加工中心机的自动换刀系统技术方案

一种加工中心机的自动换刀系统，包括有凸轮箱、驱动总成、角度侦测模组及可编程逻辑控制器。其中，角度侦测模组包括有磁铁及磁角度传感器，磁铁设置于驱动总成的凸轮轴的一端面且随着凸轮轴旋转，磁角度传感器固定于凸轮箱，且以非接触方式感应磁铁的磁力线的旋转角并产生对应的信号，可编程逻辑控制器接收磁角度传感器产生的信号，并依据信号控制加工中心机的机械与电气系统执行换刀动作。本发明专利技术目的在于以磁感应手段来实现检测凸轮轴的旋转角，并且不占用自动换刀系统的体积。并且不占用自动换刀系统的体积。并且不占用自动换刀系统的体积。

【技术实现步骤摘要】
加工中心机的自动换刀系统


[0001]本专利技术是与加工中心机有关；特别是指一种加工中心机的自动换刀系统。

技术介绍

[0002]加工中心机主要用于高精密金属零件加工，其组成包括有主轴箱、自动换刀系统与刀库。其中，自动换刀系统设置在主轴箱与刀库之间，用以对主轴箱的主轴(spindle)一端的刀具与刀库中的其中一把刀具进行交换作业。现有的自动换刀系统是透过马达驱使一凸轮轴与一凸轮同步转动，转动的凸轮带动一出力轴产生旋转，且凸轮同时透过一摇臂连动该出力轴产生直向移动，据此带动一换刀臂来实现旋转扣刀、松刀下降、旋转换刀、上升夹刀以及旋转归位等换刀程序。
[0003]在上述的换刀作业中，马达的启动与停止、主轴对刀具的松刀或是夹刀动作，皆与凸轮轴转动时序息息相关。现有时序的产生方式是在自动换刀系统的一凸轮箱的一侧安装有能够与该凸轮轴同步转动的信号凸轮，多数个近接开关用于检测该信号凸轮的转动信息并转换成对应该凸轮轴的旋转角信号，前述旋转角信号再为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)接受并作为控制马达启动或停止、主轴对刀具的松刀或是夹刀动作的依据。然而，为了安装前述信号凸轮与近接开关及其相关配件，凸轮箱必须额外增设一较大的空间以供收纳前述构件，惟如此一来不仅成本增加，且增加了自动换刀系统的体积。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种加工中心机的自动换刀系统，无须在凸轮箱上额外增设空间来容纳检测凸轮轴旋转角的结构。
[0005]缘以达成上述目的，本专利技术提供一种加工中心机的自动换刀系统包括有凸轮箱、出力轴、驱动总成、角度侦测模组及可编程逻辑控制器。其中，出力轴以能够转动及直向移动的方式穿设于凸轮箱，出力轴的一端位于该凸轮箱外且连结一换刀臂；驱动总成包括有凸轮轴及连动机构，该凸轮轴能够原处转动地穿设于该凸轮箱，转动的凸轮轴透过该连动机构带动该出力轴转动及直向移动；角度侦测模组包括有磁铁及磁角度传感器，其中该磁铁设置于该凸轮轴的一端面且随着该凸轮轴的转动而旋转，磁角度传感器固定于凸轮箱，且以非接触方式感应磁铁的磁力线的旋转角并产生对应的信号；可编程逻辑控制器用以接收该磁角度传感器产生的信号，并依据所接收的信号控制该加工中心机的机械与电气系统执行换刀动作。
[0006]本专利技术的效果在于以磁感应手段来实现检测凸轮轴旋转角的目的，并且不占用自动换刀系统的体积。
附图说明
[0007]图1为本专利技术一较佳实施例的加工中心机的自动换刀系统的立体图；
[0008]图2为图1的前视图；
[0009]图3为图2的3-3方向剖视图；
[0010]图4为图2的4-4方向剖视图；
[0011]图5为图4当中标示A部位的局部放大图；
[0012]图6为本专利技术上述较佳实施例的自动换刀系统的部分组件分解图；
[0013]图7为立体图，揭示图6当中的凸轮轴与磁铁的配置关系；
[0014]图8为简易示图，表示图6当中的磁铁与角度侦测模组的配置关系；以及
[0015]图9A与图9B分别为立体图，揭示磁铁的磁力线的变化态样。
[0016]【符号说明】
[0017][本专利技术][0018]100:自动换刀系统
[0019]10:凸轮箱
[0020]11:箱体
[0021]11a:凹窝
[0022]12:侧壳
[0023]13:第一轴环
[0024]14:第二轴环
[0025]15:定位环
[0026]15a:螺孔
[0027]16:轴承
[0028]20:出力轴
[0029]30:驱动总成
[0030]31:凸轮轴
[0031]31a:沉孔
[0032]32:马达
[0033]32a:动力输出轴
[0034]33:小伞齿
[0035]34:大伞齿
[0036]35:凸轮
[0037]40:角度侦测模组
[0038]41:绝缘环
[0039]41a:凹部
[0040]42:磁铁
[0041]42A:被感应面
[0042]42a:N极
[0043]42b:S极
[0044]43:磁角度传感器
[0045]43a:安装面
[0046]43b:感应面
[0047]43c:下陷部
[0048]44:螺栓
[0049]45:压片
[0050]46:导线
[0051]50:可编程逻辑控制器
[0052]L:轴线
[0053]ML:磁力线
[0054]VP:虚拟平面
具体实施方式
[0055]为能更清楚地说明本专利技术，兹举一较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术一较佳实施例的加工中心机自动换刀系统是设置于加工中心机的主轴箱与刀库之间，用以对主轴箱的主轴(spindle)一端的刀具与刀库中的其中一把刀具进行交换作业，前述主轴箱与刀库为既有技术，于此不予赘述，且附图中未予呈现。
[0056]请参图1至图6所示，本实施例的自动换刀系统100包括有凸轮箱10、出力轴20、驱动总成30、角度侦测模组40以及可编程逻辑控制器50。兹分别叙述如后。
[0057]该凸轮箱10包括有相结合而构成内部具有容置空间的箱体11与侧壳12，以及包括有第一轴环13、第二轴环14与定位环15。其中，箱体11的一侧外表面凹入形成一凹窝11a，第一轴环13结合于该箱体11，第二轴环14结合于该侧壳12，且第一轴环13与第二轴环14中分别嵌设有一个轴承16，该定位环15则是结合于该第一轴环13且位于该凹窝11a中，又定位环15具有多数个螺孔15a。
[0058]该出力轴20是以直立的方式穿设凸轮箱10，且受操控而能够产生转动及直向移动。出力轴20的一端穿出凸轮箱10并连结一换刀臂(图未示)，换刀臂的两端分别用于扣夹主轴一端的刀具与刀库中的其中一把刀具，换刀臂随着出力轴20的转动与直向移动而实现旋转扣刀、松刀下降、旋转换刀、上升夹刀以及旋转归位等换刀程序。
[0059]该驱动总成30用以驱使出力轴20产生转动及直向移动。本实施例的驱动总成30包括有凸轮轴31、马达32及连动机构。其中，凸轮轴31的两端分别穿伸至对应的轴承16中，使得凸轮轴31能够以一轴线L为转动中心原处转动地横向穿设凸轮箱10；马达32固定在箱体11顶侧，且透过一伞齿轮组来带动凸轮轴31转动，前述伞齿轮组包括连结在马达32的动力输出轴32a一端的小伞齿33，以及为凸轮轴31所穿设的大伞齿34，小伞齿33与大伞齿34啮合；连动机构包括有凸轮35，凸轮轴31穿设凸轮35并且带动凸轮35同步转动，其中凸轮35与出力轴20之间是透过包括有滚子的转塔居间设置而在凸轮35转动时实现带动出力轴20转动的目的，凸轮35与出力轴20之间则是透过摇臂居间设置且在凸轮35转动时实现带动出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加工中心机的自动换刀系统，其特征在于，包含：一凸轮箱；一出力轴，是以能够转动及直向移动的方式穿设于该凸轮箱，该出力轴的一端位于该凸轮箱外且连结一换刀臂；一驱动总成，包括一凸轮轴及一连动机构，其中该凸轮轴是能够原处转动地穿设于该凸轮箱，转动的凸轮轴透过该连动机构带动该出力轴转动及直向移动；一角度侦测模组，包括一磁铁及一磁角度传感器，该磁铁设置于该凸轮轴的一端面且随着该凸轮轴的转动而旋转，该磁角度传感器固定于该凸轮箱，且以非接触方式感应该磁铁的磁力线的旋转角并产生对应的信号；一可编程逻辑控制器，用以接收该磁角度传感器产生的信号，并依据所接收的信号控制该加工中心机的机械与电气系统执行换刀动作。2.根据权利要求1所述加工中心机的自动换刀系统，其特征在于，该凸轮轴以一轴线为转动中心，该磁铁的N极与S极分别位于通过该轴线的虚拟平面的两侧。3.根据权利要求1或2所述加工中心机的自动换刀系统，其特征在于，该磁铁具有一被感应面，该被感应面包括一部分的N极和一部分的S极，该磁角度传感器具有一感应面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆三，
申请(专利权)人：圣杰国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：