專利名稱：用于刀具更換裝置的抓手開閉機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)床上刀具更換裝置的抓手開閉機(jī)構(gòu)，特別是涉及一用于機(jī)床上這樣一種刀具更換裝置的抓手開閉機(jī)構(gòu)，該刀具更換裝置用于交換裝在機(jī)床主軸和刀庫(kù)上的刀具。
一種能夠在主軸和刀庫(kù)之間交換刀具的機(jī)床已為人們習(xí)知。根據(jù)這種機(jī)床，它裝有用于更換刀具的刀具更換裝置的抓手開閉機(jī)構(gòu)，分別裝在主軸和刀庫(kù)上的刀具由安裝在其主體上的抓手對(duì)所抓住，接著改變刀具的位置，然后通過(guò)樞轉(zhuǎn)一個(gè)刀具更換臂而更換刀具。
這種類型的抓手開閉機(jī)構(gòu)公開在日本專利JP-A-3-92238和美國(guó)專利4,883,772上，其中一個(gè)裝有抓手驅(qū)動(dòng)凸輪的中心軸分開地安裝在一個(gè)中空的樞轉(zhuǎn)軸的內(nèi)側(cè)用以樞轉(zhuǎn)一個(gè)刀具更換臂，該中心軸具有比較簡(jiǎn)單的構(gòu)造，它精確地調(diào)整抓手的活動(dòng)，這樣，抓手對(duì)通過(guò)將中心軸樞轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度而被打開和閉合。


圖1顯示一個(gè)傳統(tǒng)的抓手開閉機(jī)構(gòu)。當(dāng)一個(gè)刀具更換裝置驅(qū)動(dòng)軸(下文中簡(jiǎn)稱為ATC驅(qū)動(dòng)軸)118由一個(gè)刀具更換驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)115所驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)置在ATC驅(qū)動(dòng)軸118上的一個(gè)圓筒凹槽凸輪123的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作通過(guò)一根樞轉(zhuǎn)桿140轉(zhuǎn)變成圓筒件136的一個(gè)垂直的往復(fù)動(dòng)作，從而使一個(gè)刀具更換臂主體116隨著配置在圓筒件136上的中空主軸125作垂直的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
另外，設(shè)置在ATC驅(qū)動(dòng)軸118下部的平行凸輪121的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)從動(dòng)輥138轉(zhuǎn)變成一根花鍵次軸137的樞轉(zhuǎn)，由此使與花鍵次軸137相嚙合的中空主軸125樞轉(zhuǎn)從而使刀具更換臂主體116樞轉(zhuǎn)。
與此同時(shí)，安裝在ATC驅(qū)動(dòng)軸118最高位置處的一個(gè)平面凹槽凸輪124的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)一個(gè)樞軸135轉(zhuǎn)變成一個(gè)扇形齒輪134的樞轉(zhuǎn)從而使一個(gè)與扇形齒輪134嚙合并固定地配置在一個(gè)支承件129上的臂中心軸131也樞轉(zhuǎn)。在此時(shí)刻，一個(gè)在臂中心軸131下部處裝在臂中心軸131上的中空凸輪軸151作樞轉(zhuǎn)，而該樞轉(zhuǎn)力被傳遞給抓手對(duì)117的從動(dòng)部分117c，從而使在抓手對(duì)117前端的夾持鉗或抓爪部分被打開和閉合。
然而，根據(jù)這樣一種抓手開閉結(jié)構(gòu)，樞轉(zhuǎn)軸必須被制成中空形因而制造成本就增加了。另外，用于打開和關(guān)閉在抓手對(duì)前端的抓爪部分的中心軸要求有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的形狀，因?yàn)樗墙Y(jié)合在樞轉(zhuǎn)軸里面的。因此該軸的抗扭強(qiáng)度較小，還可以想象到即使設(shè)定了中心軸的樞轉(zhuǎn)角度，在抓手對(duì)前端抓爪部分的開閉角度也不會(huì)達(dá)到預(yù)定的數(shù)值。因此，考慮到扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，中心軸需要額外多樞轉(zhuǎn)一些。
還有，中心軸的使用壽命也可能會(huì)因扭轉(zhuǎn)等問(wèn)題而縮短?？赡芤┘右粋€(gè)大的平面壓力，因?yàn)閷?duì)其相配的直徑小因而不可能獲得大的扭矩。
本發(fā)明的目的是提供一種解決上述問(wèn)題的抓手開閉機(jī)構(gòu)，它的抗扭強(qiáng)度較傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的大并能傳遞大的扭矩。
為了解決上述的問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種機(jī)床上刀具更換裝置的抓手開閉機(jī)構(gòu)，在其中多組抓手對(duì)被裝在一個(gè)在第一軸向線上具有一個(gè)樞轉(zhuǎn)軸的刀具更換臂主體上，用于朝著關(guān)閉或打開抓爪部分的方向?qū)ψナ謱?duì)前端的抓爪部分施加偏壓的偏壓結(jié)構(gòu)裝在相應(yīng)的抓手對(duì)上，用于繞著第一軸線往復(fù)樞轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定角度的多個(gè)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪被安裝著，用于通過(guò)接受凸輪的操動(dòng)在開啟抓手或關(guān)閉抓手的方向上對(duì)抗偏壓結(jié)構(gòu)的推壓力被樞轉(zhuǎn)的從動(dòng)部分裝在抓手對(duì)上，從一個(gè)ATC驅(qū)動(dòng)軸來(lái)的驅(qū)動(dòng)力被傳遞至刀具更換臂和抓手對(duì)上，設(shè)置在機(jī)床的主軸和刀庫(kù)上的刀具通過(guò)使用抓手對(duì)的抓緊動(dòng)作和刀具更換臂主體的樞轉(zhuǎn)動(dòng)作而被交換，其中抓手驅(qū)動(dòng)凸輪裝在一個(gè)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸上以便在第一軸線上往復(fù)地樞轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度，和其中設(shè)置在刀具更換臂主體的樞轉(zhuǎn)軸外側(cè)的一個(gè)中空外軸齒輪的下端與凸輪軸的一個(gè)上端配合，由此從ATC驅(qū)動(dòng)軸來(lái)的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)外軸齒輪被傳遞至凸輪軸上。
另外，抓手開閉機(jī)構(gòu)可以有這樣的特點(diǎn)，即外軸齒輪在軸向上的長(zhǎng)度通過(guò)將ATC驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力傳遞部分和外軸齒輪裝在靠近刀具更換臂主體處而加以減短。
根據(jù)本發(fā)明的抓手開閉機(jī)構(gòu)，將在傳統(tǒng)刀具更換裝置上抓手對(duì)前端的用于打開和關(guān)閉抓爪部分的外軸齒輪裝在刀具更換臂主體的樞轉(zhuǎn)軸的外側(cè)。因此，外軸齒輪的直徑增大了而軸向上的長(zhǎng)度減短了。因而抗扭強(qiáng)度增大了，而額外的樞轉(zhuǎn)動(dòng)作就不需要了。所以，刀具的更換時(shí)間可以縮短。此外，裝配的直徑大，因而平面壓力減小了，并且可以獲得一個(gè)大的扭矩。
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例予以詳述，其中圖1是有關(guān)類型的刀具更換裝置的垂直截面圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的刀具更換裝置的透視圖；圖3是本發(fā)明刀具更換裝置的垂直截面圖；圖4是本發(fā)明抓手開閑機(jī)構(gòu)下部的截面圖；圖5是截自圖4中5-5線的截面圖，顯示出本發(fā)明的一個(gè)外軸齒輪和一個(gè)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸的裝配部分；圖6是截自圖4中6-6線的截面圖；圖7是截自圖4中7-7線的截面圖；圖8是本發(fā)明刀具更換臂的底視圖。
下面將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例參照附圖予以說(shuō)明以便進(jìn)一步理解本發(fā)明的實(shí)施例。附帶一說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施并不僅限于下述的實(shí)施例，本發(fā)明可以自然地由不同的實(shí)施例予以實(shí)施只要它們是屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇。
首先，應(yīng)說(shuō)明其中裝有一個(gè)實(shí)施例的刀具更換裝置TC的加工中心的基本構(gòu)造。
如圖2中所示，根據(jù)該加工中心，一個(gè)頭架3支承在一個(gè)豎立和固定在一個(gè)基座1上的主柱2上。頭架3由一個(gè)直線導(dǎo)軌4所導(dǎo)引通過(guò)一個(gè)Z軸進(jìn)給電動(dòng)機(jī)5和一個(gè)進(jìn)給螺桿6在上下方向上移動(dòng)。一個(gè)工作臺(tái)7安裝在基座1上并能在一個(gè)水平平面上的方向移動(dòng)。一個(gè)主軸電動(dòng)機(jī)8，一根主軸9和一個(gè)旋轉(zhuǎn)式刀庫(kù)10安裝在頭架3上。附帶一說(shuō)，主軸9和刀庫(kù)10與通過(guò)引用結(jié)合在本文中的日本專利JP-A-63-123646或美國(guó)專利第4,833,772號(hào)中公開的主軸和刀庫(kù)相似。
主軸9配置有一個(gè)能夠可拆卸地固定住一個(gè)刀具T的刀具固定部分11和一個(gè)用于拆卸刀具T的刀具釋放銷(未顯示)，拆卸時(shí)通過(guò)一根拉桿(未顯示)將釋放銷連接在刀具固定部分11上，然后將釋放銷推下。
刀庫(kù)10配置有多個(gè)用以在一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤的周圍部分可拆卸地夾持刀具T的夾持口，夾持口平常以水平的狀態(tài)懸置著。只有在最低位置處的一個(gè)夾持口向下旋轉(zhuǎn)90度從而處于一個(gè)直立的狀態(tài)，從而造成一個(gè)能夠用本實(shí)施例的刀具更換裝置TC更換刀具的狀態(tài)。選擇刀具T(安排至最低位置)是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)14進(jìn)行的。
此外，一個(gè)用于在刀庫(kù)10和主軸9之間交換刀具T的本實(shí)施例刀具更換裝置TC與頭架3形成整體。刀具更換裝置TC由一個(gè)刀具更換驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15，一個(gè)刀具更換臂A等構(gòu)成。
本實(shí)施例的刀具更換臂A主要由一個(gè)刀具更換臂主體16(下文中簡(jiǎn)稱為“臂主體”)和兩組抓手對(duì)17組成，該兩組抓手對(duì)能夠開啟和關(guān)閉并且從臂主體16以相對(duì)于其中心軸線彼此對(duì)稱的位置向外伸展。設(shè)置在主軸9和刀庫(kù)10上的刀具T是通過(guò)利用抓手對(duì)17的抓住動(dòng)作以及臂主體16的樞轉(zhuǎn)動(dòng)作和上下移動(dòng)予以交換的。
圖3顯示出促使刀具更換臂A移動(dòng)的刀具更換裝置TC的總體構(gòu)造，而圖4顯示出相應(yīng)于本發(fā)明其它部分的抓手開閉機(jī)構(gòu)下部部分的截面圖。
如圖3所示，刀具更換裝置TC的一個(gè)ATC驅(qū)動(dòng)軸18耦合在刀具更換驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)15上。該ATC驅(qū)動(dòng)軸18安置成在垂直的方向并通過(guò)軸承19和10可轉(zhuǎn)動(dòng)地由頭架3所支承。四個(gè)凸輪21，22，23和24安裝在ATC驅(qū)動(dòng)軸18上。
同時(shí)，一根樞轉(zhuǎn)軸25垂直地設(shè)置在ATC驅(qū)動(dòng)軸18的一側(cè)。在樞軸25的上部設(shè)置有花鍵25A，一個(gè)凸緣25B設(shè)置在其最下端，而一個(gè)臂主體16固定在凸緣25B上。
一個(gè)具有預(yù)定深度的階梯孔32沿著樞轉(zhuǎn)軸25的軸向中心開在樞轉(zhuǎn)軸25的上端，而一個(gè)其外徑小于階梯孔32的內(nèi)徑的長(zhǎng)軸形狀的支承件31被插入到位于頭架3的一個(gè)上機(jī)架28處的一個(gè)通孔28A內(nèi)。支承件31固定在上機(jī)架28上并通過(guò)一個(gè)設(shè)在階梯孔32的上階段處的襯套33插入階梯孔32內(nèi)，這樣，樞轉(zhuǎn)軸25的上部被軸向地支承住。
同時(shí)，如圖4中所示，樞轉(zhuǎn)軸25的下端穿入到一個(gè)其孔徑大于樞轉(zhuǎn)軸25的直徑的基本上為圓筒形的外軸齒輪29中，并由外軸齒輪29通過(guò)一個(gè)襯套30所支承，從而使其可以繞著中心軸作樞轉(zhuǎn)和在軸向上來(lái)回移動(dòng)。
一個(gè)孔26A設(shè)在頭架3的下機(jī)架26處，外軸齒輪29通過(guò)一個(gè)襯套27穿入孔26A中并被支承從而使其可以獨(dú)立于樞轉(zhuǎn)軸25的樞轉(zhuǎn)而繞中心軸樞轉(zhuǎn)。
另外，如圖3中所示，樞轉(zhuǎn)軸25上配置有一個(gè)圓筒件36，該圓筒件具有一個(gè)定位在中央部分附近在上下方向上的圓筒凹槽，樞轉(zhuǎn)軸25通過(guò)將圓筒件36向上和向下移動(dòng)而垂直地來(lái)回移動(dòng)。此外，樞轉(zhuǎn)軸25根據(jù)與繞軸上部的花鍵25A相配的花鍵次軸37的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。附帶一說(shuō)，從動(dòng)于凸輪21的從動(dòng)輥38的軸固定在凸緣部分37A的上和下面上，凸緣部分37A形成在花鍵次軸37的外周邊上。
如圖4中所示，在外軸齒輪29的上端部分的外周邊上加工出一個(gè)齒輪29A，該齒輪29A與側(cè)邊的一個(gè)扇形齒輪34相嚙合。扇形齒輪34配置有一個(gè)樞軸35，而樞軸35從動(dòng)于凸輪24。另外，外軸齒輪29在軸向上以其下部裝配在一個(gè)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51上。
圖5顯示出截自圖4中5-5線的截面圖，也就是，顯示出外軸齒輪29和抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51的配合部分的截面圖。
其下部是敞開的凹口71A和71B設(shè)置在圓筒形外軸齒輪29的下端部分的兩個(gè)位置處，該兩個(gè)位置相互隔開180度，而向上突出的突出體72A和72B相對(duì)地裝置在抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51上端部分的兩個(gè)位置處，而相應(yīng)的凹口就配合在相應(yīng)的突出體上(參看圖4)。
圖6顯示出截自圖4中6-6線的一個(gè)截面圖。如圖4和圖6中所示，用于連接樞轉(zhuǎn)軸25和臂主體16的凸緣25B設(shè)置成其形狀為一個(gè)圓形盤其兩個(gè)相對(duì)部分被平行地切去(圖6)，而上表面的中央部分耦合在樞軸25的下表面上。還有，關(guān)于凸緣25B，兩個(gè)圓弧形部分的下表面用銷釘76耦合在臂主體16的上表面上。突出體72A和72B在向上稍許離開凸緣25B的上表面的位置處與凹口71A和71B相配合。如下面所述的，樞轉(zhuǎn)軸25和臂主體16的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作是樞轉(zhuǎn)軸25和臂主體16向下移動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行的因而配合部分的配合就松開了，而外軸齒輪29和抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作是在樞轉(zhuǎn)軸25和臂主體16在向上的方向被拉起的狀態(tài)下進(jìn)行的，而外軸齒輪29和抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51就在配合部分處相互配合。在此時(shí)刻，配合部分只是以一個(gè)預(yù)定的角度在凸緣25B的側(cè)邊部分的一個(gè)空間73處轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，樞轉(zhuǎn)不會(huì)受到凸緣25B的阻礙。
圖8顯示本實(shí)施例的刀具更換臂A的底視圖。如圖4和圖8中所示，刀具更換臂A的臂主體16相對(duì)于抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51上是對(duì)稱的，抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51穿過(guò)其中心孔并在中心孔中獨(dú)立于臂主體16作樞轉(zhuǎn)。
抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51連成整體地配置有一個(gè)凸緣形狀的抓手驅(qū)動(dòng)凸輪51A，凸緣在一個(gè)直立方向的中央部分附近與一塊水平方向延伸的墊片S(圖4)相接觸。當(dāng)從底部觀察時(shí)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪5A時(shí)(參看圖8)，它的形狀是一個(gè)圓的兩個(gè)部分在對(duì)稱的位置處被切去。兩個(gè)被切去的部分51B是相同形狀的。
兩組成對(duì)的通孔(參看圖4)相對(duì)于抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51對(duì)稱地貫穿在臂主體16的上表面上。兩組成對(duì)的具有同樣的構(gòu)造的抓手17通過(guò)螺栓54和螺母55由臂主體支承著。
如圖8中所示，在靠近抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51的一側(cè)的每對(duì)抓手17中的一個(gè)抓手FA是由一個(gè)圓筒部分17A整體地形成的，在圓筒部分處螺栓54插入穿過(guò)一個(gè)抓手主體部分17B，抓手主體部分從其延伸至臂主體16的外側(cè)并在其前端具有一個(gè)夾持鉗或抓爪G。抓手FA還包括一個(gè)從圓筒部分17A朝著基本上與抓手主體部分17B相反的方向延伸的從動(dòng)部分17C和一個(gè)基本上垂直于抓手主體部分17B和從動(dòng)部分17C而突出的突出部分17D。另一個(gè)抓手FB基本上與抓手FA相對(duì)稱。然而，它們之間的不同在于一個(gè)相當(dāng)于從動(dòng)部分17C的相應(yīng)從動(dòng)部分17X略小于從動(dòng)部分17C，和一個(gè)相當(dāng)于突出部分17D的突出部分17Y(下文中稱作接合部分)的位置不同于突出部分17D的位置。
相應(yīng)的抓手FA和FB被置于這樣一種狀態(tài)，即它們可以繞著與刀具更換臂A的抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51的軸線(第一軸線)平行的軸線(第二軸線)作樞轉(zhuǎn)，突出部分17D和接合部分17Y被置于這樣一種狀態(tài)，在這狀態(tài)中它們是彼此相對(duì)的，并且抓手FA的從動(dòng)部分17C被安置在切去部分51B中。附帶一說(shuō)明，上述支承是在這樣一種狀態(tài)中實(shí)現(xiàn)的，其中一個(gè)襯套56被置于圓筒部分17A的內(nèi)表面和螺栓54的外表面之間，而一個(gè)輪環(huán)57被置于臂主體16和圓筒部分17A的上端面之間(參看圖4)。
一個(gè)彈簧58由一個(gè)設(shè)置在從動(dòng)部分17C和相應(yīng)抓手的對(duì)應(yīng)的從動(dòng)部分17X之間的彈簧架59裝置在臂主體16上。
彈簧58在使從動(dòng)部分17C和對(duì)應(yīng)的從動(dòng)部分17X打開的方向(向外側(cè)的方向)上受到推動(dòng)。因此，抓手對(duì)17的兩上抓手主體部分17B以固定的圓筒部分17A作為支點(diǎn)在閉合的方向上受到推動(dòng)。然而，對(duì)于抓手FA，從動(dòng)部分17C與抓手驅(qū)動(dòng)凸輪51A相接觸而使抓手處在離閉合還有一定量或更多一點(diǎn)的狀態(tài)。與此同時(shí)，關(guān)于抓手FB，接合部分17Y與抓手FA的突出部分17D相接合，從而使抓手離閉合還有一定程度或更大一點(diǎn)。
當(dāng)從動(dòng)部件17C受到彈簧58的推壓力，抓手FA就以圓筒部分17A作為支點(diǎn)樞轉(zhuǎn)而打開，抓手FB也樞轉(zhuǎn)而打開，因?yàn)榻雍喜糠?7Y受到突出部分17D的推壓。抓手對(duì)17的打開是通過(guò)使抓手驅(qū)動(dòng)凸輪51A繞著一根中央軸樞轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度由抓手驅(qū)動(dòng)凸輪51A施加一個(gè)壓力給從動(dòng)部分17C而實(shí)現(xiàn)的。
另外，從圖4可以明白，刀具更換臂A配置有一個(gè)中心軸座62和一個(gè)臂主體座63等。抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51的下部通過(guò)一個(gè)襯套64插入在中心軸座62的一個(gè)中心孔中，而圓筒部分17A插入到與臂主體16相耦合的臂主體座63的一個(gè)孔內(nèi)。根據(jù)中心軸座62和臂主體座63，抓手對(duì)17的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(彈簧58或類似物)在一個(gè)由中心軸座62，臂主體座63和臂主體16所包圍的空間內(nèi)相結(jié)合。橡膠的密封件65設(shè)置來(lái)閉合各抓手FA和FB的圓筒部分17A和臂主體座63插入其中的孔之間的間隙。以這種方式，包括有刀具更換臂A的驅(qū)動(dòng)部分的空間被緊密地包封住。附帶一說(shuō)，抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸座62接合在臂主體座63上并由其支承。還有，抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸座62的中心孔由一個(gè)接合在周圍的圓盤66所閉合。
如上所述，刀具更換裝置的整個(gè)構(gòu)造已予以描述，下文將說(shuō)明本實(shí)施例的刀具更換裝置TC的活動(dòng)。
在更換刀具時(shí)，抓手對(duì)17分別抓住安裝在主軸9上的用過(guò)的刀具T和裝在刀庫(kù)10上的新刀具T(參看圖2)。當(dāng)抓住操作完成后，刀具更換臂A被降下并樞轉(zhuǎn)180度，從而交換刀具的位置。之后，刀具更換臂A抬起，新刀具T裝到主軸9上，而之后，刀具T的抓住被松開而用過(guò)的刀具T貯存在刀庫(kù)10中。
下文將參照?qǐng)D3和圖4對(duì)相應(yīng)步驟的操作予以說(shuō)明。
如上所述，刀具更換臂A在樞轉(zhuǎn)軸25的軸向上作往復(fù)移動(dòng)。這是為了從主軸9或刀庫(kù)10拉取或夾住刀具T。形成在圍繞著ATC驅(qū)動(dòng)軸18的圓筒件39周邊面上部的圓筒凹槽凸輪23控制著這動(dòng)作。以支承點(diǎn)44作支點(diǎn)而樞轉(zhuǎn)的一根樞轉(zhuǎn)桿40通過(guò)一個(gè)裝在中央部分附近的接合件43與圓筒凹槽凸輪23相接合，而一個(gè)裝在樞轉(zhuǎn)桿40前端的接觸件41與固定在樞轉(zhuǎn)軸25上的圓筒件36的圓形凹槽相接合。因此，當(dāng)ATC驅(qū)動(dòng)軸18轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，樞轉(zhuǎn)桿40就樞轉(zhuǎn)從而使樞轉(zhuǎn)軸25和固定在其上的刀具更換臂A在軸向上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)一個(gè)來(lái)回。根據(jù)圖3，接觸件41和圓筒件36之間的接合關(guān)系作了概念上的顯示。
另外，如圖3中所示，本實(shí)施例的刀具更換裝置TC上配置有一個(gè)用以從主軸9上接取用過(guò)的刀具T的機(jī)構(gòu)。也就是，圓筒凹槽凸輪22形成在ATC驅(qū)動(dòng)軸18外側(cè)邊上的圓筒件39周邊上部。當(dāng)從主軸9拉取刀具T時(shí)，刀具T可以通過(guò)將一個(gè)刀具釋放銷(未顯示)按壓和推下而卸下，刀具釋放銷通過(guò)一個(gè)樞轉(zhuǎn)件42連接在主軸9的刀具拆卸裝置的一個(gè)拉桿(未顯示)上，樞轉(zhuǎn)件42通過(guò)從動(dòng)于圓筒凹槽凸輪22而樞轉(zhuǎn)。
還有，刀具更換臂A是在水平方向上樞轉(zhuǎn)的。這是為了交換主軸9和刀庫(kù)10上的刀具T。裝在ATC驅(qū)動(dòng)軸18最高部分處的平行凸輪21控制著這動(dòng)作。這個(gè)動(dòng)作與日本專利JP-A-63-123646和美國(guó)專利第4,833,772號(hào)所公開的裝置的相應(yīng)部分的動(dòng)作是相似的，因此這里僅提供簡(jiǎn)單的說(shuō)明。平行凸輪21構(gòu)成一個(gè)復(fù)合凸輪，它包括兩塊平板凸輪21A和21B，平板凸輪與從動(dòng)于花鍵次軸37的從動(dòng)輥38相接觸?；谶@個(gè)結(jié)構(gòu)，當(dāng)ATC驅(qū)動(dòng)軸18轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，花鍵次軸37，樞轉(zhuǎn)軸25和刀具更換臂A轉(zhuǎn)動(dòng)180度。
還有，刀具更換臂A的抓手對(duì)17可以開和關(guān)閉。繞著ATC驅(qū)動(dòng)軸18的圓筒件39底面處的平面凹槽凸輪24控制這動(dòng)作。
圖7顯示線截自圖4中7-7線的截面圖。如圖中所示，平面凹槽凸輪24的一條凹槽是一個(gè)封閉環(huán)的形狀并配有都是圓弧形狀的一個(gè)大直徑部分24A和一個(gè)小直徑部分24B，圓弧形狀的中心在凸輪軸上，還配有一個(gè)連接著連接部分24A和24B的部分24C。抓手對(duì)17的成為閉合狀態(tài)，開放狀態(tài)和開放和閉合狀態(tài)取決于樞軸35結(jié)合到轉(zhuǎn)動(dòng)的平面凹槽凸輪24中的大直徑部分24A，小直徑部分24B和連接部分24C中的一個(gè)上。
也就是說(shuō)，在樞軸35從平面凹槽凸輪24的大直徑部分24A脫開和樞軸35從大直徑部分24A經(jīng)過(guò)連接部分24C至小直徑部分24B的期間內(nèi)當(dāng)ATC驅(qū)動(dòng)軸18轉(zhuǎn)動(dòng)和到達(dá)一個(gè)預(yù)定的角度時(shí)，樞軸35就以扇形齒輪34的軸作中心在一個(gè)方向上樞轉(zhuǎn)。另外，在樞軸35從小直徑部分24B脫開并從小直徑部分24B經(jīng)過(guò)連接部分24C至大直徑部分24A的期間內(nèi)，樞軸35就以相反于上述方向的方向作樞轉(zhuǎn)。
通過(guò)樞轉(zhuǎn)該樞軸35，該從動(dòng)于樞軸35的扇形齒輪34也樞轉(zhuǎn)，因而通過(guò)一個(gè)齒輪29a與扇形齒輪3相嚙合的外軸齒輪29也發(fā)生樞轉(zhuǎn)。通過(guò)樞轉(zhuǎn)外軸齒輪29，與其嚙合的刀具更換臂A的抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51也開始樞轉(zhuǎn)，于是，在抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸51外側(cè)的抓手驅(qū)凸輪51A開始朝著圖8中箭頭M的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即朝著抓手FA不受壓的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，抓手FA通過(guò)彈簧58的推壓力開始閉合。此外，抓手FA可以通過(guò)將上述步驟反向進(jìn)行而被打開。
雖然本發(fā)明的實(shí)施例已如上述給予說(shuō)明，但本發(fā)明全然不受限于這些實(shí)施例，本發(fā)明可以具有這樣一各結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)內(nèi)一個(gè)彈簧裝在每對(duì)抓手之間以推動(dòng)打開其前端的抓爪部分，而相應(yīng)的抓手對(duì)則通過(guò)在從動(dòng)部分上操動(dòng)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪而被向著關(guān)閉方向移動(dòng)。此外，雖然使用了一個(gè)電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)源，但是也可以使用旋轉(zhuǎn)式氣缸，齒條小齒輪機(jī)構(gòu)或類似物。再有，雖然根據(jù)實(shí)施例，外軸齒輪是由凸輪機(jī)構(gòu)操動(dòng)，但它也可以由其它的驅(qū)動(dòng)源，例如，一個(gè)氣缸或一個(gè)單獨(dú)安裝的并不直接連在ATC驅(qū)動(dòng)軸上的電動(dòng)機(jī)或其它類似物來(lái)驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的抓手開閉機(jī)構(gòu)，在傳統(tǒng)的刀具更換裝置上將裝在抓手對(duì)前端用以打開和關(guān)閉抓爪部分的外軸齒輪安置在刀具更換臂主體的樞轉(zhuǎn)軸的外側(cè)。因此，外軸齒輪的直徑增大了而軸向上長(zhǎng)度減短了，因而抗扭強(qiáng)度增大了而額外的樞轉(zhuǎn)就不需要了，由此刀具更換時(shí)間可以縮短。還有，裝配的直徑大了因而平面壓力減小了而得到一個(gè)大的扭矩。
權(quán)利要求
1.一種用于在機(jī)床的主軸和刀庫(kù)之間交換刀具的刀具更換裝置的抓手開閉機(jī)構(gòu)，所述抓手開閉機(jī)構(gòu)包括一個(gè)平行于主軸的樞轉(zhuǎn)軸；一個(gè)連接在樞轉(zhuǎn)軸下端部分的刀具更換臂；至少一對(duì)可放開地抓住一個(gè)刀具的抓手對(duì)，所述抓手對(duì)連接在刀具更換臂上；一個(gè)打開和關(guān)閉該抓手對(duì)的抓手驅(qū)動(dòng)凸輪；一個(gè)固定著抓手驅(qū)動(dòng)凸輪的抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸；一個(gè)設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸的樞轉(zhuǎn)軸外周邊上的外軸齒輪；和一個(gè)樞轉(zhuǎn)該外軸齒輪的刀具更換驅(qū)動(dòng)軸。
2.如權(quán)利要求1的抓手開閉機(jī)構(gòu)，其特征在于，其中刀具更換驅(qū)動(dòng)軸和外軸齒輪的驅(qū)動(dòng)力傳遞部分設(shè)置在一個(gè)刀具更換臂主體的近旁。
3.如權(quán)利要求1的抓手開閉機(jī)構(gòu)，其特征在于，其中該至少一對(duì)抓手對(duì)包括多個(gè)設(shè)置在刀具更換臂上的抓手對(duì)。
4.如權(quán)利要求1的抓手開閉機(jī)構(gòu)，其特征在于，它還包括一個(gè)安裝在每個(gè)抓手對(duì)上偏壓件，該偏壓件在夾持鉗的關(guān)閉方向和開啟方向中的一個(gè)方向上偏壓著在每個(gè)抓手對(duì)前端的夾持鉗。
5.如權(quán)利要求1的抓手開閉機(jī)構(gòu)，其特征在于，它還包括一個(gè)設(shè)置在每個(gè)抓手對(duì)中每個(gè)相應(yīng)的抓手的基部部分外的從動(dòng)部分，該從動(dòng)部分被促使與抓手驅(qū)動(dòng)凸輪相接觸以便開啟和關(guān)閉每個(gè)抓手。
6.如權(quán)利要求1的抓手開閉機(jī)構(gòu)，其特征在于，它還包括一個(gè)設(shè)置在每個(gè)抓手基部部分處的突出部分，在該處設(shè)置有每個(gè)從動(dòng)部分，而在與每個(gè)突出部分相接觸的其它抓手的基部部分處設(shè)置有一個(gè)接合部分。
7.如權(quán)利要求1的抓手開閉機(jī)構(gòu)，其特征在于，它還包括將外軸齒輪和抓手驅(qū)動(dòng)凸輪相連接和脫離連接的裝配部分。
8.如權(quán)利要求1的抓手開閉機(jī)構(gòu)，其特征在于，其中所述裝配部分包括至少一個(gè)設(shè)置在外軸齒輪和抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸中之一上的突出體和設(shè)置在該外軸齒輪和抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸中的另一個(gè)上的至少一個(gè)凹口。
9.如權(quán)利要求8的抓手開閉機(jī)構(gòu)，其特征在于，其中突出體和凹口可根據(jù)樞轉(zhuǎn)軸的軸向位置而有選擇地接合。
10.一種用于在機(jī)床的主軸和刀庫(kù)之間交換刀具的機(jī)構(gòu)，它包括一個(gè)具有一個(gè)上端和一個(gè)下端的樞轉(zhuǎn)軸，下端上有一個(gè)第一接合件；一個(gè)在樞轉(zhuǎn)軸下端上的刀具更換臂，該刀具更換臂包括至少一對(duì)可放開地抓住一個(gè)刀具的抓手對(duì)；和一個(gè)使該抓手對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸，該抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸具有一個(gè)在樞轉(zhuǎn)軸的樞轉(zhuǎn)動(dòng)作期間與第一接合件相連系的第二接合件。
11.如權(quán)利要求10的機(jī)構(gòu)，其特征在于，其中第一接合件是一個(gè)凹口而第二接合件是與凹口接合的突出體。
12.如權(quán)利要求10的機(jī)構(gòu)，其特征在于，它還包括一個(gè)設(shè)置在樞轉(zhuǎn)軸下端近旁處的外軸齒輪；和一個(gè)與使外軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的刀具更換驅(qū)動(dòng)軸相連系的扇形齒輪。
13.如權(quán)利要求10的機(jī)構(gòu)，其特征在于，它還包括一個(gè)在介于其上下端之間連接于樞轉(zhuǎn)軸的裝置，該裝置使樞轉(zhuǎn)軸在軸向上作往復(fù)移動(dòng)。
全文摘要
一個(gè)裝在一個(gè)用于使刀具更換臂主體作樞轉(zhuǎn)的樞轉(zhuǎn)軸外側(cè)上的外軸齒輪被裝配到一個(gè)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸上,一個(gè)來(lái)自ATC驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)外軸齒輪被傳遞給裝在抓手驅(qū)動(dòng)凸輪軸上的一個(gè)抓手驅(qū)動(dòng)凸輪,一個(gè)與抓手驅(qū)動(dòng)凸輪相接觸的從動(dòng)部分被操動(dòng),通過(guò)該從動(dòng)部分在抓手對(duì)前端的抓手FA和FB被打開。當(dāng)抓手FA和FB未因抓手驅(qū)動(dòng)凸輪的操動(dòng)而受壓時(shí),抓手FA和FB則由彈簧的推動(dòng)力關(guān)閉。
文檔編號(hào)B23Q39/04GK1185365SQ9712317
公開日1998年6月24日 申請(qǐng)日期1997年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月19日
發(fā)明者馬場(chǎng)春樹 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社