专利名称：机床自动托板交换机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机床自动托板交换机，更具体地涉及一种可准确确定托板交换操作的位置并可改善操作稳定性的机床自动托板交换机。
背景技术：
一般地，每当加工完成时，位于加工区域内的托板和位于等待区域内的托板互相交换。因此，在加工区域内的加工完成后，放置在位于加工区域内的托板上的工件返回到等待区域，与此同时，放置在位于等待区域内的托板上的工件返回到加工区域。
机床具有APC(自动托板交换机)以实现这种相互交换工件的工作。
首先，对本申请中描述的术语定义如下‘升降’指上升和下降的运动。
图8和图9为传统的机床自动托板交换机的结构图。图9为沿图8的直线B-B剖取的剖视图。
如图8和图9所示，为使位于加工区域10内的第一托板(P1)和位于等待区域11内的第二托板(P2)相互交换，APC臂40执行四种运动，如上升、旋转、停止和下降。
即，APC臂40执行下列步骤利用液压提升汽缸80内的活塞90；通过引入分度汽缸70内的压力油使齿条60直线运动，进而通过小齿轮50使直立于APC主体20上的APC驱动轴30旋转；当APC驱动轴30旋转180度角时，利用止动件72使APC驱动轴30停止；并通过使活塞90下降完成托板的交换。因此，位于加工区域内的第一托板(P1)被输送到等待区域，而位于等待区域内的第二托板(P2)被输送到加工区域，从而使工件相互交换。
如上所述，通过与APC驱动轴30啮合的小齿轮50完成齿条60的直线运动后，APC臂40的旋转运动被止动件72停止，这时，会在齿条60和小齿轮50的啮合齿之间产生齿隙。这一齿隙引起APC臂40反转或产生振动，从而会妨碍正确的位置判断，并降低APC驱动部件的耐用性。
而且，在传统的APC装置中，在一个位置处仅安装一个用于引导APC臂40的上升运动的引导件。即，如图8所示，APC臂40依靠安装在汽缸80和升降汽缸外壳92之间的一个位置处的一个引导件200而上升，从而引起以下问题。
即，如图8所示，当工件W在APC臂40上施加偏置载荷时，由于载荷集中在一侧上，因而在引导件200上会发生局部侧磨损，从而，整个APC驱动部分倾斜，使加工等级(degree)降低。
发明内容
因此，为解决现有技术的上述缺点做出了本发明，且本发明的目的在于提供一种机床自动托板交换机，由于没有齿轮齿隙其可准确地确定托板交换操作的位置，并可提高用于引导APC臂的上升操作的负载功率，从而改善APC臂的稳定性和机械程序。
为了实现以上目的，根据本发明，提供一种机床自动托板交换机，其包括APC主体；APC驱动轴，其可旋转且可升降地直立在所述APC主体上；旋转装置，其安装在所述APC主体上用于使所述APC驱动轴旋转；APC臂，其同心地安装在所述APC驱动轴上，并与所述APC驱动轴一体地旋转，该APC臂具有安置在其前端部上的托板；升降装置，其一端部固定在所述APC臂上，用于使所述APC驱动轴垂直升降；止动件，其固定在所述APC臂下方；以及止动装置，其固定在所述APC主体上，以通过与所述止动件接触而使所述APC臂停止旋转。
所述止动装置包括固定在所述APC主体上的止动块和通过螺母紧固在这些止动块上的止动螺栓，用于进行位置控制。
所述止动块包括用于喷射流体的喷射装置，以清除沾附在所述止动件和所述止动螺栓的接触部分上的杂质。
这里，所述喷射装置为喷气嘴。
所述升降装置包括活塞，其装配在所述APC驱动轴的外圆周上，并与所述APC驱动轴一体地升降；汽缸，其一端部插在所述活塞的外圆周上且另一端部固定在所述APC主体上；以及升降汽缸外壳，其一端部插在所述汽缸的外圆周上并包围该汽缸和所述APC驱动轴，且另一端部固定在所述APC臂上；其中，所述汽缸外壳与所述APC臂和所述APC驱动轴一体地执行升降运动。
所述APC驱动轴还包括旋转支撑装置，而该旋转支撑装置包括上刻痕轴承(indent bearing)，其插设在所述升降汽缸的外圆周与所述汽缸外壳的内圆周之间；以及下轴承装置，其具有插在所述APC驱动轴的下部的外圆周上的内圆周，以及在APC驱动轴插在所述APC主体上的状态下对所述APC驱动轴的下端部进行支撑的外圆周。
所述下轴承装置包括外壳托架，其位于所述APC驱动轴下方并突出地固定在所述APC主体上；轴承外壳，其固定在所述外壳托架上；以及下刻痕轴承，其插设在所述轴承外壳的内圆周和所述APC驱动轴的外圆周之间。
所述APC驱动轴还包括防磨损装置，用于防止当所述APC驱动轴旋转和升降时通过与下刻痕轴承的摩擦引起的APC驱动轴的磨损，所述防磨损装置为插设在所述下刻痕轴承的内圆周和所述APC驱动轴的外圆周之间的筒状引导件。
在另一方面，本发明提供了一种机床自动托板交换机，其包括APC主体；APC驱动轴，其可旋转且可升降地直立在所述APC主体上；旋转装置，其安装在所述APC主体上，用于使所述APC驱动轴旋转；活塞，其插在所述APC驱动轴的外圆周上，并与该APC驱动轴一体地升降；汽缸，其一端部插在活塞的外圆周上且另一端部固定在所述APC主体上；以及升降汽缸外壳，其一端部插在所述汽缸的外圆周上并包围该汽缸和所述APC驱动轴，且另一端部固定在所述APC臂上；APC臂，其同心地安装在所述APC驱动轴上，并与该APC驱动轴一体地旋转，该APC臂具有安置在其前端部上的托板；上刻痕轴承，其插设在所述升降汽缸的外圆周与所述汽缸外壳的内圆周之间；以及下轴承装置，其具有插在所述APC驱动轴的下部的外圆周上的内圆周，以及在APC驱动轴插在所述APC主体上的状态下对其下端部进行支撑的外圆周。
所述下轴承装置包括外壳托架，其位于所述APC驱动轴下方并突出地固定在所述APC主体上；轴承外壳，其固定在所述外壳托架上；以及下刻痕轴承，其插设在所述轴承外壳的内圆周和所述APC驱动轴的外圆周之间。
所述APC驱动轴还包括防磨损装置，用于防止当所述APC驱动轴旋转和升降时通过与下刻痕轴承的摩擦引起的APC驱动轴的磨损，并且所述防磨损装置为插设在所述下刻痕轴承的内圆周和所述APC驱动轴的外圆周之间的柱状引导件。
所述APC臂还包括止动件，其固定在所述APC驱动轴下方；以及止动装置，其与所述止动件接触并固定在所述APC主体上，以在固定的位置处使该APC臂的旋转停止。
所述止动装置包括固定在所述APC主体上的止动块，以及通过螺母紧固至所述止动块上的止动螺栓，用于进行位置控制。
所述止动块包括喷气嘴，该喷气嘴用于喷射流体以清除沾附在所述止动件和所述止动螺栓的接触部分上的杂质。
所述刻痕轴承为压痕式、穿孔式、密封安装式、槽式以及填充式中的一种。
通过以下结合附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的以上和其它目的、特征和优点将显而易见，在这些附图中图1是根据本发明的机床自动托板交换机的立体图；图2是图1的前视图；图3是沿图2的线A-A剖取的剖视图；图4(a)是表示通过根据本发明的分度汽缸的操作，APC臂的90度旋转状态的视图；图4(b)是表示通过根据本发明的分度汽缸的操作，APC臂的180度旋转状态的视图；图5是根据本发明的机床自动托板交换机的垂直剖视图；图6是图5的K部分的放大视图；图7是从根据本发明的机床自动托板交换机的底部看的立体图；图8是传统的机床自动托板交换机的结构图，表示施加了偏置载荷的状态；而图9是沿图8的线B-B剖取的剖视图。
具体实施例方式
现在将参照附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。
图1是根据本发明的机床自动托板交换机的立体图，图2是图1的前视图，图3是沿图2的线A-A剖取的剖视图，图4(a)是表示通过根据本发明的分度汽缸的操作，APC臂的90度旋转状态的视图，图4(b)是表示APC臂通过本发明的分度汽缸的操作，APC臂的180度旋转状态的视图，而图5是根据本发明的机床自动托板交换机的垂直剖视图。
这里，根据本发明的机床自动托板交换机与图8中所示的现有技术相同的部件具有与图8中所示的现有技术相同的附图标记。
如图1和图5所示，根据本发明的机床自动托板交换机包括APC主体20以及可旋转和可升降地直立在该APC主体20上的APC驱动轴30。
APC主体20包括用于使APC驱动轴30旋转的旋转装置，以及在托板位于其上的状态下与APC驱动轴30一体地旋转的APC臂40。此外，APC臂40安装在APC主体20上并连接到用于使该APC臂40垂直升降的升降装置上。
如图3所示，用于使APC驱动轴30旋转的旋转装置包括安装在APC驱动轴30的下端部上的小齿轮50；与小齿轮50啮合的齿条60；以及安装在APC主体20上的分度汽缸70，用于使齿条60沿与APC驱动轴30垂直的方向前后移动。
用于使APC臂40垂直升降的升降装置包括活塞90，其插在APC驱动轴30的外圆周上并与该APC驱动轴30一体地升降；汽缸80，其一端部插在活塞90的外圆周上，且另一端部固定在APC主体20上；以及升降汽缸外壳92，其一端部插在汽缸80的外圆周上并包围汽缸80和APC驱动轴30，且另一端部固定在APC臂40上。升降汽缸外壳92与APC臂40和APC驱动轴30一体地升降。
如图1至图3所示，止动件100固定在APC臂40的底面的一个位置处，并位于与APC驱动轴30的中心距离固定半径的范围内。
因此，止动件100与APC臂40一体地旋转。当APC臂40旋转180°角时，止动件100也旋转相同的角，并改变其位置。
一对止动螺栓110A和110B固定在APC主体20上作为止动装置，用于每当APC臂40往复旋转180°角时，就通过与止动件100接触而使该APC臂40停止旋转。
优选地，将止动螺栓110A和110B分别以这样的方式旋紧到固定在APC主体20上的止动块120A和120B上，以控制它们的位置，并将螺母130A和130B分别旋紧到止动螺栓110A和110B上。
因此，止动螺栓110A和110B根据它们的旋转方向而移动，并且止动螺栓110A和110B的受控位置通过螺母130A和130B的紧固力而固定在止动块120A和120B上。
喷气嘴140A和140B安装在止动块120A和120B上，作为喷射装置，用于通过气压将粘附在止动件100和止动螺栓110A和110B之间的接触部分上的杂质清除。此时，喷气嘴140A和140B的喷射方向指向止动件100与止动螺栓110A和110B的接触表面，并且喷气嘴140A和140B连接到气压源上以排出压缩空气。
同时，本发明的APC机器在两个位置处稳定地支持APC臂40的旋转和升降操作。即，本发明包括安装在APC臂40的上部和下部处的旋转支撑装置。
如图5所示，上支撑装置为插设在汽缸80的外圆周和连接到APC臂40上的升降汽缸外壳92的内圆周之间的上刻痕轴承200。
下支撑装置为装配在APC驱动轴30的下部的外圆周上的下轴承装置210，并在其固定在APC主体20上的状态下，支撑APC驱动轴30的下端部。
图6和图7表示下轴承装置210。图6是图5的K部分的放大视图，而图7是从根据本发明的机床托板交换机的底部看的立体图。
下轴承装置210位于APC驱动轴30下方，并包括固定在APC主体20上的外壳托架214、固定在外壳托架214上的轴承外壳216、以及插设在轴承外壳216的内圆周与APC驱动轴30的外圆周之间的刻痕轴承218。
同时，APC驱动轴30还包括防磨损装置，用于防止当APC驱动轴30旋转和升降时由于与刻痕轴承218的摩擦而产生的磨损。
在本发明中，所述防磨损装置为安装在刻痕轴承218的内圆周和APC驱动轴30的外圆周之间的柱状引导件212。
刻痕轴承200和218可通过刻在轴承表面中的刻痕一直保持均匀润滑，并可从压痕式、穿孔式、密封安装式、槽式以及填充式中选择一种。
以下，将对本发明的操作进行描述。
首先，如图2所示，在APC臂40的交换操作之前，在APC臂40位于旋转销5上的状态下，一个止动螺栓110A被控制在其位置上。即，如图3所示，以这样的方式控制止动螺栓110A，使得止动螺栓110A的前端面与止动件100的平坦侧面110a接触，然后用螺母130A牢固地固定。
接着，APC臂40旋转180°角，以控制另一止动螺栓110B的位置。如图4(b)所示，当APC臂40旋转180°角时，止动件100的另一平坦侧面100b靠近止动螺栓110B的前端面。在上述状态下，以这样的方式控制止动螺栓110B，使得止动螺栓110B的前端部与平坦表面100b接触，然后用螺母130A和130B固定。
从而完成了对止动螺栓110A和110B的位置控制。
完成了对彼此相对的止动螺栓110A和110B的位置控制后，就总能精确而稳定地在固定的位置处进行托板交换，而无需在APC臂40的托板交换时考虑齿条60和小齿轮50的齿隙。
此外，安装在APC驱动轴30的上部和下部处的上刻痕轴承200和下刻痕轴承218对该APC驱动轴30的升降操作进行引导和支撑，从而，即使对APC臂40施加偏置载荷，在APC驱动轴30上也不存在局部侧磨损。
将根据APC臂40的操作对上述进行描述。
首先，当发出指令以交换分别位于等待区域和加工区域内的托板时(此时，止动件100的平坦表面100a与止动螺栓110A接触)，如图5所示，压力油被供应到汽缸80的下腔室(U)中，从而提升活塞90。
通过活塞90的提升操作，APC驱动轴30和升降汽缸外壳92同时向上移动。此时，升降汽缸外壳92通过上刻痕轴承200的引导和支撑而上升，而APC驱动轴30通过下刻痕轴承218的引导和支撑而上升。
接着，压力油被供应到分度汽缸70，并如图4所示，齿条60进行直线运动，且旋转力被传递到与齿条60啮合的小齿轮50上，从而，APC驱动轴30与APC臂40一体地旋转。图4(a)表示APC臂40旋转90°角的状态，而图4(b)表示APC臂40旋转180°角的状态。
如图4(a)所示，在APC臂40旋转时，止动件100也通过APC驱动轴30而旋转。如图4(b)所示，当APC臂40到达180°角的位置时，止动件100的平坦表面100b与位于该止动件另一侧处的止动螺栓110B接触，从而在没有齿隙的情况使APC臂40在180°的旋转位置处停止。
当发出交换托板的指令时，流体喷射装置喷射流体以将沾附在止动件100与止动螺栓110A和110B之间的接触部分上的杂质清除，从而使托板可在更准确的位置处进行交换。
所述流体为切削油、空气和油雾中的一种，这可根据工况进行适当选择。例如，如果流体为空气，喷射装置一般使用喷气嘴140A和140B，并喷射压缩空气以清除沾附在止动件100和止动螺栓110B之间的接触部分上的杂质。
接着，如图5所示，压力油被供应到汽缸80的上腔室(D)中，从而，活塞90、APC驱动轴30、升降汽缸外壳92以及APC臂40同时下降并位于定位销5上。即使在APC臂40下降时，APC臂40也由上刻痕轴承200和下刻痕轴承218可滑动地引导和支撑。
同时，为了将位于加工区域内的托板输送到等待区域，APC臂40沿与上述方向相反的方向旋转，从而当止动件100的平坦表面100a通过止动螺栓110A而与APC臂40接触时，APC臂40停止在固定的位置处。
如上所述，根据所述机床自动托板交换机，通过将齿条60的直线运行转换成小齿轮50的旋转运动而使APC臂40旋转，然后，在并不啮合的情况下通过止动件100与止动螺栓110A和110B使APC臂40停止在固定的位置处。因此，本发明可提供准确的位置判断并可提供耐用性良好的APC驱动部件，而没有振动。
而且，尽管在APC臂40上施加有偏置载荷，但即使是在APC臂40的旋转和升降期间，本发明也可通过安装在两个位置处的上下刻痕轴承200和218的引导和支撑力，防止APC驱动部件的局部侧磨损以及操作表面的倾斜，从而改善托板交换操作的稳定性。
如上所述，根据本发明的机床自动托板交换机可通过止动装置在不啮合的情况下确定APC臂的交换停止位置，从而在准确位置处稳定地执行托板的交换操作，并可通过安装在两个位置处的刻痕轴承提高支承力，从而改善APC的操作稳定性和加工等级。
尽管参照具体的示意性实施例对本发明进行了描述，然而本发明不受这些实施例的限制，而是仅由所附权利要求限定。应当理解，本领域的技术人员在不背离本发明的范围和精神的情况下可对这些实施例进行变化或修改。
权利要求
1.一种机床自动托板交换机，用于使位于加工区域内的托板和位于等待区域内的托板相互交换，该机床自动托板交换机包括APC主体；APC驱动轴，其可旋转和可升降地直立在所述APC主体上；旋转装置，其安装在所述APC主体上，用于使所述APC驱动轴旋转；APC臂，其同心地安装在所述APC驱动轴上，并与所述APC驱动轴一体地旋转，该APC臂具有位于其前端部上的托板；升降装置，其一端部固定在所述APC臂上，用于使所述APC驱动轴垂直升降；止动件，其固定在所述APC臂下方；以及止动装置，其固定在所述APC主体上，用于通过与所述止动件接触而停止所述APC臂的旋转。
2.根据权利要求1所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述止动装置包括固定在所述APC主体上的止动块，以及通过螺母紧固在该止动块上的止动螺栓，用于进行位置控制。
3.根据权利要求2所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述止动块包括用于喷射流体的喷射装置，以清除沾附在所述止动件和所述止动螺栓的接触部分上的杂质。
4.根据权利要求3所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述喷射装置为喷气嘴。
5.根据权利要求1所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述升降装置包括活塞，其插在所述APC驱动轴的外圆周上，并与所述APC驱动轴(30)一体地升降；汽缸，其一端部插在所述活塞的外圆周上且另一端部固定在所述APC主体上；以及升降汽缸外壳，其一端部插在所述汽缸的外圆周上并包围所述汽缸和所述APC驱动轴，且另一端部固定在所述APC臂上，其中，所述升降汽缸外壳与所述APC臂和所述APC驱动轴一体地执行升降运动。
6.根据权利要求5所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述APC驱动轴还包括旋转支撑装置，且该旋转支撑装置包括上刻痕轴承，其插设在所述汽缸的外圆周与所述升降汽缸外壳的内圆周之间；以及下轴承装置，其具有插在所述APC驱动轴的下部的外圆周上的内圆周，以及在其插在所述APC主体上的状态下对所述APC驱动轴的下端部进行支撑的外圆周。
7.根据权利要求6所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述下轴承装置包括外壳托架，其位于所述APC驱动轴下方，并突出地固定在所述APC主体上；轴承外壳，其固定在所述外壳托架上；以及下刻痕轴承，其插设在所述轴承外壳的内圆周和所述APC驱动轴的外圆周之间。
8.根据权利要求7所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述APC驱动轴还包括防磨损装置，用于防止当所述APC驱动轴旋转和升降时由于与下刻痕轴承的摩擦而引起所述APC驱动轴的磨损，所述防磨损装置为插设在所述下刻痕轴承的内圆周和所述APC驱动轴的外圆周之间的筒状引导件。
9.一种机床自动托板交换机，用于使位于加工区域内的托板和位于等待区域内的托板相互交换，该机床自动托板交换机包括APC主体；APC驱动轴，其可旋转和可升降地直立在所述APC主体上；旋转装置，其安装在所述APC主体上，用于使所述APC驱动轴旋转；活塞，其装配在所述APC驱动轴的外圆周上，并与该APC驱动轴(30)一体地升降；汽缸，其一端部插在所述活塞的外圆周上且另一端部固定在所述APC主体上；以及升降汽缸外壳，其一端部插在所述汽缸的外圆周上并包围所述汽缸和所述APC驱动轴，且另一端部固定在所述APC臂上；APC臂，其同心地安装在所述APC驱动轴上，并与所述APC驱动轴一体地旋转，该APC臂具有位于其前端部上的托板；上刻痕轴承，其插设在所述汽缸的外圆周与所述升降汽缸外壳的内圆周之间；以及下轴承装置，其具有插在所述APC驱动轴下部的外圆周上的内圆周，以及在其插在所述APC主体上的状态下对所述APC驱动轴的下端部进行支撑的外圆周。
10.根据权利要求9所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述下轴承装置包括外壳托架，其位于所述APC驱动轴下方，并突出地固定在所述APC主体上；轴承外壳，其固定在所述外壳托架上；以及下刻痕轴承，其插设在所述轴承外壳的内圆周和所述APC驱动轴的外圆周之间。
11.根据权利要求10所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述APC驱动轴还包括防磨损装置，用于防止当所述APC驱动轴旋转和升降时由于与下刻痕轴承的摩擦而引起所述APC驱动轴的磨损，所述防磨损装置为插设在所述下刻痕轴承的内圆周和所述APC驱动轴的外圆周之间的筒状引导件。
12.根据权利要求9所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述APC臂还包括止动件，其固定在所述APC驱动轴下方；以及止动装置，其与所述止动件接触，并固定在所述APC主体上，以在固定的位置处使所述APC臂的旋转停止。
13.根据权利要求12所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述止动装置包括固定在所述APC主体上的止动块，以及通过螺母紧固到所述止动块上的止动螺栓，用于进行位置控制。
14.根据权利要求13所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述止动块包括用于喷射流体的喷气嘴，以清除沾附在所述止动件和所述止动螺栓的接触部分上的杂质。
15.根据权利要求6、7、9和10中任一项所述的机床自动托板交换机，其特征在于，所述刻痕轴承为从下列组中选择的其中之一，该组包括压痕式、穿孔式、密封安装式、槽式以及填充式。
全文摘要
公开了一种机床自动托板交换机，其可准确地确定托板交换操作的位置，并可改善操作的稳定性。自动托板交换机包括APC驱动轴(30)，可旋转和可升降地直立在APC主体(20)上；APC臂(40)，被支撑在APC轴(30)上，用于交换加工区域和等待区域的托板；旋转装置，用于使APC驱动轴(30)旋转；汽缸(80)，插在APC驱动轴(30)上并固定在APC主体上；活塞，安装在APC驱动轴(30)上，用于根据汽缸(80)内的液压方向而使APC驱动轴(30)升降；止动件(100)，位于距APC驱动轴(30)固定半径的范围内，并固定在APC臂(40)上；以及一对止动螺栓(110A、110B)，固定在APC主体(20)上，用于当APC臂(40)旋转180°角时，通过与止动件(100)的接触使APC臂(40)的旋转停止。
文档编号B23Q1/66GK1796045SQ200510135068
公开日2006年7月5日 申请日期2005年12月23日 优先权日2004年12月29日
发明者裴宰庸 申请人:斗山英维高株式会社