200848196 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種龍門型工具機，且特別是有關於 利用傳動桿和滾動輪來傳動的龍門型工具機。 【先前技術】 工具機通常係用於精密切削金屬以生產其他機器的金 屬零件。亦稱為機床。隨著用途的不同，工具機又分為車 床、銑床、磨床、鑽床等等。以龍門型工具機為例，其為 加工大尺寸工件平面最經濟的金屬加工機器，它也是最大 的專用加工機械，廣泛用於機器製造業、模具製造業以及 —般金屬加工業。由於龍門型工具機係採用橋式（門式）結 構’因而具有優異的穩定性與剛性。 早期傳統的工具機具有細長的機床，其主軸設有不同 直徑之塔輪，以獲得不同主軸轉速，並藉由集中動力方式 =進行傳動，其係在廠房的某一地方（一般選用天花板） 來放置馬達，再經由天輪、皮帶及皮帶輪，將動力傳給多 紐機械，其中各組機械與天輪之間係利用鬆脫皮帶以傳達 各機器所需動力。 、由於集中驅動的動力方式具有侷限機械於特定位置及 =費動力的缺點，後來發展的工具機即採用個別專用馬 、，使專用獨立的馬達裝置於機台的床腳中，再利用乂型 ^v和齒輪變速機構來傳動主軸，以獲得不同的主軸轉速 =進行加工。此種皮帶傳動配合齒輪變速機構的方式尤其 常運用於大型立式工具機中的承置盤，用以轉動放置大型 5 200848196 工作件。 然而’當工具機利用皮帶與齒輪變速機構來進行傳動 時，由於皮帶傳動係利用皮帶摩擦與齒輪組減速滑動的摩 擦力來傳動，故可能由於長期使用，而導致皮帶傳動與齒 - 輪組之間的摩擦力下降，因而降低皮帶傳動的傳動效率， • $而降低卫具機的機械效_。另外，皮帶傳動與齒輪變速 機構容易產生振自，不但產生噪音，i會影響車床的加工 精度和品質。另外，由於皮帶傳動係利用皮帶來纏繞轉動 P 主軸，因此，當皮帶傳動機構與齒輪變速機構需進行維修 k，（例如當皮帶磨耗嚴重，而需更換時)，必須折解整組機 台，方可進行維修。 再者，當龍門型工具機對工作進行圓形加工時，目前 大部分係以座標方式來對工作進行圓形加王，而容易產生 圓形加工精度不佳的問題。 【發明内容】 因此本毛明之一方面係在於提供一種龍門型工具機， 藉以直接旋轉工作件來進行圓形加工，以確保加工精度。 I發明之又-方面係在於提供一種龍門型工具機，藉 α利用滾動傳動方式來控制工作件的旋轉，因而可精確地 ㈣加卫精度，特別是在進行圓形加卫上的加工精度。並 彳提升整體機械效率和改善機台的振動_，因而可節省 能源耗費，達到環保和綠色革命的目的。 本毛月之X #面係在於提供一種龍門型工具機，藉 由直接驅動馬達（Direct Drive 來直接轉動傳動桿，以 6 200848196 簡化傳動構件，並傳動穩定性。 根據本發明之實施例，本發明之龍門型工具機至少包 合有床台、二個立柱、横樑、主轴、旋轉盤及傳動裝置。 些此立柱係分別設置於床台之兩側，橫樑係設置於此些立 柱的頂端，主軸係設置於横樑上，其中主軸設有刀座，用 以對工作件進行加工。旋轉盤係設置於床台上，用以旋轉 工作件，其中旋轉盤的外周面環設有複數個滾動輪。傳動 裝置係設置於床台上，用以轉動旋轉盤，其中傳動裝置至 少包含有致動器和傳動桿。致動器係用以產生一旋轉動 作，傳動桿係連接於致動器，並對應於旋轉盤設置，以使 傳動桿的軸向係實質相同於旋轉盤之外周面的切線方向， 其中傳動桿具有螺紋，用以使旋轉盤之此些滾動輪的至少 一者喫合於螺紋中。 曰因此，本發明之龍門型工具機可利用傳動裝置的傳動 桿和旋轉盤的滾動輪來轉動旋轉盤，以直接旋轉工作件來 進仃加工，因而確保圓形加工精度。另外，本發明之龍門 型工具機可提升整體機械效率，並改善機台的振動問題， 進而減少噪音，提升加工精度。且本發明之龍門型工具機 的機構簡易，因而降低設備成本。 【實施方式】 睛參照第1圖和第2圖，第1圖係緣示依照本發明之 第-實施例之龍Η型工具機的立體示意圖，第2圖係綠示 依照本發明第一實施例的龍門型工具機的正面示意圖。曰本 實施例之龍門型工具機100包含有床台11〇、：：立柱 7 200848196 120、橫襟130、主軸14〇、旋轉盤150及傳動裝置160。此 二立柱120係分別設置於床台11〇之兩側，橫樑13〇係設 置於此些立柱120的頂端，因而此些立柱12〇和橫樑13〇 可形成一門形結構，並跨設於床台11〇上。主轴14〇係設 置於橫樑130上，用以對工作件（未繪示）進行加工。旋轉盤 150係用以旋轉卫作件，傳動裝f 16G係用以轉動旋轉盤 150 〇
如第1圖和第2圖所示，本實施例之龍門型工具機1〇〇 的床σ 1 10 ’其係呈長形機床，而例如設置於X軸方向上， 在本Λ施例中，龍門型J1具機⑽例如為定柱式龍門型卫 具機’亦即此些立柱12〇係岐不動，而床台m設有移 動平台m，其可相對於床台110和立柱12〇以軸上進 打移動’因而可在X軸上進行加卫，其中移動平台⑴可 例如藉由滾珠導螺桿機構及滑軌機構的組合或線性馬達來 進行驅動。此些立120和橫# 13〇係形成門形結構於床 台110上’橫標130設有γ軸滑轨131，主轴14〇設置於 橫樑130@ Y軸滑軌131上’因而使主軸14〇可相對於橫 樑130在Y軸上進行移動，藉以在γ軸上進行加工，且主 軸14〇 m μ上進行移動’藉以在2軸上進行加工。 主軸⑽設有至少-刀座⑷，用以進行例如：車工 削，因而使本實施例的龍門紅具機丨⑽形成龍門型哼人 加工機。且刀座141較佳可對卫作件進行特⑽向（例如^ 定的旋轉軸)上的加工，藉以對工作件進行例如：五面加工 或五軸加工（X軸、Υ軸、ζ軸、牲宁紅人 旋轉軸）。 特-轴向及旋轉盤150的 8 200848196 明多…、第3圖和苐4圖，第3圖係繪示依照本發明之 第-實施例之龍門型工具機之旋轉盤和傳動桿的俯視示意 圖，第4圖係繪示依照本發明第一實施例的龍門型工具機 之傳動裝置的侧視剖面圖。本實施例之旋轉盤15〇係設置 於床台110的移動平台U1上，用以旋轉工作件。本實施 例之旋轉盤150可固接承置盤151，用以承置固定工作件， 承置盤151可設有夾具（未繪示）或真空吸引裝置（未繪示）， 以使工作件在加工時可固定於承置盤151上。旋轉盤15〇 設有複數個滚動輪152,其中此些滾動輪152分別係以一預 設間距d來環設於旋轉盤15〇的外周面，且此些滾動輪152 可相對於旋轉盤150滾動。本實施例的傳動裝置16〇係設 置床台110的移動平台U1上，用以轉動旋轉盤15〇。傳動 裝置160設有致動器161、傳動桿162及軸承163，致動器 161係連接於傳動桿丨62的至少一端，以軸向轉動此傳動桿 M2。傳動桿162係切合於旋轉盤16〇，並使傳動桿162的 軸向〖合可相同於旋轉盤150之圓周面的切線方向。傳動桿 162的^干身具有螺紋162a，此螺紋162a的螺距s係實質相 同於凝轉盤150之滾動輪152的預設間距d，並使此些滾動 輪152的其中至少一者可卡合於傳動桿162的螺紋162& 中’當致動器161軸向轉動此傳動桿162時，傳動桿162 的螺紋162a即可不斷地帶動滾動輪152移動，進而使旋轉 盤150形成轉動。轴承163設置於傳動桿162的兩端，用 以承載傳動桿162的轉動。 如第4圖所示，本實施例之致動器ι61可例如為電動 馬達’此時，傳動桿162可藉由聯轴器164來組接於致動 9 200848196 器141;或者，傳動桿162亦可藉由皮帶傳動組（未綠示）來 連接致動ϋ 16卜另外’鶴器161可為兩組馬達，分別設 置於傳動桿162的兩端，因而形成重心驅動方式（Ddvenat the Center of Gravity)，以避免僅單—馬達組在一側可能造 成的偏位（Offset)問題，進一步改善振動問題。 因此，當使用本實施例之龍門型工具機1〇〇時，傳動 裝置160的傳動桿162可喫合旋轉盤15〇的滾動輪152，並 帶動旋轉盤150旋轉，使主軸14〇可對工作件進行加工。 由於旋轉盤150係藉由傳動桿162與滾動輪152之滾動傳 動來產生旋轉，因而可直接旋轉工作件來進行圓形加工， 以確保龍門型工具機議在進行圓形加工上的加工精度。 並可避免習知皮帶傳動的滑動摩擦問題（皮帶在使長期使 用後會降低摩擦力，影響傳動效率），因此，以滾動傳動來 取代滑動傳動可改善傳動效率，增進整體的機械效率。且 可改善機台振動問題（相較於習知的皮帶傳動），減少噪音， 提高加工精度和品質。另外，由於旋轉盤150的轉動行程 係藉由傳動裝置16〇的傳動桿162來控制，因而可獲得較 仫的精度控制，避免發生習知皮帶傳動的精度控制不佳情 形。再者，本實施例之傳動裝置16〇的機構簡易（相較於習 知的皮帶傳動機構），因而可降低設備成本。 請參照第5圖，其係繪示依照本發明之第二實施例之 月I門i工具機的正面示意圖。以下僅就本實施例與第一實 加例之相異處進行說明，關於相似處在此不再贅述。相較 於第一貫施例，第二實施例之龍門型工具機100例如為動 柱式龍門型工具機，此時，床台110a可省略設置移動平台 200848196 111，且床台110a設有X軸驅動機構112a，其例如係由滾 珠導螺桿機構及滑軌機構所組合而成，並設置於床台110 的兩側，並對應於此些立柱120a，用以使此些立柱12(^可 相對於床台110a在X轴上進行務動，因而可在X轴上進行 加工。此時，旋轉盤150和傳動裝置係設置床台 上，而未相對於床台110a移動，其係藉由立柱12〇a的移 動來形成X軸上的加工進給。 請參照第6圖，其繪示依照本發明之第三實施例之龍 門型工具機之傳動裝置的侧視剖面圖。相較於第一實施 例，第三實施例之傳動裝置l6〇b的致動器i61b為直接驅 動馬達（Direct Drive Motor)，意即致動器161b係直接設置 於傳動桿162b上，來驅動傳動桿162b轉動，因而無需聯 軸器164或皮帶傳動組來連接致動器i61b，進一步減少傳 動桿162b在高速轉動時的振動，提升傳動穩定性，並增加 機械效率。 请參照第7圖，其係繪示依照本發明之第四實施例之 龍門型工具機的正面示意圖。以下僅就本實施例與第一實 施例之相異處進行說明，關於相似處在此不再贅述。相較 於第一實施例，第四實施例之龍門型工具機1〇〇的立柱 120c係一體成型於床台11〇()上，因而床台11〇c和立柱l2〇c 形成一 u型機台結構。此時，每一此些立柱12〇c設有χ 軸驅動機構121c，其例如係由滾珠導螺桿機構及滑軌機構 所組合而成，並設置於每一此些立柱120c的頂端，用以使 橫樑130c可相對於此些立柱12〇(：在χ軸上進行移動，因 而可在X軸上進行加工。此時，旋轉盤150和傳動裝置16〇 11 200848196 係設置床台ll〇c上，而未相對於床台n〇c移動，其係藉 由橫樑130c的移動來形成X軸上的加工進給。 由上述本發明的實施例可知，本發明之龍門型工具機 係直接旋轉工作件來進行圓形加工，以確保龍門型工具機 的加工精度，並利用傳動裝置的傳動桿和旋轉盤的滾動輪 來驅動工作件的旋轉，因而可提升加工精度和機械效率， 並可節省能源，達到綠色環保的目的，且可改善機台振動 問題，並減少噪音。另外，相較於習知的皮帶傳動機構， 本發明之龍門型工具機的機構簡易，因而可進一步降低設 備成本。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖係繪示依照本發明之第一實施例之龍門型工具 機的立體示意圖。 第2圖係繪示依照本發明之第一實施例之龍門型工具 機的正面示意圖。 ^ 第3圖係繪示依照本發明之第一實施例之龍門型工具 機之旋轉盤和傳動桿的俯視示意圖。 第4圖係繪示依照本發明之第一實施例之龍門型工具 12 200848196 機之傳動裝置的側視剖面圖。 第5圖係繪示依照本發明之筮_ 知β芝弟一實施例之龍門型工呈 機的正面示意圖。 "、 第6圖係繪示依照本發明之筮― β之弟二實施例之龍門型工呈 機之傳動裝置的側視剖面圖。 八 第7圖係繪示依照本發明之筮 斗知月之弟四實施例之龍 機的正面示意圖。 1 八 1 ； 【主要元件符號說明】 s ·螺距 112a :X軸驅動機構 121c :X軸驅動機構 131 : Y軸滑執 141 : 刀座 151 : 承置盤 162、 162b :傳動桿 163 ： 車由承 d :預設間距 100 :龍門型工具機 110、110a、110c :床台 111 :移動平台 120、120a、120c :立柱 130、130c :橫樑 140 ·•主軸 U 150 :旋轉盤 152 :滾動輪 160、 160b :傳動裝置 161、 161b :致動器 162a :縲紋 - 164 :聯軸器 13