CN101574792B - 加工机第四轴装置 - Google Patents

Abstract

一种加工机第四轴装置，包含一固定单元、一轴承单元、一治具，及一驱动单元。该固定单元包括一基板。该轴承单元包括一设置于该基板之中空本体。该治具是与该轴承单元相连接，并可相对于该本体绕一轴线旋转。该驱动单元包括一与该固定单元相连接且用以驱动该治具绕该轴线旋转一角度之驱动马达。藉由该驱动马达之设置，除了可更迅速的进行角度定位进而降低加工时间成本外，还可经由一CNC加工机或一信号产生器控制而达到自动化之目的。

Description

加工机第四轴装置

技术领域

本发明涉及一种加工机，具体地说，是一种加工时用于夹持工件的加工机第四轴装置。

背景技术

首先请参阅图1，图1是已有技术的一种冲子成形研磨器夹持一工件的侧视示意图。如图所示，一种冲子成形研磨器7，包含一基座71、一设置于该基座71其中一侧且可相对于该基座71原地绕一轴线Y旋转的夹头72，及一设置于该基座71另一侧且与该夹头72连结的把手73。

当欲对一工件8进行研磨加工以获得所需形状的冲子时，先利用该夹头72夹持该工件8，再利用一加工装置9(例如研磨轮)沿该轴线Y方向往复移动地对该工件8进行研磨。待该工件8被研磨出部分形状后，由操作者转动该把手73使该夹头72原地绕该轴线Y旋转一角度，亦即使该工件8原地绕该轴线Y转动该角度，再利用该加工装置9对该工件8进行研磨，重复进行上述动作后即可将该工件8研磨成所需形状的冲子。

上述加工过程中是由操作者转动该把手73使该夹头72转动该角度而到达定位，因此需花费较长时间而提高加工时的时间成本，且该冲子成形研磨器7无法自动化操作，对于进行大量加工时亦构成一大阻碍。另外，虽然可利用一马达(图中未示出)以驱动该夹头72，但该马达仅能驱动该夹头72原地绕该轴线Y旋转，并无法进行角度定位，因此仍需由操作者调整该夹头72的转动角度，同样会增加加工时的时间成本。

因此已知的加工机存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种可降低加工时间成本、自动化及保持角度定位的加工机第四轴装置。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种加工机第四轴装置，包括一固定单元，一轴承单元，一治具和一驱动单元，其特征在于：

所述固定单元，包括一基板；

所述轴承单元，包括一设置在所述基板的中空本体；

所述治具，与所述轴承单元连接，并可相对于所述本体绕一轴线旋转；

所述驱动单元，包括一与所述固定单元相连接且用以驱动所述治具绕所述轴线旋转一角度的驱动马达。

本发明的加工机第四轴装置还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的加工机第四轴装置，其中还包括一使所述治具保持定位的煞车单元，所述煞车单元包括一围绕所述轴线的固定面，及一与所述固定面相对设置且可相对于所述固定面沿所述轴线方向做接离移动的旋转面。

前述的加工机第四轴装置，其中所述煞车单元更包括一具有所述固定面的制动件、一具有所述旋转面的煞车件，及一与所述轴承单元及所述煞车件连结且用以使所述旋转面远离所述固定面的弹性件，所述制动件是设置于所述固定单元且用以提供所述煞车件一呈极性吸引力使所述旋转面与所述固定面相顶抵。

前述的加工机第四轴装置，其中所述煞车单元进一步包括复数与所述轴承单元连结且穿设于所述煞车件的导引件、复数穿设于所述弹性件且与所述煞车件相连接的固定件，所述弹性件具有复数环绕所述轴线的定位孔，所述煞车件具有复数与部分所述等定位孔相对应设置的导引孔，及复数与其余的所述定位孔相对设置的穿孔，每一导引件具有一穿设于其中一定位孔且与所述轴承单元连结的杆身段，及一与所述弹性件邻近所述煞车件的一表面相顶抵且穿设于其中一导引孔的头部；每一固定件具有一穿设于其中另一定位孔与其中一穿孔且与所述煞车件相连接的杆身段，及一与所述弹性件相背于所述煞车件的一表面相顶抵的头部。

前述的加工机第四轴装置，其中所述治具是选自夹头、蜂巢板、筒夹和顶针中的一个。

前述的加工机第四轴装置，其中所述轴承单元更包括一与所述治具相连接的第一面盘、一沿所述轴线方向与所述治具间隔设置与所述第一面盘间隔设置的第二面盘，及复数和所述面盘相顶抵的滚动件，所述本体具有沿所述轴线方向相背设置的一第一端部与一第二端部，及一由一内表面凹设的凹槽，所述第一、第二面盘是分别设置于所述第一、第二端部，所述滚动件是设置于所述凹槽内。

前述的加工机第四轴装置，其中所述轴承单元更包括一与所述治具相连接的第一面盘、一沿所述轴线方向与所述第一面盘间隔设置的第二面盘、一夹设于所述面盘间且与所述面盘相连接的间隔盘，及复数滚动件，所述本体具有沿所述轴线方向相背设置的一第一端部与一第二端部，及一由所述本体之一内表面凹设的凹槽，所述第一、第二面盘是分别设置于所述第一、第二端部，所述第一面盘及所述间隔盘各具有一与所述滚动件相顶抵的滚动面，所述等滚动件是设置于所述凹槽内。

前述的加工机第四轴装置，其中所述滚动件是呈球状。

前述的加工机第四轴装置，其中所述驱动马达是选自步进马达、伺服马达和可分度运转马达中的一个。

前述的加工机第四轴装置，其中所述固定单元更包括一设置于所述基板且位于所述轴承单元与所述驱动马达之间的固定座，所述驱动马达是与所述固定座相连接，所述制动件是设置在所述固定座。

前述的加工机第四轴装置，其中所述驱动单元更包括一穿设于所述固定座与所述煞车单元的连轴器，所述驱动马达具有一转轴，所述轴承单元的第二面盘具有一与所述转轴相对的凸柱，所述连轴器的两端部是分别与所述转轴及所述凸柱相连接。

前述的加工机第四轴装置，其中所述煞车单元更包括一套设于所述连轴器且与所述第二面盘相连接的垫块，所述导引件的杆身段是与所述垫块相连接。

前述的加工机第四轴装置，其中更包含一容置所述驱动单元及所述煞车单元的壳体，其中所述煞车单元更包括一容置所述制动件、所述煞车件，及所述垫块的煞车箱座。

前述的加工机第四轴装置，其中所述呈极性的吸引力为磁力。

前述的加工机第四轴装置，其中所述治具是选自夹头、蜂巢板、筒夹和顶针中的一个。

前述的加工机第四轴装置，其中所述驱动马达是选自步进马达、伺服马达及可分度运转马达中的一个。

采用上述技术方案后，本发明的加工机第四轴装置具有以下优点：

1.可更迅速地进行角度定位。

2.减少加工时间。

3.达到自动化操作。

附图说明

图1是已有技术的一种冲子成形研磨器夹持一工件的侧视示意图；

图2是本发明实施例的组成组件的一立体分解图；

图3是本发明实施例的各组件的连结关系的剖面示意图；

图4是本发明实施例的煞车件未受一制动件吸引时，一弹性件未变形的侧视示意图；

图5是本发明实施例的煞车件受一制动件吸引时，一弹性件变形的侧视示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

现请参阅图2和图3，图2是本发明实施例的组成组件的一立体分解图，图3是本发明实施例的各组件的连结关系的剖面示意图。如图所示，所述固定单元1包括一基板11，及一设置于所述基板11且位于所述轴承单元2与所述驱动马达41之间的固定座12。所述轴承单元2包括一设置于所述基板11的中空本体21、一与所述治具3相连接的第一面盘22、一沿一轴线L方向与所述第一面盘22间隔设置的第二面盘23、一夹设于所述面盘22、23之间且与所述面盘22、23相连接的间隔盘24，及复数滚动件25。所述本体21具有沿所述轴线L方向相背设置的一第一端部211与一第二端部212，及一由所述本体21的一内表面213凹设的凹槽214，所述第一、第二面盘22、23是分别设置于所述第一、第二端部211、212，所述第一面盘22及所述间隔盘24各具有一与所述滚动件25相顶抵的滚动面221、241，所述第二面盘23具有一凸柱231，所述滚动件25是设置于所述凹槽214内。在本实施例中，所述滚动件25是呈球状。

所述治具3是与所述轴承单元2的第一面盘22相连接，并可相对于所述本体21绕所述轴线L旋转。所述治具3可为夹头、蜂巢板、筒夹，或顶针，在本实施例中，所述治具3为夹头。

所述驱动单元4还包括一连轴器42，所述驱动马达41是与所述固定单元1的固定座12相连接且用以驱动所述治具3绕所述轴线L旋转一角度，所述连轴器42是穿设于所述固定座12与所述煞车单元5，所述驱动马达41具有一与所述轴承单元2的凸柱231相对的转轴411，所述连轴器42的两端部是分别与所述转轴411及所述凸柱231相连接。所述驱动马达41可为步进马达、可分度运转马达，或伺服马达。在本实施例中，所述驱动马达41为步进马达。

再请参阅图4和图5，图4是本发明实施例的煞车件未受一制动件吸引时，一弹性件未变形的侧视示意图；图5是本发明实施例的煞车件受一制动件吸引时，一弹性件变形的侧视示意图。如图所示，所述煞车单元5包括一设置于所述固定单元1的固定座12且具有一围绕所述轴线L的固定面511的制动件51、一具有一与所述固定面511相对设置的旋转面521的煞车件52、一与所述轴承单元2及所述煞车件52连结且具有复数环绕所述轴线L的定位孔531的弹性件53、复数与所述轴承单元2连结且穿设于所述煞车件52的导引件54、复数穿设于所述弹性件53且与所述煞车件52相连接的固定件55、一套设于所述驱动单元4的连轴器42且与所述轴承单元2的第二面盘23相连接的垫块56，及一容置所述制动件51、所述煞车件52，及所述垫块56的煞车箱座57。所述制动件51是用以提供所述煞车件52一呈极性的吸引力使所述旋转面521与所述固定面511相顶抵。所述呈极性的吸引力可为静电力或磁力，在本实施例中，所述呈极性的吸引力为磁力。所述煞车件52具有复数与部分所述定位孔531相对应设置的导引孔522，及复数与其余的所述定位孔531相对应设置的穿孔523。所述弹性件53是用以使所述旋转面521远离所述固定面511。所述弹性件53可为板簧或盘形弹簧，在本实施例中，所述弹性件53为板簧。每一导引件54具有一穿设于其中一定位孔531且与所述垫块56相连接之杆身段541，及一与所述弹性件53邻近所述煞车件52的一表面532相顶抵且穿设于其中一导引孔522的头部542。每一固定件55具有一穿设于其中另一定位孔531与其中一穿孔523且与所述煞车件52相连接的杆身段551，及一与所述弹性件53相背于所述煞车件52的一表面533相顶抵的头部552。

所述壳体6是用以容置所述驱动单元4及所述煞车单元5。

请参阅图3～图5，当对一夹持于所述治具3且欲进行加工的工件(图中未示出)进行角度定位时，通过一定位信号使所述驱动马达41的转轴411绕所述轴线L转动一角度，例如45度或60度，并经由所述连轴器42及所述轴承单元2的传动而使所述治具3同步绕所述轴线L旋转所述角度，而使所述工件转至定位。待所述工件转至定位后，再通过一作动信号使所述煞车单元5的制动件51作动，并对所述煞车件52提供所述吸引力而使所述旋转面521与所述固定面511相顶抵，所述弹性件53亦因受所述煞车件52的拉动而产生变形，由此，即可使所述治具3及所述转轴411保持定位，亦即所述治具3及所述转轴411不因所述工件的加工影响而产生偏转。当欲使所述工件旋转另一角度再进行加工时，通过另一作动信号使所述制动件51停止作动，其对所述煞车件52提供的所述吸引力因而消失，所述煞车件52受所述弹性件53的拉动而恢复至受所述吸引力作用前的位置，此时，再通过另一定位信号使所述驱动马达41的转轴411绕所述轴线L转动另一角度以对所述工件进行角度定位。所述信号可由一CNC加工机或一信号产生器提供。

综上所述，轴承单元2的第二面盘23、间隔盘24，及煞车单元5的垫块56可整合成一构件，由此可减少组件数量，进而降低本发明的组装时间。

所述固定单元1的固定座12为非必要构件，所述驱动单元4的驱动马达41是与所述基板11相连接，所述煞车单元5的制动件51是设置于所述驱动马达41，由此，同样可使所述治具3保持角度定位。另外，由于所述煞车单元5的设置，利用该制动件51之固定面511及该煞车件52的旋转面521相顶抵的摩擦力，可使所述治具3保持角度定位。

所述驱动单元4的驱动马达41的设置，除了可更迅速的进行角度定位而降低加工时间成本外，还可达到自动化的目的。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

组件符号说明

1   固定单元

11  基板

12  固定座

2   轴承单元

21  本体

211 第一端部

212 第二端部

213 内表面

214 凹槽

22  第一面盘

221 滚动面

23  第二面盘

231 凸柱

24  间隔盘

241 滚动面

25  滚动件

3   治具

4   驱动单元

41  驱动马达

411 转轴

42  连轴器

5   煞车单元

51  制动件

511 固定面

52  煞车件

521 旋转面

522 导引孔

523 穿孔

53  弹性件

531 定位孔

532 表面

533 表面

54  导引件

541 杆身段

542 头部

55  固定件

551 杆身段

552 头部

56  垫块

57  煞车箱座

6   壳体

L   轴线

Claims (13)

1.一种加工机第四轴装置，包括一固定单元，一轴承单元，一治具和一驱动单元，其特征在于：

所述固定单元，包括一基板；

所述轴承单元，包括一设置在所述基板的中空本体；

所述治具，与所述轴承单元连接，并可相对于所述本体绕一轴线旋转；

所述驱动单元，包括一与所述固定单元相连接且用以驱动所述治具绕

所述轴线旋转一角度的驱动马达；

所述加工机第四轴装置还包括使所述治具保持定位的煞车单元，所述煞车单元包括一围绕所述轴线的固定面，及一与所述固定面相对设置且可相对于所述固定面沿所述轴线方向做接离移动的旋转面。

2.根据权利要求1所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述煞车单元更包括一具有所述固定面的制动件、一具有所述旋转面的煞车件，及一与所述轴承单元及所述煞车件连结且用以使所述旋转面远离所述固定面的弹性件，所述制动件是设置于所述固定单元且用以提供所述煞车件一呈极性吸引力使所述旋转面与所述固定面相顶抵。

3.根据权利要求2所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述煞车单元进一步包括复数与所述轴承单元连结且穿设于所述煞车件的导引件、复数穿设于所述弹性件且与所述煞车件相连接的固定件，所述弹性件具有复数环绕所述轴线的定位孔，所述煞车件具有复数与部分所述定位孔相对应设置的导引孔，及复数与其余的所述定位孔相对设置的穿孔，每一导引件具有一穿设于其中一定位孔且与所述轴承单元连结的杆身段，及一与所述弹性件邻近所述煞车件的一表面相顶抵且穿设于其中一导引孔的头部；每一固定件具有一穿设于其中另一定位孔与其中一穿孔且与所述煞车件相连接的杆身段，及一与所述弹性件相背于所述煞车件的一表面相顶抵的头部。

4.根据权利要求1所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述治具是选自夹头、蜂巢板、筒夹和顶针中的一个。

5.根据权利要求3所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述轴承单元更包括一与所述治具相连接的第一面盘、一沿所述轴线方向与所述第一面盘间隔设置的第二面盘，及复数和所述面盘相顶抵的滚动件，所述本体具有沿所述轴线方向相背设置的一第一端部与一第二端部，及一由一内表面凹设的凹槽，所述第一、第二面盘是分别设置于所述第一、第二端部，所述滚动件是设置于所述凹槽内。

6.根据权利要求3所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述轴承单元更包括一与所述治具相连接的第一面盘、一沿所述轴线方向与所述第一面盘间隔设置的第二面盘、一夹设于所述面盘间且与所述面盘相连接的间隔盘，及复数滚动件，所述本体具有沿所述轴线方向相背设置的一第一端部与一第二端部，及一由所述本体之一内表面凹设的凹槽，所述第一、第二面盘是分别设置于所述第一、第二端部，所述第一面盘及所述间隔盘各具有一与所述滚动件相顶抵的滚动面，所述滚动件是设置于所述凹槽内。

7.根据权利要求5所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述滚动件是呈球状。

8.根据权利要求1所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述驱动马达是选自步进马达、伺服马达和可分度运转马达中的一个。

9.根据权利要求5或6所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述固定单元更包括一设置于所述基板且位于所述轴承单元与所述驱动马达之间的固定座，所述驱动马达是与所述固定座相连接，所述制动件是设置在所述固定座。

10.根据权利要求9所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述驱动单元更包括一穿设于所述固定座与所述煞车单元的连轴器，所述驱动马达具有一转轴，所述轴承单元的第二面盘具有一与所述转轴相对的凸柱，所述连轴器的两端部是分别与所述转轴及所述凸柱相连接。

11.根据权利要求10所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述煞车单元更包括一套设于所述连轴器且与所述第二面盘相连接的垫块，所述导引件的杆身段是与所述垫块相连接。

12.根据权利要求11所述的加工机第四轴装置，其特征在于：更包含一容置所述驱动单元及所述煞车单元的壳体，其中所述煞车单元更包括一容置所述制动件、所述煞车件，及所述垫块的煞车箱座。

13.根据权利要求2所述的加工机第四轴装置，其特征在于：所述呈极性的吸引力为磁力。

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