TW201720577A - 角度頭c軸1度定位裝置 - Google Patents

Abstract

一種角度頭C軸1度定位裝置，安裝於一主軸單元上，且可帶動一角度頭以一C軸為轉動中心進行分度定位，該角度頭C軸1度定位裝置包含一定位件、一檢知單元及一轉動件，該定位件對應於該主軸單元的一出力端，該檢知單元安裝於該定位件，該轉動件連接於該主軸單元的出力端且對應於該檢知單元，受該主軸單元連動可以一軸線為轉動中心產生轉動，並包括多數圍繞該軸線呈等間隔排列的感測部。利用該檢知單元與該轉動件的配合，可以檢知該主軸單元之出力端的最終訊號，進而消除機械背隙造成的誤差，可達到1度分度定位之目的。

Description

角度頭C軸1度定位裝置

本發明是有關於一種加工機，特別是指一種角度頭C軸1度定位裝置。

工具機具有直線移動軸及旋轉移動軸，一般慣稱的直線移動軸例如X軸、Y軸及Z軸，而旋轉移動軸例如A軸、B軸及C軸。所謂A軸是指繞著X軸旋轉移動的軸向，B軸是指繞著Y軸旋轉移動的軸向，C軸是指繞著Z軸旋轉移動的軸向。

一般的龍門型加工機，為了能適用於各種角度、方位的加工，是在一主軸單元一側安裝有一沿一C軸設置角度頭，利用一馬達將動力經由該主軸單元的一主軸傳遞至該角度頭，該角度頭可以該C軸為轉動中心，帶動一刀具轉動。

再者，一般都是在馬達內部預先內建有一編碼器，利用該編碼器檢知該馬達的轉動量，並產生檢知訊號，再藉由一可程式控制單元根據該檢知訊號換換出該角度頭圍繞該C軸的轉動角度。

利用上述結構雖然可以達到角度頭調整工作角度之目的，但是由於該編碼器對應於該主軸單元的一入力端，因為傳動結構會產生較大背隙，再加上傳動結構於製造、組配所產生的累積公差，導致該角度頭的分度定位的準確性差，且只能做5度，至多只能做到2.5度的角度分度。

因此，本發明之目的，即在提供一種可提昇角度分度精準度之角度頭C軸1度定位裝置。

於是，本發明角度頭C軸1度定位裝置，安裝於一主軸單元上，該主軸單元的旋轉動力可帶動一角度頭以一C軸為轉動中心進行分度定位，該主軸單元沿一軸線延伸，並具有一入力端及一相反於該入力端的出力端，該角度頭C軸1度定位裝置包含一定位件、一檢知單元及一轉動件。該定位件對應於該主軸單元的出力端且趨近於該角度頭，該檢知單元安裝於該定位件，該轉動件可連接於該主軸單元的出力端且對應於該檢知單元，受該主軸單元連動可以該軸線為轉動中心帶動該角度頭產生轉動，並包括多數圍繞該軸線呈等間隔排列的感測部。

本發明之功效在於：利用該檢知單元安裝於該定位件且對應於該主軸單元的出力端，當該主軸單元的出力端帶動該轉動件轉動時，利用該檢知單元檢知該等感測部的轉動訊號，即可精準地獲知該角度頭的轉動角度，且可達到1度分度定位之目的。

參閱圖1與圖2，本發明角度頭C軸1度定位裝置之一實施例，安裝於一沿一軸線L延伸的主軸單元100上，且該主軸單元100的旋轉動力可帶動一角度頭200以該軸線L為轉動中心進行分度定位。

該主軸單元100具有一軸套110、一可轉動地軸設於該軸套110內部的主軸120、一對應於該軸線L且設於該主軸120其中一端的入力端130、一沿該軸線L相反於該入力端130且設於該主軸120另一端的出力端140。該出力端140具有一上段件141、一沿該軸線L設於該上段件141一側的下段件142及一設於該上段件141與該下段件142之間的滑動段143，該下段件142具有一相鄰於該滑動段143的擋環144。該主軸120受一馬達(圖未示)驅動，可以該軸線L為旋轉中心產生轉動，且將動力由該入力端130傳遞至該出力端140。

該C軸1度定位裝置包含一定位件10、一可沿該軸線L滑動地設置於該定位件10的活塞件20、一鍵結於該活塞件20的連動件30、一設置於該連動件30與該出力端140之間的傳動離合器40、一安裝於該定位件10的檢知單元50、一連接於該連動件30的轉動件60及一設置於該定位件10與該角度頭200之間的定位離合器70。

該定位件10對應於該主軸單元100的出力端140且趨近於該角度頭200。本實施例中，該定位件10沿該軸線L固設於該軸套110一側且位於該軸套110與該角度頭200之間。該定位件10具有一趨近於該軸套110的頂端11、一沿該軸線L相反於該頂端11的底端12及一設置於該於頂端11與該底端12之間的缸室13。

該活塞件20具有一可沿該軸線L滑動地套設於該缸室13中的活塞環21及一連結於該活塞環21且圍設於該出力端140外部的主體22，該主體22呈中空筒狀，並具有一凸露於該頂端11外部的上端部221、一連接於該角度頭200的下端部222、一圍繞該軸線L且可界定出一內孔223的內環面224及一凹設於該內環面224且由該上端部221朝該下端部222延伸的鍵槽225。

該連動件30可轉動地套設於該出力端140的滑動段143，並具有一嵌套於該鍵槽225中的鍵塊31。

該傳動離合器40具有一設置於該連動件30底部的上冠齒環41及一設置於該擋環144頂部且與該上冠齒環41相對的下冠齒環42。該上冠齒環41受該活塞件20間接帶動，可由一遠離於該下冠齒環42的分離位置(見圖1及圖2)，轉換成一咬合於該下冠齒環42的嚙合位置(見圖3)，該上冠齒環41相對於該下冠齒環42位於嚙合位置時，該主軸120的動力可經由該傳動離合器40傳遞至該活塞件20，且使該活塞件20相對於該定位件10產生轉動。

該檢知單元50安裝於該定位件10，本實施例的檢知單元50可為譯碼器。

該轉動件60連接於該活塞件20的上端部221且對應於該檢知單元50，本實施例中，該轉動件60沿該軸線L設置於該定位件10及該檢知單元50一側，且設置在該軸套110與該定位件10之間，該上冠齒環41相對於該下冠齒環42位於分離位置時，該轉動件60受該主軸單元100連動可以該軸線L為轉動中心帶動該角度頭200產生轉動，該轉動件60包括多數圍繞該軸線L呈等間隔排列的感測部61，該感測部61數量為360個(即每間隔1度設置1個，圖未示)。

該定位離合器70具有一固設於該定位件10的固定齒環71及一固設於該角度頭200的活動齒環72。該活塞件20帶動該上冠齒環41遠離於該下冠齒環42時，該活動齒環72相對於該固定齒環71咬合(見圖1及圖2)，該角度頭200相對於該主軸單元100產生定位。該上冠齒環41嚙合於該下冠齒環42時，該活動齒環72相對於該固定齒環71分離(見圖3)，該主軸120的轉動動力透過該活塞件20可帶動該角度頭200相對於該主軸單元100產生分度調整。透過該傳動離合器40與該定位離合器70的設置，可使該角度頭200可相對於該主軸單元100產生結合或可相對轉動。

再如圖1及圖2，顯示該主軸單元100的主軸120轉動動力可以傳遞至該角度頭200，且該角度頭200可對一工件(圖未示)進行加工的狀態。此時，該活塞件20位於一上昇位置，該活塞環21位於該缸室13上半段位置，且該連動件30利用該鍵塊31與該嵌槽225嵌套的作用，可被該活塞件20撐托，而使得該傳動離合器40的上冠齒環41遠離於該下冠齒環42，因此，該連動件30、該活塞件20、該轉動件60呈靜止不動。此時，該定位離合器70的固定齒環71與該活動齒環72互相咬合，該角度頭200相對於該主軸單元100產生定位。

再如圖3所示，當要進行分度定位時，在該主軸120呈靜止的狀態下，可啟動一壓力源(圖未示)，並使壓力源進入該缸室13中，使得該活塞環21朝下位移，此時，該活塞件20位於一下降位置，且該活塞件20可連動該連動件30、該轉動件60也一起下移，並使得該傳動離合器40的上冠齒環41嚙合於該下冠齒環42，因此，當啟動該主軸120分度轉動時，透過該傳動離合器40，可使轉動動力傳遞至該連動件30、該活塞件20、該轉動件60及該角度頭200，該角度頭200可相對於該定位件10產生轉動，此時，該轉動件60的感測部61相對於該檢知單元50轉動，該檢知單元50可精確地檢測出該等感測部61的轉動訊號，並可得知該角度頭200的轉動角度。

且再如圖3所示，當該上冠齒環41嚙合於該下冠齒環42時，該活動齒環72相對於該固定齒環71分離，所以該主軸120的轉動動力可順利帶動該角度頭200相對於該主軸單元100產生分度調整。

因此，本發明利用該檢知單元50安裝於該定位件10且對應於該主軸單元100的出力端140，當該出力端140間接帶動該轉動件60相對於該檢知單元50轉動時，利用該檢知單元50檢知該等感測部61的轉動訊號，即可精準地獲知該角度頭200的轉動角度，且可達到1度分度定位之目的。

相較於現有的加工機，將該編碼器設置於該主軸單元的入力端，則本發明利用該檢知單元50且對應於該主軸單元100的出力端140，可以避免因為傳動結構產生的背隙，以及傳動結構於製造、組配所產生的累積公差，所以可以確保該角度頭200的分度定位的準確性佳，可達到1度分度定位目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書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。

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明角度頭C軸1度定位裝置一實施例的一組合剖面圖； 圖2是圖1的一局部放大示意圖；及 圖3是類似於圖1的操作示意圖，說明一角度頭可相對於一主軸單元進行分度定位。

100‧‧‧主軸單元

L‧‧‧軸線

110‧‧‧軸套

120‧‧‧主軸

140‧‧‧出力端

141‧‧‧上段件

142‧‧‧下段件

143‧‧‧滑動段

22‧‧‧主體

221‧‧‧上端部

222‧‧‧下端部

223‧‧‧內孔

224‧‧‧內環面

225‧‧‧鍵槽

30‧‧‧連動件

31‧‧‧鍵塊

144‧‧‧擋環

200‧‧‧角度頭

10‧‧‧定位件

11‧‧‧頂端

12‧‧‧底端

13‧‧‧缸室

20‧‧‧活塞件

21‧‧‧活塞環

40‧‧‧傳動離合器

41‧‧‧上冠齒環

42‧‧‧下冠齒環

50‧‧‧檢知單元

60‧‧‧轉動件

61‧‧‧感測部

70‧‧‧定位離合器

71‧‧‧固定齒環

72‧‧‧活動齒環

Claims (6)

1. 一種角度頭C軸1度定位裝置，安裝於一主軸單元上，該主軸單元的旋轉動力可帶動一角度頭以一C軸為轉動中心進行分度定位，該主軸單元沿一軸線延伸，並具有一入力端及一相反於該入力端的出力端，該角度頭C軸1度定位裝置包含： 一定位件，對應於該主軸單元的出力端且趨近於該角度頭； 一檢知單元，安裝於該定位件；及 一轉動件，可連結於該主軸單元的出力端且對應於該檢知單元，受該主軸單元連動可以該軸線為轉動中心帶動該角度頭產生轉動，並包括多數圍繞該軸線呈等間隔排列的感測部。
2. 如請求項1所述的角度頭C軸1度定位裝置，其中，該轉動件的感測部數量為360個。
3. 如請求項2所述的角度頭C軸1度定位裝置，其中，該轉動件沿該軸線設置於該定位件及該檢知單元一側。
4. 如請求項1所述的角度頭C軸1度定位裝置，其中，該主軸單元具有一軸套及一可轉動地軸設於該軸套內部的主軸，該定位件沿該軸線固設於該軸套一側，該轉動件設置在該軸套與該定位件之間。
5. 如請求項1所述的角度頭C軸1度定位裝置，還包含一可沿該軸線滑動地設置於該定位件的活塞件、一鍵結於該活塞件的連動件、一設置於該連動件與該出力端之間的傳動離合器及一設置於該定位件與該角度頭之間的定位離合器，該轉動件連結於活塞件，透過該傳動離合器與該定位離合器的設置，可使該角度頭可相對於該主軸單元產生結合或可相對轉動。
6. 如請求項5所述的角度頭C軸1度定位裝置，其中，該定位件具有一趨近於該主軸單元的頂端、一相沿該軸線相反於該頂端的底端及一設置於該於頂端與該底端之間的缸室，該活塞件具有一可沿該軸線滑動地套設於該缸室中的活塞環及一連結於該活塞環且圍設於該出力端外部的主體，該主體具有一凸露於該頂端外部的上端部、一連接於該角度頭的下端部、一圍繞該軸線且可界定出一內孔的內環面及一凹設於該內環面且由該上端部朝該下端部延伸的鍵槽，該連動件可轉動地套設於該出力端，並具有一嵌套於該鍵槽中的鍵塊，該傳動離合器具有一設置於該連動件底部的上冠齒環及一設置於該出力端且與該上冠齒環相對的下冠齒環，該上冠齒環受該活塞件間接帶動，可由一遠離於該下冠齒環的分離位置，轉換成一咬合於該下冠齒環的嚙合位置，該上冠齒環相對於該下冠齒環位於嚙合位置時，該主軸單元的動力可經由該傳動離合器傳遞至該活塞件，且使該活塞件相對於該定位件產生轉動，該轉動件連接於該活塞件的上端部，該定位離合器具有一固設於該定位件的固定齒環及一固設於該角度頭的活動齒環，該活塞件帶動該上冠齒環遠離於該下冠齒環時，該活動齒環相對於該固定齒環咬合，該角度頭相對於該主軸單元產生定位，該上冠齒環嚙合於該下冠齒環時，該活動齒環相對於該固定齒環分離，該主軸單元的轉動動力透過該活塞件可帶動該角度頭相對於該主軸單元產生分度調整。