TW201446399A - 分度工作台及強力高速楔形夾持裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種新式的夾持裝置，其係改良成一自動夾持(煞車)裝置，其係將眾多功能中的旋轉控制視為改良的關鍵因素，藉此可以使得分度工作台能夠高速且極精密地驅動，並達到精準的快速煞車，提高穩定度及可靠度，同時可藉由減少失調及誤操作以確保使用壽命及優秀的功能性。夾持裝置包括一自動楔形煞車裝置300，當其被向前推時，可以更加延展以執行強力夾持，且在有需要時可以輕易地落下以執行煞車釋放，有利於夾持效能提升及增加安全性可靠度，其中自動楔形煞車裝置300具有旋轉驅動單元(圖未示)及一樞軸102之結構，包括可依據一預設油壓/氣壓上下靈敏移動之一煞車活塞320以及一楔形加壓支架，其利用一煞車墊310有效地進行快速煞車，並在煞車操作之後自動進行壓力釋放。

Description

分度工作台及強力高速楔形夾持裝置

本實施例係關於一種新式夾持裝置，其能夠藉由改良之一自動夾持(煞車)裝置進行強力且精準的快速煞車，自動夾持(煞車)裝置為分度工作台之眾多功能中的旋轉控制的核心元素，藉此可以使得分度工作台能夠高速且極精密地驅動，並提高穩定度及可靠度，同時可藉由減少失調及誤操作以確保使用壽命及優秀的功能性。

大多數機械工具中常見的分度工作台通常採用蝸輪傳動類型之旋轉驅動方式，其包括互相嚙合之一SCM440型蝸輪及一磷青銅蝸輪，然而，在旋轉驅動過程中齒輪間產生的巨大研磨，可能使得分度工作台受到過量的後座力，結果會導致旋轉精確度急速下降，此外，由於蝸輪傳動之特性所伴隨的過量減速度率，還可能阻礙分度工作台的高速旋轉，並限制了生產率的改善。因此，近年來蝸輪傳動類型的分度工作台已經逐漸被齒輪傳動類型的分度工作台所取代，齒輪傳動不但具有高速旋轉的優點，還可提供旋轉驅動的精密度。

同時，基本上，當分度工作台執行操作以旋轉較重的結構體時，一個重要關鍵因素為需要精確的旋轉及控制動作，例如急停、加速、及轉變旋轉方向等精確的多重步驟。

另外，目前有一種習知的自動夾持裝置(煞車)，雖然在此過渡時期可以達到一定程度的需求，但其仍然無法滿足進一步的精確度、可靠度及強力夾持操作。

亦即，以前的自動夾持裝置(煞車)的操作系統係應用簡單的壓力煞車方法，所以在進行煞車操作時，必然會因為側滑現象導致較慢的煞車反應及反應速度等問題，而且會使得壓力源在煞車時消耗不必要 能量，例如，壓力源在煞車時所消耗的能量可達所提供之扭力的兩倍以上，後續會造成使用壽命的快速減少。

為解決上述問題，申請人以申請一專利申請案10-2012-0010309號，其揭露一種高速、高效率分度工作台，應用一墊式加壓型煞車裝置，其包括一煞車墊，其設置於分度工作台的下部與一鄰近的固定支架之間，其一端係栓設於分度工作台的下部，其另一端係栓設於固定支架；一活塞設置區塊，其位於煞車墊下方並具有一活塞行進溝槽；一煞車活塞，位於活塞行進溝槽與煞車墊之間，當輸入一預設油壓/氣壓時，所產生的虛擬壓力可強力推擠煞車活塞以接觸煞車墊(煞車操作)，而當虛擬壓力停止時，則煞車活塞回到原始位置(釋放煞車操作)；一狹縫，位於煞車活塞與活塞設置區塊之間，用以在煞車操作中輸入油壓/氣壓時可快速產生推力；以及一虛擬壓力導引溝槽與一油壓/氣壓管結合溝槽，設置於狹縫下方，用以在進行煞車操作時提供預設油壓或油壓/氣壓之虛擬壓力，進而產生推力。

然而，基於結構上的限制，在完美的表面接觸與摩擦力的情況下，當柱狀活塞提供垂直壓力於碟狀墊部並產生表面接觸時(煞車操作)，上述申請書中所揭露之應用於工作分度台的墊式加壓型自動煞車裝置無法提供高強力的煞車。

本發明之目的

本發明的概念係提供一種楔形夾持操作系統，其可以朝前方推擠延伸以進行強力夾持，並在有需要時利用簡單的方式進行煞車釋放，因此可以增加夾持效率並強化可靠度，另外，本發明亦提供一種高效滑動方法，以提高準確度及滑順度，並避免夾持的落後。

在本發明一示例性實施例之概念中，一楔形夾持裝置包括一傳動裝置，位於一分度工作台之下部與一伺服馬達之間，並具有耐用度及高硬度，俾使在旋轉時能夠快速地進行退耦旋轉操作而不會產生後座力或滑動；一墊式加壓煞車裝置，位於旋轉台之一下軸與其一側之支架之間， 用以執行煞車控制，其係當一煞車活塞依據一預設氣壓/油壓而靈敏地上下運動時，壓住或釋放一煞車墊；以及一高效自動煞車釋放裝置，位於墊式加壓煞車裝置下方，用以確保煞車輸出且不影響煞車釋放時所需的重置力。

一高速分度工作台之一高強度楔形夾持裝置包括一自動楔形煞車裝置30，其係未曾被應用於高速分度工作台，在夾持裝置的煞車及釋放操作中，當其朝前方推擠時可以強力伸展以進行強力夾持操作，因此，可以執行準確的高效旋轉控制，以便有效地進行急停、快速加速、多重退耦高速旋轉等動作。

100‧‧‧支架

101‧‧‧旋轉台

102‧‧‧樞軸

132‧‧‧狹縫

135‧‧‧虛擬壓力導引溝槽

136‧‧‧油壓/氣壓管結合溝槽

140‧‧‧自動煞車釋放裝置

141‧‧‧壓縮針

141a‧‧‧栓部

141b‧‧‧咬合頭部

142‧‧‧線圈彈簧

171、172‧‧‧密封物件

300‧‧‧自動楔形夾持(煞車)裝置

310‧‧‧煞車墊

320‧‧‧夾持(煞車)活塞

331‧‧‧活塞操作溝槽

340‧‧‧楔形驅動導引塊

341‧‧‧上壓力輸出面

350‧‧‧楔形加壓支架

351‧‧‧下壓力輸出面

352‧‧‧楔形加壓單元

360‧‧‧墊部摩擦片

361、371‧‧‧摩擦面

362、372‧‧‧接觸斜面

370‧‧‧支架摩擦片

380‧‧‧滾動單元

381‧‧‧內溝槽

383‧‧‧滾軸桿

384‧‧‧滾珠陣列

384a‧‧‧滾珠

384b‧‧‧滾珠袋

390‧‧‧自動縮回彈簧

400‧‧‧本體

500‧‧‧環

以下將參考相關圖式以清楚說明本發明示例性實施例之概念。

圖1為說明本發明示例性實施例之立體圖。

圖2為一索引面之平面示意圖。

圖3為一索引節點之剖面圖。

圖4為一自動楔形夾持裝置的爆炸圖。

圖5為一滾動方式的爆炸圖。

圖6為自動楔形夾持裝置的之部分節點操作的剖面圖。

圖7為自動楔形夾持裝置的的局部放大圖。

以下將參考相關圖式以詳細說明各種實施例，然而，本發明的概念可以各種不同形式實現，而不限制於以下所述的實施例範例，更確切的說，實施例範例係用以清楚且完整地說明本發明，並可以將本發明概念範圍完整地傳達給該技術領域中的技術人員。圖式中各圖層及區域之尺寸及相對大小僅為求容易瞭解，相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

須注意者，雖然以下敘述中會使用第一、第二、第三等詞 來敘述不同元件，但該些元件並不限於這些數量詞，而這些數量詞僅用以區別不同元件，因此，在不脫離本發明的技術領域下，下述之第一元件亦可以稱為第二元件。在本說明書中，「及/或」一詞包括所有關聯之詞的其中之一或以上的任一或其組合。

需注意者，當本文提到一元件「連接」或「對接」另一元 件時，其係可以直接連接或對接兩個元件，或透過一中間元件而達成；相反地，當本文提到一元件「直接連接」或「直接對接」另一元件時，則不存在有任何中間元件。任何其他用來形容元件之間關係的文字應當理解為相同邏輯(例如，「位於...之間」與「直接位於...之間」、「鄰接」與「直接鄰接」等)。

以下所述之技術係僅用以說明特定實施例，並非用以限制 本發明之概念。除非說明書中明確指出，則以下所述之數量詞「一」或「該」("a," "an" and "the")亦可以包括多數個數量。需注意者，在說明書中出現的「包含」、「包括」("comprises" "comprising,"“includes,”and/or“including,”)一詞係用以明確說明所述特徵、事物、步驟、操作、元件及/或組件，但其並非用以排除一種以上之其他特徵、事物、步驟、操作、元件、組件及/或群組。

除非另有定義，以下所述之所有名詞(包括技術及學術名 詞)對本發明技術領域中的技術人員而言皆具有相同的意義，需注意者，除非另有定義，各名詞(如定義於常見字典中的名詞)應當解釋為與相關領域中的文獻內的意義一致，而並非解釋為理想或超出正式解釋。

圖1顯示一自動楔形夾持裝置300，其包括一旋轉台101， 設置於上方；一樞軸102，轉動連接於旋轉台101；一支架100，設置於樞軸102之側邊；一伺服馬達(圖未示)，設置於支架100側邊並用以提供旋轉驅動；以及一旋轉驅動單元(圖未示)，設置於位在旋轉台101下方之樞軸102與伺服馬達(圖未示)用以轉動驅動之一轉軸之間。

旋轉驅動單元(圖未示)能夠不產生後座力及滑動，並具 有優良的耐用性及強度，同時，亦可以在傳輸伺服馬達之轉動能量至旋轉台101時，減少噪音並進行精細的快速退耦操作。自動楔形夾持裝置300係位於旋轉驅動單元(圖未示)下方並設置於樞軸102之一側，當煞車活 塞320依據輸入之預設油壓/氣壓進行持續的上下運動時，自動楔形夾持裝置300可利用一煞車墊310有效地進行快速煞車，當完成煞車操作時，可自動釋放壓力。

一自動煞車釋放裝置140設置於自動楔形夾持裝置300之一側，用以確保煞車推力不會影響重置力。

特別是，自動楔形夾持裝置300包括一煞車墊310，連接於樞軸102之下部，且其另一側係非常靠近但未接觸支架100；一活塞操作溝槽331，位於煞車墊310下方一定距離，煞車活塞320依據油壓/氣壓輸入而以一靈敏距離上下運動於活塞操作溝槽331；一楔形驅動導引塊340，具有一上壓力輸出面341，其係朝斜上方傾斜以便將煞車活塞320上下運動的推力傳輸至垂直方向；一楔形加壓支架350，位於楔形驅動導引塊340外側，並具有與上壓力輸出面341相對之一下壓力輸出面351，以及一端寬且漸縮至另一端之一楔形加壓單元352；以及一墊部摩擦片360及一支架摩擦片370，分別設置於楔形加壓支架350的上側及下側，當楔形加壓支架運動以進行楔形夾持操作時，墊部摩擦片360及支架摩擦片370分別被推動以靠近煞車墊310及支架100。

同時，墊部摩擦片360及支架摩擦片370分別具有形成於其外表面之一摩擦面361及371，以及對應該形成於漸縮式之楔形加壓單元352之相對表面的一接觸斜面362、372。

楔形加壓支架350更包括一自動縮回彈簧390設置於其內部，用以在煞車釋放中提供一預設張力以使得壓力釋放更容易進行。

另外，楔形加壓支架350中具有上下側漸縮型態之楔形加壓單元352更包括一滾動單元380，用以在煞車與釋放的過程中，從楔形夾持操作中產生更強力之摩擦並伴隨最小之摩擦阻力，其中滾動單元380包括至少複數個滾軸桿383其中之一或至少複數個滾珠陣列384其中之一，滾珠陣列384中設置有複數滾珠384a，其係位於一滾珠袋384b中並相距一定距離，且滾軸桿383或滾珠陣列384係位於刻入漸縮型態之楔形加壓單元352一定深度之一內溝槽381中。

同時，該等滾軸桿383或該等滾珠陣列384的其中之一或以上，但至少為其中之一，相較於其餘者具有較小之直徑，藉以減少干擾 以增加操作效率。

藉由讓楔形加壓支架在從上側漸縮並傾斜至下側的楔形加壓單元與墊部摩擦片之間、或在相對之楔形加壓單元與支架摩擦片之間，移動得比相同能量之滾動操作更深，使得滾動單元可以提供更強力的煞車操作。

由於滾動操作的緣故，滾動單元亦可以輕易達成煞車釋放。

一狹縫132形成於夾持活塞320與支架100(固定於分度工作台本體之元件)之間，用以在輸入油壓/氣壓時可產生快速煞車推力；同時，一虛擬壓力導引溝槽135與一油壓/氣壓管結合溝槽136，設置於狹縫132下方，用以提供預設油壓或油壓/氣壓之虛擬壓力，進而產生推力。

此外，高效自動煞車釋放裝置140係設置於煞車活塞320與支架100之間，當釋放煞車操作時，使得煞車活塞320可自動回到其初始位置。其中，具有一定之壓縮能量之一線圈彈簧142係結合於一壓縮針141，壓縮針141之一端設有一栓部141a，其另一端設有一咬合頭部141b。

在煞車活塞320插入上煞車墊310以完成煞車操作之後，煞車虛擬壓力停止以釋放剎車操作，此時可以提供一適當的斥力給煞車活塞320，使其自動回到其位置，因此，當輸入一夾持釋放信號時，可以達到快速且精確的煞車釋放操作(煞車活塞回到其開始位置)，且不會影響剎車操作的推力。

此外，可以在煞車活塞320的外側面及內側面分別設置一密封物件171、172。例如為O形環。

圖3中尚未說明之元件符號400表示其本體，而圖4中尚未說明之元件符號500表示用來維持間隙的環。

產業利用性

本發明可應用於各種機械工具中的分度工作台。

100‧‧‧支架

101‧‧‧旋轉台

102‧‧‧樞軸

300‧‧‧自動楔形夾持(煞車)裝置

320‧‧‧夾持(煞車)活塞

400‧‧‧本體

Claims (10)

1. 一種高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，包含：一旋轉台101，設置於上方；一樞軸102，位於該旋轉台101下方並與該旋轉台101同步旋轉；一支架100，設置於該樞軸102外側；一伺服馬達(圖未示)，設置於該支架100外側並用以提供旋轉驅動；以及一旋轉驅動單元(圖未示)，設置於位在該旋轉台101下方之該樞軸102與該伺服馬達(圖未示)用以轉動驅動之一轉軸之間，其能夠平穩且準確地進行高速退耦操作，並在傳輸伺服馬達(圖未示)之轉動能量至該旋轉台101時，可具有優良的耐用性及強度且不產生後座力及滑動；其中，一自動楔形夾持裝置300係設置於該樞軸102之一側，當一煞車活塞320依據一預設油壓/氣壓進行靈敏的上下運動時，一楔形加壓支架提供強力夾持操作以利用一煞車墊310進行該自動楔形夾持裝置300的快速煞車，當完成夾持操作時，自動釋放壓力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中該自動楔形夾持裝置300包括：一煞車墊310，連接於該樞軸102之下部，且其相對部位係非常靠近但未接觸該支架100；一活塞操作溝槽331，位於該煞車墊310下方一定距離，一煞車活塞320依據油壓/氣壓輸入而以一靈敏間隙上下運動於該活塞操作溝槽331；一楔形驅動導引塊340，具有一上壓力輸出面341，其係朝斜上方傾斜以便將該煞車活塞320上下運動的推力傳輸至垂直方向； 一楔形加壓支架350，位於該楔形驅動導引塊340外側，並具有與該上壓力輸出面341相對之一下壓力輸出面351，以及一端寬且漸縮至另一端之一楔形加壓單元352；以及一墊部摩擦片360及一支架摩擦片370，分別設置於該楔形加壓支架350的上側及下側，以便分別連接於該煞車墊310及該支架100，當該楔形加壓支架運動以進行楔形夾持操作時，分別從上側及下側施壓於該墊部摩擦片360及該支架摩擦片370。
3. 如申請專利範圍第2項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中該楔形驅動導引塊340及該煞車活塞320係為可組合之分離部件或為一體成形。
4. 如申請專利範圍第2項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中一摩擦面361係形成於該墊部摩擦片360及該支架摩擦片370之外表面，一接觸斜面362、372係對應該形成於楔形加壓單元352之相對表面。
5. 如申請專利範圍第2項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中一自動縮回彈簧390進一步連接於楔形加壓支架350內部之一端，用以在完成夾持操作之後的壓力釋放過程中提供一定張力以使得壓力釋放更容易進行。
6. 如申請專利範圍第2項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中該楔形加壓支架350中具有上下側漸縮型態之該楔形加壓單元352更包括一滾動單元380，用以提供更強力之摩擦能量，其係在夾持與釋放過程中提供一虛擬壓力以減少楔形夾持操作中產生之摩擦阻力。
7. 如申請專利範圍第6項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中該滾動單元380包括刻入一定深度之一內溝槽381，至少複數個滾 軸桿383其中之一或至少複數個滾珠陣列384其中之一係插入該內溝槽381，該滾軸桿383具有一定直徑及長度，該滾珠陣列384中設置有複數滾珠384a，其係位於一滾珠袋384b中並相距一定距離。
8. 如申請專利範圍第7項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中該等滾軸桿383或該等滾珠陣列384的其中之一或以上，但至少為其中之一，相較於其餘者具有較小之直徑。
9. 如申請專利範圍第2項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中該自動楔形夾持裝置300包括一自動煞車釋放裝置140，設置於該自動楔形夾持裝置300之一側，用以確保夾持輸出達到最大值時不會影響煞車釋放的重置力。
10. 如申請專利範圍第9項所述之高速分度工作台之高強度楔形夾持裝置，其中該自動煞車釋放裝置140包括一壓縮針及具有一預設之壓縮能量之一線圈彈簧142，壓縮針之一端設有一栓部141a，其另一端設有一咬合頭部141b，該線圈彈簧142與該壓縮針141結合並設置於該煞車活塞320與該支架100之間，因此當釋放煞車操作時，使得該夾持活塞320可自動回到其初始位置。