上所一體凸伸而成，且每兩兩樞接凸部22間形成有一刀套轉槽221。該各樞接凸部22於相鄰每一刀套轉槽221之側邊上並形成有一樞接槽222，即每一樞接凸部22之各側邊上各具有一樞接槽222，且呈上下的位置關係。

請參閱第四圖至第十圖，該各刀套30，一端具有一夾持槽31，二側分別凸伸有一樞接柱32。該各刀套30之夾持槽31可供一刀具33置入夾持(如第十一、十二圖所示)，該各刀套30係分別置位於該刀套固定環20之刀套轉槽221中，並由該 樞接柱32樞接於該樞接槽222中，該供同一刀套30樞接之相鄰兩樞接凸部22之樞接槽222之間與該兩樞接凸部22係呈垂直之關係。

請參閱第四圖至第十圖，該各限制片40係分別鎖設於該刀套固定環20之樞接凸部22上，並將樞接槽222予以覆蓋，以將該刀套30之樞接柱32限制於該樞接槽222內，用以防止該刀套30自行與該刀套固定環20脫離者。

請參閱第四圖至第十圖，該轉盤50，具有一環形本體51、若干之第一軸承52及若干之第二軸承53。該等第一軸承52係環狀地依等間距設置於該環形本體51之一側面上，該等第二軸承53係環狀地依等間距設置於該環形本體51之另一側面上。該轉盤50係供刀套固定環20之環體21鎖接於其一側面上，使該等第一軸承52位於該刀套固定環20之環體21內周，而該等第二軸承53係可環繞抵靠於該刀庫本體10之本體環圈11上，使當該轉盤50受外力作用時，該轉盤50可相對該刀庫本體10進行旋轉，並帶動該刀套固定環20及刀套30同步轉動。

請參閱第四圖至第十圖，該防塵罩60，係設置於該刀庫本體10與該轉盤50間，以防止異物進入於該轉盤50與該刀套固定環20內。

請參閱第四圖至第十圖，該換刀驅動裝置70，具有一基座71、若干之滾動件72、一馬達73、一螺桿74、一皮帶75及一直線驅動器76。該等滾動件72係以可原地轉動地設置於該基座71上，並與該轉盤50抵接，使轉盤無法脫離刀庫本體10；該馬達73係設置於該基座71上，用以輸出一旋轉動力；該螺桿74係樞設於該基座71上，並與該轉盤50之第一軸承52接觸；該皮帶75係連結於該馬達73與該螺桿74間，使由該皮帶75將該馬達73所輸出之旋轉動力傳遞至該螺桿74上，以使該螺桿74旋轉時，持續地推動該轉盤50上之第一軸承52，而帶動該轉盤50、刀套固定環20及刀套30同步旋轉者；該直線驅動器76係設置於該基座71上，用以產生一直線運動之往復作用力，於本實施例中該直線驅動器76為一氣壓 缸，係用以對位於換刀位置之刀套30施予作用力，以帶動該刀套30於一收刀狀態至一伸刀位置間進行往復之樞轉。

是以，上述即為本創作一較佳實施例所提供圓盤式刀庫改良結構100之各部構件及其組裝方式之介紹，接著再將其使用特點介紹如下：

首先，本創作係設置於自動化加工機之內部，並位在一自動換刀機構80之一側。藉此，當欲進行換刀作業者，會先由該換刀驅動裝置70之馬達73輸出旋轉動力以帶動該螺桿74旋轉，並由該螺桿74持續地推動該轉盤50上之第一軸承52，而帶動該轉盤50、刀套固定環20及刀套30同時旋轉，使預設之刀套30及其所夾持之刀具33旋轉至一換刀位置處，此時該馬達73停止輸出，並由該直線驅動器76對位於換刀位置之刀套30施予作用力，以帶動此一刀套30由收刀狀態(如第十一圖所示)樞轉至伸刀狀態(如第十二圖所示)。此時，便由該自動換刀機構80同時將一主軸上之刀具(圖未示)與位於換刀位置並樞轉至伸刀狀態之刀具33進行交換作業(其交換作業為習知技藝，容不多加贅述)，以達到換刀之功效。

請參閱第八、十圖所示，由於在本創作具有32個刀套33之實施例中，在該刀套固定環20上之每一樞接凸部22係向順時針方向傾斜22.5度，也就是傾斜了兩個等分割角之角度，當各刀套30轉動至刀套固定環20之圓心正下方再向逆時針方向移動兩個等分割角之位置時，轉至該位置之刀套30之兩樞接凸部22乃會與地面成垂直關係，而樞接於兩樞接凸部22之刀套30則可不受干涉的以直線驅動器76驅動該刀套30於一收刀狀態至一伸刀位置間進行往復之樞轉，即，本實施例之換刀位置係不會位在刀套固定環20之圓心正下方位置(如第十圖所示)，而係位於圓心正下方之位置再朝逆時針方向位移兩個等分割角之位置，也就是換刀位置係位於刀套固定環20之平面座標之第四象限之範圍內，即使得位於換刀位置之刀套30至刀套固定環20最前方間之距離X1與位於換刀位置之刀套30至 刀套固定環20最後方間之距離X2係不相等，且是X1小於X2(如第10圖所示)。其中，該各樞接凸部22之傾斜角θ 2係可依所選定之換刀位置，及以刀套30數量之條件予以換算該各樞接凸部22應傾斜一或數個等分割角之角度。

因此，在無須變動加工機其餘零組件位置及設計之情形下，可單由本創作將刀套之換刀位置調整至非位在刀套固定環20圓心正下方之設計，而使本創作能以較為偏向後方地設置於加工機內，而加工機之偏向後方處通常並不會安排有須活動位移之構件，是以，裝設在加工機偏向後方之圓盤式刀庫改良結構100乃不會影響加工機之正常操作。請參閱第十三圖所示，習知之圓盤式刀庫與加工機前門間之空隙L1相當之短，請參閱第十四圖所示，但本創作之圓盤式刀庫改良結構100與加工機前門間之空隙L2則可加大。如此一來，本創作在裝配於加工機內時，便會因施工空間增大而較為容易組裝。況且，由於圓盤式刀庫改良結構100與加工機前門間之空隙加大後，便能採用更大直徑之刀套固定環，以裝設更多之刀套與刀具，而增進加工機之功能性，以符合複雜加工之要求。

另外，雖然上述實施例中，該刀套固定環之環體係由多數之弧形塊所組成。但實際上，刀套固定環20之環體21亦可為一體成形(如第十五圖所示)，其不僅可同達到相同之功效，一體成形之環體21更能增加強度與剛性。

以上所揭，僅為本創作所提供之較佳實施例而已，並非用以限制本創作之實施範圍，凡本技術領域內之相關技藝者根據本創作所為之均等變化，皆應屬本創作所涵蓋之範圍。

Claims (10)

1. 一種圓盤式刀庫改良結構，其至少包含有：一刀庫本體，具有一本體環圈；一刀套固定環，該刀套固定環具有一環體及若干之平行、等間距、具有傾斜角度之樞接凸部，該環體呈圓環狀，該等樞接凸部係自該環體之外周面上所凸伸而成，且每兩兩樞接凸部間形成有一刀套轉槽；多數之刀套，係分別樞設於該刀套固定環之各刀套轉槽中，各刀套之樞接處與供其樞接之相鄰兩樞接凸部間係呈垂直關係，該各刀套之一端具有一夾持槽；一轉盤，具有一環形本體、若干之第一軸承及若干之第二軸承，該等第一軸承係環狀地依等間距設置於該環形本體之一側面上，該等第二軸承係環狀地依等間距設置於該環形本體之另一側面上，該轉盤係供刀套固定環之環體鎖接於其一側面上，使該等第一軸承位於該刀套固定環之環體內周，而該等第二軸承則環繞抵靠於該刀庫本體之本體環圈上；一換刀驅動裝置，係用以提供一旋轉動力及一直線運動往復作用力，該旋轉動力係透過與該第一軸承之接觸而帶動該轉盤、刀套固定環及刀套進行旋轉，使被選定之其中一刀套能旋轉至一換刀位置，並使換刀位置係位於刀套固定環之平面座標上之第四象限之範圍內而非位於其圓心正下方，該直線運動往復作用力，係用將位於換刀位置之刀套於一收刀位置至一伸刀位置間進行往復之樞轉。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之圓盤式刀庫改良結構，其中，該刀套固定環之環體係一體製成。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之圓盤式刀庫改良結構，其中，該刀套固定環之環體係由多數呈弧形之弧形塊所連接而成，該等樞接凸部係自該各弧形塊之外周面上所凸伸而成。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之圓盤式刀庫改良結構，其中，該各樞接凸部於相鄰每一刀套轉槽之側邊上形成有一樞接槽；該各刀套之二側分別凸伸有一樞接柱，由該各樞接柱樞接於該各樞接槽中，該供同一刀套樞接之相鄰兩樞接凸部之樞接槽之間與該兩樞接凸部係呈垂直之關係。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之圓盤式刀庫改良結構，更包含有多數之限制片，該各限制片係分別鎖設於該刀套固定環之樞接凸部上，並將該樞接槽之外側予以覆蓋，以將該刀套之樞接柱限制於該樞接槽內。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之圓盤式刀庫改良結構，各樞接凸部與刀套固定環之圓心向圓周延伸放射之等分割線所夾之角度，即為各樞接凸部之傾斜角度。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之圓盤式刀庫改良結構，該各樞接凸部之傾斜角度係可為一或數個等分割角。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之圓盤式刀庫改良結構，其中，該換刀驅動裝置具有一基座、若干之滾動件、一馬達、一螺桿及一直線驅動器；該等滾動件係以可原地轉動地設置於該基座上，並與該轉盤抵接，該馬達係設置於該基座上，用以輸出該旋轉動力，該螺桿係樞設於該基座上，並與該轉盤之第一軸承接觸，該螺桿係受該馬達之旋轉動力作用而旋轉，該螺桿旋轉時，係持續地推動該轉盤上之第一軸承而帶動該轉盤、刀套固定環及刀套同時旋轉，該直線驅動器係設置於該基座上，用以產生該直線運動往復作用力。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之圓盤式刀庫改良結構，其中，該換刀驅動裝置更具有一皮帶，該皮帶係連結於該馬達與該螺桿間，由該皮帶將該馬達所輸出之旋轉動力傳遞至該螺桿上。
10. 依據申請專利範圍第8項所述之圓盤式刀庫改良結構，其中，該直線驅動器為一氣壓缸。