改良式自动换刀装置的制作方法

本实用新型是关于一种自动换刀装置，特别指一种改良式自动换刀装置。

背景技术：

工具机为目前机械加工业重要的加工机具之一，而CNC工具机则是由可程序逻辑控制器(PLC)执行控制自动换刀机构(Automatic Tool Change mechanism,ATC)马达，以控制换刀的动作。然而，此种借由PLC 控制ATC的马达则会产生许多问题。此外，不同厂牌以及级别的控制器，以及不同的PLC撰写模式皆会影响ATC停止的定位点，因而使得ATC可能会产生超过预定位置的问题。

请参阅图1，其为现有的CNC工具机由PLC电性控制ATC的示意图。当可程序逻辑控制器1输出例如换刀的控制指令至自动换刀机构2的马达 21时，马达21带动凸轮22转动，进一步带动换刀手臂23以进行换刀的动作。进一步而言，PLC输出一旋转换刀的控制指令至自动换刀机构2的马达21，并由马达21带动凸轮22，凸轮22连同带动换刀手臂23，并于换刀手臂23旋转至90度时执行一暂停的停止动作，再回传一回馈信号至 PLC。然而，实际上换刀手臂23可能在已经旋转至例如91度的角度时才将回馈信号回传至PLC以执行暂停的停止动作，因而造成自动换刀机构2 定位的错误。

再者，针对不同的加工条件、不同的国家地理位置或是不同的客户需求，ATC常常因为断电、操作不慎或其它原因而导致例如卡刀的异常状态，致使换刀手臂23无法回归至原点位置，造成操作人员必须爬上工具机台进行换刀手臂23的原点回归动作。

此外，当工具机执行的动作越细腻，撰写的PLC程序将越复杂。例如， PLC程序可针对换刀的速度以及换刀手臂23的定位角度等参数设定，然而，一旦使用者欲针对上述参数进行变更时，则必须耗费许多时间从复杂的链接库里找出程序代码的位置以进行修改参数的动作。

此外，由于现有的ATC的操作模式仅有一种操作速度，亦即全速运转的模式。因此，当ATC以此种全速运转的模式运转时，则容易使得负责提供输出运转动力的马达产生损坏。再者，一般的马达会因为惯性的作用，使得马达在加、减速或停止时会产生较大的晃动。

再者，根据不同的负载大小，操作人员必须对应调整自动换刀机构2 不同的马达21转速比。例如，当负载重时，操作人员必须调整马达21转速为高速比；当负载轻时，操作人员必须调整马达21转速为低速比，而调整的动作是必须做高、低速比马达21的装卸，因此，在无法调整控制自动换刀机构2马达21转速比的情况下，若需要处理不同的负载条件越多，则必须对应保存越多的马达21零件，因而造成管理零件库存的增加。

因此，上述现有方式仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种改良式自动换刀装置，包括自动换刀机构、可程序逻辑控制器以及可程序自动换刀模块。自动换刀机构包含换刀手臂、凸轮及马达。凸轮连接换刀手臂，马达驱动凸轮。可程序逻辑控制器产生控制自动换刀机构的马达的控制指令。可程序自动换刀模块设置于可程序逻辑控制器以及自动换刀机构之间，以接收控制指令，并侦测自动换刀机构的角度位置信号，以产生控制自动换刀机构的补偿信号。

承上所述的改良式自动换刀装置，其中该可程序自动换刀模块包括一智能刹车停止模式，使该自动换刀机构根据一预定刹车角度停止。

承上所述的改良式自动换刀装置，其中该补偿信号为该自动换刀机构的该换刀手臂的一角度位置校正信号。

承上所述的改良式自动换刀装置，其中该可程序自动换刀模块连接该自动换刀机构的该凸轮。

承上所述的改良式自动换刀装置，其中该角度位置信号包括该自动换刀机构的该凸轮的一角度位置信号。

综上所述，本实用新型借由在可程序逻辑控制器和自动换刀机构之间设置可程序自动换刀模块，以根据自动换刀机构回馈至可程序自动换刀模块的角度位置信号，产生控制自动换刀机构的补偿信号，进一步达到精准定位换刀手臂的目的。

附图说明

图1为现有的CNC工具机由PLC电性控制ATC的示意图；以及

图2为本实用新型改良式自动换刀装置的示意图。

【附图标记说明】

1 可程序逻辑控制器

2 自动换刀机构

21 马达

22 凸轮

23 换刀手臂

3 可程序自动换刀模块

4 改良式自动换刀装置

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

请参阅图2，其为本实用新型改良式自动换刀装置的示意图。改良式自动换刀装置4包括可程序逻辑控制器1、自动换刀机构2以及可程序自动换刀模块(Automatic tool change mechanism Program Basic,APB)3。自动换刀机构2包含马达21、凸轮22及换刀手臂23。凸轮22连接换刀手臂23，马达21驱动凸轮22，使得凸轮22转动时可连同带动换刀手臂23。可程序逻辑控制器1产生控制自动换刀机构2的马达21的控制指令。可程序自动换刀模块3设置于可程序逻辑控制器1以及自动换刀机构2之间，以接收控制指令，并侦测自动换刀机构2的角度位置信号，以产生控制自动换刀机构2的补偿信号。

承上所述，实际上可程序自动换刀模块3是设置于自动换刀机构2的凸轮箱(图中未示出)内，并以炼条连接凸轮22的入力轴，因此，当凸轮22转动时，其转动的角度位置信号可回馈至可程序自动换刀模块3上，因此，可程序自动换刀模块3可根据凸轮22的转动角度间接侦测换刀手臂23的转动角度，亦即，侦测换刀手臂23的定位点。

进一步而言，可程序自动换刀模块3包括智能刹车停止模式，使自动换刀机构2根据预定刹车角度停止。例如，当自动换刀机构2在运转的过程中，若可程序自动换刀模块3侦测到换刀手臂23在到达刹车停止的角度时未能停止，智能刹车停止模式则根据预定的刹车角度切断输出至ATC 马达21的电流，进一步停止换刀手臂23的动作，使得ATC根据预设的刹车角度停止作动，以避免ATC超过预定的定位位置，并防止异常状况发生。若ATC超过预定的定位位置，或者在尚未到达预定的定位位置即停止，则可程序自动换刀模块3输出一补偿信号至可程序逻辑控制器1，以针对换刀手臂23偏差的角度进行补偿。换句话说，当换刀手臂23无法到达PLC控制指令所指定的角度时，可程序自动换刀模块3是产生一角度位置校正信号至可程序逻辑控制器1以进行补偿。据此，可程序自动换刀模块3可根据接收凸轮22的角度位置信号控制自动换刀机构马达21的转速以及加速度，以进一步确保换刀手臂23的定位准确度。

综上所述，本实用新型借由在可程序逻辑控制器和自动换刀机构之间设置可程序自动换刀模块，以根据自动换刀机构回馈至可程序自动换刀模块的角度位置信号，产生控制自动换刀机构的补偿信号，进一步达到精准定位换刀手臂的目的。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。