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      自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu)的制作方法

      文檔序號:3225538閱讀:219來源:國知局
      專利名稱:自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型涉及一種感測壓缸組驅(qū)動換刀臂直進(jìn)及后退運動的位置的機(jī)構(gòu),特別是一種利用感測內(nèi)、外環(huán)座短距離的位移,以取代壓缸活塞桿的長距離位移感測,進(jìn)而降低感測的行程空間,達(dá)到易于配設(shè)且能準(zhǔn)確感測的自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu)。
      背景技術(shù)
      加工中心機(jī)的加工主軸于更換刀具時,以自動換刀裝置依預(yù)設(shè)的程序,自刀庫中更換選取適當(dāng)?shù)那邢鞯毒?,然而,在換刀裝置的換刀過程中,其換刀的運動包括有直進(jìn)拔刀、旋轉(zhuǎn)換刀及后退置刀,因此,換刀臂的運動基本包含有直線運動及旋轉(zhuǎn)運動,由于直線運動及旋轉(zhuǎn)運動的過程中,有其交替變換的時序搭配,因此在每完成一個動作后,必須加以確認(rèn)定位,才能接續(xù)進(jìn)行下一個動作,如此才能有效避免撞機(jī)的情形;以凸輪式自動換刀裝置而言,其運動的時序搭配可利用凸輪曲線的設(shè)計,來確保完成每一個動作,但因適當(dāng)?shù)耐馆喦€并不易制作,且與凸輪連動的滾子長期使用下產(chǎn)生的磨耗問題亦降低其使用壽命,又其必須以馬達(dá)驅(qū)動凸輪軸,將使得整體體積顯得龐大,對于裝配于加工中心機(jī)時,體積過大會造成配置上的困擾,因此凸輪式自動換刀裝置有其缺弊的存在。
      為了改善凸輪式自動換刀裝置的缺弊,即有另一種的油壓式自動換刀裝置,該油壓式自動換刀裝置的直線運動及旋轉(zhuǎn)運動分別由不同的動力源驅(qū)動,直線運動一般由壓缸驅(qū)動,而旋轉(zhuǎn)運動則由油壓馬達(dá)來驅(qū)動,在使用不同的動力源下,兩種運動于交替作時序搭配時,就必須非常注重運動定位的問題,否則極易發(fā)生撞機(jī)的情形,油壓馬達(dá)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)運動較易克服定位感測的問題,但油壓缸作直線運動時的定位感測,則有許多的問題產(chǎn)生,以下就其方式及問題加以說明1、以傳感器感測定位油壓缸以傳感器感測定位時,一般于活塞桿起始點及最大伸出點各設(shè)一傳感器,但最大伸出點系換刀臂伸出懸空的空間,在配置上很難裝設(shè)傳感器,因此因應(yīng)的方式如圖1、圖2所示,該換刀裝置于機(jī)架10上裝設(shè)有一油壓缸11,該油壓缸11的活塞桿12向下連結(jié)另一活動機(jī)架13,該活動機(jī)架13上裝設(shè)有油壓馬達(dá)14及二導(dǎo)桿15,并令其貫穿凸伸于機(jī)架10外,又油壓馬達(dá)14的轉(zhuǎn)軸連結(jié)一齒輪組16,該齒輪組16以轉(zhuǎn)軸銜接一換刀臂17,而兩傳感器18、19則對應(yīng)裝設(shè)于導(dǎo)桿15的起始點及最大伸出點,如此雖解決配設(shè)的問題,但因兩傳感器18、19系直接對應(yīng)換刀臂17后方導(dǎo)桿15伸縮的兩個最大行程位置,因此就換刀臂17的位置而言,其不僅有一前進(jìn)的空間也有一個后方的后退空間,而占有雙倍的行程空間,如此也造成整體體積過大的問題。
      2、以預(yù)設(shè)時間計算為了避免裝設(shè)傳感器配置的問題,亦有業(yè)者以預(yù)設(shè)時間來控制,亦即以一個大于預(yù)估直進(jìn)或后退的時間來計算,于到達(dá)預(yù)設(shè)時間后即進(jìn)行下一個接續(xù)的動作,此種方式不但會增長換刀的時間,且在不確定到達(dá)定位下即進(jìn)行接續(xù)的動作,一但壓缸本身作動不正常時便容易造成誤動撞機(jī)的情形,因此顯然有很大的缺弊。

      發(fā)明內(nèi)容
      本實用新型的目的是提供一種自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),以壓缸組驅(qū)動換刀臂作直進(jìn)及后退運動的定位感測,主要于換刀臂初始直進(jìn)時,以一個后端的外環(huán)座作短距離的脫離感測,于到達(dá)直進(jìn)的終點時則連動至后端的內(nèi)環(huán)座作短距離的到位感測,于換刀臂初始后退時,內(nèi)環(huán)座的到位感測則轉(zhuǎn)換為脫離感測,換刀臂后退至原點時,外環(huán)座的脫離感測則轉(zhuǎn)換為到位感測,使得內(nèi)、外環(huán)座的轉(zhuǎn)換感測,可分別感測到換刀臂開始直進(jìn)、到達(dá)直進(jìn)的終點、開始后退及后退至原點;藉此,利用內(nèi)、外環(huán)座的短距離位移感測,即可準(zhǔn)確感測到每一個直線運動的動作,以利控制進(jìn)行接續(xù)的動作,而有效確保機(jī)件的正常運動,且短距離位移感測可降低感測的行程空間,進(jìn)而使整個裝置縮減空間體積,并易于配置。
      本實用新型的上述目的是這樣實現(xiàn)的,一種自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),該壓缸組的活塞桿連結(jié)換刀臂,壓缸座則設(shè)于本體上,其特征在于定位感測機(jī)構(gòu)包括滑桿,滑設(shè)于壓缸座上,其外端具有凸勾,由換刀臂抵頂推移;內(nèi)環(huán)座,固設(shè)于滑桿的內(nèi)端,其內(nèi)端抵頂于本體;彈性體,設(shè)于內(nèi)環(huán)座的外端環(huán)面上,一端抵頂內(nèi)環(huán)座;外環(huán)座,設(shè)于內(nèi)環(huán)座的外側(cè),其內(nèi)端抵頂于彈性體的另端,換刀臂抵頂外環(huán)座的外端;傳感器,分別裝設(shè)對應(yīng)于內(nèi)環(huán)座及外環(huán)座,并連結(jié)感測訊號至控制器。
      以下結(jié)合附圖以具體實例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。


      圖1是習(xí)式油壓式換刀裝置感測定位的示意圖之一;圖2是習(xí)式油壓式換刀裝置感測定位的示意圖之二;圖3是本實用新型的外觀示意圖;圖4是本實用新型定位感測機(jī)構(gòu)的動作示意圖之一;圖5是圖4的局部放大圖;圖6是本實用新型定位感測機(jī)構(gòu)的動作示意圖之二;圖7是本實用新型定位感測機(jī)構(gòu)的動作示意圖之三;圖8是本實用新型定位感測機(jī)構(gòu)的動作示意圖之四;圖9是本實用新型感測訊號對照表。
      附圖標(biāo)記說明10-機(jī)架;11-油壓缸;12-活塞桿;13-活動機(jī)架;14-油壓馬達(dá);15-導(dǎo)桿;16-齒輪組;17-換刀臂;18、19-傳感器;20-壓缸組;21-心軸;211-液壓室;212、213-液壓管路;22-活塞;23-活塞桿;30-本體;31-心軸外套;311-擋環(huán);32-換刀臂;33-本體外罩;34-軸承座;40-定位感測機(jī)構(gòu);41-滑桿;411-凸勾;42-內(nèi)環(huán)座;421-凸環(huán);43-彈性體;44-外環(huán)座;441-凸環(huán);45、46-傳感器。
      具體實施方式
      請參閱圖3、圖4、圖5,本實用新型自動換刀裝置的直進(jìn)及后退的運動由壓缸組驅(qū)動,該壓缸組20于本體30內(nèi)樞設(shè)一由心軸21所構(gòu)成的壓缸座,該心軸21內(nèi)設(shè)有一液壓室211,液壓室211兩端分別具有連通至液壓系統(tǒng)的液壓管路212、213,另液壓室211設(shè)有一具活塞22的活塞桿23,使得液壓系統(tǒng)由液壓管路注油時,可推動活塞桿23前進(jìn)后退,活塞桿23一端連結(jié)心軸外套31,該心軸外套31鎖固連結(jié)換刀臂32,而可由活塞桿23帶動心軸外套31及換刀臂32直進(jìn)或后退,其中,該壓缸組的定位感測機(jī)構(gòu)40,于心軸21壓缸座上裝設(shè)外端具有凸勾411且可滑移的滑桿41,滑桿41的內(nèi)端于心軸21的環(huán)面上鍵合一內(nèi)環(huán)座42,該內(nèi)環(huán)座42的環(huán)面適當(dāng)位置上凸設(shè)有一凸環(huán)421,凸環(huán)421的內(nèi)端可抵頂于本體30的軸承座34,凸環(huán)421的外端則環(huán)設(shè)數(shù)個彈性體43,一凸設(shè)有凸環(huán)441的外環(huán)座44則以內(nèi)端抵頂彈性體43,進(jìn)而使得外環(huán)座44可以彈性體43的彈力于心軸21上滑移,而外環(huán)座44的外端則可抵頂連結(jié)有換刀臂32的心軸外套31,并在心軸外套31內(nèi)相對滑桿凸勾411設(shè)有擋環(huán)311,另本體外罩33上相對內(nèi)環(huán)座42的凸環(huán)421位置及相對外環(huán)座44的凸環(huán)441位置上分別設(shè)有傳感器45、46,以感測內(nèi)、外環(huán)座42、44的位置變化。
      請參閱圖4、圖5、圖9,當(dāng)換刀臂32位于原點位置時,該內(nèi)環(huán)座的凸環(huán)421內(nèi)端抵頂于本體30的軸承座34,并使凸環(huán)421與傳感器45具有位差,此時傳感器45無感測訊號,而外環(huán)座44的外端則抵頂心軸外套31,使得凸環(huán)441對應(yīng)到傳感器46,則傳感器46產(chǎn)生訊號。
      請參閱圖6、圖9,當(dāng)換刀臂32初始直進(jìn)時,該外環(huán)座44的外端由于脫離心軸外套31的抵頂,彈性體43將外環(huán)座44向外作短距離的推移,使得凸環(huán)441脫離對應(yīng)傳感器46,則傳感器46無感測訊號,而內(nèi)環(huán)座的凸環(huán)421內(nèi)端則保持抵頂于本體30的軸承座34,并使凸環(huán)421與傳感器45具有位差,此時傳感器45仍無感測訊號。
      請參閱圖7、圖9,當(dāng)換刀臂32直進(jìn)接近終點時,該外環(huán)座44的凸環(huán)441仍脫離對應(yīng)傳感器46,則傳感器46無感測訊號,而內(nèi)環(huán)座的凸環(huán)421內(nèi)端則保持抵頂于本體30的軸承座34,并使凸環(huán)421與傳感器45具有位差,此時傳感器45仍無感測訊號。
      請參閱圖8、圖9,當(dāng)換刀臂32到達(dá)直進(jìn)的終點時,則心軸外套31的擋環(huán)311將勾抵到滑桿41的凸勾411,而拉引滑桿41向外作短距離的滑移,滑桿41向外滑移時又帶動鍵合的內(nèi)環(huán)座42移動,使得內(nèi)環(huán)座的凸環(huán)421對應(yīng)到傳感器45,則傳感器45產(chǎn)生訊號,而外環(huán)座44的凸環(huán)441則保持脫離對應(yīng)傳感器46,則傳感器46無感測訊號。
      于壓缸組完成直進(jìn)拔刀后,換刀臂即進(jìn)行旋轉(zhuǎn)換刀,由于旋轉(zhuǎn)換刀的定位訊號加入控制器后,因此旋轉(zhuǎn)換刀后,進(jìn)行后退置刀作業(yè)的定位訊號將重新編碼辨識。
      反之,請參閱圖7、圖9,當(dāng)換刀臂32開始后退時,該心軸外套31的擋環(huán)311將脫離勾抵到滑桿41的凸勾411,此時彈性體43推移內(nèi)環(huán)座42及滑桿41后移,并使內(nèi)環(huán)座的凸環(huán)421內(nèi)端抵頂于本體30的軸承座34,則凸環(huán)421與傳感器45具有位差,此時傳感器45無感測訊號,而外環(huán)座44的凸環(huán)441仍脫離對應(yīng)傳感器46,則傳感器46無感測訊號。
      請參閱圖6、圖9,當(dāng)換刀臂32后退接近原點時,該外環(huán)座44的凸環(huán)441仍脫離對應(yīng)傳感器46,則傳感器46無感測訊號,而內(nèi)環(huán)座的凸環(huán)421內(nèi)端則保持抵頂于本體30的軸承座34,并使凸環(huán)421與傳感器45具有位差,此時傳感器45仍無感測訊號。
      請參閱圖4、圖5、圖9,當(dāng)換刀臂32退至原點位置時,該心軸外套31將抵頂外環(huán)座44的外端,并使外環(huán)座44壓縮彈性體43而內(nèi)移,使得凸環(huán)441對應(yīng)到傳感器46,則傳感器46產(chǎn)生訊號,而內(nèi)環(huán)座的凸環(huán)421內(nèi)端保持抵頂于本體30的軸承座34,此時傳感器45仍無感測訊號。
      藉此,本實用新型自動換刀裝置直進(jìn)及后退運動的定位感測機(jī)構(gòu),利用內(nèi)、外環(huán)座的短距離位移感測及互動的交替位移感測,即可準(zhǔn)確感測到每一個直線運動的動作,以利控制器控制進(jìn)行接續(xù)的動作,而有效確保機(jī)件的正常運動,且短距離位移感測可降低感測的行程空間,進(jìn)而使整個裝置縮減空間體積,達(dá)到易于配置的效益。
      權(quán)利要求1.一種自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),該壓缸組的活塞桿連結(jié)換刀臂,壓缸座則設(shè)于本體上,其特征在于定位感測機(jī)構(gòu)包括滑桿,滑設(shè)于壓缸座上,其外端具有凸勾,由換刀臂抵頂推移;內(nèi)環(huán)座,固設(shè)于滑桿的內(nèi)端,其內(nèi)端抵頂于本體;彈性體,設(shè)于內(nèi)環(huán)座的外端環(huán)面上,一端抵頂內(nèi)環(huán)座;外環(huán)座,設(shè)于內(nèi)環(huán)座的外側(cè),其內(nèi)端抵頂于彈性體的另端,換刀臂抵頂外環(huán)座的外端;傳感器,分別裝設(shè)對應(yīng)于內(nèi)環(huán)座及外環(huán)座,并連結(jié)感測訊號至控制器。
      2.依權(quán)利要求1所述的自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),其特征在于,該壓缸組的壓缸座為一心軸,心軸內(nèi)設(shè)有液壓室及活塞桿。
      3.依權(quán)利要求1所述的自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),其特征在于,該壓缸組的活塞桿連結(jié)一心軸外套,該心軸外套固設(shè)換刀臂。
      4.依權(quán)利要求3所述的自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),其特征在于,心軸外套設(shè)有一檔環(huán),推抵滑桿的凸勾。
      5.依權(quán)利要求1所述的自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),其特征在于,該內(nèi)、外環(huán)座分別設(shè)有凸環(huán)。
      6.依權(quán)利要求1所述的自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),其特征在于,對應(yīng)于內(nèi)環(huán)座及外環(huán)座的傳感器裝設(shè)于一本體外罩上。
      7.依權(quán)利要求1所述的自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),其特征在于,該內(nèi)、外環(huán)座滑設(shè)于壓缸座上。
      專利摘要本實用新型是一種自動換刀裝置直線運動的定位感測機(jī)構(gòu),其系指以壓缸組驅(qū)動換刀臂作直進(jìn)及后退運動的定位感測,主要是在壓缸座上裝設(shè)外端具有凸勾且可滑移的滑桿,滑桿的內(nèi)端則鍵合一內(nèi)環(huán)座,并使該內(nèi)環(huán)座內(nèi)端可抵頂于本體的軸承座,內(nèi)環(huán)座的外端則環(huán)設(shè)數(shù)個彈性體,以抵頂于一外環(huán)座的內(nèi)端,而外環(huán)座的外端則可抵頂換刀臂,使得換刀臂作直線運動時,可分別帶動內(nèi)、外環(huán)座作短距離的位移;藉此,利用感測內(nèi)、外環(huán)座的位置即可確認(rèn)換刀臂位置,進(jìn)而達(dá)到易于配設(shè)且能準(zhǔn)確感測的功效。
      文檔編號B23Q3/155GK2698516SQ200420005438
      公開日2005年5月11日 申請日期2004年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月2日
      發(fā)明者黃耀德 申請人:德大機(jī)械股份有限公司
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