TW201531824A - 可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機 - Google Patents

Abstract

　　一種可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機，包括一可在三個直交軸線的方向上運動的機體和設置在機體上的可轉動樞接部；樞接部具有一頭部和一安裝孔；以及，一連接電源的噴頭模組，可裝卸的安裝在該安裝孔或頭部。實質上，噴頭模組具有一噴頭和組合頭或組合部，對應組合在該安裝孔或頭部；噴頭模組也設有一材料入口，使噴頭模組加熱該材料成熔融狀態的從噴頭射出到一載台，列製一類似實體物的立體工件，而建立一三維列印之數值控制工具裝置。

Description

可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機 【0001】

　　本發明係有關於一種可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機；特別是指一種數值控制工具機之裝卸組合裝置，執行三維列印、修整立體工件的形體輪廓之手段者。

【0002】

　　應用刀具配合參數控制和操作刀具在三維空間運動，對工件執行車、銑、削、磨等加工作業之數值控制工具機或加工機具（例如，CNC），係已屬習知技藝。例如，台灣第87221929號「CNC銑床工具機之改良」專利案，係提供了一個典型的實施例。

【0003】

　　就像那些熟習此技藝的人所知悉，這類數值控制工具機或加工機具在該行業係已屬一技術成熟之領域。這是因為在已揭露的前案中，包括了數值控制工具機或加工機具各部分結構之改良或設計；例如，台灣第82201161號「CNC工具機軸向徑向加工頭改良結構」、第91214140號「CNC工具機迴轉式固定角度分割工作台」專利案等，係提供了具體的實施例。

【0004】

　　代表性的來說，這些參考資料顯示了在有關數值控制加工機具或其相關技藝在使用和結構設計方面的情形。如果重行設計考量該數值控制加工機具，以及上述的應用情形，使其不同於習用者，將可改變它的使用型態，增加它的應用範圍，而有別於舊法。例如，在相較於習知技藝而言，使所述的數值控制工具機對工件執行車、銑、削、磨等加工作業的作用下，同時具備執行三維列製工件的作用；並且，配合刀具或雷射操作，對該列製完成的立體工件執行修整作業，使其更趨近於實體物的形體輪廓，提高列印工件的精確性和外觀視覺感的作用，進一步改善舊法應用人工方式修整列印工件粗糙表面的麻煩、費時和提高製作成本等情形。而這些課題在上述的專利案中均未被具體教示或揭露。

【0005】

　　爰是，本發明之主要目的即在於提供一種可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機，包括一可在三個直交軸線的方向上運動的機體和設置在機體上的可轉動樞接部；樞接部具有一頭部和一安裝孔；以及，一連接電源的噴頭模組，可裝卸的安裝在該安裝孔或頭部。實質上，噴頭模組具有一噴頭和組合頭或組合部，對應組合在該安裝孔或頭部；噴頭模組也設有一材料入口，使噴頭模組加熱該材料成熔融狀態的從噴頭射出到一載台，列製一類似實體物的立體工件，而建立一三維列印之數值控制工具裝置。並且，對列印完成的立體工件執行修整加工作業，使該立體工件形成精確形體輪廓；改善舊法應用人工方式修整印引物件粗糙表面的麻煩、費時和提高製作成本等情形。

【0006】

　　根據本發明之可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機，該噴頭模組的組合頭具有一錐狀頭端；對應噴頭模組的錐狀頭端，樞接部的安裝孔配置有一彈性夾具，在組合頭進入安裝孔後，容許彈性夾具抓住該錐狀頭端，使噴頭模組和樞接部形成一整體型態。因此，噴頭模組可隨機體或樞接部運動，執行三維列製立體工件的作業。

【0007】

　　根據本發明之可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機，該噴頭模組的組合部係一板狀體結構，包含第一區和第二區。該第一區裝配該噴頭；以及，對應機體樞接部的頭部，該第二區設置有組裝孔，使組合部組裝在該樞接部的頭部上。因此，噴頭模組可隨機體或樞接部運動，執行三維列製立體工件的作業。

【0008】

　　在所述的實施例中，該樞接部的安裝孔可組裝一刀具或雷射模組；所述刀具或雷射（除料）模組可隨樞接部運動，執行車、銑、削、磨和對列印完成的立體工件執行修整加工等作業。

【0027】

10‧‧‧機體

【0028】

20‧‧‧機台

【0029】

21‧‧‧軌道

【0030】

22‧‧‧載台

【0031】

30‧‧‧樞接部

【0032】

31‧‧‧頭部

【0033】

32‧‧‧安裝孔

【0034】

33‧‧‧彈性夾具

【0035】

40‧‧‧噴頭模組

【0036】

41‧‧‧基部

【0037】

42‧‧‧材料入口

【0038】

43‧‧‧噴頭

【0039】

44‧‧‧肩部

【0040】

45‧‧‧組合頭

【0041】

46‧‧‧頸部

【0042】

47‧‧‧錐狀頭端

【0043】

50‧‧‧電源

【0044】

60‧‧‧立體工件

【0045】

70‧‧‧刀具或雷射模組

【0046】

71‧‧‧組合頭

【0047】

72‧‧‧頸部

【0048】

73‧‧‧錐狀頭端

【0049】

80‧‧‧組合部

【0050】

81‧‧‧第一區

【0051】

82‧‧‧第二區

【0052】

83‧‧‧組裝孔

【0053】

84‧‧‧鎖接孔

【0054】

85‧‧‧固定器

【0009】

第１圖係本發明之結構組合示意圖；描繪了機體、樞接部、噴頭模組和載台等部分的結構配合情形；圖中假想線部份顯示了樞接部的運動情形。

【0010】

第２圖係本發明之噴頭模組的結構示意圖；顯示了噴頭模組包括有組合頭結構的情形。

【0011】

第３圖係本發明噴頭模組和樞接部組合之結構剖視示意圖；描繪了噴頭模組的組合頭和樞接部安裝孔的組合情形。

【0012】

第４圖係本發明噴頭模組之一修正實施例的結構示意圖；顯示了噴頭模組包括有一組合部及組合部配置噴頭結構的情形。

【0013】

第５圖係本發明之一結構剖視示意圖；描繪了噴頭模組的組合部和機體樞接部組合的情形。

【0014】

　　請參閱第１、２及３圖，本發明可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機選擇一數值控制工具機或其類似加工機具（例如，ＣＮＣ）為說明實施例；包括一機體，概以參考編號１０表示之。第１圖依據機體１０的方向也定義出三個直交的軸線；分別是χ參考軸、ｙ參考軸和ｚ參考軸。機體１０設置在一機台２０上；機台２０配置有承載工件的載台２２和軌道２１；所述軌道２１使機體１０至少可在該χ參考軸、ｙ參考軸的方向上運動。

【0015】

　　在所採的實施例中，機體１０包括有一樞接部３０，樞接部３０可在ｚ參考軸的方向上運動；以及，樞接部３０可在三維空間轉動，此部份屬習知技藝，故未予詳述。

【0016】

　　第２、３圖顯示了樞接部３０包括一用以組裝工具頭的頭部３１和一位在內部的安裝孔３２；安裝孔３２配置有一彈性夾具３３。彈性夾具３３係配合安裝孔３２可裝卸的組合一噴頭模組４０。

【0017】

　　圖中描繪了該噴頭模組４０包括一連接電源５０的基部４１，電源５０供電給設置在噴頭模組４０內的加熱元件（圖未顯示）使用，使噴頭模組４０具有加熱或溫控作用；基部４１設有一材料入口４２，讓線性塑料或顆粒狀塑料或其類似材料進入基部４１內部加熱。假設以ｙ參考軸為基準，該基部４１一端（或基部４１下方）設有一噴頭４３，輸出形成熔融狀態的塑料。基部４１另一端（或基部４１上方）設有一肩部４４和連接肩部４４的組合頭４５；組合頭４５係一錐狀體的結構，具有一頸部４６和連接頸部４６的錐狀頭端４７。

【0018】

　　在所採的實施例中，該組合頭４５的寬度（或直徑）大於錐狀頭端４７的寬度（或直徑）；錐狀頭端４７的寬度（或直徑）大於頸部４６的寬度（或直徑）。

【0019】

　　請參考第３圖，當人員操作噴頭模組４０的組合頭４５進入機體樞接部３０的安裝孔３２，直到肩部４４被樞接部３０的頭部３１阻止的位置，彈性夾具３３會抓住或扣合該組合頭４５的頸部４６和錐狀頭端４７，使噴頭模組４０和樞接部３０組合成一整體型態；並且，容許噴頭模組４０隨機體１０和樞接部３０在三維空間運動。以及，配合噴頭模組４０的噴頭４３將熔融狀態的塑料射出到載台２２，使熔融狀態的塑料一層一層的平面形狀連續積疊在一起的模式，在載台２２上列製出一類似實體物的立體工件６０，而建立一三維列印之數值控制工具裝置。

【0020】

　　在可行的實施例中，人員拆卸拉出噴頭模組４０，解除噴頭模組４０和樞接部３０的組合狀態後，可操作一進行除料的刀具或雷射模組７０（編號顯示在第５圖）組裝在樞接部３０的安裝孔３２。因此，該刀具或雷射模組７０（輸出雷射光線實施除料作業）可隨機體１０和樞接部３０在三維空間運動，對列印完成的立體工件６０執行修整加工作業，使該立體工件６０形成精確形體輪廓。

【0021】

　　請參閱第４、５圖，顯示了一個修正的實施例。該噴頭模組４０包括有一組合部８０；組合部８０係一板狀體結構，包含第一區８１和第二區８２。該第一區８１裝配該具有材料入口４２的基部４１和噴頭４３；基部４１連接該電源５０，使噴頭模組４０具有溫控作用。對應機體樞接部３０的頭部３１，該第二區８２設置有組裝孔８３，使組合部８０組裝在該樞接部３０的頭部３１上；以及，該第二區８２設有複數個鎖接孔８４，配合固定器８５將噴頭模組４０的組合部８０和樞接部３０的頭部３１固定在一起。因此，噴頭模組４０（或組合部８０）可隨機體１０或樞接部３０運動，執行三維列製立體工件６０的作業。

【0022】

　　第５圖特別描繪了該樞接部３０的安裝孔３２組裝有刀具或雷射模組７０；所述刀具或雷射模組７０也包括一組合頭７１、頸部７２和錐狀頭端７３，來和樞接部３０的安裝孔３２、彈性夾具３３配合，形成可裝卸的型態。

【0023】

　　第５圖顯示了組合部８０帶動噴頭模組４０的噴頭４３隨樞接部３０在三維空間運動，噴頭４３將熔融狀態的塑料射出到載台２２，列製出該立體工件６０。然後，樞接部３０操作該刀具或雷射模組７０對列印完成的立體工件６０執行修整加工作業，使該立體工件６０形成精確形體輪廓。可了解的是，樞接部３０也可帶動該刀具或雷射模組７０對一般工件執行車、銑、削、磨等加工作業。

【0024】

　　代表性的來說，這可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機相較於舊法而言，係具有下列的考量和優點：

1. 該數值控制加工機和相關組件結構已被重行設計考量，使其不同於習用者和改變了它的使用、操作型態，而有別於舊法。例如，使該噴頭模組４０包括基部４１和噴頭４３、該基部４１上設置肩部４４和組合頭４５、頸部４６和錐狀頭端４７，可裝卸的組合樞接部３０的安裝孔３２；或噴頭模組４０設置組合部８０，來配合刀具或雷射模組７０等部份，使該數值控制加工機在具備對工件實施車、銑、削、磨等加工作業的作用外，同時使樞接部３０控制噴頭模組４０在三維空間運動，在載台２２上列製出一類似實體物的立體工件６０，而建立一三維列印之數值控制工具裝置。
2. 特別是，該數值控制加工機配合刀具或雷射模組７０對立體工件６０執行修整加工作業的作用，使立體工件６０更趨近於實體物的形體輪廓，提高了列印工件的精確性和外觀視覺感的效果；並且，進一步改善了舊法應用人工方式修整列印引工件粗糙表面的麻煩、費時和提高製作成本等情形。

【0025】

　　故，本發明係提供了一有效的可使用於數值控制加工機之工件列製模組及組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其空間型態係不同於習知者，且具有舊法中無法比擬之優點，係展現了相當大的進步，誠已充份符合發明專利之要件。

【0026】

　　惟，以上所述者，僅為本發明之可行實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧機體

20‧‧‧機台

21‧‧‧軌道

22‧‧‧載台

30‧‧‧樞接部

31‧‧‧頭部

40‧‧‧噴頭模組

41‧‧‧基部

42‧‧‧材料入口

43‧‧‧噴頭

44‧‧‧肩部

60‧‧‧立體工件

Claims (21)

1. 【第1項】

   一種組裝有工件列製模組之數值控制加工機，包括一可在三個直交軸線的方向上運動的機體和設置在機體上的樞接部；三個直交軸線定義為χ參考軸、ｙ參考軸和ｚ參考軸；
   樞接部具有一頭部和一位在樞接部內部的安裝孔；
   一可裝卸組合在樞接部的噴頭模組；
   噴頭模組具有一基部和設置在基部上的噴頭、組合頭；所述組合頭配裝在該安裝孔裏面，使噴頭模組和樞接部形成一整體結構；以及
   噴頭模組也設有一材料入口，容許材料進入噴頭模組加熱成熔融狀態的從噴頭射出到一載台，列製一立體工件。
2. 【第2項】

   如申請專利範圍第１項所述之組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其中該材料入口設置在基部上，以容許材料進入基部內部；
   噴頭模組連接有電源，供電給設置在噴頭模組之一加熱元件使用；
   以ｙ參考軸為基準，該基部下方設置該噴頭；基部上方設置有一肩部；肩部連接該組合頭；
   組合頭具有一頸部和連接頸部的錐狀頭端；
   該安裝孔配置有一彈性夾具，扣合頸部和錐狀頭端；以及肩部位在被頭部阻止的位置。
3. 【第3項】

   如申請專利範圍第２項所述之組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其中該組合頭係一錐狀體結構；組合頭的寬度大於錐狀頭端的寬度；以及
   錐狀頭端的寬度大於頸部的寬度。
4. 【第4項】

   如申請專利範圍第１或２或３項所述之組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其中該機體設置在一機台上；
   載台係配置在機台上；以及
   機台設有軌道，使機體至少可在該χ參考軸、ｙ參考軸的方向上運動；樞接部係可轉動的在ｚ參考軸的方向上運動。
5. 【第5項】

   一種組裝有工件列製模組之數值控制加工機，包括一可在三個直交軸線的方向上運動的機體和設置在機體上的樞接部；三個直交軸線定義為χ參考軸、ｙ參考軸和ｚ參考軸；
   樞接部具有一頭部和一位在樞接部內部的安裝孔；
   一可裝卸組合在樞接部的噴頭模組；
   噴頭模組具有一組合部；組合部包含第一區和第二區；
   第一區裝配有基部和噴頭；
   該組合部組裝在該樞接部的頭部上，而使噴頭模組和樞接部形成一整體結構；以及
   噴頭模組也設有一材料入口，容許材料進入噴頭模組加熱成熔融狀態的從噴頭射出到一載台，列製一立體工件。
6. 【第6項】

   如申請專利範圍第５項所述之組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其中該噴頭模組的組合部第二區設有一組裝孔，對應樞接部的安裝孔。
7. 【第7項】

   如申請專利範圍第５項所述之組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其中該材料入口設置在基部上；
   噴頭模組連接有電源，供電給設置在噴頭模組之一加熱元件使用；
   第二區設有複數個鎖接孔，配合固定器將噴頭模組的組合部和樞接部的頭部固定在一起。
8. 【第8項】

   如申請專利範圍第５項所述之組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其中該安裝孔配置有一彈性夾具；
   安裝孔組裝有刀具和雷射模組的其中之一；所述刀具和雷射模組的其中之一包括一組合頭、頸部和連接頸部的錐狀頭端，可裝卸的組合樞接部的安裝孔和彈性夾具。
9. 【第9項】

   如申請專利範圍第５或６或７項所述之組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其中該機體設置在一機台上；
   載台係配置在機台上；以及
   機台設有軌道，使機體至少可在該χ參考軸、ｙ參考軸的方向上運動；樞接部係可轉動的在ｚ參考軸的方向上運動。
10. 【第10項】

    如申請專利範圍第５或６或７項所述之組裝有工件列製模組之數值控制加工機，其中該組合部係一板狀體結構。
11. 【第11項】

    一種可使用於數值控制加工機之工件列製模組，包括：
    可裝設在數值控制加工機上之噴頭模組；噴頭模組具有一供工件列製材料進入之材料入口；以及
    供該工件列製材料射出之噴頭。
12. 【第12項】

    如申請專利範圍第１１項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該噴頭模組具有一基部，該噴頭設置在基部上的一端；
    基部另一端設有一組合頭，組合頭可直接配裝在一數值控制加工機上；
    該數值控制工具機包括一樞接部和頭部；以及
    該組合頭係配裝在樞接部之一安裝孔內，使噴頭模組和樞接部組合在一起。
13. 【第13項】

    如申請專利範圍第１２項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該基部下方設置該噴頭；基部上方設置有一肩部；肩部連接該組合頭；
    組合頭具有一頸部和連接頸部的錐狀頭端；
    該安裝孔配置有一彈性夾具，扣合頸部和錐狀頭端；以及
    肩部位在被頭部阻止的位置。
14. 【第14項】

    如申請專利範圍第１３項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該組合頭係一錐狀體結構；組合頭的寬度大於錐狀頭端的寬度；以及
    錐狀頭端的寬度大於頸部的寬度。
15. 【第15項】

    如申請專利範圍第１１項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該噴頭模組具有一組合部；組合部包含第一區和第二區；
    第一區裝配該噴頭；
    該第二區對應裝設在該數值控制加工機之一樞接部，使組合部組裝在該樞接部上。
16. 【第16項】

    如申請專利範圍第１５項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該組合部第二區設有一組裝孔，對應樞接部內之一安裝孔。
17. 【第17項】

    如申請專利範圍第１５或１６項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該第二區設有複數個鎖接孔，配合固定器將噴頭模組的組合部固定在該樞接部上。
18. 【第18項】

    如申請專利範圍第１１～１６項任一項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該噴頭模組連接有電源，供電給一配置在噴頭模組的加熱元件。
19. 【第19項】

    如申請專利範圍第１２～１６項任一項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該樞接部組裝有一可進行除料加工之刀具和雷射模組的其中之一。
20. 【第20項】

    如申請專利範圍第１８項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該樞接部組裝有一可進行除料加工之刀具和雷射模組的其中之一。
21. 【第21項】

    如申請專利範圍第１５或１６項所述之可使用於數值控制加工機之工件列製模組，其中該組合部係一板狀體結構。