工具機的自動換刀系統(tǒng)及其夾具的制作方法
【專利摘要】一種工具機的自動換刀系統(tǒng)及其夾具，包含與一個主軸相對縮、放間距的一個刀盤、樞設(shè)在該刀盤的數(shù)個夾具，及驅(qū)動該刀盤相對該主軸位移的一個驅(qū)動件。每一個夾具分別具有以一個樞點樞設(shè)在該刀盤的兩個夾爪，及以另一個樞點相對所述夾爪樞設(shè)在該刀盤的一個安全件。該安全件受到該主軸碰觸，釋放所述夾爪擴大一個夾口，而容許該主軸上的一個刀具置入該夾口或偏離該夾口，該安全件更進一步隨該刀盤在遠離該主軸時，撐張所述夾爪夾持該刀具，將刀具置入該主軸或?qū)⒌毒邘щx該主軸。借此，本實用新型能夠以機械式動作的安全件，使所述夾爪在該主軸或該刀盤位移過程中，同步夾持或釋放刀具，不但能夠簡化電器元件，且能夠提升動作時的穩(wěn)定性及順暢性。
【專利說明】工具機的自動換刀系統(tǒng)及其夾具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種換刀系統(tǒng)，特別是涉及一種工具機的自動換刀系統(tǒng)及其夾具。

【背景技術(shù)】
[0002]參閱圖1，以一種應(yīng)用于工具機的無刀臂式自動換刀系統(tǒng)I為例，主要包含位于一個主軸10上方的一個刀盤11、樞設(shè)在該刀盤11的數(shù)對夾爪12、一個第一驅(qū)動壓缸13，及一個第二驅(qū)動壓缸14。該主軸10沿一條軸線X方向夾持一個刀具101。每一對夾爪12分別具有反向擺動的一個上端部121與一個下端部122，及沿該軸線X方向穿置在該上端部121間的一個安全銷123。該安全銷123在沒有外力作用下，撐張所述上端部121向外擴張，使所述下端部122向內(nèi)收縮。該第一驅(qū)動壓缸13用于驅(qū)動該安全銷123脫離所述上端部121，使所述上端部121向內(nèi)收縮，而擴張所述下端部122。該第二驅(qū)動壓缸14驅(qū)動該刀盤11沿該軸線X方向相對該主軸10位移。
[0003]進行換刀時，該主軸10會先上升至鄰近該刀盤11的位置，然后，該第一驅(qū)動壓缸13會驅(qū)動該安全銷123脫離該對夾爪12的上端部121，而釋放該對夾爪12上端部121，使該對夾爪12的上端部121因為彈性作用力而向內(nèi)收縮，并帶動所述下端部122向外擴張，使該主軸10上的刀具101進入所述下端部122間，接著，該第二驅(qū)動壓缸14會驅(qū)動該刀盤11沿該軸線X方向遠離該主軸10，使該刀具101脫離該主軸10。借此，只需驅(qū)動該刀盤11轉(zhuǎn)動至所需刀具101與該主軸10相對，就可以利用該第二驅(qū)動壓缸14、該第一驅(qū)動壓缸13，先后驅(qū)動相對該主軸10的夾爪12夾持刀具101進入該主軸10，及驅(qū)動相對該主軸10的夾爪12松釋刀具101，最后，在該主軸10下降退回原位置后，完成換刀的過程。
[0004]前述構(gòu)造及動作，雖然可以達到換刀的目的，惟，由于所述夾爪12在夾持或松釋該刀具101的過程中，必須通過該第一驅(qū)動壓缸13上的兩個感測元件131、132偵測及確認該主軸10、該對夾爪12的位置，才能動作，因此，不但會有組件復(fù)雜，及感測元件131、132容易因為水汽、空壓變動等環(huán)境因素，而不能長期穩(wěn)定地的動作，且在夾爪12等待該第二驅(qū)動壓缸14的過程中，會有延遲時間產(chǎn)生，而影響換刀效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種能夠簡化組件，且能夠提升動作穩(wěn)定性與順暢性的工具機的自動換刀系統(tǒng)及其夾具。
[0006]本實用新型的工具機的自動換刀系統(tǒng)，該工具機包含相隔一個間距在一個原點位置與一個換刀位置間位移的一個主軸，及安裝在該主軸的一個刀具，該自動換刀系統(tǒng)包含:一個刀盤、數(shù)個夾具，及一個驅(qū)動件。
[0007]該刀盤以一條軸線為中心旋轉(zhuǎn)，且與該換刀位置的主軸相對應(yīng)。
[0008]所述夾具分別具有以一個樞點樞設(shè)在該刀盤的兩個夾爪，及以另一個樞點相對所述夾爪樞設(shè)在該刀盤的一個安全件，所述夾爪分別具有界定出一個夾口且朝向該刀具的一個第一端部，及與該第一端部反向擺動的一個第二端部，該安全件受到換刀位置的主軸碰觸，釋放所述夾爪第二端部縮小間距，使所述第一端部擴大該夾口，而容許該主軸上的刀具，在換刀位置時進入該夾口，在離開換刀位置時脫離該夾口。
[0009]該驅(qū)動件驅(qū)動該刀盤沿平行該軸線方向在相對該主軸的一個入刀位置與遠離該主軸的一個退刀位置間位移，使該安全件隨該刀盤在離開入刀位置時，撐張所述夾爪第二端部擴大間距，而縮小所述第一端部的夾口，使該刀具被所述夾爪夾持，而在該刀盤位于入刀位置時進入該主軸，在退刀位置時脫離該主軸。
[0010]本實用新型的工具機的自動換刀系統(tǒng)，每一個夾具還具有設(shè)置在所述夾爪第二端部間的一個第一彈性元件，該第一彈性元件在沒有外力作用下，驅(qū)動所述夾爪第二端部縮小間距。
[0011]本實用新型的工具機的自動換刀系統(tǒng)，每一個夾具還具有設(shè)置在該刀盤與該安全件間的一個第二彈性元件，該第二彈性元件在沒有外力作用下，驅(qū)動該安全件撐張所述夾爪第二端部擴大間距。
[0012]本實用新型的工具機的自動換刀系統(tǒng)，該安全件具有樞設(shè)在該刀盤且作用在該第二彈性元件的一個本體、由該本體一側(cè)沿平行該軸線方向延伸且相對所述夾爪第二端部的一個驅(qū)動部，及由該本體另一側(cè)沿垂直該軸線方向延伸且相對該主軸的一個觸控部。
[0013]本實用新型的工具機的自動換刀系統(tǒng)，每一個安全件還具有形成在該觸控部相對該主軸的一側(cè)面且隨著該主軸位移至換刀位置而帶動該驅(qū)動部偏離所述夾爪第二端部的一個導(dǎo)引面。
[0014]本實用新型的工具機的自動換刀系統(tǒng)，所述夾爪還具有形成在所述第二端部相對的一個內(nèi)面且相對該安全件驅(qū)動部的兩個斜面。
[0015]本實用新型的工具機的自動換刀系統(tǒng)，該刀盤還具有環(huán)繞該軸線設(shè)置在一個盤面且沿該軸線方向突出該盤面的數(shù)個載體，所述安全件環(huán)繞該軸線分別樞設(shè)在該載體。
[0016]本實用新型的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，該工具機包含沿相互垂直的一條第一軸線方向與一條第二軸線方向縮、放間距的一個主軸與一個刀盤，及安裝在該主軸的一個刀具，該夾具包含:兩個夾爪，及一個安全件。
[0017]所述夾爪以一個樞點樞設(shè)在該刀盤，并分別具有界定出一個夾口且朝向該刀具的一個第一端部，及與該第一端部反向擺動的一個第二端部。
[0018]該安全件以另一個樞點相對所述夾爪樞設(shè)在該刀盤，且受到該主軸碰觸，釋放所述夾爪第二端部縮小間距，使所述第一端部擴大該夾口，而容許該主軸上的刀具進行置入該夾口，及離開該夾口兩者其中一種動作，該安全件更進一步隨該刀盤在遠離該主軸時，撐張所述夾爪第二端部擴大間距，而縮小所述第一端部的夾口，使所述夾爪夾持該刀具進行將刀具置入該主軸、將刀具帶離該主軸兩者其中一種動作。
[0019]本實用新型的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，該夾具還包含有設(shè)置在所述夾爪第二端部間的一個第一彈性元件，該第一彈性元件在沒有外力作用下，驅(qū)動所述夾爪第二端部縮小間距。
[0020]本實用新型的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，該夾具還包含有設(shè)置在該刀盤與該安全件間的一個第二彈性元件，該第二彈性元件在沒有外力作用下，驅(qū)動該安全件撐張所述夾爪第二端部擴大間距。
[0021]本實用新型的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，該安全件具有樞設(shè)在該刀盤且作用在該彈性元件的一個本體、由該本體一側(cè)沿垂直該第二軸線方向延伸且相對所述夾爪第二端部的一個驅(qū)動部，及由該本體另一側(cè)沿該第二軸線方向延伸且相對該主軸的一個觸控部。
[0022]本實用新型的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，每一個安全件還具有形成在該觸控部相對該主軸的一側(cè)面且隨著該主軸、該刀盤沿該第二軸線方向縮小間距而帶動該驅(qū)動部偏離所述夾爪第二端部的一個導(dǎo)引面。
[0023]本實用新型的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，該安全件的驅(qū)動部具有形成在該一端面且能偏離地穿置入所述夾爪第二端部的一個導(dǎo)引塊。
[0024]本實用新型的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，所述夾爪還具有形成在所述第二端部相對的一個內(nèi)面且相對該安全件驅(qū)動部的兩個斜面。
[0025]本實用新型的有益效果在于:能夠以機械式的安全件，使所述夾爪在該主軸或該刀盤位移過程中，同步夾持或釋放刀具，不但能夠簡化電器元件，且能夠提升動作時的穩(wěn)定性，及順暢性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是一般無刀臂式自動換刀系統(tǒng)的動作示意圖；
[0027]圖2是本實用新型工具機的自動換刀系統(tǒng)及其夾具的一個實施例的正視圖；
[0028]圖3是該實施例中一個夾具正視方向的立體圖；
[0029]圖4是該實施例中該夾具的立體分解圖；
[0030]圖5是該實施例中該夾具后視方向的立體圖；
[0031]圖6是該實施例中該夾具的部分立體分解圖；
[0032]圖7是該實施例中該夾具的部分立體圖；
[0033]圖8是該實施例中一個主軸位于一個原點位置，且一個刀盤位于一個入刀位置的動作示意圖；
[0034]圖9是該實施例中該主軸位于一個換刀位置的一個動作示意圖；
[0035]圖10是該實施例中該主軸碰觸一個安全件偏離所述夾爪的動作示意圖；
[0036]圖11是該實施例中兩個夾爪擴大一個夾口的正視圖；
[0037]圖12是該實施例中該刀盤位于一個退刀位置的動作示意圖；
[0038]圖13是該實施例中所述夾爪縮小該夾口的正視圖。

【具體實施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0040]參閱圖2、圖3，及圖4，本實用新型自動換刀系統(tǒng)的實施例安裝在一個工具機2。該工具機2包含一個主軸21，及沿平行一條第一軸線X方向安裝在該主軸21的一個刀具22。該主軸21沿一條第二軸線Z在相隔一個間距的一個原點位置(如圖8)與一個換刀位置(如圖9)間位移。該自動換刀系統(tǒng)包含:一個刀盤3、數(shù)個夾具4，及一個驅(qū)動件5。
[0041]該刀盤3以與該第一軸線X平行的自身軸線為中心旋轉(zhuǎn)，且與該換刀位置的主軸21相對應(yīng)，并具有環(huán)繞該第一軸線X設(shè)置在一個盤面31且沿平行該第一軸線X方向突出該盤面31的數(shù)個載體32。
[0042]參閱圖2、圖5，及圖6、圖8，所述夾具4分別具有兩個夾爪41、一個第一彈性元件42、一個安全件43，及一個第二彈性元件44。
[0043]所述夾爪41分別以一個樞點I樞設(shè)在該刀盤3，并分別具有界定出一個夾口 411且朝向該刀具22的一個第一端部412、與該第一端部412反向擺動的一個第二端部413、形成在所述第二端部413相對的一個內(nèi)面的兩個斜面414，及形成在所述第一端部412相對的一個內(nèi)面的兩個斜面415。
[0044]該第一彈性元件42設(shè)置在所述夾爪41的第二端部413間，且在沒有外力作用下，驅(qū)動所述夾爪41的第二端部413縮小間距，使所述夾爪41的第一端部412反向擺動而向外擴張該夾口 411。
[0045]該安全件43具有以另一個樞點II相對所述夾爪41樞設(shè)在該刀盤3載體32的一個本體431、由該本體431沿該平行該第一軸線X方向延伸且相對所述夾爪41第二端部413的一個驅(qū)動部432、由該本體431沿平行該第二軸線Z方向延伸且相對該主軸21的一個觸控部433，及形成在該觸控部433相對該主軸21的一側(cè)面的一個導(dǎo)引面434。該驅(qū)動部432具有形成在一端面且能偏離地穿置入所述夾爪41第二端部413的一個導(dǎo)引塊4321。
[0046]該第二彈性元件44設(shè)置在該刀盤3與該安全件43的驅(qū)動部432間，且在沒有外力作用下，驅(qū)動該安全件43的驅(qū)動部432穿伸入所述夾爪41的第二端部413間且撐張所述夾爪41的第二端部413擴大間距，使所述夾爪41的第一端部412反向擺動而向內(nèi)收縮該夾口 411。
[0047]該驅(qū)動件5設(shè)置在該工具機2，在本實施例中，該驅(qū)動件5為一個氣壓缸，并具有一個缸體51，及受氣壓控制且與該刀盤3連結(jié)形成連動的一個塞桿52，借此，驅(qū)動該刀盤3沿平行該第一軸線X方向在相對該主軸21的一個入刀位置(如圖9)與遠離該主軸21的一個退刀位置(如圖10)間位移。
[0048]以下即結(jié)合前述實施例及換刀動作說明如下:
[0049]參閱圖8、圖9、圖10，進行換刀時，該主軸21會由一個原點位置沿該第二軸線Z上升而相對該刀盤3縮小間距，當(dāng)該主軸21行進至碰觸該安全件43的導(dǎo)引面434時，會隨著該主軸21持續(xù)位移，依循該導(dǎo)引面434位移且推擠該安全件43的觸控部433克服該第二彈性元件44的彈力，使該安全件43以該樞點II為中心擺動，并帶動該驅(qū)動部432的導(dǎo)引塊4321偏離所述夾爪41的第二端部413，使所述第二端部413受該第一彈性元件42彈力作用而縮小間距。
[0050]參閱圖10、圖11，借此，隨著該主軸21位移至一個換刀位置，該安全件43的觸控部433碰觸該主軸21同時，會使所述夾爪41的第一端部412反向于所述第二端部413擺動而同步擴大該夾口 411，而容許該主軸21上的刀具22，隨該主軸21位移至換刀位置，而依循所述斜面415順暢地進入該夾口 411。
[0051]值得說明的是，在該主軸21由該原點位置位移至該換刀位置時，該主軸21會先松放該刀具22，此時，前述刀具22雖然仍插置在該主軸21，卻不再被該主軸21夾持而呈可活動狀態(tài)。
[0052]參閱圖10、圖12，及圖13，然后，該驅(qū)動件5的塞桿52會伸長而驅(qū)動該刀盤3由供該刀具22進入的入刀位置，沿該第一軸線X方向朝遠離該主軸21的方向位移，當(dāng)該安全件43的觸控部433隨該刀盤3位移而脫離該主軸21時，該第二彈性元件44會因為失去夾自于該主軸21的觸壓力，而以彈性作用力驅(qū)動該安全件43以該樞點II為中心擺動，并帶動該驅(qū)動部432以該導(dǎo)引塊4321的導(dǎo)引，順暢地穿伸入所述夾爪41的第二端部413間，撐張所述夾爪41第二端部413擴大間距，使所述夾爪41第一端部412反向于所述第二端部413擺動而縮小該夾口 411，而能夠在該刀盤3離開入刀位置的同時，以所述夾爪41的第一端部412同步夾持該刀具22脫離該主軸21。
[0053]借此，只需驅(qū)動該刀盤3轉(zhuǎn)動至所需刀具22與該主軸21相對，就同樣能夠以該驅(qū)動件5收縮的塞桿52驅(qū)動該刀盤3由退刀位置位移至進刀位置，使相對該主軸21的夾爪41，夾持刀具22進入該主軸21，且在該安全件43碰觸該主軸21同時，驅(qū)動所述夾爪41松釋刀具22，最后，在該主軸21下降退回原點位置后，完成換刀的過程。值得說明的是，由于前述動作在圖示的表現(xiàn)上，與圖10、圖8、圖7、圖6相同，差異僅在于動作的順序，因此，不再重復(fù)繪制圖式。
[0054]經(jīng)由以上的說明，能將本實施例的優(yōu)點歸納如下:
[0055]一、本實用新型的安全件43不需要以額外的驅(qū)動元件驅(qū)動，且與該主軸21間的連動關(guān)系，為機械式的動作，因此，不但可以簡化組件，減少電器元件故障的幾率，且能夠提升維修與檢測時的方便性，及使用壽命。
[0056]二、本實用新型能夠以該主軸21、該安全件43與所述夾爪41間的特殊構(gòu)造，及連動關(guān)系，使所述夾爪41在該主軸21或該刀盤3位移過程中，同步夾持或釋放刀具22，不但能夠提升動作時的穩(wěn)定性、縮短換刀時間，且能夠提升換刀時的順暢性，及換刀效率。
【權(quán)利要求】
1.一種工具機的自動換刀系統(tǒng)，該工具機包含相隔一個間距在一個原點位置與一個換刀位置間位移的一個主軸，及安裝在該主軸的一個刀具，其特征在于該工具機的自動換刀系統(tǒng)包含: 一個刀盤，以一條軸線為中心旋轉(zhuǎn)，且與該換刀位置的主軸相對應(yīng)； 數(shù)個夾具，分別具有以一個樞點樞設(shè)在該刀盤的兩個夾爪，及以另一個樞點相對所述夾爪樞設(shè)在該刀盤的一個安全件，所述夾爪分別具有界定出一個夾口且朝向該刀具的一個第一端部，及與該第一端部反向擺動的一個第二端部，該安全件受到換刀位置的主軸碰觸，釋放所述夾爪第二端部縮小間距，使所述第一端部擴大該夾口，而容許該主軸上的刀具，在換刀位置時進入該夾口，在離開換刀位置時脫離該夾口 ；及 一個驅(qū)動件，驅(qū)動該刀盤沿平行該軸線方向在相對該主軸的一個入刀位置與遠離該主軸的一個退刀位置間位移，使該安全件隨該刀盤在離開入刀位置時，撐張所述夾爪第二端部擴大間距，而縮小所述第一端部的夾口，使該刀具被所述夾爪夾持，而在該刀盤位于入刀位置時進入該主軸，在退刀位置時脫離該主軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工具機的自動換刀系統(tǒng)，其特征在于:每一個夾具還具有設(shè)置在所述夾爪第二端部間的一個第一彈性元件，該第一彈性元件在沒有外力作用下，驅(qū)動所述夾爪第二端部縮小間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工具機的自動換刀系統(tǒng)，其特征在于:每一個夾具還具有設(shè)置在該刀盤與該安全件間的一個第二彈性元件，該第二彈性元件在沒有外力作用下，驅(qū)動該安全件撐張所述夾爪第二端部擴大間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工具機的自動換刀系統(tǒng)，其特征在于:該安全件具有樞設(shè)在該刀盤且作用在該第二彈性元件的一個本體、由該本體一側(cè)沿平行該軸線方向延伸且相對所述夾爪第二端部的一個驅(qū)動部，及由該本體另一側(cè)沿垂直該軸線方向延伸且相對該主軸的一個觸控部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具機的自動換刀系統(tǒng)，其特征在于:每一個安全件還具有形成在該觸控部相對該主軸的一側(cè)面且隨著該主軸位移至換刀位置而帶動該驅(qū)動部偏離所述夾爪第二端部的一個導(dǎo)引面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具機的自動換刀系統(tǒng)，其特征在于:所述夾爪還具有形成在所述第二端部相對的一個內(nèi)面且相對該安全件驅(qū)動部的兩個斜面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工具機的自動換刀系統(tǒng)，其特征在于:該刀盤還具有環(huán)繞該軸線設(shè)置在一個盤面且沿該軸線方向突出該盤面的數(shù)個載體，所述安全件環(huán)繞該軸線分別樞設(shè)在該載體。
8.—種工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，該工具機包含沿相互垂直的一條第一軸線方向與一條第二軸線方向縮、放間距的一個主軸與一個刀盤，及安裝在該主軸的一個刀具，其特征在于該夾具包含: 兩個夾爪，以一個樞點樞設(shè)在該刀盤，并分別具有界定出一個夾口且朝向該刀具的一個第一端部，及與該第一端部反向擺動的一個第二端部；及 一個安全件，以另一個樞點相對所述夾爪樞設(shè)在該刀盤，且受到該主軸碰觸，釋放所述夾爪第二端部縮小間距，使所述第一端部擴大該夾口，而容許該主軸上的刀具進行置入該夾口，及離開該夾口兩者其中一種動作，該安全件更進一步隨該刀盤在遠離該主軸時，撐張所述夾爪第二端部擴大間距，而縮小所述第一端部的夾口，使所述夾爪夾持該刀具進行將刀具置入該主軸、將刀具帶離該主軸兩者其中一種動作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，其特征在于:該夾具還包含有設(shè)置在所述夾爪第二端部間的一個第一彈性元件，該第一彈性元件在沒有外力作用下，驅(qū)動所述夾爪第二端部縮小間距。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，其特征在于:該夾具還包含有設(shè)置在該刀盤與該安全件間的一個第二彈性元件，該第二彈性元件在沒有外力作用下，驅(qū)動該安全件撐張所述夾爪第二端部擴大間距。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，其特征在于:該安全件具有樞設(shè)在該刀盤且作用在該彈性元件的一個本體、由該本體一側(cè)沿垂直該第二軸線方向延伸且相對所述夾爪第二端部的一個驅(qū)動部，及由該本體另一側(cè)沿該第二軸線方向延伸且相對該主軸的一個觸控部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，其特征在于:每一個安全件還具有形成在該觸控部相對該主軸的一側(cè)面且隨著該主軸、該刀盤沿該第二軸線方向縮小間距而帶動該驅(qū)動部偏離所述夾爪第二端部的一個導(dǎo)引面。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，其特征在于:該安全件的驅(qū)動部具有形成在該一端面且能偏離地穿置入所述夾爪第二端部的一個導(dǎo)引塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的工具機自動換刀系統(tǒng)的夾具，其特征在于:所述夾爪還具有形成在所述第二端部相對的一個內(nèi)面且相對該安全件驅(qū)動部的兩個斜面。
【文檔編號】B23Q3/155GK204248529SQ201420719104
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】草壁憲一 申請人:蔡清奇