CN216279204U - 四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，包含：一机箱；一中轴，可转动地设于机箱内；一加工头，连接至中轴的其中一端而随中轴转动，加工头包含一可转动进行加工的加工部；一驱动机构，设于机箱以驱动该中轴转动；一内环体，套设于中轴外而随中轴转动，背向加工头的一侧形成有一第一环齿部；一卡掣环体，套设于中轴外，无法相对机箱转动但能沿该中轴移动，卡掣环体面向内环体的一侧形成有一第二环齿部，借由卡掣环体相对中轴移动，第二环齿部选择性地与第一环齿部彼此啮合，使内环体无法相对机箱转动，进而使加工头无法相对机箱摆动，借此能将五轴加工头定位以作为四加一轴加工头使用，并具有良好稳定性与精度。

Description

四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构

技术领域

本实用新型涉及一种加工机，特别涉及一种可选择性作为四加一轴加工机或五轴加工机使用者。

背景技术

自动化加工机依其可移动、转动、摆动的自由度，可分为三轴、四轴、五轴等不同型式，其中，五轴加工机相较于四轴加工机，加工头可多一方向的摆动，故可对工件进行更为复杂的加工，无须分次操作，节省时间，又能降低因多次加工造成的偏差。

具体来说，相较于四轴加工机，五轴加工机的加工头设置于一可转动之中轴前端，借由中轴的转动，加工头便能摆动，以达到不同加工角度要求。

然而，有其利必有其弊，在加工作业中，加工头受到相当大的反作用力，而五轴加工机能够摆动的加工头较难承受此力量，容易导致加工头的偏移或歪斜，除了造成加工精度不佳，也容易造成元件耗损。

为了改善此问题，便出现了一种四轴暨五轴兼用的加工机，简单来说，其仍具有五轴加工机的普遍特征，但其中轴能选择性地被固定而无法转动，如此一来，便如同四轴加工机一般，故可提供较好的加工精度，其中，为了固定中轴，通常使用刹车片夹住中轴，以避免其转动，然而，以摩擦力夹刹进行固定的力道不足，在对坚硬的工件进行加工时，反作用力仍可能超过夹刹的摩擦力，而仍有偏移的可能性，此外，刹车片在日久使用下必然会逐渐磨耗，除了造成夹刹力道更小，也会直接造成中轴位置的误差，对加工精度影响甚大。

实用新型内容

本实用新型的其中一目的在于提供一种四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，能以较稳固的方式固定摇摆头，即使在加工过程中受力较大也不易造成摇摆头位置偏移，可确保加工精度。

为达成上述目的，本实用新型提供一种四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其特征在于，包含：

一机箱，围构一容置空间；

一中轴，可绕一第一轴线转动地设于该机箱的容置空间内；

一加工头，位于该机箱外，连接至该中轴的其中一端而随该中轴绕该第一轴线转动，该加工头包含一加工部，该加工部能绕一第二轴线转动以进行加工，该第二轴线与该第一轴线不平行；

一驱动机构，设于该机箱并与该中轴连接以驱动该中轴转动，进而使该加工部相对该机箱摆动；

一内环体，套设于该中轴外且固定至该中轴而随该中轴转动，该内环体背向该加工头的一侧形成有一第一环齿部，该第一环齿部包含复数第一环齿，该复数第一环齿呈放射状地绕该第一轴线分布；

一卡掣环体，套设于该中轴外且无法相对该机箱绕该第一轴线转动，该卡掣环体能相对该中轴沿该第一轴线方向移动，该卡掣环体面向该内环体的一侧形成有一第二环齿部，该第二环齿部包含复数第二环齿，该复数第二环齿呈放射状地绕该第一轴线分布，该卡掣环体的第二环齿部能借由相对该中轴移动而选择性地与该内环体的第一环齿部彼此啮合，使该内环体无法相对该机箱转动，进而使该中轴与该加工头无法相对该机箱转动。

所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其中：该驱动机构包含一蜗轮环与一螺杆，该蜗轮环固定地套设于该中轴外且外环面形成有复数蜗齿，该螺杆外环面形成有复数螺纹，该螺杆以至少一该螺纹与该复数蜗齿彼此啮合，使该螺杆转动时能驱动该蜗轮环带动该中轴绕该第一轴线转动。

所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其中：该蜗轮环以合金钢制成。

所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其中：还包含一光学尺，该光学尺供侦测该中轴与该机箱的相对角位置。

所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其中：还包含一外环体，套设于该内环体外且固定至该机箱，该外环体面向该卡掣环体的一侧形成有一第三环齿部，该第三环齿部包含复数第三环齿，该复数第三环齿呈放射状地绕该第一轴线分布，当该第二环齿部啮合至该第一环齿部时，同时也啮合至该第三环齿部。

所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其中：还包含一轴承，该轴承套设于该内环体外而夹设于该内环体与该外环体之间。

所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其中：还包含一基环，该基环固定地套设于该中轴外，该卡掣环体可沿该第一轴线移动地套设于该基环外，该基环包含外径较大的一第一段与外径较小的一第二段，该第一段与该第二段之间形成一第一阶梯面，该卡掣环体包含内径较大的一第三段与内径较小的一第四段，该第三段与该第四段之间形成一第二阶梯面，该第一阶梯面与该第二阶梯面之间围构一流体室，该流体室供注入流体或抽出流体，借以使该卡掣环体相对该基环与该中轴沿该第一轴线移动。

借此，本实用新型提供的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构借由选择性啮合的环齿结构将中轴固定，以避免加工部的摆动，具有较佳的固定强度，可承受加工时巨大的反作用力，不易产生偏移、歪斜等情形，故可确保加工精度，并提升相关部件的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的立体图。

图2是本实用新型的部分立体分解图。

图3是本实用新型的立体分解图。

图4是本实用新型的剖面图。

图5是图4的部分放大图。

图6是本实用新型另一角度的剖面图。

图7是本实用新型的前视图。

附图标记说明：机箱10；容置空间11；中轴20；加工头30；加工部31；驱动机构40；蜗轮环41；蜗齿411；螺杆42；螺纹421；内环体50；第一环齿部51；卡掣环体60；第二环齿部61；第三段62；第四段63；第二阶梯面64；流体室65；外环体70；第三环齿部71；轴承80；基环90；第一段91；第二段92；第一阶梯面93；光学尺100；第一轴线X1；第二轴线X2。

具体实施方式

如图1至图7所示，本实用新型提供一种四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，系用于可选择性作为四加一轴加工机或五轴加工机的兼用型加工机，包含一机箱10、一中轴20、一加工头30、一驱动机构40、一内环体50与一卡掣环体60。

该机箱10围构一容置空间11，具体来说，该容置空间11可为圆筒状而贯穿该机箱10，且其内壁的内径及形状可依其他置于该容置空间11内的部件的形状与大小设计。

该中轴20可转动地设于该机箱10的容置空间11内而能绕一第一轴线X1转动，该加工头30位于该机箱10外且连接至该中轴20的其中一端而随该中轴20绕该第一轴线X1转动，于本实施例中，该加工头30与该中轴20为彼此独立的部件，然而，在其他可能的实施例中，该加工头与该中轴也可一体成型；该加工头30包含一加工部31，该加工部31能绕一第二轴线X2转动以进行加工，其中该第二轴线X2与该第一轴线X1不平行，于本实施例中，该第二轴线X2与该第一轴线X1彼此垂直；该驱动机构40设于该机箱10并与该中轴20连接以驱动该中轴20转动，进而使该加工部31相对该机箱10摆动；具体来说，于本实施例中，该驱动机构40包含一蜗轮环41与一螺杆42，该蜗轮环41固定地套设于该中轴20外且外环面形成有复数蜗齿411，较佳地，该蜗轮41以合金钢制成而具有较佳的硬度与耐磨性，当使用时间渐长，以合金钢制成的蜗轮可避免蜗齿明显磨耗而造成蜗齿间隙过大、影响驱动与加工的精度，该螺杆42供连接至一驱动源而能转动，其外环面形成有复数螺纹421，该螺杆42以至少一该螺纹421与该复数蜗齿411彼此啮合，使该螺杆42转动时能驱动该蜗轮环41带动该中轴20绕该第一轴线X1转动，然而，该驱动机构的形式并不局限于此。

该内环体50套设于该中轴20外，且固定至该中轴20而随该中轴20转动，该内环体50于其背向该加工头30的一侧形成有一第一环齿部51，该第一环齿部51包含复数第一环齿，该复数第一环齿呈放射状地绕该第一轴线X1分布，该卡掣环体60套设于该中轴20外，该卡掣环体60无法相对该机箱10绕该第一轴线X1转动但能相对该中轴20沿该第一轴线X1移动，该卡掣环体60于其面向该内环体50的一侧形成有一第二环齿部61，该第二环齿部61包含复数第二环齿，该复数第二环齿呈放射状地绕该第一轴线X1分布，该卡掣环体60的第二环齿部61能借由相对该中轴20移动而选择性地与该内环体50的第一环齿部51彼此啮合，使该内环体50无法相对该机箱10转动，进而使该中轴20与该加工头30无法相对该机箱10转动。

具体来说，于本实施例中，本实用新型提供的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构另包含一基环90，该基环902固定地套设于该中轴20外，该卡掣环体60可沿该第一轴线X1移动地套设于该基环90外，该基环90包含外径较大的一第一段91与外径较小的一第二段92，该第一段91与该第二段92之间形成一第一阶梯面93，该卡掣环体60包含内径较大的一第三段62与内径较小的一第四段63，该第三段62与该第四段63之间形成一第二阶梯面64，该第一阶梯面93与该第二阶梯面64彼此相对且两者之间围构一流体室65，该流体室65供注入流体或抽出流体，借以驱动该卡掣环体60相对该基环90与该中轴20沿该第一轴线X1移动；于其他可能的实施例中，该卡掣环体也可借由其他方式被驱动移动，例如连接气缸等。

此外，为了避免该卡掣环体60受力过大，更可设置一外环体70，以分摊卡掣环体60的受力，该外环体70套设于一轴承80外且固定至该机箱10，该轴承80则套设于该内环体50外，使该轴承80夹设于该外环体70与该内环体50之间，该外环体70面向该卡掣环体60的一侧形成有一第三环齿部71，该第三环齿部71包含复数第三环齿，该复数第三环齿呈放射状地绕该第一轴线X1分布，当该第二环齿部61啮合至该第一环齿部51时，同时也啮合至该第三环齿部71，换言之，当该卡掣环体60朝向该内环体50移动，该第二环齿部61将同时啮合至该第一环齿部51与该第三环齿部71，因此，受力自第一环齿部51传递至第二环齿部61后，能部分传递至第三环齿部71，进而由机箱10吸收，如此一来，便能防止卡掣环体60的第二环齿部61受力过大而崩齿，又能确保固定的力量足够，维持加工精度。

另一方面，为了进行精确的加工，便须确认加工部31目前的角位置，并借由转动中轴20，使加工部31摆动至所须的角位置，因此，在本实施例中，更具有一光学尺100，供侦测该中轴20与该机箱10的相对角位置，借以确保加工部31的摆动足够精准。

借由上述结构，本实用新型运用于加工机时，可选择性地作为四加一轴加工机或五轴加工机使用，具体来说，若要进行五轴加工，则使卡掣环体60朝远离内环体50的方向移动，使第二环齿部61不啮合至第一环齿部51，中轴20便能自由地被驱动机构40驱动其转动；若无五轴加工需求，则使卡掣环体60朝内环体50的方向移动，使第二环齿部61啮合至第一环齿部51，如此一来，中轴20调整转动至指定角度后即可予以固定，无法再被驱动转动，也就是说，加工部31无法摆动，而可作为四加一轴加工之用。

借此，本实用新型提供的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构能改善现有兼用式加工机精度不佳、刹停部件易磨耗的问题，在四加一轴加工模式时能承受巨大的反作用力，不易产生偏移，可有效提升加工精度。

Claims (7)

1.一种四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其特征在于，包含：

一机箱，围构一容置空间；

一中轴，可绕一第一轴线转动地设于该机箱的容置空间内；

一加工头，位于该机箱外，连接至该中轴的其中一端而随该中轴绕该第一轴线转动，该加工头包含一加工部，该加工部能绕一第二轴线转动以进行加工，该第二轴线与该第一轴线不平行；

一驱动机构，设于该机箱并与该中轴连接以驱动该中轴转动，进而使该加工部相对该机箱摆动；

一内环体，套设于该中轴外且固定至该中轴而随该中轴转动，该内环体背向该加工头的一侧形成有一第一环齿部，该第一环齿部包含复数第一环齿，该复数第一环齿呈放射状地绕该第一轴线分布；

一卡掣环体，套设于该中轴外且无法相对该机箱绕该第一轴线转动，该卡掣环体能相对该中轴沿该第一轴线方向移动，该卡掣环体面向该内环体的一侧形成有一第二环齿部，该第二环齿部包含复数第二环齿，该复数第二环齿呈放射状地绕该第一轴线分布，该卡掣环体的第二环齿部能借由相对该中轴移动而选择性地与该内环体的第一环齿部彼此啮合，使该内环体无法相对该机箱转动，进而使该中轴与该加工头无法相对该机箱转动。

2.如权利要求1所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其特征在于：该驱动机构包含一蜗轮环与一螺杆，该蜗轮环固定地套设于该中轴外且外环面形成有复数蜗齿，该螺杆外环面形成有复数螺纹，该螺杆以至少一该螺纹与该复数蜗齿彼此啮合，使该螺杆转动时能驱动该蜗轮环带动该中轴绕该第一轴线转动。

3.如权利要求2所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其特征在于：该蜗轮环以合金钢制成。

4.如权利要求1所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其特征在于：还包含一光学尺，该光学尺供侦测该中轴与该机箱的相对角位置。

5.如权利要求1至4中任一项所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其特征在于：还包含一外环体，套设于该内环体外且固定至该机箱，该外环体面向该卡掣环体的一侧形成有一第三环齿部，该第三环齿部包含复数第三环齿，该复数第三环齿呈放射状地绕该第一轴线分布，当该第二环齿部啮合至该第一环齿部时，同时也啮合至该第三环齿部。

6.如权利要求5所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其特征在于：还包含一轴承，该轴承套设于该内环体外而夹设于该内环体与该外环体之间。

7.如权利要求1至4中任一项所述的四加一轴及五轴两用型加工机摇摆头结构，其特征在于：还包含一基环，该基环固定地套设于该中轴外，该卡掣环体可沿该第一轴线移动地套设于该基环外，该基环包含外径较大的一第一段与外径较小的一第二段，该第一段与该第二段之间形成一第一阶梯面，该卡掣环体包含内径较大的一第三段与内径较小的一第四段，该第三段与该第四段之间形成一第二阶梯面，该第一阶梯面与该第二阶梯面之间围构一流体室，该流体室供注入流体或抽出流体，借以使该卡掣环体相对该基环与该中轴沿该第一轴线移动。

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