CN109834510A - 转盘的分度驱动装置 - Google Patents

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CN109834510A CN201811115995.0A CN201811115995A CN109834510A CN 109834510 A CN109834510 A CN 109834510A CN 201811115995 A CN201811115995 A CN 201811115995A CN 109834510 A CN109834510 A CN 109834510A
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Abstract

本发明提供一种转盘的分度驱动装置，其是在转盘上依等分角度环布设有复数个从动滚子，一凸轮部件的凸轮轴连结于驱动源，该凸轮部件设有呈第一方向连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁及呈第二方向连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁，并使各相对向的第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁间形成变槽宽的凸轮槽，以供导入各从动滚子并带动转盘旋转动；如此，利用第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁分别由不同方向对称预压于转盘的至少一对从动滚子，进而消除凸轮部件与从动滚子间的背隙，达到有效避免撞击震动现象及提升转盘定位精度的效益。

Description

转盘的分度驱动装置
技术领域
本发明涉及一种可消除凸轮部件与从动滚子间的背隙，达到有效避免撞击震动现象及提升转盘定位精度的分度驱动装置。
背景技术
滚子式转盘在工具机的分度应用上非常广泛，例如第四轴的分度盘或是刀库的刀盘等；一般而言，该滚子式转盘的分度驱动方式依据从动滚子(Roller Follower)装设位置区分为滚齿凸轮(Roller Gear Cam)驱动方式及圆筒凸轮(Barrel Cam)驱动方式，以使转盘旋转定位于预设位置。请参阅图1所示，所谓的滚齿凸轮(Roller Gear Cam)驱动方式，其从动滚子10系装设于转盘11的外周上，且各从动滚子10的中心轴线呈垂直放射状相交于该转盘11的中心轴线，而滚齿凸轮12则驱动该转盘11外周上的从动滚子10，进而带动该转盘11旋转并定位于预设位置；请参阅图2所示，至于所谓的圆筒凸轮(Barrel Cam)驱动方式，其从动滚子20系装设于转盘21的盘面上，且各从动滚子20的中心轴线平行于该转盘21的中心轴线，而圆筒凸轮22则驱动该转盘21盘面上的从动滚子20，进而带动该转盘21旋转并定位于预设位置。然而不论是滚齿凸轮(Roller Gear Cam)或是圆筒凸轮(Barrel Cam)在驱动转盘的从动滚子时，由于从动滚子(Roller Follower)只能与凸轮一侧的凸肋壁接触并作滚动接触，因此滚齿凸轮或是圆筒凸轮的凸轮槽与从动滚子间必定有间隙的存在，该间隙于驱动时，从动滚子与另一侧的凸肋壁间即会产生所谓的背隙(Backlash)，一般而言，该背隙(Backlash)大约为0.1mm。请参阅图2所示，就以该圆筒凸轮(Barrel Cam)来说，转盘21盘面上的从动滚子20除了必须要能够在圆筒凸轮22的凸轮槽221的至少一侧凸肋壁滚动接触，该从动滚子20也必须可以于凸轮槽221内转动，因此圆筒凸轮22的凸轮槽221的槽宽都必须稍大于从动滚子20的外径，现有圆筒凸轮22的凸轮槽221的制作都都以从动滚子20的外径加上可转动所需之间隙，以计算出凸轮槽221所需的槽宽，进而依据该所需的槽宽制作成型出等槽宽的凸轮槽221，因此当从动滚子20置入于凸轮槽221内时，就会与左侧凸肋壁222及右侧凸肋壁223间产生间隙；请配合图3说明，当圆筒凸轮22逆时针(CCW)转动时，圆筒凸轮22的右侧凸肋壁223将会接触预压各从动滚子20，以带动转盘21做顺时针(CW)的旋转，然而各从动滚子20与圆筒凸轮22的左侧凸肋壁222间却也产生了0.1mm的背隙；反之，请配合图4说明，当圆筒凸轮22顺时针(CW)转动时，圆筒凸轮22的左侧凸肋壁222将会接触预压各从动滚子20，以带动转盘21做逆时针(CCW)的旋转，然而各从动滚子20与圆筒凸轮22的右侧凸肋壁223间却也产生了0.1mm的背隙。前述所称的背隙的存在，不仅在圆筒凸轮正、反转启动或是停止时会造成凸轮的凸肋壁与从动滚子间的撞击震动现象，且影响转盘分度旋转的定位精度，尤其在第四轴的分度盘旋转上更会影响加工件的加工精度，因此不论是滚齿凸轮驱动方式或是圆筒凸轮驱动方式，业者都致力于消除背隙的设计上。请再参阅图1所示，滚齿凸轮(Roller Gear Cam)驱动方式由于其滚齿凸轮12驱动转盘11旋转所产生的径向力量系相交于转盘11的中心轴线，因此目前已知可利用在滚齿凸轮12的凸肋壁121上作倾角设计，再凭借调整转盘11与滚齿凸轮12间的轴线距离，即可消除滚齿凸轮12与从动滚子10间的背隙，然而此种方次因改变转盘11与滚齿凸轮12间的轴线距离，所以将会改变偏离原设计所设定的运动模式，进而造成运动上误差；请再参阅图2所示，至于圆筒凸轮(Barrel Cam)驱动方式则由于其圆筒凸轮22驱动转盘21旋转所产生的径向力量平行于转盘21的中心轴线，若凭借调整转盘21与圆筒凸轮22间的轴线距离，不仅会导致该转盘21单侧受力而产生晃动偏摆的情形，且也将会改变偏离原设计所设定的运动模式，进而造成运动上误差，因此不论是滚齿凸轮或是圆筒凸轮的驱动方式，对于所存在的背隙问题一直无法有效获得解决。
发明内容
有鉴于此，本发明人遂以其多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，终究研创出一种可有效消除凸轮部件与从动滚子间的背隙问题，以有效改善背景技术的缺点，此即为本发明的设计宗旨。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种转盘的分度驱动装置，其特征是包括有：
机座；
转盘：枢设于该机座上，该转盘并依等分角度环布设有复数个从动滚子；
凸轮部件：设于该转盘的一侧，该凸轮部件设有呈第一方向连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁及呈第二方向连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁，并使各相对向的第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁间形成为变槽宽的凸轮槽，以供导入该各从动滚子并带动该转盘旋转，其中，该变槽宽的凸轮槽使该第一侧凸肋壁及该第二侧凸肋壁分别由不同方向对称预压于该转盘的至少一对该从动滚子。
所述的转盘的分度驱动装置，其中，该转盘是在盘面上设有该复数个从动滚子，且该复数个从动滚子的中心轴线平行于该转盘的中心轴线，该凸轮部件则为圆筒凸轮。
所述的转盘的分度驱动装置，其中，该凸轮部件设有凸轮轴，该凸轮轴的一端则连结于驱动源，以驱动该凸轮部件转动。
所述的转盘的分度驱动装置，其中，该凸轮部件的驱动源连结于减速机构，该减速机构则连结传动于该凸轮部件的凸轮轴。
所述的转盘的分度驱动装置，其中，该凸轮部件上以第一方向加工成型出具有连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁，以及以第二方向加工成型出具有连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁。
所述的转盘的分度驱动装置，其中，该凸轮部件的第一侧凸肋壁的导出入端延伸设有渐进式的导引凸轮曲面，以渐进式的导出或导入该各从动滚子。
所述的转盘的分度驱动装置，其中，该凸轮部件的第二侧凸肋壁的导出入端延伸设有渐进式的导引凸轮曲面，以渐进式的导出或导入该各从动滚子。
本发明的优点一，是提供一种转盘的分度驱动装置，其是在转盘上依等分角度环布设有复数个从动滚子，一凸轮部件的凸轮轴连结于驱动源，该凸轮部件设有呈第一方向连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁及呈第二方向连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁，并使各相对向的第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁间形成变槽宽的凸轮槽，以供导入各从动滚子并带动转盘旋转动；如此，利用第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁分别由不同方向对称预压于转盘的至少一对从动滚子，即可达到有效消除凸轮部件与从动滚子间的背隙问题。
本发明的优点二，是提供一种转盘的分度驱动装置，其中，该第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁分别由不同方向对称预压于转盘的至少一对从动滚子，以消除凸轮部件与从动滚子间的背隙，因此不论在正、反转启动或是停止时，都可有效避免凸轮部件与各从动滚子间的撞击现象，进而有效降低传动的噪音及震动。
本发明的优点三，是提供一种转盘的分度驱动装置，其中，该第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁分别由不同方向对称预压于转盘的至少一对从动滚子，以消除凸轮部件与从动滚子间的背隙，因此当凸轮部件在旋转定位时，可使转盘精准定位于预设位置，进而有效提升转盘的定位精度。
本发明的优点四，是提供一种转盘的分度驱动装置，其中，该第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁分别由不同方向对称预压于转盘的至少一对从动滚子，以消除凸轮部件与从动滚子间的背隙，因此当转盘精准定位于预设位置时，即可使该转盘上的作业件精准定位于作业位置，进而有效提升作业件的加工精度。
附图说明
图1是现有滚齿凸轮驱动方式的示意图。
图2是现有圆筒凸轮驱动方式的示意图。
图3是为图2的圆筒凸轮逆时针转动时，各从动滚子与圆筒凸轮的左、右侧凸肋壁的相对位置关系图。
图4是为图2的圆筒凸轮顺时针转动时，各从动滚子与圆筒凸轮的左、右侧凸肋壁的相对位置关系图。
图5是本发明的架构示意图。
图6是本发明凸轮部件的示意图。
图7是本发明凸轮部件置入从动滚子的示意图。
图8是为图7的各从动滚子与凸轮部件的第一、二侧凸肋壁的相对位置关系图。
图9是本发明凸轮部件逆时针转动的示意图。
图10是本发明凸轮部件逆时针转动360度的示意图。
图11是为图10的各从动滚子与凸轮部件的第一、二侧凸肋壁的相对位置关系图。
图12是本发明凸轮部件顺时针转动的示意图。
图13是本发明凸轮部件顺时针转动360度的示意图。
图14是为图13的各从动滚子与凸轮部件的第一、二侧凸肋壁的相对位置关系图。
附图标记说明：(现有部份)10-从动滚子；11-转盘12-滚齿凸轮；121-凸肋壁；20-从动滚子；21-转盘；22-圆筒凸轮；221-凸轮槽；222-左侧凸肋壁；223-右侧凸肋壁；(本发明部份)30-机座；31-转盘；32-从动滚子；32a-从动滚子；32b-从动滚子；32c-从动滚子；32d-从动滚子；32e-从动滚子；32f-从动滚子；
40-凸轮部件；41-凸轮轴；42-第一侧凸肋壁；421-导引凸轮曲面；43-第二侧凸肋壁；431-导引凸轮曲面；44-凸轮槽；50-驱动源；51-减速机构；A1区间-第一侧凸肋壁的预压区；A2区间-第一侧凸肋壁的预压导入、导出区；B1区间-第二侧凸肋壁的预压区；B2区间-第二侧凸肋壁的预压导入、导出区；C区间-预压换向区。
具体实施方式
为使对本发明有更进一步的了解，兹举较佳实施例并配合图式，详述如后：
请参阅图5，本发明可适用于滚齿凸轮(Roller Gear Cam)驱动方式及圆筒凸轮(Barrel Cam)驱动方式使用，于本实施例中，以圆筒凸轮(Barrel Cam)驱动方式作为说明；该圆筒凸轮(Barrel Cam)驱动方式的转盘31枢设于一机座30上，使该转盘31可于该机座30上自由旋转，该转盘31并依等分角度环布设有复数个从动滚子32，于本实施例中，该转盘31是在盘面上依等分角度环布设有20个从动滚子32，且各从动滚子32的中心轴线平行于该转盘31的中心轴线；一凸轮部件40设于该转盘31的一侧，于本实施例中，该凸轮部件40是圆筒凸轮，该凸轮部件40的凸轮轴41的一端则连结于驱动源50，而可由该驱动源50驱动旋转，于本实施例中，该驱动源50连结于减速机构51，该减速机构51再连结传动于该凸轮轴41；请配合参阅图6，该凸轮部件40设有呈第一方向连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁42及呈第二方向连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁43，并使各相对向的第一侧凸肋壁42及第二侧凸肋壁43间形成变槽宽的凸轮槽44，以供导入各从动滚子32并带动转盘31旋转，另该第一侧凸肋壁42及该第二侧凸肋壁43的导出入端则延伸设有渐进式的导引凸轮曲面421、431，以平顺渐进的导出或导入各从动滚子32；于本实施例中，该凸轮部件40系依据各种条件的规划设计，而于凸轮部件40上以第一方向(由右至左)加工成型出具有连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁42，以及于该凸轮部件40上以第二方向(由左至右)加工成型出具有连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁43，进而使该第一侧凸肋壁42与该第二侧凸肋壁43间自然形成出变槽宽凸轮槽44；也即现有技术系先建构凸轮槽，而于凸轮槽的二侧自然形成出第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁，因此获致的是等槽宽的凸轮槽，而本发明则是先建构出第一侧凸肋壁42及第二侧凸肋壁43的连续凸轮曲面，因此可于第一侧凸肋壁42与第二侧凸肋壁43间获致变槽宽的凸轮槽44。
请参阅图7，本发明凸轮部件40的凸轮槽44当置入转盘31的从动滚子时，由于凸轮槽44为变槽宽的设计，因此凸轮部件40呈第一方向连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁42及呈第二方向连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁43分别由不同方向对称预压于转盘31的至少一对从动滚子，于本实施例中，该第一侧凸肋壁42及第二侧凸肋壁43分别由第一、二方向对称预压第一对从动滚子32b、32c及第二对从动滚子32d、32e，中间位置的从动滚子32a则与第一侧凸肋壁42及第二侧凸肋壁43保持有间隙而不接触。请配合参阅图8说明，其是各从动滚子32a、32b、32c、32d、32e与第一侧凸肋壁42及第二侧凸肋壁43的相对位置关系图，该图中A1区间系表示第一侧凸肋壁42的预压区，A2区间系表示第一侧凸肋壁42的预压导入、导出区，B1区间系表示第二侧凸肋壁43的预压区，B2区间系表示第二侧凸肋壁43的预压导入、导出区，C区间则表示预压换向区，本发明由于凸轮槽44为变槽宽的设计，因此由该相对位置关系图可以发现，位于C区间预压换向区的从动滚子32a是没有接触到第一凸侧肋壁42及第二侧凸肋壁43，而第一对的从动滚子32b及第二对的从动滚子32d则落在A1区间第一侧凸肋壁42的预压区，而与该第一侧凸肋壁42间之间隙为0mm，也即表示该第一对的从动滚子32b及第二对的从动滚子32d与该第一侧凸肋壁42相接触，而受到第一侧凸肋壁42的预压，至于第一对的从动滚子32c及第二对的从动滚子32e则落在B1区间第二侧凸肋壁43的预压区，而与该第二侧凸肋壁43间之间隙为0mm，也即表示该第一对的从动滚子32c及第二对的从动滚子32e与该第二侧凸肋壁43相接触，而受到第二侧凸肋壁43的预压，从而使该第一侧凸肋壁42及第二侧凸肋壁43可分别由不同方向对称预压第一对从动滚子32b、32c及第二对从动滚子32d、32e。
请参阅图9，当凸轮部件40作逆时针(CCW)转动时，由于第二侧凸肋壁43系预压于第一对的从动滚子32c及第二对的从动滚子32e上，因此可利用该凸轮部件40的第二侧凸肋壁43立即推移该第一对的从动滚子32c及第二对的从动滚子32e，以带动转盘31做顺时针(CW)的旋转，并有效避免凸轮部件40与各从动滚子间的撞击现象，进而有效降低传动的噪音及震动；请参阅图10、图11，当凸轮部件40作360度的逆时针(CCW)转动后，该凸轮部件40的第二侧凸肋壁43的导出入端的导引凸轮曲面431，将可自B2区间第二侧凸肋壁43的预压导入、导出区而渐进式的导出从动滚子32e，以脱离第二侧凸肋壁43，而使该B1区间第二侧凸肋壁43的预压区改以预压于从动滚子32c、32a上，在此同时，通过转盘31的转动，也同步带动从动滚子32b至C区间预压换向区，而不接触到第一凸侧肋壁42及第二侧凸肋壁43，从动滚子32d则保持在A1区间第一侧凸肋壁42的预压区，第一凸侧肋壁42的导出入端的导引凸轮曲面421，则自A2区间第一侧凸肋壁42的预压导入、导出区而渐进式的导入从动滚子32f，并使该从动滚子32f进入A1区间第一侧凸肋壁42的预压区，而与该第一侧凸肋壁42相接触，进而使该第一侧凸肋壁42及第二侧凸肋壁43可分别由不同方向改变对称预压第一对从动滚子32d、32a及第二对从动滚子32f、32c，因此在凸轮部件40停止转动时，从动滚子32d、32f也同时会使转盘31立即停止转动，从而使转盘31准确地定位于预设的分度位置。
请参阅图12，其系接续图10的状态，当凸轮部件40反向作顺时针(CW)转动时，由于第一侧凸肋壁42系预压于第一对的从动滚子32d及第二对的从动滚子32f上，因此可利用该凸轮部件40的第一侧凸肋壁42立即反向推移该第一对的从动滚子32d及第二对的从动滚子32f，以带动转盘31做逆时针(CCW)的旋转，并有效避免凸轮部件40与各从动滚子间的撞击现象，进而有效降低传动的噪音及震动；请参阅图13、图14，当凸轮部件40作360度的顺时针(CW)转动后，该凸轮部件40的第一侧凸肋壁42的导出入端的导引凸轮曲面421，将自A2区间第一侧凸肋壁42的预压导入、导出区而渐进式的导出从动滚子32f脱离第一侧凸肋壁42，而使A1区间第一侧凸肋壁42的预压区改以预压于从动滚子32b、32d上，在此同时，通过转盘31的转动，也同步带动从动滚子32a至C区间预压换向区，而不接触到第一凸侧肋壁42及第二侧凸肋壁43，而从动滚子32c则保持在B1区间第二侧凸肋壁43的预压区，第二侧凸肋壁43的导出入端的导引凸轮曲面431，则自B2区间第二侧凸肋壁43的预压导入、导出区而渐进式的导入从动滚子32e，并使该从动滚子32e进入B1区间第二侧凸肋壁43的预压区，而再次与该第二侧凸肋壁43相接触，进而使该第一侧凸肋壁42及第二侧凸肋壁43可分别由不同方向再次改变对称预压第一对从动滚子32b、32c及第二对从动滚子32d、32e，因此在凸轮部件40停止转动时，从动滚子32c、32e也同时会使转盘31立即停止转动，从而使转盘31准确地定位于预设的分度位置。
根据上述的说明可以得知，本发明由于凸轮槽为变槽宽的设计，因此凸轮部件呈第一方向连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁及呈第二方向连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁可分别由不同方向对称预压于转盘的至少一对从动滚子，进而使该第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁与该至少一对从动滚子间随时保持在零背隙的状态，从而使凸轮部件不论在任何角度位置作正、反转启动或是停止都不会造成凸肋壁与从动滚子间的撞击震动现象，不仅可使转盘准确地定位于预设的分度位置，且确保转盘上的作业件的加工精度。
据此，本发明实为一深具实用性及进步性的设计，然未见有相同的产品及刊物公开，从而允符发明专利申请要件，爰依法提出申请。

Claims (7)

1.一种转盘的分度驱动装置，其特征是包括有：
机座；
转盘：枢设于该机座上，该转盘并依等分角度环布设有复数个从动滚子；
凸轮部件：设于该转盘的一侧，该凸轮部件设有呈第一方向连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁及呈第二方向连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁，并使各相对向的第一侧凸肋壁及第二侧凸肋壁间形成为变槽宽的凸轮槽，以供导入该各从动滚子并带动该转盘旋转，其中，该变槽宽的凸轮槽使该第一侧凸肋壁及该第二侧凸肋壁分别由不同方向对称预压于该转盘的至少一对该从动滚子。
2.根据权利要求1所述的转盘的分度驱动装置，其特征在于，该转盘是在盘面上设有该复数个从动滚子，且该复数个从动滚子的中心轴线平行于该转盘的中心轴线，该凸轮部件则为圆筒凸轮。
3.根据权利要求1所述的转盘的分度驱动装置，其特征在于，该凸轮部件设有凸轮轴，该凸轮轴的一端则连结于驱动源，以驱动该凸轮部件转动。
4.根据权利要求3所述的转盘的分度驱动装置，其特征在于，该凸轮部件的驱动源连结于减速机构，该减速机构则连结传动于该凸轮部件的凸轮轴。
5.根据权利要求1所述的转盘的分度驱动装置，其特征在于，该凸轮部件上以第一方向加工成型出具有连续凸轮曲面的第一侧凸肋壁，以及以第二方向加工成型出具有连续凸轮曲面的第二侧凸肋壁。
6.根据权利要求1所述的转盘的分度驱动装置，其特征在于，该凸轮部件的第一侧凸肋壁的导出入端延伸设有渐进式的导引凸轮曲面，以渐进式的导出或导入该各从动滚子。
7.根据权利要求1所述的转盘的分度驱动装置，其特征在于，该凸轮部件的第二侧凸肋壁的导出入端延伸设有渐进式的导引凸轮曲面，以渐进式的导出或导入该各从动滚子。
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