[发明专利]换刀单元及具有该换刀单元的换刀装置

说明书

本发明公开了一种换刀单元及具有该换刀单元的换刀装置，该换刀单元具有一座体及二轴设于座体上的刀臂而分别位于座体两侧，各臂体上具有一复位元件及一夹持元件、致动元件，该复位元件让刀臂得在一第一位置与一第二位置间向下或向上位移偏转，该夹持元件得以夹持一主轴刀具或一刀库刀具，该换刀单元可与一动力单元结合而构成一换刀装置，动力单元可驱使换刀单元旋转或既升降又旋转，借上述结构，该换刀单元的两刀臂在主轴下降时，主轴会驱使该致动元件，使位于主轴该侧的刀臂会向下偏转位移而不会干涉主轴的正常下降，且换刀单元完成一个换刀动作的轨迹，只须旋转180度即可完成换刀动作，有效缩短换刀的所需时间。

技术领域

本发明涉及金属加工机，具体指一种换刀单元及具有该换刀单元的换刀装置。

背景技术

按，目前自动化的金属加工机，大部分会设置有刀库及自动换刀装置，由刀库收纳多数不同切削效果、造型与尺寸的刀具，再由换刀装置于刀库与加工机的主轴间进行刀具的转换。

请参阅中国台湾第106202581号『自动换刀系统的刀夹复位机构』新型专利及图1、2所示(以下简称第一习知案)，该第一习知案中所应用的刀库，业界通称为夹臂式刀库12，其利用主轴11上下升降时，直接以主轴11与夹臂式刀库12中已选定的刀具进行更换，请配合参阅图1、2所示，该夹臂式刀库12组设于主轴11的正前方，以利方便而又节省时间的进行刀具的更换，惟其有以下数个缺点：

第一是不能安排数量太多的刀具，因为在安排数量较多的刀具时，将使其夹臂式刀库12的整体体积过大而会与须经常启闭的金属加工机10前侧面13发生相互干涉的问题，由于该夹臂式刀库12的刀具无法安排较多的数量，致所搭载该夹臂式刀库12的金属加工机10所需的多样化加工的需求无法被满足。

第二是夹臂式刀库在进行选刀时，必须等主轴向上离开而不干涉刀库的转动，才能进行选刀的作业，致换刀效率不佳。

第三是夹臂式刀库的刀具数若较高时，其直径必须加大许多，当要换上相对侧的刀具时，该刀具转动位移的距离会变得很长，致换刀的时间也变长，一样有换刀效率不佳的问题。

请再参阅中国台湾第107202369号『加工机的打换刀机构』新型专利及图3至图7(以下简称第二习知案)，该第二习知案以一种业界称为凸轮式换刀装置20搭配一种圆盘式刀库24而能以凸轮式换刀装置20驱动换刀臂23上下升降及旋转的方式进行刀具的更换，该凸轮式换刀装置20由一驱动马达21及一凸轮箱22所构成，由该驱动马达21驱动一滚齿凸轮201及一平面凸轮203旋转，并进而带动一转轴205上的凸齿转轮202及轴设于平面凸轮203上的摇柄204，而使转轴205可带动组设于转轴205下方的换刀臂23升降及旋转，请配合参阅图7及图4所示，该习知凸轮式换刀装置20的动作轨迹令换刀臂23处于一待机位置，待刀库刀具207及主轴刀具206两者都位于扣刀位置时，再令换刀臂23逆时针方向旋转90度而完成扣刀动作，请配合图5所示，完成扣刀动作的换刀臂23则会被驱动下降至一定点后再逆时针旋转180度而进行换刀，使刀库刀具207与主轴刀具206的位置互换，请再配合图6所示，该换刀臂23乃会又被驱动上升至一定点位置而进行插刀动作，即，使该原先的主轴刀具206插于圆盘式刀库24，该刀库刀具207插于主轴25，该换刀臂23则再顺时针旋转90度而又回复至待机位置，该习知凸轮式换刀装置20搭配圆盘式刀库24的做法，由于该圆盘式刀库24位于主轴25的旁侧而非位于正前方，是以，其乃可安排较多的刀具数量，而不会与须经常启闭的金属加工机前侧面产生相互干涉的问题，唯，其却有两个缺点，一为该凸轮箱22的构造复杂、平面凸轮203及滚齿凸轮201的加工不易及精准度不好控制，相对的使制造成本亦居高不下；二为该换刀臂23须旋转360度才能完成一个换刀动作，其换刀的效率可谓不佳。

发明内容

本发明的主要目的乃在于提供一种换刀单元及具有换刀单元的换刀装置，借该换刀单元可同时适用于利用主轴升降时进行更换刀具或借由换刀装置升降及旋转而更换刀具，使该换刀单元可不受限于单一型式的换刀方式，而具有广泛的适用性。