專利名稱：機床自動托板交換機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機床自動托板交換機，更具體地涉及一種可準確確定托板交換操作的位置并可改善操作穩定性的機床自動托板交換機。
背景技術：
一般地，每當加工完成時，位于加工區域內的托板和位于等待區域內的托板互相交換。因此，在加工區域內的加工完成后，放置在位于加工區域內的托板上的工件返回到等待區域，與此同時，放置在位于等待區域內的托板上的工件返回到加工區域。
機床具有APC(自動托板交換機)以實現這種相互交換工件的工作。
首先，對本申請中描述的術語定義如下‘升降’指上升和下降的運動。
圖8和圖9為傳統的機床自動托板交換機的結構圖。圖9為沿圖8的直線B-B剖取的剖視圖。
如圖8和圖9所示，為使位于加工區域10內的第一托板(P1)和位于等待區域11內的第二托板(P2)相互交換，APC臂40執行四種運動，如上升、旋轉、停止和下降。
即，APC臂40執行下列步驟利用液壓提升汽缸80內的活塞90；通過引入分度汽缸70內的壓力油使齒條60直線運動，進而通過小齒輪50使直立于APC主體20上的APC驅動軸30旋轉；當APC驅動軸30旋轉180度角時，利用止動件72使APC驅動軸30停止；并通過使活塞90下降完成托板的交換。因此，位于加工區域內的第一托板(P1)被輸送到等待區域，而位于等待區域內的第二托板(P2)被輸送到加工區域，從而使工件相互交換。
如上所述，通過與APC驅動軸30嚙合的小齒輪50完成齒條60的直線運動后，APC臂40的旋轉運動被止動件72停止，這時，會在齒條60和小齒輪50的嚙合齒之間產生齒隙。這一齒隙引起APC臂40反轉或產生振動，從而會妨礙正確的位置判斷，并降低APC驅動部件的耐用性。
而且，在傳統的APC裝置中，在一個位置處僅安裝一個用于引導APC臂40的上升運動的引導件。即，如圖8所示，APC臂40依靠安裝在汽缸80和升降汽缸外殼92之間的一個位置處的一個引導件200而上升，從而引起以下問題。
即，如圖8所示，當工件W在APC臂40上施加偏置載荷時，由于載荷集中在一側上，因而在引導件200上會發生局部側磨損，從而，整個APC驅動部分傾斜，使加工等級(degree)降低。
發明內容
因此，為解決現有技術的上述缺點做出了本發明，且本發明的目的在于提供一種機床自動托板交換機，由于沒有齒輪齒隙其可準確地確定托板交換操作的位置，并可提高用于引導APC臂的上升操作的負載功率，從而改善APC臂的穩定性和機械程序。
為了實現以上目的，根據本發明，提供一種機床自動托板交換機，其包括APC主體；APC驅動軸，其可旋轉且可升降地直立在所述APC主體上；旋轉裝置，其安裝在所述APC主體上用于使所述APC驅動軸旋轉；APC臂，其同心地安裝在所述APC驅動軸上，并與所述APC驅動軸一體地旋轉，該APC臂具有安置在其前端部上的托板；升降裝置，其一端部固定在所述APC臂上，用于使所述APC驅動軸垂直升降；止動件，其固定在所述APC臂下方；以及止動裝置，其固定在所述APC主體上，以通過與所述止動件接觸而使所述APC臂停止旋轉。
所述止動裝置包括固定在所述APC主體上的止動塊和通過螺母緊固在這些止動塊上的止動螺栓，用于進行位置控制。
所述止動塊包括用于噴射流體的噴射裝置，以清除沾附在所述止動件和所述止動螺栓的接觸部分上的雜質。
這里，所述噴射裝置為噴氣嘴。
所述升降裝置包括活塞，其裝配在所述APC驅動軸的外圓周上，并與所述APC驅動軸一體地升降；汽缸，其一端部插在所述活塞的外圓周上且另一端部固定在所述APC主體上；以及升降汽缸外殼，其一端部插在所述汽缸的外圓周上并包圍該汽缸和所述APC驅動軸，且另一端部固定在所述APC臂上；其中，所述汽缸外殼與所述APC臂和所述APC驅動軸一體地執行升降運動。
所述APC驅動軸還包括旋轉支撐裝置，而該旋轉支撐裝置包括上刻痕軸承(indent bearing)，其插設在所述升降汽缸的外圓周與所述汽缸外殼的內圓周之間；以及下軸承裝置，其具有插在所述APC驅動軸的下部的外圓周上的內圓周，以及在APC驅動軸插在所述APC主體上的狀態下對所述APC驅動軸的下端部進行支撐的外圓周。
所述下軸承裝置包括外殼托架，其位于所述APC驅動軸下方并突出地固定在所述APC主體上；軸承外殼，其固定在所述外殼托架上；以及下刻痕軸承，其插設在所述軸承外殼的內圓周和所述APC驅動軸的外圓周之間。
所述APC驅動軸還包括防磨損裝置，用于防止當所述APC驅動軸旋轉和升降時通過與下刻痕軸承的摩擦引起的APC驅動軸的磨損，所述防磨損裝置為插設在所述下刻痕軸承的內圓周和所述APC驅動軸的外圓周之間的筒狀引導件。
在另一方面，本發明提供了一種機床自動托板交換機，其包括APC主體；APC驅動軸，其可旋轉且可升降地直立在所述APC主體上；旋轉裝置，其安裝在所述APC主體上，用于使所述APC驅動軸旋轉；活塞，其插在所述APC驅動軸的外圓周上，并與該APC驅動軸一體地升降；汽缸，其一端部插在活塞的外圓周上且另一端部固定在所述APC主體上；以及升降汽缸外殼，其一端部插在所述汽缸的外圓周上并包圍該汽缸和所述APC驅動軸，且另一端部固定在所述APC臂上；APC臂，其同心地安裝在所述APC驅動軸上，并與該APC驅動軸一體地旋轉，該APC臂具有安置在其前端部上的托板；上刻痕軸承，其插設在所述升降汽缸的外圓周與所述汽缸外殼的內圓周之間；以及下軸承裝置，其具有插在所述APC驅動軸的下部的外圓周上的內圓周，以及在APC驅動軸插在所述APC主體上的狀態下對其下端部進行支撐的外圓周。
所述下軸承裝置包括外殼托架，其位于所述APC驅動軸下方并突出地固定在所述APC主體上；軸承外殼，其固定在所述外殼托架上；以及下刻痕軸承，其插設在所述軸承外殼的內圓周和所述APC驅動軸的外圓周之間。
所述APC驅動軸還包括防磨損裝置，用于防止當所述APC驅動軸旋轉和升降時通過與下刻痕軸承的摩擦引起的APC驅動軸的磨損，并且所述防磨損裝置為插設在所述下刻痕軸承的內圓周和所述APC驅動軸的外圓周之間的柱狀引導件。
所述APC臂還包括止動件，其固定在所述APC驅動軸下方；以及止動裝置，其與所述止動件接觸并固定在所述APC主體上，以在固定的位置處使該APC臂的旋轉停止。
所述止動裝置包括固定在所述APC主體上的止動塊，以及通過螺母緊固至所述止動塊上的止動螺栓，用于進行位置控制。
所述止動塊包括噴氣嘴，該噴氣嘴用于噴射流體以清除沾附在所述止動件和所述止動螺栓的接觸部分上的雜質。
所述刻痕軸承為壓痕式、穿孔式、密封安裝式、槽式以及填充式中的一種。
通過以下結合附圖對本發明優選實施例的詳細描述，本發明的以上和其它目的、特征和優點將顯而易見，在這些附圖中圖1是根據本發明的機床自動托板交換機的立體圖；圖2是圖1的前視圖；圖3是沿圖2的線A-A剖取的剖視圖；圖4(a)是表示通過根據本發明的分度汽缸的操作，APC臂的90度旋轉狀態的視圖；圖4(b)是表示通過根據本發明的分度汽缸的操作，APC臂的180度旋轉狀態的視圖；圖5是根據本發明的機床自動托板交換機的垂直剖視圖；圖6是圖5的K部分的放大視圖；圖7是從根據本發明的機床自動托板交換機的底部看的立體圖；圖8是傳統的機床自動托板交換機的結構圖，表示施加了偏置載荷的狀態；而圖9是沿圖8的線B-B剖取的剖視圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細介紹。
圖1是根據本發明的機床自動托板交換機的立體圖，圖2是圖1的前視圖，圖3是沿圖2的線A-A剖取的剖視圖，圖4(a)是表示通過根據本發明的分度汽缸的操作，APC臂的90度旋轉狀態的視圖，圖4(b)是表示APC臂通過本發明的分度汽缸的操作，APC臂的180度旋轉狀態的視圖，而圖5是根據本發明的機床自動托板交換機的垂直剖視圖。
這里，根據本發明的機床自動托板交換機與圖8中所示的現有技術相同的部件具有與圖8中所示的現有技術相同的附圖標記。
如圖1和圖5所示，根據本發明的機床自動托板交換機包括APC主體20以及可旋轉和可升降地直立在該APC主體20上的APC驅動軸30。
APC主體20包括用于使APC驅動軸30旋轉的旋轉裝置，以及在托板位于其上的狀態下與APC驅動軸30一體地旋轉的APC臂40。此外，APC臂40安裝在APC主體20上并連接到用于使該APC臂40垂直升降的升降裝置上。
如圖3所示，用于使APC驅動軸30旋轉的旋轉裝置包括安裝在APC驅動軸30的下端部上的小齒輪50；與小齒輪50嚙合的齒條60；以及安裝在APC主體20上的分度汽缸70，用于使齒條60沿與APC驅動軸30垂直的方向前后移動。
用于使APC臂40垂直升降的升降裝置包括活塞90，其插在APC驅動軸30的外圓周上并與該APC驅動軸30一體地升降；汽缸80，其一端部插在活塞90的外圓周上，且另一端部固定在APC主體20上；以及升降汽缸外殼92，其一端部插在汽缸80的外圓周上并包圍汽缸80和APC驅動軸30，且另一端部固定在APC臂40上。升降汽缸外殼92與APC臂40和APC驅動軸30一體地升降。
如圖1至圖3所示，止動件100固定在APC臂40的底面的一個位置處，并位于與APC驅動軸30的中心距離固定半徑的范圍內。
因此，止動件100與APC臂40一體地旋轉。當APC臂40旋轉180°角時，止動件100也旋轉相同的角，并改變其位置。
一對止動螺栓110A和110B固定在APC主體20上作為止動裝置，用于每當APC臂40往復旋轉180°角時，就通過與止動件100接觸而使該APC臂40停止旋轉。
優選地，將止動螺栓110A和110B分別以這樣的方式旋緊到固定在APC主體20上的止動塊120A和120B上，以控制它們的位置，并將螺母130A和130B分別旋緊到止動螺栓110A和110B上。
因此，止動螺栓110A和110B根據它們的旋轉方向而移動，并且止動螺栓110A和110B的受控位置通過螺母130A和130B的緊固力而固定在止動塊120A和120B上。
噴氣嘴140A和140B安裝在止動塊120A和120B上，作為噴射裝置，用于通過氣壓將粘附在止動件100和止動螺栓110A和110B之間的接觸部分上的雜質清除。此時，噴氣嘴140A和140B的噴射方向指向止動件100與止動螺栓110A和110B的接觸表面，并且噴氣嘴140A和140B連接到氣壓源上以排出壓縮空氣。
同時，本發明的APC機器在兩個位置處穩定地支持APC臂40的旋轉和升降操作。即，本發明包括安裝在APC臂40的上部和下部處的旋轉支撐裝置。
如圖5所示，上支撐裝置為插設在汽缸80的外圓周和連接到APC臂40上的升降汽缸外殼92的內圓周之間的上刻痕軸承200。
下支撐裝置為裝配在APC驅動軸30的下部的外圓周上的下軸承裝置210，并在其固定在APC主體20上的狀態下，支撐APC驅動軸30的下端部。
圖6和圖7表示下軸承裝置210。圖6是圖5的K部分的放大視圖，而圖7是從根據本發明的機床托板交換機的底部看的立體圖。
下軸承裝置210位于APC驅動軸30下方，并包括固定在APC主體20上的外殼托架214、固定在外殼托架214上的軸承外殼216、以及插設在軸承外殼216的內圓周與APC驅動軸30的外圓周之間的刻痕軸承218。
同時，APC驅動軸30還包括防磨損裝置，用于防止當APC驅動軸30旋轉和升降時由于與刻痕軸承218的摩擦而產生的磨損。
在本發明中，所述防磨損裝置為安裝在刻痕軸承218的內圓周和APC驅動軸30的外圓周之間的柱狀引導件212。
刻痕軸承200和218可通過刻在軸承表面中的刻痕一直保持均勻潤滑，并可從壓痕式、穿孔式、密封安裝式、槽式以及填充式中選擇一種。
以下，將對本發明的操作進行描述。
首先，如圖2所示，在APC臂40的交換操作之前，在APC臂40位于旋轉銷5上的狀態下，一個止動螺栓110A被控制在其位置上。即，如圖3所示，以這樣的方式控制止動螺栓110A，使得止動螺栓110A的前端面與止動件100的平坦側面110a接觸，然后用螺母130A牢固地固定。
接著，APC臂40旋轉180°角，以控制另一止動螺栓110B的位置。如圖4(b)所示，當APC臂40旋轉180°角時，止動件100的另一平坦側面100b靠近止動螺栓110B的前端面。在上述狀態下，以這樣的方式控制止動螺栓110B，使得止動螺栓110B的前端部與平坦表面100b接觸，然后用螺母130A和130B固定。
從而完成了對止動螺栓110A和110B的位置控制。
完成了對彼此相對的止動螺栓110A和110B的位置控制后，就總能精確而穩定地在固定的位置處進行托板交換，而無需在APC臂40的托板交換時考慮齒條60和小齒輪50的齒隙。
此外，安裝在APC驅動軸30的上部和下部處的上刻痕軸承200和下刻痕軸承218對該APC驅動軸30的升降操作進行引導和支撐，從而，即使對APC臂40施加偏置載荷，在APC驅動軸30上也不存在局部側磨損。
將根據APC臂40的操作對上述進行描述。
首先，當發出指令以交換分別位于等待區域和加工區域內的托板時(此時，止動件100的平坦表面100a與止動螺栓110A接觸)，如圖5所示，壓力油被供應到汽缸80的下腔室(U)中，從而提升活塞90。
通過活塞90的提升操作，APC驅動軸30和升降汽缸外殼92同時向上移動。此時，升降汽缸外殼92通過上刻痕軸承200的引導和支撐而上升，而APC驅動軸30通過下刻痕軸承218的引導和支撐而上升。
接著，壓力油被供應到分度汽缸70，并如圖4所示，齒條60進行直線運動，且旋轉力被傳遞到與齒條60嚙合的小齒輪50上，從而，APC驅動軸30與APC臂40一體地旋轉。圖4(a)表示APC臂40旋轉90°角的狀態，而圖4(b)表示APC臂40旋轉180°角的狀態。
如圖4(a)所示，在APC臂40旋轉時，止動件100也通過APC驅動軸30而旋轉。如圖4(b)所示，當APC臂40到達180°角的位置時，止動件100的平坦表面100b與位于該止動件另一側處的止動螺栓110B接觸，從而在沒有齒隙的情況使APC臂40在180°的旋轉位置處停止。
當發出交換托板的指令時，流體噴射裝置噴射流體以將沾附在止動件100與止動螺栓110A和110B之間的接觸部分上的雜質清除，從而使托板可在更準確的位置處進行交換。
所述流體為切削油、空氣和油霧中的一種，這可根據工況進行適當選擇。例如，如果流體為空氣，噴射裝置一般使用噴氣嘴140A和140B，并噴射壓縮空氣以清除沾附在止動件100和止動螺栓110B之間的接觸部分上的雜質。
接著，如圖5所示，壓力油被供應到汽缸80的上腔室(D)中，從而，活塞90、APC驅動軸30、升降汽缸外殼92以及APC臂40同時下降并位于定位銷5上。即使在APC臂40下降時，APC臂40也由上刻痕軸承200和下刻痕軸承218可滑動地引導和支撐。
同時，為了將位于加工區域內的托板輸送到等待區域，APC臂40沿與上述方向相反的方向旋轉，從而當止動件100的平坦表面100a通過止動螺栓110A而與APC臂40接觸時，APC臂40停止在固定的位置處。
如上所述，根據所述機床自動托板交換機，通過將齒條60的直線運行轉換成小齒輪50的旋轉運動而使APC臂40旋轉，然后，在并不嚙合的情況下通過止動件100與止動螺栓110A和110B使APC臂40停止在固定的位置處。因此，本發明可提供準確的位置判斷并可提供耐用性良好的APC驅動部件，而沒有振動。
而且，盡管在APC臂40上施加有偏置載荷，但即使是在APC臂40的旋轉和升降期間，本發明也可通過安裝在兩個位置處的上下刻痕軸承200和218的引導和支撐力，防止APC驅動部件的局部側磨損以及操作表面的傾斜，從而改善托板交換操作的穩定性。
如上所述，根據本發明的機床自動托板交換機可通過止動裝置在不嚙合的情況下確定APC臂的交換停止位置，從而在準確位置處穩定地執行托板的交換操作，并可通過安裝在兩個位置處的刻痕軸承提高支承力，從而改善APC的操作穩定性和加工等級。
盡管參照具體的示意性實施例對本發明進行了描述，然而本發明不受這些實施例的限制，而是僅由所附權利要求限定。應當理解，本領域的技術人員在不背離本發明的范圍和精神的情況下可對這些實施例進行變化或修改。
權利要求
1.一種機床自動托板交換機，用于使位于加工區域內的托板和位于等待區域內的托板相互交換，該機床自動托板交換機包括APC主體；APC驅動軸，其可旋轉和可升降地直立在所述APC主體上；旋轉裝置，其安裝在所述APC主體上，用于使所述APC驅動軸旋轉；APC臂，其同心地安裝在所述APC驅動軸上，并與所述APC驅動軸一體地旋轉，該APC臂具有位于其前端部上的托板；升降裝置，其一端部固定在所述APC臂上，用于使所述APC驅動軸垂直升降；止動件，其固定在所述APC臂下方；以及止動裝置，其固定在所述APC主體上，用于通過與所述止動件接觸而停止所述APC臂的旋轉。
2.根據權利要求1所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述止動裝置包括固定在所述APC主體上的止動塊，以及通過螺母緊固在該止動塊上的止動螺栓，用于進行位置控制。
3.根據權利要求2所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述止動塊包括用于噴射流體的噴射裝置，以清除沾附在所述止動件和所述止動螺栓的接觸部分上的雜質。
4.根據權利要求3所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述噴射裝置為噴氣嘴。
5.根據權利要求1所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述升降裝置包括活塞，其插在所述APC驅動軸的外圓周上，并與所述APC驅動軸(30)一體地升降；汽缸，其一端部插在所述活塞的外圓周上且另一端部固定在所述APC主體上；以及升降汽缸外殼，其一端部插在所述汽缸的外圓周上并包圍所述汽缸和所述APC驅動軸，且另一端部固定在所述APC臂上，其中，所述升降汽缸外殼與所述APC臂和所述APC驅動軸一體地執行升降運動。
6.根據權利要求5所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述APC驅動軸還包括旋轉支撐裝置，且該旋轉支撐裝置包括上刻痕軸承，其插設在所述汽缸的外圓周與所述升降汽缸外殼的內圓周之間；以及下軸承裝置，其具有插在所述APC驅動軸的下部的外圓周上的內圓周，以及在其插在所述APC主體上的狀態下對所述APC驅動軸的下端部進行支撐的外圓周。
7.根據權利要求6所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述下軸承裝置包括外殼托架，其位于所述APC驅動軸下方，并突出地固定在所述APC主體上；軸承外殼，其固定在所述外殼托架上；以及下刻痕軸承，其插設在所述軸承外殼的內圓周和所述APC驅動軸的外圓周之間。
8.根據權利要求7所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述APC驅動軸還包括防磨損裝置，用于防止當所述APC驅動軸旋轉和升降時由于與下刻痕軸承的摩擦而引起所述APC驅動軸的磨損，所述防磨損裝置為插設在所述下刻痕軸承的內圓周和所述APC驅動軸的外圓周之間的筒狀引導件。
9.一種機床自動托板交換機，用于使位于加工區域內的托板和位于等待區域內的托板相互交換，該機床自動托板交換機包括APC主體；APC驅動軸，其可旋轉和可升降地直立在所述APC主體上；旋轉裝置，其安裝在所述APC主體上，用于使所述APC驅動軸旋轉；活塞，其裝配在所述APC驅動軸的外圓周上，并與該APC驅動軸(30)一體地升降；汽缸，其一端部插在所述活塞的外圓周上且另一端部固定在所述APC主體上；以及升降汽缸外殼，其一端部插在所述汽缸的外圓周上并包圍所述汽缸和所述APC驅動軸，且另一端部固定在所述APC臂上；APC臂，其同心地安裝在所述APC驅動軸上，并與所述APC驅動軸一體地旋轉，該APC臂具有位于其前端部上的托板；上刻痕軸承，其插設在所述汽缸的外圓周與所述升降汽缸外殼的內圓周之間；以及下軸承裝置，其具有插在所述APC驅動軸下部的外圓周上的內圓周，以及在其插在所述APC主體上的狀態下對所述APC驅動軸的下端部進行支撐的外圓周。
10.根據權利要求9所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述下軸承裝置包括外殼托架，其位于所述APC驅動軸下方，并突出地固定在所述APC主體上；軸承外殼，其固定在所述外殼托架上；以及下刻痕軸承，其插設在所述軸承外殼的內圓周和所述APC驅動軸的外圓周之間。
11.根據權利要求10所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述APC驅動軸還包括防磨損裝置，用于防止當所述APC驅動軸旋轉和升降時由于與下刻痕軸承的摩擦而引起所述APC驅動軸的磨損，所述防磨損裝置為插設在所述下刻痕軸承的內圓周和所述APC驅動軸的外圓周之間的筒狀引導件。
12.根據權利要求9所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述APC臂還包括止動件，其固定在所述APC驅動軸下方；以及止動裝置，其與所述止動件接觸，并固定在所述APC主體上，以在固定的位置處使所述APC臂的旋轉停止。
13.根據權利要求12所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述止動裝置包括固定在所述APC主體上的止動塊，以及通過螺母緊固到所述止動塊上的止動螺栓，用于進行位置控制。
14.根據權利要求13所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述止動塊包括用于噴射流體的噴氣嘴，以清除沾附在所述止動件和所述止動螺栓的接觸部分上的雜質。
15.根據權利要求6、7、9和10中任一項所述的機床自動托板交換機，其特征在于，所述刻痕軸承為從下列組中選擇的其中之一，該組包括壓痕式、穿孔式、密封安裝式、槽式以及填充式。
全文摘要
公開了一種機床自動托板交換機，其可準確地確定托板交換操作的位置，并可改善操作的穩定性。自動托板交換機包括APC驅動軸(30)，可旋轉和可升降地直立在APC主體(20)上；APC臂(40)，被支撐在APC軸(30)上，用于交換加工區域和等待區域的托板；旋轉裝置，用于使APC驅動軸(30)旋轉；汽缸(80)，插在APC驅動軸(30)上并固定在APC主體上；活塞，安裝在APC驅動軸(30)上，用于根據汽缸(80)內的液壓方向而使APC驅動軸(30)升降；止動件(100)，位于距APC驅動軸(30)固定半徑的范圍內，并固定在APC臂(40)上；以及一對止動螺栓(110A、110B)，固定在APC主體(20)上，用于當APC臂(40)旋轉180°角時，通過與止動件(100)的接觸使APC臂(40)的旋轉停止。
文檔編號B23Q1/66GK1796045SQ200510135068
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月23日 優先權日2004年12月29日
發明者裴宰庸 申請人:斗山英維高株式會社