CN201519885U - 具换刀机构的多轴加工机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具换刀机构的多轴加工机，包括机台、载台、换刀机构及加工头；该载台具轴座、转轴及固定框，轴座可在机台上作铅直方向移动，该转轴呈水平方向设置在轴座上且可轴向旋转，该固定框结合在转轴端部，可供被加工物固定于其上而显露出两相对面；该换刀机构包括刀座及侦测器，刀座结合在转轴上可随着转轴转动，该刀座周面具数个插槽可供数个刀具插设，该侦测器设在轴座上可供测量驱动轴上刀具的长度；该加工头可在载台及换刀机构的上方作水平方向移动，其下端具有铅直方向设置且可轴向转动的驱动轴，该驱动轴的下端可夹持或释放刀座上的刀具。借由上述结构可使该加工机具有体积小、制作成本低及可提升换刀效率的功效。

Description

具换刀机构的多轴加工机

技术领域

本实用新型涉及一种自动加工机方面的技术领域，尤指一种具换刀机构的多轴加工机。

背景技术

一般现有具换刀机构的自动加工机，其换刀机构通常设置在机台上的载台的移动范围及其加工头的加工范围以外的位置，而且该换刀机构的刀库需另外以一组独立的驱动装置将其驱动，因此会大幅增加整体的体积，且亦会使整体的结构较为复杂进而使制作成本增加。尤其是该换刀机构的刀库与刀具头具有较远的距离，因此会大幅增加换刀的时间，而影响换刀的效率。

另外，目前常见的自动加工机不是将一水平驱动装置与一垂直驱动装置设在一起，以驱动一加工头作左右(X轴)、前后(Y轴)及升降(Z轴)移动，就是利用该水平驱动装置驱动承载一被加工物的载台作左右(X轴)、前后(Y轴)移动，或是利用该垂直驱动装置驱动该加工头或该载台作升降(Z轴)移动。然而，在上述种种现有自动加工机的架构中，不是会使该自动加工机的整体高度变得较高，就是会使该自动加工机的长度及宽度增大，所以该习知自动加工机通常会具有较庞大的体积，而且其结构亦较复杂而会使制作的成本大幅增加。尤其是，该种利用水平驱动装置驱动载台作X、Y轴移动的架构，其载台上的被加工物仅单面能被加工头上的刀具加工到，而且其结构更是会使切屑的清理较为不便。

有鉴于此，本设计人针对上述现有的自动加工机的换刀机构于设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种体积小、制作成本低及可提升换刀效率的具换刀机构的多轴加工机。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种具换刀机构的多轴加工机，包括一机台、一载台、一换刀机构及一加工头；其中，该载台具一轴座、一转轴及一固定框；该轴座可在该机台上作铅直方向(Z轴)的移动，该转轴呈水平方向的设置在该轴座上且可在该轴座上轴向旋转(A轴)，该固定框结合在该转轴的端部可供一被加工物固定于其上而显露出两相对面；该换刀机构包括一刀座及一侦测器；该刀座结合在该转轴上可随着该转轴转动，于该刀座的周面具有数个插槽可分别供复数刀具插设；该侦测器设在该轴座上可供测量夹在该驱动轴上的刀具的长度；该加工头可在该载台及该换刀机构的上方作水平方向(X、Y轴)的移动；该加工头的下端具有铅直方向设置且可轴向转动的一驱动轴，该驱动轴的下端可夹持或释放该刀座上的刀具。

如此，借由将该换刀机构结合在该载台上并共享同一驱动装置的设计，使整体机构较为精简，而可大幅缩减整体的体积以及可使制作成本较低。特别是，将该换刀机构结合在该载台上可使该刀座与该刀具头之间具有较短的距离，以使其可因此能具有提升换刀效率的功效。而且，该刀座随着该转轴转动，使其周面上可设置较多数量的刀具供使用，而可进一步节省空间。另外，该载台的轴座作铅直方向移动配合该加工头作水平方向移动的架构设计，可更进一步的缩小整体的体积及降低制作成本。此外，借由该转轴可将该固定座上的被加工物旋转的设计，使其可便于对该被加工物进行双面的加工，以及可便于清理加工时所产生的切屑，以改善现有的载台只承载该被加工物作水平方向移动所造成的仅能单面加工及切屑清理不易的问题。

较佳地，本实用新型的换刀机构更包括一盒体及一盖体；该盒体结合在该轴座上并供该转轴穿过，该盒体的内部可供容纳该刀座及该侦测器，于该盒体的上方具有一开口；该盖体可翻盖地结合在该盒体上可供开启或关闭该开口；借由该盒体与该盖体的保护，可避免切削时所产生的切屑沾附在该刀座的插槽或刀具上而影响换刀动作的情形。

在本实用新型中，该具换刀机构的多轴加工机更包括一水平驱动装置及一垂直驱动装置；该水平驱动装置设在该机台上可驱动该加工头作水平方向的移动；该垂直驱动装置设在该机台上且位于该水平驱动装置的前方的一侧，可驱动该轴座与该侧作铅直方向的移动；借由将该垂直驱动装置单独设置在该水平驱动装置的前方一侧边的设计，可使其能进一步缩小整体的体积及以降低制作成本。

在本实用新型中该加工头具有至少一喷嘴可喷出切削液或空气。该具换刀机构的多轴加工机更包括一集尘机构，该集尘机构包括一集尘槽、一切削液储存槽、一集尘机及一切换装置；该集尘槽设在该机台之中且位于该载台的下方；该集尘槽的底部具有相连通的管体，该管体的底部具有一第一排出口，该管体的管壁上具有一第二排出口；该切削液储存槽位于该第一排出口的下方；该集尘机以一连接管连接该第二排出口；该切换装置包括一盖板及一控制杆，该盖板设在该管体中可摆动到盖住该第一排出口的位置及摆动到盖住该第二排出口的位置，该控制杆设在该管体的外部可驱动该盖板摆动。如此，当该控制杆驱动该盖板盖住该第一排出口时，系启动该集尘机抽风并控制该喷嘴停止喷出切削液，以进行干切削；当该控制杆驱动该盖板盖住该第二排出口时，关闭该集尘机并控制该喷嘴喷出切削液，以进行湿切削。

附图说明

图1为本实用新型结构的相关位置示意图；

图2为本实用新型的局部立体放大示意图；

图3为本实用新型换刀机构的立体放大示意图；

图4为本实用新型换刀机构的剖面放大示意图；

图5为本实用新型的换刀动作示意图；

图6为本实用新型刀座的第一种实施态样的示意图；

图7为本实用新型刀座的第二种实施态样的示意图；

图8为本实用新型进行干切削时集尘机构的动作示意图；

图9为本实用新型进行湿切削时集尘机构的动作示意图。

【主要元件符号说明】

1   机台            10  被加工物      11  刀具

12  槽室            13  透明盖体      2   载台

20  轴座            21  转轴          22  固定框

22  横杆            24  固定杆        3   换刀机构

30  盒体            31  盖体          32  驱动器

33  刀座            34  侦测器        35  插槽

4   加工头          40  驱动轴        41  喷嘴

5   水平驱动装置    50  第一引导座    51  第二引导座

52  加工头座        53  第一驱动器    54  第二驱动器

6   垂直驱动装置    60  第三引导座    61  第三驱动器

7   集尘机构        70  集尘槽        71  切削液储存槽

72  集尘机        73  切换装置      74  管体

75  第一排出口    76  第二排出口    77  连接管

78  盖板          79  控制杆

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

请参阅图1所示，系显示本实用新型所述具换刀机构的多轴加工机包括一机台1、一载台2、一换刀机构3、一加工头4、一水平驱动装置5及一垂直驱动装置6。其中：

该机台1中具有一适当长度、宽度及高度可供该载台2及该加工头4于其中活动以进行加工的槽室12。该槽室12的前侧具有一可翻盖的透明盖体13，该透明盖体13可供观看该槽室中12的加工情形以及可被打开以便于将一被加工物10装设于该载台2或由该载台2上取出。

该载台2可供承载该被加工物10于该槽室12中作上下(Z轴)的铅直方向的移动。

该换刀机构3结合在该载台2上可供安置复数刀具11，并可随着该载台2作铅直方向的移动。该刀具11可以是铣刀、钻头、研磨刀......等。

该加工头4可在该载台2及该换刀机构3的上方作左右(X轴)及前后(Y轴)的水平方向的移动。该加工头4的下端具有铅直方向设置且可轴向转动的一驱动轴40，该驱动轴40的下端可夹持及释放该换刀机构3上的刀具11。该驱动轴40可夹持该刀具11旋转以进行切削、钻孔、研磨......等加工。

该水平驱动装置5位于该槽室12的后方，可驱动该加工头4作水平方向的移动。

该垂直驱动装置6位于该槽室12的左侧，可驱动该载台2作铅直方向的移动。

请参阅图2所示，其为本实用新型的局部立体放大示意图。其中指出：

该载台2具一轴座20、一转轴21及一固定框22。该轴座20可在该机台1上作上下(Z轴)的铅直方向的移动。该转轴21呈水平方向的设置在该轴座20上，该转轴21可利用如汽压缸、伺服马达......等旋转驱动装置来驱动其在该轴座20上轴向旋转(A轴)。该固定框22包括一横杆23及两固定杆24，该横杆23结合在该转轴21上，该两固定杆24垂直延伸自该横杆23的两端可供该被加工物10固定于其上，而使该被加工物10的上、下两相对侧面显露于该两固定杆24之间。在本实用新型中该固定框22针对不同形状的被加工物10亦可设成不同的结构，例如：圆形的被加工物10则该固定框22设成可供其固定的方框体配合一环形固定盖的结构，圆柱形的被加工物10则该固定框22设成可将其夹住或供其插入固定的夹爪或套筒等结构。

该加工头4上具有至少一喷嘴41可喷出切削液或空气。

该水平驱动装置5包括一第一引导座50、一第二引导座51、一加工头座52、一第一驱动器53、一第二驱动器54。该第一引导座50设在该机台1上。该第二引导座51设于该第一引导座50上并可沿着该X轴移动。该加工头座52设在该第二引导座51上可沿着该Y轴移动。该第一驱动器53为一伺服马达，且设在该第一引导座50上可驱动该第二引导座51移动。该第二驱动器54为一伺服马达，且设在该第二引导座51上并可驱动该加工头座52移动。该加工头4结合在该加工头座52上。

该垂直驱动装置6包括一第三引导座60及一第三驱动器61。该第三引导座60设在该机台1上，该载台2的轴座20设在该第三引导座60上并可沿着该Z轴移动。该第三驱动器61设在该第三引导座60上可驱动该轴座20移动。

请参阅图3、4所示，其指出该换刀机构3包括一盒体30、一盖体31、一驱动器32、一刀座33及一侦测器34。其中：

该盒体30结合在该轴座20上并供该转轴21穿过，于该盒体30的上方具有一开口。

该盖体31可翻盖地结合在该盒体30上并可供打开或关闭该盒体30的开口。

该驱动器32设在该盒体中可供驱动该盖体31翻盖以打开或关闭该盒体30的开口。

该刀座33结合在该转轴21且位于该盒体30之中，该刀座33可随着该转轴21转动，于该刀座33的周面具有数个插槽35分别供数个刀具11插设。

该侦测器34设在该轴座20上且位于该盒体30之中，该侦测器34可供测量夹在该驱动轴40上的刀具11的长度。

请配合参阅图3～5所示，当欲更换刀具11时，该驱动器32驱动该盖体31打开该盒体30的开口，然后该加工头4水平移到该盒体30的上方，之后该载台2的轴座20上升使该驱动轴40上的刀具11插设在该刀座33中闲置的插槽35中，并使该驱动轴40释放该刀具11。然后使该轴座20下降，再使该刀座33转动到使该欲使用的刀具11位于该驱动轴40的下方，之后再使该轴座20上升及使该驱动轴40夹住该刀具11。当该驱动轴40夹住该刀具11后，利用轴座20的升降及该刀具头4的水平移动配合使该侦测器34测量出该驱动轴40上的刀具11的长度，最后再关闭该盒体30的开口，如此便完成一次换刀的动作。

请参阅图6所示，其为该刀座33的第一种实施态样的示意图。其中指出该刀座33系于上侧面及下侧面分别具有数个呈直线排列的插槽35。该转轴21可带动该刀座33每次转动180度。

请参阅图7所示，其为该刀座33的第二种实施态样的示意图。其中指出该刀座33系于圆周面上具有数个呈环状间隔排列的插槽35。该转轴21可带动该刀座33转动一角度使其中一刀具11的尾端朝向正上方。

请参阅图8、9所示，其指出在该机台1之中的槽室12的下方设有一集尘机构7，该集尘机构7可供收集加工时所产生的切屑与喷嘴41所喷出的切削液。该集尘机构7包括一集尘槽70、一切削液储存槽71、一集尘机72及一切换装置73。其中：

该集尘槽70设于该机台1中的载台2的下方，且呈漏斗状可供接收加工时向下落下的切屑及切削液。该集尘槽70的底部具有与之相连通的一管体74，该管体74于底部具有一第一排出口75以及于一侧的管壁上具有一第二排出口76。

该切削液储存槽71位于该第一排出口75的下方，可接收由该第一排出口75落下的切削液。

该集尘机72以一连接管77连接该第二排出口76，可由该第二排出口76将落入该管体74中的切屑抽出。

该切换装置73包括一盖板78及一控制杆79。该盖板78设于该管体74中可摆动到盖住该第一排出口75的位置及摆动到盖住该第二排出口76的位置。该控制杆79设在该管体74的外部可驱动该盖板78摆动。

在该图8中可看出，当利用该控制杆79驱动该盖板78盖住该第一排出口75时，自动启动该集尘机72抽风并自动控制该喷嘴41停止喷出切削液，以进行干切削。

在该图9中可看出，当利用该控制杆79驱动该盖板78盖住该第二排出口76时，自动关闭该集尘机72并自动控制该喷嘴41喷出切削液，以进行湿切削。

综上所述，由于本实用新型具有上述优点及实用价值，而且在同类产品中均未见有类似的产品或发表，故已符合新型专利的申请要件，乃依法提出申请。

Claims (10)

1.一种具换刀机构的多轴加工机，其特征在于它包括：

一机台；

一载台，具一轴座、一转轴及一固定框，该轴座可在该机台上作铅直方向Z轴的移动，该转轴呈水平方向的设置在该轴座上，且可在该轴座上轴向旋转A轴，该固定框结合在该转轴的端部，供一被加工物固定于其上而显露出两相对面；

一换刀机构，包括一刀座及一侦测器，该刀座结合在该转轴上可随着该转轴转动，于该刀座的周面具有数个插槽分别供数个刀具插设，该侦测器设在该轴座上供测量夹在该驱动轴上的刀具的长度；以及

一加工头，可在该载台及该换刀机构的上方作水平方向即X、Y轴的移动，该加工头的下端具有铅直方向设置且可轴向转动的驱动轴，该驱动轴的下端夹持或释放该刀座上的刀具。

2.如权利要求1所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于：所述换刀机构更包括一盒体及一盖体，该盒体结合在该轴座上并供该转轴穿过，该盒体的内部供容纳该刀座及该侦测器，于该盒体的上方具有一开口，该盖体自动翻盖地结合在该盒体上以供开启或关闭该开口。

3.如权利要求2所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于：所述数个插槽分别呈直线地排列在该刀座的周面的两相对侧上。

4.如权利要求2所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于：所述数个插槽呈环状地排列在该刀座的周面上。

5.如权利要求1或2所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于：其更包括一水平驱动装置及一垂直驱动装置，该水平驱动装置设在该机台上驱动该加工头作水平方向的移动，该垂直驱动装置设在该机台上且位于该水平驱动装置前方的一侧，用以驱动该轴座于该侧作铅直方向的移动。

6.如权利要求5所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于：

所述水平驱动装置包括一第一引导座、一第二引导座、一加工头座、一第一驱动器、一第二驱动器；该第一引导座设在该机台上，该第二引导座设在该第一引导座上可沿着该X轴移动，该加工头座设在该第二引导座上可沿着该Y轴移动，该第一驱动器设在该第一引导座上可驱动该第二引导座移动，该第二驱动器设在该第二引导座上可驱动该加工头座移动，该加工头结合在该加工头座上；

所述垂直驱动装置包括一第三引导座及一第三驱动器，该第三引导座设在该机台上，该轴座设在该第三引导座上可沿着该Z轴移动，该第三驱动器设在该第三引导座上可驱动该轴座移动。

7.如权利要求6所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于：所述加工头上具有至少一可喷出切削液或空气的喷嘴。

8.如权利要求7所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于：其更包括一集尘机构，该集尘机构包括一集尘槽、一切削液储存槽、一集尘机及一切换装置，该集尘槽设在该机台之中且位于该载台的下方，该集尘槽的底部具有相连通的管体，该管体的底部具有一第一排出口，该管体的一侧管壁上具有一第二排出口，该切削液储存槽位于该管体的下方，该集尘机以一连接管连接该第二排出口，该切换装置包括一盖板及一控制杆，该盖板设在该管体中可摆动到盖住该第一排出口的位置及摆动到盖住该第二排出口的位置，该控制杆设在该管体的外部并驱动该盖板摆动。

9.如权利要求8所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于： 所述控制杆驱动该盖板盖住该第一排出口时启动该集尘机抽风并控制该喷嘴停止喷出切削液；当该控制杆驱动该盖板盖住该第二排出口时关闭该集尘机并控制该喷嘴喷出切削液。

10.如权利要求1或2所述具换刀机构的多轴加工机，其特征在于：所述固定框包括一横杆及两固定杆，该横杆结合在该转轴上，该两固定杆垂直延伸自该横杆的两端以供该被加工物固定于其上。

Images