專利名稱：加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及加工機(jī)的換刀機(jī)構(gòu)，特別是指一種繞著浮動(dòng)式軸心回轉(zhuǎn)的刀庫(kù)固
定裝置。
背景技術(shù)：
已知加工機(jī)是由數(shù)值控制器控制如CNC鉆頭等刀具的自動(dòng)替換裝置，在替換刀具期間，縮短替換刀具所需的時(shí)間并減輕替換刀具所產(chǎn)生的沖擊。 如圖1所示，是中國(guó)臺(tái)灣申請(qǐng)案號(hào)第096110092號(hào)自動(dòng)刀具替換裝置，其機(jī)構(gòu)主要是將一背后安裝有曲柄25的轉(zhuǎn)動(dòng)器20，設(shè)置在臂元件2的端部，此轉(zhuǎn)動(dòng)器20的周邊具有多個(gè)夾具21 ，各夾具21持有一刀具保持器24，用以保持刀具；此轉(zhuǎn)動(dòng)器20配備有減速設(shè)備22，通過(guò)嚙合主軸齒輪11的轉(zhuǎn)動(dòng)器齒輪23來(lái)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)器20慢速旋轉(zhuǎn)，并執(zhí)行分配運(yùn)動(dòng)用以選擇所需的刀具。 此類加工機(jī)的主軸頭10設(shè)計(jì)為能夠沿著支撐柱1垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)(沿Z軸)，并在主軸頭10上設(shè)有圍繞著回轉(zhuǎn)軸14的擺動(dòng)凸輪13，此擺動(dòng)凸輪13包括直部15、曲部16和另一直部17。前述曲柄25的一端旋轉(zhuǎn)地連接在和擺動(dòng)凸輪13協(xié)同工作的擺輥18上，另端可回轉(zhuǎn)地支持在回轉(zhuǎn)軸14上，此回轉(zhuǎn)軸14是安裝于一固定在臂元件2的支架12上，并在曲柄25中央連接一拉動(dòng)裝置26，推動(dòng)曲柄25繞著回轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)；換言之，拉動(dòng)裝置26將擺輥18壓向擺動(dòng)凸輪13的表面。 如圖1所示的自動(dòng)替換裝置，采取了控制驅(qū)動(dòng)主軸頭10的Z軸速度，執(zhí)行下列刀具交換步驟而不會(huì)產(chǎn)生撞擊 a)通常是主軸頭10下降至較低的加工區(qū)域，讓保持器24的刀具進(jìn)入加工狀態(tài)；此時(shí)的擺輥18位于擺動(dòng)凸輪13直部15的較高處。 b)當(dāng)發(fā)布刀具交換指令時(shí)，主軸頭10開(kāi)始上升，直到擺輥(凸輪輥)18位于擺動(dòng)凸輪13曲部16既定的開(kāi)始點(diǎn)，用于轉(zhuǎn)動(dòng)器20執(zhí)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始。 c)主軸頭10停頓并進(jìn)入主軸定位的時(shí)間點(diǎn)，然后再次升起；此刻的轉(zhuǎn)動(dòng)器20以回轉(zhuǎn)軸14為軸心開(kāi)始旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，夾具21的尖端會(huì)挾持刀具保持器24的V槽。[0009] d)持續(xù)升起主軸頭10，使刀具保持器24從主軸上卸除。 另一加工機(jī)的自動(dòng)替換裝置，是為中國(guó)臺(tái)灣申請(qǐng)案號(hào)第092120631號(hào)"可更換工具的工作機(jī)械"，如圖2所示，同樣是經(jīng)由主軸頭10向上移動(dòng)來(lái)進(jìn)行刀具的更換作業(yè)。刀具更換時(shí)，除了拉動(dòng)裝置26連接轉(zhuǎn)動(dòng)器20背后所安裝的曲柄25，以回轉(zhuǎn)軸14為軸心，壓制曲柄25另端的滾子31運(yùn)動(dòng)于滾子接觸構(gòu)件30邊緣以外；此主軸頭10上方樞接的L形收納桿32 —端的固定滾子33，亦會(huì)隨著主軸頭10升降動(dòng)作而進(jìn)出于軌道34中。尤其是，固定于軸35的螺帽36會(huì)抵住構(gòu)件37，防止構(gòu)件3Z&連同轉(zhuǎn)動(dòng)器20作預(yù)料外的移動(dòng)，而由圖面及說(shuō)明書(shū)中可發(fā)現(xiàn)，其為改善換刀撞擊的問(wèn)題，而將該鎖固有整組轉(zhuǎn)動(dòng)器20的曲柄25，在主軸頭10上移換刀過(guò)程，會(huì)有一段時(shí)間隨著主頭頭10上移而隨同上移并旋動(dòng)換刀，故其結(jié)構(gòu)因而相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，相對(duì)的其加工成本及組裝的技術(shù)將隨之提升，不利于制造業(yè)者。[0011] 在以往的刀具更換的敘述中，不難發(fā)現(xiàn)到撞擊的原因在于整組轉(zhuǎn)動(dòng)器20及其曲柄25，是以回轉(zhuǎn)軸14為固定的中心點(diǎn)做擺動(dòng)，進(jìn)而使轉(zhuǎn)動(dòng)器20上的夾具21宛如鐘擺般，斜插入刀具保持器24(同業(yè)稱其為刀桿)中呈水平狀態(tài)的V槽中，進(jìn)而達(dá)到扣刀的動(dòng)作。由于夾具21是固定于轉(zhuǎn)動(dòng)器20上，是以其運(yùn)動(dòng)軌跡亦同于以回轉(zhuǎn)軸14為中心，呈弧線運(yùn)動(dòng)，是以在進(jìn)行扣刀過(guò)程，由于刀具保持器24的V槽等同于水平狀態(tài)，是以其兩者在刀具進(jìn)行換刀的扣刀過(guò)程，夾具21的弧線運(yùn)動(dòng)軌跡，在進(jìn)入水平狀態(tài)刀具保持器24的V槽時(shí)，將無(wú)法順利的進(jìn)入，是以在換刀期間，自然無(wú)法避開(kāi)地會(huì)產(chǎn)生撞擊的弊端。針對(duì)此項(xiàng)缺點(diǎn)，先前技術(shù)則是有多種改善方式；如利用Z軸速度的控制，或轉(zhuǎn)動(dòng)器及曲柄適度的同步上升并旋動(dòng)等等，以降低更換刀具期間的撞擊；但是，這些先前技術(shù)的構(gòu)造都相當(dāng)復(fù)雜，反而增加日后故障排除與維修的困難度，也增加制造上的成本及加工技術(shù)上的難度。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型針對(duì)加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)，希望能改善上述機(jī)構(gòu)上的復(fù)雜度，降低其制造成本，期望能以最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)，獲得相同的換刀效果，經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)及完善，終能提供一種浮動(dòng)式旋動(dòng)軸心的刀庫(kù)固定裝置，得以安裝固定在持有刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)器上，讓轉(zhuǎn)動(dòng)器繞著浮動(dòng)式軸心回轉(zhuǎn)而扣住刀具，能夠改善更換刀具期間的撞擊問(wèn)題，且結(jié)構(gòu)比先前技術(shù)更簡(jiǎn)單。 本實(shí)用新型雖然同樣是為了改善更換刀具期間的撞擊，卻采用不同于兩前案的技術(shù)手段，而是在持有刀具(有同業(yè)稱其為扣刀)期間，直接將轉(zhuǎn)動(dòng)器(同業(yè)稱其為刀盤(pán))從固定式軸心作鐘擺運(yùn)動(dòng)，改良為浮動(dòng)式軸心，讓夾具更順暢地挾住刀具保持器的V槽。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在扣刀的短暫時(shí)間內(nèi)，讓轉(zhuǎn)動(dòng)器的夾具以接近水平的運(yùn)動(dòng)方向插入V槽中，改善撞擊的機(jī)率，這期間；轉(zhuǎn)動(dòng)器及其鎖固的曲柄，由于是采用浮動(dòng)式軸心，是以其運(yùn)動(dòng)軌跡將會(huì)有升降及擺動(dòng)的兩種軌跡相互配合。 為達(dá)上述目的，提供一種加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，其特征在于，包含一安裝于臂元件端部支架的轉(zhuǎn)動(dòng)器；若干設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)器周邊的夾具，轉(zhuǎn)動(dòng)器使用這些夾具持有刀具；一固定安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)器背后的曲柄；該曲柄一端連接有能與擺動(dòng)凸輪協(xié)同工作的行走輪，另端可回轉(zhuǎn)地樞設(shè)在連桿機(jī)構(gòu)上，并在曲柄中央連接一將行走輪壓向擺動(dòng)凸輪的表面的拉動(dòng)裝置，推動(dòng)曲柄繞著連桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)；其中，該連桿機(jī)構(gòu)具有聯(lián)結(jié)曲柄與支架的一第一搖桿和一第二搖桿。 本實(shí)用新型還提供一種加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，其特征在于，是在一加
工機(jī)組裝一執(zhí)行刀具分配運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)器，該轉(zhuǎn)動(dòng)器背后固定安裝有一曲柄，該曲柄一端連
接有能與擺動(dòng)凸輪協(xié)同工作的行走輪，另端可回轉(zhuǎn)地以樞軸疏設(shè)在連桿機(jī)構(gòu)而與加工機(jī)相
連，并在曲柄中央連接一將行走輪壓向擺動(dòng)凸輪的表面的拉動(dòng)裝置。 該連桿機(jī)構(gòu)包含 —第一搖桿，一端為連接曲柄的第一浮動(dòng)樞軸，另端為連接加工機(jī)的第一定位軸；以及 —第二搖桿，一端為樞接加工機(jī)的第二定位軸，另端為軸接曲柄的第二浮動(dòng)樞軸。[0019] 本實(shí)用新型的有益效果是其是安裝固定在持有刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)器上，讓轉(zhuǎn)動(dòng)器繞著浮動(dòng)式軸心回轉(zhuǎn)而扣住刀具，能夠改善更換刀具期間的撞擊問(wèn)題，且結(jié)構(gòu)比先前技術(shù)更簡(jiǎn)
4單。

為進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中 圖1為中國(guó)臺(tái)灣第200800479號(hào)發(fā)明專利公開(kāi)案的刀具替換設(shè)備示意圖。[0022] 圖2為中國(guó)臺(tái)灣證書(shū)第1253372號(hào)發(fā)明專利案的更換刀具示意圖。[0023] 圖3及圖4為本實(shí)用新型刀庫(kù)固定裝置的操作示意圖。 圖5-圖7為本實(shí)用新型刀庫(kù)固定裝置實(shí)施于加工機(jī)的連續(xù)扣刀動(dòng)作示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，其技術(shù)內(nèi)容如圖3、圖4所示，同樣是在轉(zhuǎn)動(dòng)器背后所安裝的曲柄25—端，組設(shè)有運(yùn)動(dòng)于擺動(dòng)凸輪13的行走輪40。不同的是曲柄25另端與加工機(jī)之間聯(lián)結(jié)有一連桿機(jī)構(gòu)50，該連桿機(jī)構(gòu)50至少包括有一第一搖桿51和一第二搖桿52 ;該第一搖桿51 —端以第一浮動(dòng)樞軸54連接至曲柄25，另端以第一定位軸53與加工機(jī)相連；該第二搖桿52 —端被第二定位軸55樞接于加工機(jī)上，另端以第二浮動(dòng)樞軸56和曲柄25軸接在一起。兩浮動(dòng)樞軸54、56各自轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)結(jié)在曲柄25的端部，且在二軸的中心點(diǎn)之間虛擬一連接線58，這條連接線58的方向及位置，會(huì)隨著連桿機(jī)構(gòu)50作動(dòng)而產(chǎn)生變化。 如前所述，曲柄25受力而使行走輪40壓向擺動(dòng)凸輪13的表面，由于擺動(dòng)凸輪13隨著主軸頭升降運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)在兩直部15、 17的行走輪40并不會(huì)影響到曲柄25變換角度，且換刀步驟僅限于擺動(dòng)凸輪13的曲部16這一段行程，其余行程并不會(huì)使曲柄25的擺動(dòng)幅度產(chǎn)生變化，故往后的敘述重點(diǎn)是放在扣刀期間。 當(dāng)行走輪40來(lái)到直部15與曲部16的交接處作為啟始點(diǎn)，順著曲部16移動(dòng)到其與直部17交接的終點(diǎn)；同時(shí)讓兩搖桿51、52以各自長(zhǎng)度為半徑，分別沿著圖面虛擬的兩圓周線57擺動(dòng)出角度a、 b的變化，牽涉到連接線58浮動(dòng)位移至既定方位，決定曲柄25與擺動(dòng)凸輪13之間的夾角范圍。該曲柄25如前所述是安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)器的背后，會(huì)因?yàn)榍?5與擺動(dòng)凸輪13的夾角變化，而使夾具順利的插入刀具保持器的V槽中。已知的擺幅運(yùn)動(dòng)是指對(duì)象回轉(zhuǎn)地連接于固定軸心，進(jìn)行宛如鐘擺般的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而本案的擺動(dòng)是曲柄25回轉(zhuǎn)連接的軸心，非固定于一點(diǎn)，而是因應(yīng)兩搖桿51、52之間的連接線58位置變換而呈現(xiàn)浮動(dòng)擺動(dòng)的狀態(tài)，讓曲柄25在扣刀過(guò)程，適當(dāng)?shù)淖鞒鼋朴谒降奈灰七\(yùn)動(dòng)，可使夾具更順暢地挾住保持器的V槽，并改善撞擊的機(jī)率。 如圖5-圖7所示， 一加工機(jī)100具有沿著支撐柱1 (沿Z軸)垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主軸頭IO，該主軸頭IO設(shè)置供自動(dòng)替換裝置行走的擺動(dòng)凸輪13，該擺動(dòng)凸輪13包括直部15、曲部16和另一直部17。 該自動(dòng)替換裝置包括一安裝于臂元件2端部支架12的轉(zhuǎn)動(dòng)器20 ;若干設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)器20周邊的夾具21，轉(zhuǎn)動(dòng)器20使用這些夾具21持有刀具；配備在轉(zhuǎn)動(dòng)器20的減速設(shè)備22，慢速旋轉(zhuǎn)該轉(zhuǎn)動(dòng)器20執(zhí)行分配運(yùn)動(dòng)來(lái)選擇所需的刀具；若干刀具保持器24，轉(zhuǎn)動(dòng)器20由夾具21持有這些刀具保持器24 ;以及，一固定安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)器20背后的曲柄25。[0030] 該曲柄25 —端連接有能與擺動(dòng)凸輪13協(xié)同工作的行走輪40，另端可回轉(zhuǎn)地支持在連桿機(jī)構(gòu)50上，并在曲柄25中央連接一拉動(dòng)裝置26，將行走輪40壓向擺動(dòng)凸輪13的表面，推動(dòng)曲柄25結(jié)合連桿機(jī)構(gòu)50適度的擺動(dòng)及移動(dòng)。該連桿機(jī)構(gòu)50具有第一搖桿51和第二搖桿52，把曲柄25端部與支架12聯(lián)結(jié)在一起，執(zhí)行下列刀具交換步驟而改善撞擊的問(wèn)
題 a)主軸頭10因?yàn)橄陆档捷^低的加工區(qū)域，讓刀具保持器24的刀具進(jìn)入加工狀態(tài)。此刻的行走輪40位于擺動(dòng)凸輪13的直部15較高處(圖面未示)。 b)當(dāng)發(fā)布刀具交換指令時(shí)，主軸頭10開(kāi)始上升。行走輪40從擺動(dòng)凸輪13的直部15較高處，滾動(dòng)位移到與曲部16交接的起點(diǎn)，這段時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)器20已將進(jìn)入扣刀動(dòng)作的擺動(dòng)狀態(tài)(如圖5所示)。 c)主軸頭10進(jìn)入短暫的定位時(shí)間點(diǎn)，開(kāi)始執(zhí)行刀具的交換。此刻的轉(zhuǎn)動(dòng)器20的夾具21尖端，將伸入該刀具保持器24的V槽當(dāng)中，同時(shí)間主軸10繼續(xù)緩速上移，而由于夾具21已進(jìn)入刀具保持器24的V槽中，是以主軸10上升動(dòng)力，也會(huì)由已在刀具保持器24上的夾具21，而將力量傳遞到轉(zhuǎn)動(dòng)器20上，而使轉(zhuǎn)動(dòng)器20及曲柄25以搖桿51、52為浮動(dòng)牽引，做適度的位置調(diào)整比如擺動(dòng)及移動(dòng)，使夾具21的尖端順利的滑入水平的刀具保持器24的V槽中，如此的以浮動(dòng)搖桿51、52的設(shè)計(jì)，用得以改善在扣刀時(shí)撞擊的問(wèn)題(如圖6所示)。 d)持續(xù)升起主軸頭IO以進(jìn)行拉刀動(dòng)作。行走輪40沿著擺動(dòng)凸輪13的直部17位移至較低處；在此期間，直到從主軸頭10卸除刀具保持器24為止(如圖7所示)。[0035] 當(dāng)然，轉(zhuǎn)動(dòng)器20以?shī)A具21持有的刀具保持器24，可通過(guò)分配運(yùn)動(dòng)選擇所需的刀具，然后依反向流程回到加工區(qū)域，繼續(xù) 完成的加工作業(yè)。
權(quán)利要求一種加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，其特征在于，包含一安裝于臂元件端部支架的轉(zhuǎn)動(dòng)器；若干設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)器周邊的夾具，轉(zhuǎn)動(dòng)器使用這些夾具持有刀具；一固定安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)器背后的曲柄；該曲柄一端連接有能與擺動(dòng)凸輪協(xié)同工作的行走輪，另端可回轉(zhuǎn)地樞設(shè)在連桿機(jī)構(gòu)上，并在曲柄中央連接一將行走輪壓向擺動(dòng)凸輪的表面的拉動(dòng)裝置；其中，該連桿機(jī)構(gòu)具有聯(lián)結(jié)曲柄與支架的一第一搖桿和一第二搖桿。
2. —種加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，其特征在于，是在一加工機(jī)組裝一執(zhí)行刀具 分配運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)器，該轉(zhuǎn)動(dòng)器背后固定安裝有一曲柄，該曲柄一端連接有能與擺動(dòng)凸輪協(xié) 同工作的行走輪，另端可回轉(zhuǎn)地以樞軸疏設(shè)在連桿機(jī)構(gòu)而與加工機(jī)相連，并在曲柄中央連 接一將行走輪壓向擺動(dòng)凸輪的表面的拉動(dòng)裝置。
3. 如權(quán)利要求2所述加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，其特征在于，該連桿機(jī)構(gòu)包含 一第一搖桿， 一端為連接曲柄的第一浮動(dòng)樞軸，另端為連接加工機(jī)的第一定位軸；以及 一第二搖桿，一端為樞接加工機(jī)的第二定位軸，另端為軸接曲柄的第二浮動(dòng)樞軸。
專利摘要本實(shí)用新型是在加工機(jī)的換刀機(jī)構(gòu)，設(shè)置圍繞著浮動(dòng)式軸心的刀庫(kù)固定裝置。此換刀機(jī)構(gòu)具有可執(zhí)行刀具分配運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)器，在轉(zhuǎn)動(dòng)器的背后牢固一曲柄作為固定裝置。此曲柄一端連接有行走輪，另端可回轉(zhuǎn)地支持在連桿機(jī)構(gòu)而與加工機(jī)相連，并在曲柄中央連接一拉動(dòng)裝置，將行走輪壓向擺動(dòng)凸輪的表面，推動(dòng)曲柄繞著連桿機(jī)構(gòu)浮動(dòng)式的擺動(dòng)，得以改善刀具交換扣刀時(shí)的撞擊機(jī)率。
文檔編號(hào)B23Q3/155GK201483275SQ20092016541
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者孫頎, 孫穎 申請(qǐng)人:孫穎;孫頎