TW201504544A - 可供即時監控平行度之滾珠螺桿 - Google Patents

Abstract

一種可供即時監控平行度之滾珠螺桿，包含有一螺桿、二螺帽、多數個滾珠，以及至少二平行度感測器，該二螺帽套設於螺桿且藉由一連結鍵連結在一起，使得該二螺帽與螺桿之間形成一螺旋路徑，螺旋路徑銜接各螺帽之一內循環通道，用以供多數個滾珠設置，該二平行度感測器以螺桿為中心相對地設於該二螺帽之間，用以感測兩螺帽之間的預壓力而得知螺桿在組裝後之平行度是否有所偏差。藉此，透過監控平行度感測器所輸出的電壓值便能即時監控螺桿在組裝之後的平行度，以達成本發明之目的。

Description

可供即時監控平行度之滾珠螺桿

本發明與滾珠螺桿有關，尤指一種可供即時監控平行度之滾珠螺桿。

滾珠螺桿是精密定位中常用的零組件，滾珠以滾動方式作為螺桿與螺帽之間的動力傳輸介面，以大幅降低螺帽在作動時的摩擦阻力。然而將滾珠螺桿組裝於機台時，通常必須要透過有相關組裝經驗的人員對螺桿的平行度進行校正安裝，若相關人員沒有足夠的組裝經驗，很容易造成螺桿的平行度產生偏差，如此在經過長時間運轉之下便會影響滾珠螺桿的使用壽命。

中華民國專利公開編號TW 201204960揭露出一種「滾珠導螺桿預壓力失效診斷方法及其裝置」，此專利案對滾珠螺桿轉動時所發出的聲紋訊號進行經驗模態分解濾波，再使用希爾伯特黃轉換(HHT)以產生希爾伯特黃圖譜(HHS)，接著再使用多尺度熵萃取，以產生聲紋訊號的多尺度熵複雜度模式，最後經過比較原始的多尺度熵複雜度模式與現況的多尺度熵複雜度模式，即可有效的診斷出滾珠螺桿的預壓力是否消失，用以提供給使用者對滾珠螺桿進行監控。然而，前述專利案沒有辦法直接量測螺桿在組裝之後的平行度，而是只能透過所量測到的預壓力作間接式的量測，因此，前述專利案並不能對螺桿的平行度提供準確的量測結 果。

本發明之主要目的在於提供一種可供即時監控平行度之滾珠螺桿，其能對螺桿的平行度進行直接感測，在感測過程中不易受到外界干擾而影響準確度，進而可供使用者即時監控平行度的狀況。

為了達成前述目的，本發明之滾珠螺桿包含有一螺桿、二螺帽、一連結鍵、多數個滾珠，以及二平行度感測器。該螺桿具有一外螺紋；各該螺帽套設於該螺桿，各該螺帽之內環面具有一內循環通道及一內螺紋，各該螺帽之內螺紋與該螺桿之外螺紋之間形成一螺旋路徑，該螺旋路徑銜接各該螺帽之內循環通道，而且，各該螺帽之外環面具有一鍵槽；該連結鍵設於該二螺帽之鍵槽內，用以將該二螺帽連結在一起；該些滾珠可滾動地設於該螺旋路徑及各該內循環通道內，用以降低各該螺帽相對該螺桿作動時的摩擦阻力；該二平行度感測器以該螺桿為中心而相對地設於該二螺帽之相對端面之間，用以感測該二螺帽之間的預壓力在組裝之後是否有所變化，進而換算出該螺桿是否維持在良好的平行度，以供使用者作即時監控。

10‧‧‧滾珠螺桿

11‧‧‧螺桿

12‧‧‧外螺紋

19‧‧‧螺旋路徑

21‧‧‧螺帽

22‧‧‧內螺紋

24‧‧‧循環通道

26‧‧‧鍵槽

31‧‧‧連結鍵

41‧‧‧滾珠

51‧‧‧平行度感測器

512‧‧‧連接塊

第1圖為本發明第一實施例之組合立體圖。

第2圖為本發明第一實施例之爆炸圖。

第3圖為本發明之平行度感測器之平面圖。

第4圖為本發明之端視圖。

第5圖為第3圖中沿4-4剖線之剖視圖。

第6圖為本發明第二實施例之爆炸圖。

請參閱第1及2圖，本發明第一實施例之滾珠螺桿10包含有一螺桿11、二螺帽21、一連結鍵31、多數個滾珠41，以及四平行度感測器51。

螺桿11之外周面具有一外螺紋12。

各螺帽21套設於螺桿11，各螺帽21之內環面具有一內螺紋22以及一內循環通道24，各螺帽21之內螺紋22與螺桿11之外螺紋12之間形成一螺旋路徑19，如第4及5圖所示，螺旋路徑19銜接各螺帽21之內循環通道24。此外，各螺帽21之外環面具有一鍵槽26，兩鍵槽26之間彼此相對且銜接在一起。

連結鍵31設於兩螺帽21之鍵槽26內，用以將兩螺帽21連結在一起。

該些滾珠41可滾動地設於螺旋路徑19及各內循環通道24內，用以降低兩螺帽21相對螺桿11作動時的摩擦阻力。

平行度感測器51在實施時可以為任何形狀，然而於本實施例中以弧狀為最佳選擇，而且，相鄰兩個平行度感測器51之間藉由二連接塊512(實際上只要至少一個即可)實體連接在一起，如第3圖所示。在組裝時，該些平行度感測器51以螺桿21為中心而環繞在螺桿21之周圍，並且兩兩 相對地設於兩螺帽21之相對端面之間，使得該些平行度感測器51可受兩螺帽31之擠壓而感測兩螺帽21之間的預壓力，在組裝完成之後，各平行度感測器51之外弧面會齊平於各螺帽21之外環面。值得一提的是，前述平行度感測器51的結構態樣僅為舉例說明，並非用以限制本案之專利範圍，假如平行度感測器51形狀為非弧狀，或者平行度感測器51之外弧面不齊平於各螺帽21之外環面時，亦為本案專利範圍所涵蓋之變化形態。

以上說明了本實施例之結構，接下來說明本實施例之操作方式。

如第5圖所示，在組裝完成時，各平行度感測器51會同時感測兩螺帽21之間的預壓力，若每一個平行度感測器51所感測到的預壓力完全相同時，即表示螺桿21在組裝完成之後具有良好的平行度，反之，若有其中一個或一個以上的平行度感測器51對兩螺帽21之間的預壓力的感測結果與其他平行度感測器51有明顯不同時，即表示螺桿11在組裝完成之後的平行度有所偏差，此時就必須再對螺桿11的位置重新進行校正。

另一方面，在實際操作時，兩螺帽21即會因螺桿11之旋轉而沿著螺桿11之軸向同步位移，在位移的過程中，兩螺帽21之間的預壓力會產生變化，此時該些平行度感測器51會因為預壓力的改變而產生形變，進一步再依據變形量的大小來輸出相對應的電壓值，藉由所輸出的電壓值即可換算出在運作時的預壓力是否正常，以確保兩螺帽21在位移 過程中維持良好的結合關係。

請再參閱第6圖，平行度感測器51的數量可以根據實際需要而有所變化，並不一定要如上述實施例在兩螺帽21之間設置四個，只要在兩螺帽21之相對端面之間設置至少兩個平行度感測器51，兩平行度感測器51之間以螺桿11為中心而彼此相對，如此同樣可以對螺桿21的平行度進行感測。

綜上所陳，本發明之滾珠螺桿10透過監控每一個平行度感測器51所輸出的電壓值，除了可以在組裝過程中對螺桿11的平行度進行即時監控之外，同時在運作過程中也可以確保兩螺帽21之間維持正常的預壓力，使整體結構具有良好的剛性、定位精度及定位穩定性，而且，該些平行度感測器51的所在位置不易受到外界干擾而能有效提高感測的準確度，以達到本發明之目的。

10‧‧‧滾珠螺桿

11‧‧‧螺桿

12‧‧‧外螺紋

21‧‧‧螺帽

26‧‧‧鍵槽

31‧‧‧連結鍵

41‧‧‧滾珠

51‧‧‧平行度感測器

Claims (4)

1. 一種可供即時監控平行度之滾珠螺桿，包含有：一螺桿，具有一外螺紋；二螺帽，套設該螺桿，該二螺帽之內環面分別具有一內循環通道及一內螺紋，該二螺帽之內螺紋與該螺桿之外螺紋之間形成一螺旋路徑，該螺旋路徑銜接該二螺帽之內循環通道，該二螺帽之外環面分別具有一鍵槽，該二鍵槽之間相互銜接；一連結鍵，設於該二螺帽之鍵槽內；多數個滾珠，可滾動地設於該螺旋路徑與各該內循環通道內；以及至少二平行度感測器，以該螺桿為中心而相對地固定在該二螺帽之相對端面之間。
2. 如請求項1所述之可供即時監控平行度之滾珠螺桿，其中該二平行度感測器均呈弧狀。
3. 如請求項1所述之可供即時監控平行度之滾珠螺桿，其中該些平行度感測器的數量為四，各該平行度感測器呈弧狀，該些平行度感測器以該螺桿為中心而環繞在該螺桿之周圍，且相鄰二該平行度感測器之間藉由至少一連接塊而實體連接在一起。
4. 如請求項2或3所述之可供即時監控平行度之滾珠螺桿，其中各該平行度感測器之外弧面實質上齊平於各該螺帽之外環面。