TW201420257A - 雙軸並聯進給平台機構 - Google Patents

Abstract

一種雙軸並聯進給平台機構，包含一基座、一對直線進給單元、一工作單元及一連桿單元，該等直線進給單元平行設置在該基座上且位於一導引件的兩側，該工作單元具有一套設在該導引件的滑座、一軸設在該滑座的轉動件及一安裝在該轉動件的主軸頭，該連桿單元具有一對分別樞接在各直線進給單元的一受掣件與該轉動件之間的連桿。該等直線進給單元可透過該連桿單元驅動該工作單元產生線性移動，以及可驅動該轉動件相對於該滑座產生轉動，以達到多軸加工目的。

Description

雙軸並聯進給平台機構

本發明是有關於一種加工設備，特別是指一種雙軸並聯進給平台機構。

目前一般並聯式工具機仍以三軸以上並聯設計為主，例如TW公告編號第363480號、第521677號、第556614號等專利案，大致上都是以三個直線進給單元各樞接一連桿，且在該等連桿末端又共同樞接一基座，該基座上再安裝一主軸頭，利用該等直線進給單元進行直線移動時，可透過該等連桿連動該基座，而可使該主軸頭達到平移或旋轉的目的，上述之三軸並聯機構由於結構複雜、維修困難，且為立體式三軸結構，會有整體體積大之缺失，尤有甚者，該等直線進給單元必須搭設於一支撐架上，結構剛性較不足，無法應用於高負載之場合。

如圖1所示，現有一種串聯型多軸工具機，具有一基座1、一安裝在該基座1的Z軸進給單元2、一受該Z軸進給單元2驅動的定位座3、一軸設在該定位座3的旋轉台4、一安裝在該定位座3且以蝸桿、蝸輪帶動該旋轉軸4轉動的旋轉驅動單元5及一安裝在該旋轉軸4的主軸頭6。該Z軸進給單元2必須背負該定位座3、該旋轉軸4、該旋轉驅動單元5及該主軸頭6整體機構，移動慣量大、不易高速化，且因該旋轉軸4設計不易小型化，目前仍使用傳動效率較差的蝸桿、蝸輪來帶動，因使用滑動面接觸，則其 磨耗大、精度不易維持，整體製作成本也較高。

因此，本發明之目的，即在提供一種結構簡單、製造維修容易且移動慣量小、可提昇高速效率之雙軸並聯進給平台機構。

於是，本發明之雙軸並聯進給平台機構，包含一基座、一對直線進給單元、一工作單元及一連桿單元。該基座具有一定位面及一設置在該定位面上的導引件，該定位面由一第一軸向及一垂直於該第一軸向的第二軸向延伸而成，該導引件沿該第一軸向延伸，該等直線進給單元平行設置在該基座的定位面上且分別位於該導引件的兩側，並各具有一驅動件及一受該驅動件驅動且可沿該第一軸向位移的受掣件，該工作單元具有一套設在該導引件且可沿該第一軸向滑動的滑座、一軸設在該滑座的轉動件及一安裝在該轉動件的主軸頭，該滑座具有一沿垂直於該第一、二軸向的一第三軸向延伸的軸線，該轉動件受該等直線進給單元掣動可以該軸線為轉動中心產生轉動，該連桿單元具有一對分別樞接在該等受掣件與該轉動件之間的連桿。

本發明之功效：利用該等直線進給單元帶動該工作單元平移或旋轉，可降低各直線進給單元的負載、增加進給剛性及減低該驅動件的功率，進而提高加工效率。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。

如圖2及圖3所示，本發明雙軸並聯進給平台機構之一較佳實施例，包含一基座10、一對直線進給單元20、一工作單元30及一連桿單元40。

該基座10具有一定位面11及一設置在該定位面11上的導引件12，該定位面11由一第一軸向Z及一垂直於該第一軸向Z的第二軸向Y延伸而成，該導引件12具有一對沿該第一軸向Z延伸的導軌121。

該等直線進給單元20平行設置在該基座10的定位面11上且分別位於該導引件12的兩側，並各具有一固設在該基座10的固定座21、一驅動件22及一受該驅動件22驅動且可沿該第一軸向Z位移的受掣件23。本實施例的驅動件22具有一安裝在該固定座21的馬達221及一受該馬達221驅動且軸設在該固定座21的導螺桿222，該受掣件23螺合於該導螺桿222上。

該工作單元30具有一套設在該導引件12且可沿該第一軸向Z滑動的滑座31、一軸設在該滑座31的轉動件32、一安裝在該轉動件32的主軸頭33及一設置在該滑座32與該轉動件32之間的軸承34。配合參閱圖4，該滑座31具有兩對分別套設在該等導軌121的滑塊311及一沿垂直於該第一、二軸向X、Y的一第三軸向X延伸的軸線L，該轉動件32以該軸線L為轉動中心可相對於該滑座31轉動，本實施例之軸承34為交叉滾柱軸承，具有一設在該滑座31的外圈341、一固設在該轉動件32的內圈342及多數設置 在該外圈341與該內圈342之間的滾柱343。

該連桿單元40具有一對分別樞接在該等受掣件23與該轉動件32之間的連桿41，該等連桿41分設在該主軸頭33的兩側，且該等連桿41與該等受掣件23、該轉動件32軸設處都設有一軸承411。

因此，當以等速、同向啟動該等直線進給單元20的馬達221時，可使該等導螺桿222同時驅動該等受掣件23沿該第一軸向Z移動，該等連桿41同時掣動該轉動件32，可使該工作單元30沿該第一軸向Z產生平移。

當該等直線進給單元20以不等速驅動該等受掣件23或使該等受掣件23移動方向不同時，可使該等導螺桿222同時驅動該等受掣件23沿該第一軸向Z以差動方向移動或以反向方式移動，該等連桿41會掣動該轉動件32相對於該滑座31以該軸線L為轉動中心產生轉動，同時可伴隨著產生平移運動。

且因為該工作單元30直線進給時是利用該等直線進給單元20同時帶動，負載也由該等直線進給單元20共同分擔，因此可增加進給剛性及減低馬達功率，同時，也因該等直線進給單元20採用並聯設置，該工作單元30的質量大幅減少，可提高加減速實現高速加工，並可減少單一旋轉軸機構複雜性，降低製造成本。

值得一提的是，該工作單元30的轉動件32可配合安裝直線及旋轉位置感測器(圖未示)直接量測切削點位置，更可提昇工具機的精度。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧基座

11‧‧‧定位面

12‧‧‧導引件

121‧‧‧導軌

20‧‧‧直線進給單元

21‧‧‧固定座

22‧‧‧驅動件

221‧‧‧馬達

222‧‧‧導螺桿

23‧‧‧受掣件

30‧‧‧工作單元

31‧‧‧滑座

311‧‧‧滑塊

32‧‧‧轉動件

33‧‧‧主軸頭

34‧‧‧軸承

341‧‧‧外圈

342‧‧‧內圈

343‧‧‧滾柱

40‧‧‧連桿單元

41‧‧‧連桿

411‧‧‧軸承

Z‧‧‧第一軸向

Y‧‧‧第二軸向

X‧‧‧第三軸向

L‧‧‧軸線

圖1是現有一種串聯型多軸工具機的立體組合圖；圖2是一立體組合圖，說明本發明雙軸並聯進給平台機構的一較佳實施例；圖3是本發明上述較佳實施例之一平面組合圖；及圖4是沿圖3中之線Ⅳ-Ⅳ的一剖面圖。

10‧‧‧基座

11‧‧‧定位面

12‧‧‧導引件

121‧‧‧導軌

20‧‧‧直線進給單元

21‧‧‧固定座

22‧‧‧驅動件

221‧‧‧馬達

222‧‧‧導螺桿

23‧‧‧受掣件

30‧‧‧工作單元

31‧‧‧滑座

311‧‧‧滑塊

32‧‧‧轉動件

33‧‧‧主軸頭

40‧‧‧連桿單元

41‧‧‧連桿

411‧‧‧軸承

Z‧‧‧第一軸向

Y‧‧‧第二軸向

X‧‧‧第三軸向

Claims (3)

1. 一種雙軸並聯進給平台機構，包含：一基座，具有一定位面及一設置在該定位面上的導引件，該定位面由一第一軸向及一垂直於該第一軸向的第二軸向延伸而成，該導引件沿該第一軸向延伸；一對直線進給單元，平行設置在該基座的定位面上且分別位於該導引件的兩側，並各具有一驅動件及一受該驅動件驅動且可沿該第一軸向位移的受掣件；一工作單元，具有一套設在該導引件且可沿該第一軸向滑動的滑座、一軸設在該滑座的轉動件及一安裝在該轉動件的主軸頭，該滑座具有一沿垂直於該第一、二軸向的第三軸向延伸的軸線，該轉動件受該等直線進給單元掣動可以該軸線為轉動中心產生轉動；及一連桿單元，具有一對分別樞接在該等受掣件與該轉動件之間的連桿。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之雙軸並聯進給平台機構，其中，該等直線進給單元的驅動件各具有一馬達及一受該馬達驅動的導螺桿，該受掣件螺合於該導螺桿上。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之雙軸並聯進給平台機構，其中，該等直線進給單元還各具有一固設在該基座的固定座，該等驅動件的馬達分別安裝在該等固定座，該等導螺桿分別軸設在該等固定座。