專利名稱：電腦數控綜合加工機同動換刀裝置的制作方法
技術領域：
本發明是涉及一種綜合加工機，特別是涉及一種具有節省機械設備成本、 負載輕及機械穩定性佳的電腦數控綜合加工機同動換刀裝置。
背景技術：
參見圖i所示， 一般的電腦數控綜合加i工機專用的自動換刀裝置io，主要
包括有一個主軸單元1、 一個換刀單元2及一個刀艙單元3，該主軸單元1設 有一個主軸頭ll、 一組設在主軸頭ll內部的夾刀機構12、以及一組設置在主 軸頭11上方處的打刀機構13，該夾刀機構12具有一組夾爪121、 一根穿設在 主軸頭11內部與夾爪121形成連動的拉桿122、以及多數個套設在拉桿122 上的環形彈片123，拉桿122受到環形彈片123彈抵，可作用該夾爪121對一 個刀具4保持夾持狀態，同時參見圖2所示，該換刀單元2具有一個殼本體21 、 一個設在殼本體21上方處的馬達22、 一個設在殼本體21內部可接受馬達22 驅轉的凸輪機構23、三組軸設在殼本體21上可接受凸輪機構23帶動作旋擺狀 的搖臂24、 一組軸設在殼本體21內部可接受搖臂24帶動作上下移動的滑動軸 25、 一個接設在滑動軸25下端處可作回轉運動的換刀臂26、以及一組設置在 殼本體21上方處可接受搖臂26帶動作唧壓動作的輸油機構27，該輸油機構 27可輸送一動力至打刀機構13，使打刀機構13向下對夾刀機構12進行頂擊， 如此該夾刀機構12的夾爪121便會釋放刀具4進行松刀動作。
當要進行換刀作業時，首先是啟動馬達22帶動凸輪機構23運轉，凸輪機 構23驅轉滑動軸25帶動換刀臂26回轉，二端剛好對主軸頭11及刀艙單元3 內的刀具4進行夾持，緊接著凸輪機構23帶動搖臂24作用該輸油機構27進 行松刀動作，透過搖臂24帶動滑動軸25令換刀臂26向下移動，可令二刀具4 自主軸頭11及刀艙單元3向下脫離取出，然后換刀臂26再作180度回轉，二 刀具4的位置便互相調換，接著讓搖臂24帶動換刀臂26向上移動，使刀具4 進入主軸頭11及刀艙單元3內，讓夾刀機構12對刀具4作夾持固定，如此完 成整個換刀作業。上述的自動換刀裝置10雖然可達到自動換刀的功能，然而在使用上仍有
其缺點需要加以改進， 一般自動換刀裝置10以凸輪機構23帶動三組搖臂24 作運轉，其中二組搖臂24是作用滑動軸25上下移動，另一組搖臂24則是驅 使輸油機構27泵送液壓油至打刀機構13，三組搖臂24同時受到單一凸輪機構 23驅動，凸輪機構23及相關構件的負荷相當大，會嚴重降低機件的使用壽命， 制造及維修成本也較貴，而且機構的傳動過程繁瑣，影響傳動效率，機械的穩 定性也較不佳。
發明內容
本發明目的在于提供一種具有節省機械設備成本、負載輕及機纟戒穩定性佳 的電腦數控綜合加工機同動換刀裝置。
本發明提供一種電腦數控綜合加工機同動換刀裝置，包括有一個機體單
元、 一個驅動單元及一個 空制單元，其中該機脾元具有一個殼本體、 一組 軸設在殼本體內部的凸輪機構、 一組軸設在殼本體上接受凸輪機構驅動可作上 下旋擺狀的搖臂、 一組穿置于殼本體內部接受搖臂驅動可作上下往復移動的滑 動軸、以及一個接設在滑動軸下端處可作回轉運動的換刀臂；該驅動單元具有
一個設置在殼本體上方處的驅動馬達、以及一個設置在驅動馬達上的回轉式油 壓泵，該驅動馬達上下兩端具有二根入力軸，其中一根入力軸伸至殼本體內部
驅動凸輪機構運轉，另HtA力軸貝喧接帶動回轉式油壓泵運轉，回轉式油壓
泵對外輸送一動力借以達到松刀動作；該控制單元具有一個油路控制器及一個 斷電控制器，油路控制器設有一個切換閥及一個同軸設在凸輪機構上的控制凸 輪，控制凸輪在換刀臂回轉至換刀位置時可作動切換閥切換回轉式油壓泵的油 路開關，借此達到同步換刀動作，斷電控制器設有一個感測器，該感測器在換 刀動作完畢后，可對驅動馬達進行斷電動作。
本發明的功效是利用在驅動馬達上設置一個回轉式油壓泵，直接泵送油壓 以達成松刀動作，并且利用控制凸輪進行油路開關切換，以做出同步換刀動作， 借此達到節省機械設備成本、負載輕及機械穩定性佳為目的。
圖1是一般自動換刀裝置的組合圖；圖2是一般自動換刀裝置內部^J造的組合圖3是本發明電腦數控綜合加工機同動換刀裝置一較佳實施例的組合立 體圖，說明本發明包括有一個機體單元、 一個驅動單元及一個控制單元；
圖4是上述較佳實施例的組合偵艦圖，說明機體單元側邊處設置有一個 主軸單元；
圖5是上述較佳實施例的平面圖6是上述較佳實施例的剖視圖7是圖5沿W-W線的剖視圖8是圖5沿WI-VI線的剖視圖9是圖5沿IX-IX線的剖視圖10是圖5沿X-X線的剖視圖11是上述較佳實施例驅動單元的剖視圖。
具體實施例方式
有關本發明前述及其它技術內容、特點與功效，下面結合附圖及數實施例對 本發明進行詳細說明，將可清楚的呈現。
參見圖3至圖5所示，本發明電腦數控綜合加工機同動換刀裝置在一較佳實 施例中，主要包括有一個主軸單元30、 一個機體單元40、 一個驅動單元50及一 個控制單元60，接著，再將上述各單元的組成構件及組合空間型態詳述于后。
該主軸單元30具有一個主軸座31 、 一組設置在主軸座31內部的夾刀機構32 、 一個套設在主軸座31下端處可接受夾刀機構32作夾持的刀具33、以及一組設置 在主軸座31上方處可對夾刀機構32頂擊借以釋放該刀具33的打刀機構34，該 夾刀機構32與打刀機構34與習知大同小異，在此不再贅述其詳細構造。
參見圖6至圖10所示，該機體單元40具有一個殼本體41、 一組軸設在殼本 體41內部的凸輪機構42、 一組軸設在殼本體41上接受凸輪機構42驅動可作上 下旋擺狀的搖臂43、 一組穿置于殼本體41內部接受搖臂43驅動可作上下往復移 動的滑動軸44、以及一個接設在滑動軸44下端處可作回轉運動的換刀臂45，該 殼本體41內部裝容有液壓油，此種液壓油是做為殼本體41內部相關構件的潤滑 用油，同時也做為下述回轉式油壓泵52的油路用油，也就是說，該殼本體41具 有油箱的功能，該凸輪機構42的前側面具有一平板凸輪421，該平板凸輪421的
5端面處凹設有一道具有預定路徑的滑槽422，該滑槽422可帶動搖臂43作上下旋 擺狀，借此帶動滑動軸44及換刀臂45進行上下移動，平板凸輪421的背面處環 列設置有一個冠狀齒輪423，凸輪機構42的后側面具有一個滾齒凸輪424，該滾 齒凸輪424的夕卜周處凹設有一道具有預定路徑的齒槽425，滑動軸44上設置有數 個軸承441，令軸承441套入該齒槽425內，使滑動軸44接受滾齒凸輪424驅動 而旋轉，如此滑動軸44下端的換刀臂45也會隨著作回轉運動。
同時參見圖11所示，該驅動單元50具有一個設置在殼本體41上方處的驅動 馬達51、以及一個設置在驅動馬達51上的回轉式油壓泵52，參見圖5所示，該 驅動馬達51上下兩端具有二^A力軸511、 512，其中一根入力軸511伸至殼本 體41內部，并且設有一個蝸桿513，該蝸桿513與凸輪機構42的冠狀齒輪423 相嚯合，借此驅動馬達51能減速地帶動凸輪機構42作運轉，另一根入力軸512 向上直接帶動回轉式油壓泵52作運轉，在本實施例中，回轉式油壓泵52是一般 習見的旋轉齒輪泵(Rotatygearpump)，其構造及大小型式都己規IM七，回轉式油 壓泵52的進出油口與殼本體41相接，對外可泵壓輸送一液壓動力到達打刀機構 34，使打刀機構34對夾刀機構32頂端進行頂擊，借此夾刀機構32便可完成松刀 動作。
參見圖5所示，該控制單元60具有一個油路控制器61及一個斷電控制器62， 油路控制器61設有一個固定設置在殼本體41上的切換閥611、 一個滑設在殼本 體41上的滑塊612、以及一個同軸地設在凸輪機構42上的控制凸輪613，控制凸 輪613是略呈圓形狀的板塊，其外周與滑±央612作沿抵接觸，控制凸輪613外周 一處凹設有一具有預定弧長度的凹陷部6131，該凹陷部6131令滑塊612陷落而 作動切換閥611達成切換油路動作，也就是讓切換閥611切換回轉式油壓泵52的 油路開關，令打刀機構34停lM夾刀機構32頂擊，如此夾刀機構32便會自動夾 持刀具33而完成換刀動作，另外，控制凸輪613上開設有數個弧形槽 L 6132， 借由數調整螺絲6133穿過弧形槽孔6132并且鎖接固定在凸輪機構42上，使用者 借由改變弧形槽 L 6132與凸輪機構42的固定點位置，讓控制凸輪613與凸輪機 構42間的角度產生變化，借此可對換刀動作的時序作一微調，斷電控制器62具 有一個設在滑塊612上的感測器621、以及一根固設在控制凸輪613上的感測棒 622，該感測棒622固定地伸設在凹陷部6131的后半部，也就是換刀動作完畢后， 感觀擴622接近感測器621產生感應，感測器621可對驅動馬達51下達斷電動作。以上為本發明電腦數控綜合加工機同動換刀裝置各構件形狀及組合空間型態
的概述，接著，再說明本發明的換刀動作以及預期所能達成的功效陳述如后
參見圖4至圖6，當本發明要進行換刀作業時，主要是按照下述步驟進行時 序動作。
(1) .開始啟動驅動馬達51運轉，滾齒凸輪424帶動換刀臂45由一原點位置回 轉至刀具33位置進行抓刀動作。
(2) .控制凸輪613打開切換閥611，啟動回轉式油壓泵52的油路開關，回轉 式油壓泵52會作動打刀機構34頂擊夾刀機構32，令夾刀機構32進行松刀動作。
(3) .平板凸輪421帶動換刀臂45向下移動，令換刀臂45夾取刀具33離開主 軸單元30。
(4) .滾齒凸輪424帶動換刀臂45回轉180°，進行換刀動作。
(5) .平板凸輪421帶動換刀臂45向上移動，令換刀臂45夾取刀具33 入 主軸單元30內。
(6) .控制凸輪613關閉切換閥611，停止回轉式油壓泵52的油路開關，使打 刀機構34對夾刀機構32不產生任何動作，夾刀機構32便可自動地對刀具33進 行夾刀動作。
(7) 厲齒凸輪424帶動換刀臂45回轉至原點位置，不會對刀具33產生干涉。
(8) .斷電控制器62作出感應，對驅動馬達51的電源進行斷電。 綜上所述，本發明電腦數控綜合加工機同動換刀裝置主要是為解決一般自動換
刀裝置10使用上的問題，本發明的技術手段是在驅動馬達51上增設一回轉式油壓 泵52，該回轉式油壓泵52直接泵送輸出一動力進行松刀動作，負荷量輕，傳動效 率相當良好，約在1.2秒就可以完成換刀作業，工作效率佳，另外，本發明設置回 轉式油壓泵52取代習知的輸油機構27及搖臂24等相關構件，大幅^!>機件的設置， 可有效節省機件制造成本，維修上也相當方便，而且負荷量變輕后，能有效延長機 件的使用壽命，增加機械運作的穩定性，再來，本發明的控制單元60具有一個油路 控制器61及一個斷電控制器62，該油路控制器61可用來控制換刀動作的時序，該 斷電控制器62可用來控制關閉驅動馬達51電源的時序，借此可精準地控制齡換 刀過程的時間點，使本發明能達到最具效率的換刀動作。
權利要求
1.一種電腦數控綜合加工機同動換刀裝置，包括有一個機體單元，該機體單元具有一個殼本體、一組軸設在殼本體內部的凸輪機構、一組軸設在殼本體上接受凸輪機構驅動作上下旋擺狀的搖臂、一組穿置于殼本體內部接受搖臂驅動作上下往復移動的滑動軸、以及一個接設在滑動軸下端處作回轉運動的換刀臂，其特征在于一個驅動單元，具有一個設置在殼本體上方處的驅動馬達、以及一個設置在驅動馬達上的回轉式油壓泵，該驅動馬達上下兩端具有二根入力軸，其中一根入力軸伸至殼本體內部驅動凸輪機構運轉，另一根入力軸則直接帶動回轉式油壓泵運轉；及一個控制單元，具有一個油路控制器及一個斷電控制器，油路控制器設有一個切換閥及一個同軸設在凸輪機構上作動切換閥切換回轉式油壓泵油路開關的控制凸輪，斷電控制器設有一個對驅動馬達進行斷電動作的感測器。
2. 如權利要求1所述的電腦數控綜合加工機同動換刀裝置，其特征在于油路控 制器包括有一個滑設在殼本體上接受控制凸輪凸頂的滑塊。
3. 如權禾腰求1所述的電腦數控綜合加工機同動換刀裝置，其特征在于控制凸 輪上開設有數個弧形槽 L，數個調整螺絲穿過弧形槽孔后鎖接固定在凸輪機構 上。
全文摘要
本發明公開了一種電腦數控綜合加工機同動換刀裝置，包括有一個機體單元、一個驅動單元及一個控制單元，該機體單元具有一個利用凸輪機構作動的換刀臂，其特征在于該驅動單元具有一個驅動馬達及一個回轉式油壓泵，驅動馬達具有二根入力軸，其中一根入力軸可帶動凸輪機構運轉，另一入力軸直接帶動回轉式油壓泵運轉，控制單元具有一個油路控制器及一個斷電控制器，依時序可控制相關機械動作達到同步換刀作業，借此具有節省機械設備成本、負載輕及機械穩定性佳的效果。
文檔編號B23Q3/157GK101585148SQ200810097668
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月22日 優先權日2008年5月22日
發明者陳豐田 申請人:陳豐田