專利名稱：一種加工機(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)：
現(xiàn)有加工機(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l所示的自動(dòng)替換裝置，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，透過(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)地支援在回轉(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)；易言之，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。 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，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)，除了推拉動(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38連同轉(zhuǎn)動(dòng)器20作預(yù) 料外的移動(dòng)。 從上開(kāi)刀具更換的敘述中，不難發(fā)現(xiàn)到撞擊的原因在于轉(zhuǎn)動(dòng)器20以回轉(zhuǎn)軸14為 固定的中心點(diǎn)，使夾具21宛如鐘擺般插入刀具保持器24呈現(xiàn)水平狀態(tài)的V槽；因?yàn)閿[動(dòng)是 沿著圓周作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，和水平線之間為單點(diǎn)交叉的兩條線，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)缺失，現(xiàn)有技術(shù)則是利用Z軸速度的控制，降低更換刀具期間的
3撞擊；但是，這些先前技術(shù)的構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，反而增加日后故障排除與維修的困難度。
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)，提供一種浮動(dòng)式軸心的刀庫(kù)固定裝置，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)式軸心擺動(dòng)而扣住刀具，能夠改善更換 刀具期間的撞擊作用，且結(jié)構(gòu)及其加工條件比現(xiàn)有技術(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)從 固定式軸心擺動(dòng)，改良為浮動(dòng)式軸心擺動(dòng)，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。 為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，包含一 安裝于臂元件端部的轉(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)地支持在連桿機(jī)構(gòu)上，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)旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)；該連桿機(jī)構(gòu)包括一滑動(dòng)軸和一搖擺元件，該搖 擺元件兩端分別與曲柄端部、臂元件樞接在一起。 上述方案中，該連桿機(jī)構(gòu)更包括一安裝在加工機(jī)的固定座，該固定座以構(gòu)件形成 至少一曲軌，前述滑動(dòng)軸穿過(guò)曲柄而在曲軌中滑動(dòng)。 本實(shí)用新型還提供了一種加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，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，另端與加工機(jī)相連而可回轉(zhuǎn)地支持在連桿機(jī)構(gòu)上，且曲柄中央 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)旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，改善刀 具交換的撞擊機(jī)率。 上述方案中，該連桿機(jī)構(gòu)包含 —安裝固定于加工機(jī)的固定座，該固定座具有形成于構(gòu)件中的曲軌； —滑動(dòng)軸，穿過(guò)曲柄深入該固定座的曲軌里面；以及 —搖擺元件， 一端具有可樞接于加工機(jī)的定位軸，另端則以一浮動(dòng)樞軸和曲柄軸 接在一起，使曲柄圍繞著浮動(dòng)樞軸和滑動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)。 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和圖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至少包括有一滑動(dòng)軸51和一搖擺元件55。其中，該滑動(dòng)軸51是 穿過(guò)曲柄25深入一固定座52的曲軌54里面，此曲軌54形成于固定座52所安裝固定的構(gòu) 件53中，該構(gòu)件53可以是單一片體或塊體，也可以是邊緣形狀相符的兩片體或塊體；至于 搖擺元件55 —端具有可樞接于加工機(jī)的定位軸56，另端則以一浮動(dòng)樞軸57和曲柄25軸接 在一起。該浮動(dòng)樞軸57與滑動(dòng)軸51各自轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)結(jié)在曲柄25的同一端部，假設(shè)在二者的軸 心之間虛擬一連接線59，這條連接線59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)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，故往后的陳述重點(diǎn)會(huì)放在扣刀期間。 當(dāng)行走輪40來(lái)到直部15與曲部16的交接處作為起點(diǎn)，順著曲部16移動(dòng)到其與 直部17交接的終點(diǎn)。此刻的搖擺元件55以長(zhǎng)度為半徑，會(huì)沿著圖面虛擬圓周線58擺動(dòng)出 角度a的變化，帶動(dòng)曲柄25端部的滑動(dòng)軸51順著圖面滑行方向b而在曲軌54中運(yùn)動(dòng)，間 接影響連接線59的位置，并決定曲柄25和擺動(dòng)凸輪13之間的夾角范圍。如前所述，該曲 柄25安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)器的背后，自然會(huì)因?yàn)榍?5與擺動(dòng)凸輪13的夾角變化，而使夾具擺動(dòng) 插入刀具保持器的V槽中。 現(xiàn)有的固定式軸心擺動(dòng)是指連接在固定軸心的對(duì)象進(jìn)行宛如鐘擺般的往復(fù)運(yùn) 動(dòng)；但本文所稱的浮動(dòng)式軸心擺動(dòng)則是指曲柄25回轉(zhuǎn)連接的軸心非固定于一點(diǎn)，而是因 應(yīng)滑動(dòng)軸51和搖擺元件55的浮動(dòng)位置作變換，讓曲柄25依照近似于水平的位移運(yùn)動(dòng)，使 夾具順利挾住保持器的V槽，同時(shí)降低撞擊的機(jī)率。 至于本實(shí)用新型如何將曲柄實(shí)施于加工機(jī)，可以從下面的實(shí)施例配合圖面詳細(xì)說(shuō) 明如后。

圖1為中國(guó)臺(tái)灣第200800479號(hào)實(shí)用新型專利公開(kāi)案的刀具替換設(shè)備示意圖。 圖2為中國(guó)臺(tái)灣證書(shū)第1253372號(hào)實(shí)用新型專利案的更換刀具示意圖。 圖3和圖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。主要元件符號(hào)說(shuō)明100加工機(jī)l支撐柱2臂元件10主軸頭12支架13擺動(dòng)凸輪15直部16曲部17直部20轉(zhuǎn)動(dòng)器21夾具22減速設(shè)備24刀具保持器25曲柄26拉動(dòng)裝置40行走輪50連桿機(jī)構(gòu)51滑動(dòng)軸52固定座53構(gòu)件54曲軌55搖擺元件56定位軸57浮動(dòng)樞軸58圓周線59連接線
具體實(shí)施方式如圖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10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的表面具有 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通過(guò)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。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繞著連桿機(jī)構(gòu)50旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)。 圖面中，該連桿機(jī)構(gòu)50包括一滑動(dòng)軸51和一搖擺元件55，該滑動(dòng)軸51穿過(guò)曲柄 25而深入一固定座52的曲軌54里面，此曲軌54形成于固定座52所安裝固定的構(gòu)件53 中；至于搖擺元件55—端樞接于加工機(jī)，另端與曲柄25軸接在一起。該連桿機(jī)構(gòu)50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降低撞擊的機(jī)率 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角度變化應(yīng)不致于 過(guò)大(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以 滑動(dòng)軸51和搖擺元件55為軸心開(kāi)始旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，夾具21的尖端會(huì)以接近水平的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn) 入V槽，用以挾持刀具保持器24而降低撞擊的機(jī)率(如圖6所示)。 d)持續(xù)升起主軸頭10。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卸除為止，刀具保持器24仍保持在夾具21中(如圖7所示)。 當(dāng)然，轉(zhuǎn)動(dòng)器20以?shī)A具21持有的刀具保持器24，可透過(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)未完成的加工作業(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)地支持在連桿機(jī)構(gòu)上，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)旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)；該連桿機(jī)構(gòu)包括一滑動(dòng)軸和一搖擺元件，該搖擺元件兩端分別與曲柄端部、臂元件樞接在一起。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工機(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)更包括一安裝在加工機(jī)的固定座，該固定座以構(gòu)件形成至少一曲軌，前述滑動(dòng)軸穿過(guò)曲柄而在曲軌中滑動(dòng)。
3. —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，另端與加工機(jī)相連而可回轉(zhuǎn)地支持在連桿機(jī)構(gòu)上，且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)旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，改善刀具交換的撞擊機(jī)率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工機(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)包含一安裝固定于加工機(jī)的固定座，該固定座具有形成于構(gòu)件中的曲軌；一滑動(dòng)軸，穿過(guò)曲柄深入該固定座的曲軌里面；以及一搖擺元件， 一端具有可樞接于加工機(jī)的定位軸，另端則以一浮動(dòng)樞軸和曲柄軸接在一起，使曲柄圍繞著浮動(dòng)樞軸和滑動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種加工機(jī)換刀機(jī)構(gòu)的刀庫(kù)固定裝置，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)旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，得以改善刀具交換的撞擊機(jī)率。
文檔編號(hào)B23Q3/157GK201524928SQ200920162300
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年8月11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