TWI353281B - A multi-layered tool magazine system of cnc machin - Google Patents

Description

1353281 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明隸屬一種數值控制加工機之儲刀技術，具體而言 係指一種速度快、且刀具備量多的多層式自動換刀系統藉 以逹到能迅速換刀之目的，且進一步能提高其加工效率。 【先前技術】 按，為了提高加工效率與精準度，數值控制加工機成為 目則切削加工機具的主流，因此其加工形態也不斷的翻新， 除了傳統的鑽孔、銑削、車削外，更包含攻牙、研磨、定位 與取像等等’且同一加工形態下各種更具有多種不同加工樣 式與不同的尺寸規格，因此其需準備的刀具極多。故數值控 制加工機通常會設有一換刀刀庫，供架置各種不同型式之切 削刀具，而傳統的刀庫主要係由轉盤式刀庫或鏈條式刀庫所 構成，其係於轉盤或鏈條上等距設有複數供嵌插刀具之刀 套，刀庫並於定點設有一可旋轉的換刀裝置，供利用換刀裝 置使刀庫與加工機的刀具主軸間能同步拔取、旋轉與嵌插， 而達到換刀之目的； 但現有的刀庫不論係轉盤式刀庫或鏈條式刀庫，其在空 間與操作考量下，其備刀量有限，因此一般操作者均將該數 值控制加工機没疋成單一產品的專用加工機，以減少刀具的 里如遇夕里、夕樣的加工需求，即需更新整個刀庫的配 5 1353281 刀，如此需要重新進行刀具的對位與校正，將大幅增加換刀 的時間，而影響到加工的效率，故有待進一步的改良。 換言之，如何在不影響換刀動作與等待時間的狀況下， 增加刀庫的備刀4,即可讓加卫機應用於少量、多加工樣式 的被加工件上，而能滿足不同的加工需求，並提高其加工生 產的效率。 有鑑於此，本發明人乃針對現有數值控制 训山例 < 刀厗 借刀量不；i的問題的深人探討，並藉由多年從事相關產業之 研發與製造經驗’積極尋求解決之道，經不斷努力之研究與 試作’終於成功的開發出—種多層式自動換刀㈣，藉以解 決現有數值控制加工機於進行少量、多樣式加工之工件時的 不便與困擾。 【發明内容】 種多層式自動換刀系統， 有效提升少量加工的加工

因此，本發明主要係在提供一 藉以增加備刀量，且能迅速換刀， 效率。 為此’本發明主要係透過下列的技術手段，來具體實現 本發明的各項目的與效能：其係設於加工機對應刀具主轴 處，該多層式刀庫系統包含有； 一機架 王一 1回以 之料單元’其餘機架㈣分別設有一 轉動輪組，而其中—艟勒^7 轉動輪組具有-驅動單元，再者兩轉動 6 1353281 輪組間環設有一由刀套組成的刀鏈； 取刀單元其係於機架異於刀庫單元的側面邊緣設有 -滑座’ $取刀#元並於滑座頂端設有—驅料a，驅動單 元可作動-滑設於滑座上的鞍座上、下移動，再者鞍座具有 -能對應刀庫單元之取刀定位點前、後移動的旋轉盤，且旋 轉盤兩端分別設有能夾掣刀具之第一取刀部與第二取刀 部，又鞍座上設有一可作動旋轉盤前、後移動之伸縮缸體， 其中第-、二取刀部可相對拔取前述刀庫單元之特定刀套交 換夾掣刀具； -換刀單元’其係設於對應加工機之刀具主軸換刀處， 該換刀單元具有一連結加工機機台之基座，且基座上設有一 鞍座’該鞍座上具有-能前後移動及旋轉的旋臂，且旋臂兩 端分別設有能夾掣刀具之第—換刀部與第二換刀部，鞍座上 設有-能作動旋臂前、後移動之㈣缸體，且㈣ -供作動旋臂轉動的驅動單元，其第一、二換刀部可相㈣ 述取刀單元之第-、二取刀部及刀具主軸交換夾孽刀且。 藉此’透過本發明前述技術手段的展現，使得本發明能 大幅增加刀庫㈣刀量，且能迅速預切備下—程序的刀且 至換刀位置，並在完成換刀動作，將完成加工的刀具送回;; 庫’而達到快速更換刀具之目的，進-步可提高其加工效 率，而能增加產品的附加價值，且提升競爭力與經濟效益。 為使貴審查委貢能— 步了解本發明的構成、特徵及 7 1353281 其他目的，以下乃舉本發明之若干較佳實施例，並配合圖式 詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。 本發明係一種多層式自動換刀系統，隨附圖例示之本發 明多層式刀庫系統的具體實施例及其構件中，所有關於前與 後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的 參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構 件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺 _寸’當可在不離開本發明之中請專利範圍内，根據本發明之 具體實施例的設計與需求而進行變化。 【實施方式】 本發明係應用於多層式自動換刀系統，請參看圖一、圖 二、圖三及圖四至圖七所顯示者，其大致上包含有一機架 (10)、至少一個以上之刀庫單元（2〇)、一取刀單元（3〇)及一 •換刀單元⑽所組成’其中取刀單元⑽可相對各刀庫翠元 (20)位移，且取刀單元（3〇)能相對一設置於加工機上之 換刀單元（40)與加工機（50)之刀具主轴（55)交換刀具（如圖 三所揭示）； 其中機架（10)主要係用於與該加工機（5〇)連結，且機架 (1〇)可供用於組設與保護本發明其他模組，而前述加工機 (50)包含有-能透過舰轴進行χ轴與γ軸方向直線移動的 工作平σ及一能透過服轴進行Ζ軸移動的刀具主軸（55)，且 8 1353281 CNC加工機（50)能受加工程式控_工作平台與刀具主轴（55) 之移動與高速旋轉，供移動被加工件及操控刀具主軸（55)上 的刀具對工作平台上的被加工件進行切削加工； • 各刀庫單元（2〇)係於機架（10)呈由上而下等距、且平行 設置，且各刀庫單元（2〇)於機架（1〇)兩端分別設有一轉動輪 組（21)，而其中一轉動輪組（21)具有一驅動單元（22)，該驅 動單元（22)可選自可準確定位的伺服馬達，再者兩轉動輪組 • (21)間環設有一由刀套（26)組成的刀鏈（25)，且各刀庫單元 (20)之刀鏈（25)於特定的取刀定位點能讓刀套（26)旋轉9〇 度’以供取刀單元（3〇)拔取該刀套（26)上的刀具； 而取刀單元（30 )係於機架（10)異於刀庫單元（20)的側 面邊緣設有一滑座（31)，取刀單元（3〇)並於滑座（31)頂端設 有一驅動單元（33)，該驅動單元（33)可選自可準確定位的伺 服馬達，其中驅動單元（33)可驅動一對應滑座（31)中央延伸 鲁的導螺桿（34)，且導螺桿（34)上設有一滑設於滑座（31)上的 鞍座（35) ’讓鞍座（35)可受驅動單元（33)作用而上、下移 動，再者鞍座（35)具有一能對應刀庫單元（2〇)之取刀定位點 前、後移動的旋轉盤（36)，且旋轉盤（36)兩端分別設有能夾 掣刀具之第一取刀部（361)與第二取刀部（362) ’又鞍座（35) 上設有一可作動旋轉盤（36)前、後移動之伸縮缸體（37)，讓 旋轉盤（36)之第一、二取刀部（361) (362)能選擇性相對刀庫 單元（20)與換刀單元（4〇)拔取刀具及旋轉交換之動作； 9 1353281 上的預備刀具；之後，令前述取刀單元（30)利用驅動單元（33) 將鞍座（35)預先移動至換刀定位點，且令旋轉盤（36)轉動使 夾取預備刀具之第一取刀部（361)旋轉至換刀位置，供等待 加工機（50)之刀具主轴（55)進行換刀； 接續，當加工機（50)之刀具主轴（55)上的刀具在完成前 一階段的加工後，刀具主軸（55)亦將完成加工之刀具移至換 刀定位點，並利用換刀單元（4〇)之第一、二換刀部（451)(452) • 同步拔取刀具主軸（55)與取刀單元（30)之刀具，且令換刀單 元（40)之旋臂（45)轉動，再同步插掣刀具，使預備刀具嵌插 於刀具主軸（55)，而使用後的刀具則同步插掣於取刀單元 (30)上’完成換刀的動作； 最後，取刀單元（30)再移至下一流程使用的預備刀具之 刀庫單元（2〇)，並轉動該取刀單元之旋轉盤（3〇，而依 則述方式取出預備刀具，並同步將該使用後的刀具置回如 鲁此往復循環進行取刀、換刀的動作，而能加速預備刀具的準 備時間，且能大幅增加刀庫的備刀量，故能有效的提升加工 效率。 綜上所述，本發明具有上述眾多的實用價值，因此本發 月確實為一新賴進步的創作，在相同的技術領域中未見相同 或近似的產品公開使用，故本發明已符合發明專利的要件， 乃依法提出申請’祈請早日賜准本案發明專利。 【圖式簡單說明】 11 圖係為本發明之多層式自動換刀系 圖’用以說明其主要構成之配置及其相對關係;、觀不意 圖二係為本發明之多層式自動換刀系一 意圖，供賴1 ;甘口 外觀示 供揭不其另一侧之配置狀態； 圓三係為本發明之多層式自動 ^助換刀系統結合機台換刀 的側面不意圖；以及 刀單 圖四至圖七係為本發明炙 一 +赞明之多層式自動換刀系統取 元的動作示意圖。 【主要元件符號說明】 10機架 20刀庫單元 21轉動輪組 22驅動單元 25刀鏈 26刀套 30取刀單元 31滑座 33驅動單元 34導螺桿 35鞍座 36旋轉盤 12 1353281 第一取刀部 第二取刀部 伸縮缸體 換刀單元 基座 鞍座 伸縮缸體 驅動單元 旋臂 第一換刀部 第二換刀部 加工機 刀具主軸

Claims (1)

1353281 七、申請專利範圍： u 一種多層式自動換刀系統，其係設於加工機對應刀具主 轴處，該多層式刀庫系統包含有； 一機架； 至少一刀庫單元，其係於機架兩端分別設有一轉動輪 組’而其中一轉動輪組具有一驅動單元，再者兩轉動輪 組間環設有一由刀套組成的刀鏈； _ 一取刀單元’其係於機架異於刀庫單元的側面邊緣設有 /月座，該取刀單元並於滑座頂端設有一驅動單元，驅 動單元可作動一滑設於滑座上的鞍座上、下移動，再者 鞍座具有一能對應刀庫單元之取刀定位點前、後移動的 旋轉盤，且旋轉盤兩端分別設有能夾掣刀具之第一取刀 部與第二取刀部； 一換刀單元，其係設於對應加工機之刀具主轴換刀處， .該換刀單元具有一連結加工機機台之基座且基座上設 有鞍座，该鞍座上具有一能前後移動及旋轉的旋臂， 且旋臂兩端分別設有能夹掣刀具之第—換刀部與第二換 刀部。 2. 如申請專㈣圍IM項所述之多層式自動換刀系統，其 中該刀庫單元於機架呈由上而下等距、且平行設置。 如申請專利範㈣1項所述之多層式自動換刀系統，其 中該刀庫單元、取刀單元與換刀單元之驅動單 14 3. 5. • 6· 7. 8. 9. 10. 11 可準確定位的伺服馬達。 如申請料範圍第4項所述之多層式自動換刀系統其 中該刀庫早疋之刀鏈於特定的取刀定位點能讓刀套旋轉 9。度，以供取刀單元拔取該刀套上的刀具。 如申請專利範圍第，項所述之多層式自動、換刀系統，立 中該取刀單元的鞍座上設有-可作動旋轉盤前'後移動 之伸縮缸體。 如申請專利範圍第！項所述之多層式自動換刀系統，其 中該取：早π的第一取刀部與第二取刀部可相對拔取前 述刀庫單元之特定刀套交換夹掣刀具。 如申請專利_第！項所述之多層式自動換刀系統，其中該'刀單元之驅動單元設有一對應滑座的導螺桿，而 鞍座將設於導螺桿上。 如申請專利範圍第7項所述之多層式自動換㈣H中該導螺捍上設有—滑設於滑座上的鞍座。 如申請專利範圍第i項所述之多層式 喟式自動換刀系統，其 中該換刀單元的鞍座上設有—能作 、 伸縮缸體。 “、後移動之 如申請專利範圍第！項所述之多層式自動換刀系 中該換刀單元的鞍座一側另設—供作動旋臂轉52 一单70。 統，其動的驅動 如申請專料圍第！項所述之多層式自動換刀系 統，其 15 1353281 中該換刀單元的第一換刀部與第二換刀部可相對前述取 刀單元之第一、二取刀部及刀具主轴交換夾掣刀具。

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