TW558619B - Electromotive actuator - Google Patents

Description

558619 A7 B7 五、發明説明（〇 [產業上之利用領域] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於電動致動器，尤其是有關利用以電動馬 達驅動的搬送桌將工件搬送至作業位置的電動致動器者， 更詳細地說，係有關以脈衝被驅動的步進馬達作爲驅動源 的電動致動器。 [先前之技術] 在供將各種工件加工或組裝等用而搬送的這種電動致 動器，其驅動源，係有：使用以脈衝驅動的步進馬達的情 況。此步進馬達，因爲可以依據驅動脈衝的脈衝數來階段 性地控制，所以當施以正確地設定工件的搬送行程、或者 是將工件精度佳地停止在預定位置的使用方法的情況，可 發揮最佳機能。 但是，在前述步進馬達，當過負荷的話，容易發生與 驅動脈衝之間的同期無法保持的所謂失步現象。因此，如 將工件以一定的壓力緊壓在對象物，或者是以一定的壓力 壓入孔內，以停止狀態下需要一定的推力的使用方法時， 並不適合。 雖有可能藉由檢測出步進馬達的旋轉量或工件的搬送 位置等，控制使該步進馬達停止在成爲過負荷之前，來防 止失步，並且，在停止狀態下將推力作用在工件上。但是 ，需要非常複雜且高價的控制電路。 [本發明所欲解決的課題] 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） -4- 558619 A7 B7 五、發明説明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的課題爲，將對於作爲驅動源的電動致動器， 作成：利用附設彈簧手段來防止工件搬送端的前述步進馬 達的失步，並且，可以在停止狀態下使推力作用在工件上 的結構。 [用以解決課題的手段] 爲解決上述的課題，本發明的電動致動器，其特徵爲 :具有：一直棒狀的移送螺桿，可旋轉自如地被支撐在基 台上的軸承構件；及一螺帽構件，被螺結合在前述移送螺 桿，且利用該移送螺桿的正逆旋轉朝其軸線方向往復移動 ;及一搬送桌，在前述螺帽構件朝移送螺桿的軸線方向具 備自由度地被結合’且藉由追隨該螺帽構件位移來搬送工 件；及一步進馬達，可控制相對應驅動脈衝的脈衝數的旋 轉量；及一傳動機構，將前述步進馬達的旋轉力傳達至前 述移送螺桿；及一彈簧手段，介設在前述螺帽構件及搬送 桌之間，藉由當利用該搬送桌搬送工件時，將這些搬送桌 及螺帽構件彈力地結合，使前述搬送桌到達工件的搬送端 後，使前述螺帽構件的超限運動成爲可能，而緩衝地超限 旋轉前述步進馬達，並且，使必要的推力作用在該搬送桌 〇 具有前述結構的電動致動器，搬送桌到達工件的搬送 端之後，藉由將螺帽構件使彈簧手段彎曲而超限動作，使 步進馬達也成爲緩衝地超限旋轉。在此，藉由將驅動該步 進馬達的脈衝數設定在前述超限旋轉的範圍內，而可以防 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） Z, 558619 A7 ΒΊ _ 五、發明説明（5) 自如地收容多數的球13，所以當搬送桌7移動時’這些球 1 3成爲一邊轉動一邊在球孔1 1及球溝1 2之間循環。在此搬 送桌7的左右兩側壁7a、7a ’更朝移送螺桿4的軸線方向 各設有2個長的長孔14。 一方面，前述連結構件8 ’由第6及7圖可知’具有： 供連結螺帽構件5用的向下延伸的左右一對的連結壁1 7、 t 斧 1 7、及供連結搬送桌7用的連結用螺孔1 8、1 8，此連結用 螺孔1 8，在連結構件8的左右兩側各形成2個。而且，在 前述一對的連結壁1 7、1 7之間嵌入螺帽構件5 ’將形成於 各連結壁17、17的內側面的突部17a ’在形成於螺帽構件 5的兩外側面的平面狀的切口部5a ’藉由在上下方向可相 對地位移自如但在軸線方向相互卡止地嵌合，而使這些連 結構件8及螺帽構件5朝上下方向具備自由度地連結。且， 對於搬送桌7，藉由分別將螺樁19、19通過該搬送桌7的 長孔14螺緊在前述螺孔18、18，而介由這些螺樁19、19 使這些搬送桌7及連結構件8，在前述長孔14、14的長度 範圍內使朝移送螺桿4的軸線方向可相對地位移自如地連 結。 在前述搬送桌7的前端部，貫通移送螺桿4的彈簧支架 22以螺絲27被連結，對於此在前述螺帽構件5的前端部_， 作爲圓環狀的彈簧座23被抵接，在這些彈簧支架22及彈簧 座23之間介設有彈簧手段24。此彈簧手段24雖例示螺旋 彈簧，但板彈簧、如海綿體的彈性體、利用氣體壓縮者也 可以。 -8- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 558619 A7 B7 五、發明説明（6) X請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖中的25a、25b，係爲：爲了限制前述搬送桌7的前 進端而安裝在該搬送桌7的前端面及前方的軸承構件3a的 停止器；26a、26b，係爲：爲了限制該搬送桌7的後進端 而安裝在搬送桌7的後端面及後方的軸承構件3b的停止器 ° ， 在前述基台2的後端部，供驅動旋轉前述移送螺桿4用 的驅動源，安裝有利用驅動脈衝可控制旋轉量的步進馬達 28，此步進馬達28及前述移送螺桿4介由傳動機構29相互 連接。此傳動機構29，將分別安裝在前述步進馬達28的輸 出軸28a及移送螺桿4的端部的帶輪30a、3 0b，以確動皮 帶相互地連結。 ^齊年 n1:inf>-7\.-»3:I.d^r^^-*i.p:^ 對於具有前述結構的電動致動器1A，搬送桌7，在移 動於被設定在與第1〜3圖的情況的相反側的後退端或中間 部的初期位置的狀態下，在其上載置工件W的話，步進馬 達28正旋轉，並利用移送螺桿4的正旋轉使螺帽構件5前 進，並且，在此螺帽構件5介由彈簧手段24卡合的前述搬 送桌7也前進，並搬送工件W。而且，前述搬送桌7前進 至工件搬送端的話，因爲前述工件W抵接對象物，所以前 述搬送桌7雖停止在其位置，但螺帽構件5 —邊彎曲彈簧手 段24 —邊超限動作，隨此’步進馬達28也緩衝地超限旋轉 而停止。這時，將驅動脈衝的脈衝數設定在使步進馬達28 可以超限旋轉的範圍內，並且，藉由在其範圍內即使前述 彈簧手段24彎曲，也不使步進馬達28超限負荷地設定好該 彈簧手段24的彈力’可以防止因該步進馬達28及驅動脈衝 1紙張尺度適用中國國家標準（〇奶）八4規格（210父297公釐) "" * 558619 A7 ___ B7_ 五、發明説明（7) 之間的失步所產生的同期不良。且，利用因前述彈簧手段 24的彎曲而被儲存的彈力，可以將工件W緊壓在對象物所% 必要的推力作用在搬送桌7的搬送端。 工件W的安裝或加工等的處理終了後，使該工件W從 搬送桌7取出的話，利用步進馬達28的逆旋轉使移送螺桿 / 4逆旋轉，並使螺帽構件5及搬送桌7後退至初期位置。這 時這些螺帽構件5及搬送桌7，介由連結構件8及螺樁1 9 以及長孔1 4直接卡合。 第9及1 0圖係顯示本發明的第2實施例，此第2實施 S-. 例的電動致動器1B，藉由將工件搬送端的搬送桌7及螺帽 構件5的相對的位移以測量手段35測量，來測量彈簧手段 24的彎曲量，從該測量信號，使彈簧手段24的彎曲量超越 限界値之前，換言之使步進馬達28由超限負荷失步之前， 使可以停止此步進馬達28的地方，係與前述第1實施例相 異。 '£ ft? i 也就是說，在此電動致動器1B，在搬送桌7的一方的 側面安裝有檢測器安裝用的支撐具36，形成此亥撐具36的 安裝溝37內嵌附有自動開關等的磁氣檢測器38。對於此’ 在螺帽構件5側，安裝永久磁石3 9在2個螺椿19、19，此 永久磁石3 9及前述磁氣檢測器3 8係配置在相互接近的位置 ，利用這些永久磁石3 9及磁氣檢測器3 8形成前述測量手段 35 ° 在此，前述螺樁1 9、19固定在連結構件8 ’此連結構 件8，在移送螺桿4的軸線方向與螺帽構件5的固定關係， -10- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 558619 A7 —_ B7_ 五、發明説明（8) 因爲與搬送桌7是可相對地移動自如的關係，所以如前述 藉由檢測出搬送桌7及螺樁1 9、1 9的相對位移，可以測量 搬送桌7及螺帽構件5的相對位置位移，也就是彈簧手段 24的彎曲量。 在使用如此的測量手段3 5的情況，可以將前述彈簧手 段24彈力設定成比使步進馬達28失步的推力要弱。 此第2實施例的前述以外的結構及作用，因爲實質上 與第1實施例相同，爲了避免重複，該主要的同一結構部 分附上同一符號，而省略其說明。 然而，前述測量手段35，並不限定於如上述之由永久 磁石39及磁氣檢測器38所組成者，也可以爲將磁性部及非 磁性部以一定間隔並列配置的磁氣定規、及讀取此磁氣定 規的刻度的磁氣檢測器所組成者。這種情況，可將磁氣定 規及磁氣檢測器的任一個任意地安裝在搬送桌7側或螺帽 構件5側。 π 第11〜1 5圖係顯示本發明的第3實施例，此第3實施 例的電動致動器1 C，與前述第1實施例相異的地方，對於 :在第1實施例中，藉由將一個彈簧手段24設在螺帽構件 5的前端部及搬送桌7的前端部之間，將這些螺帽構件5及 搬送桌7，只有在前進行程時以前述彈簧手段24彈力地連 結之結構；在此第3實施例中，係爲：藉由在螺帽構件5及 搬送桌7的前端部間及後端部間分別設有彈簧手段24a、 24b，將這些螺帽構件5及搬送桌7，當前後進的兩方的行 程時，分別以彈簧手段24a、24b連結的結構。 -11 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 558619 A7 _B7 五、發明説明（9) 也就是說，如第11及12圖所示，在搬送桌7的前後兩 端部分別連結使貫通移送螺桿4的彈簧支架22a、22，並 且，在螺帽構件5的前後兩端部，使作成圓環狀的彈簧座 2 3a、23b可裝卸自如地配置在彈簧座23a、23b，且在這 些的各彈簧支架22a、22b及彈簧座23a、23b之間，分別 介設前述彈簧手段24a、24b。其中在前側的彈簧座23a供 限制該彈簧座23a及彈簧支架22a之間的分隔距離（即彈簧 手段24a的伸長長度）用的導槽41的基端部，藉由螺緊被固 定，此導槽41的先端可滑動自如地嵌入彈簧支架22a的內 部的螺絲插通孔42，在其先端形成凸緣狀的卡止部4 1 a， 並且，在螺絲插通孔42的端部設有使此卡止部4 1 a卡止的 小徑部42a。而且，如第15圖所示，當前述彈簧座23a與 彈簧支架22a分離最大距離時，前述導槽41的先端的卡止 部4 1 a卡止在螺絲插通孔42的小徑部42a，使限制更大的 分離。且，前述2個彈簧手段24a、24b，係有。使前側的 彈簧手段24a比後側的彈簧手段24b具有較大的彈力的關係 〇 然而，此第3實施例的前述以外的結構，因爲實質上 與第1實施例相同，所以該主要的同一結構部分附上同一 符號，而省略其說明。 _ 對於具有前述結構的第3實施例的電動致動器1C，在 非動作狀態下，搬送桌7，係在如第1 3圖所示的中間的初 期位置。這時，導槽41的先端的卡止部41a藉由卡止在插 通孔42的小徑部42a，使前側的彈簧座23a及彈簧支架22a -12- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 558619 A7 ___ B7 五、發明説明（ 爲最大距離分離狀態。一方面，後側的彈簧手段24b，稍 微呈被壓縮狀態。 在此狀態下，使工件W搭載在前述搬送桌7上，並使 步進馬達28正旋轉的話，藉由使移送螺桿4正旋轉而使螺 帽構件5前進，並且，藉由在此螺帽構件5介由前側的彈簧 手段24a卡合，使前述搬送桌7也前進，而使工件W被搬送 。而且，如第14圖所示，前述搬送桌7前進至工件W的搬 送端的話，因爲前述工件W抵接在對象物，所以前述搬送 桌7雖停止在其位置，但螺帽構件5 —邊彎曲前側的彈簧手 段24a —邊超限動作，隨其，步進馬達28也緩衝地超限旋 轉而停止。在那，與前述第1實施例的情況同樣，將驅動 脈衝的脈衝數設定成步進馬達28可以超限旋轉的範圍內， 並且，藉由在其範圍內即使前述彈簧手段24a彎曲也不會使 步進馬達28超限負荷地設定該彈簧手段24a的彈力，可以 防止因該步進馬達28及驅動脈衝之間的失步所產生的同期 不良。且，藉由由前述彈簧手段24a的彎曲所儲存的彈力， 可以將該工件W緊壓在對象物所必要的推力，作用在搬送 桌7的工件W的搬送端。 工件W的安裝或加工等的處理終了後，使該工件W從 搬送桌7取出的話，利用步進馬達28的逆旋轉使移送螺稈 4逆旋轉，並使螺帽構件5及搬送桌7後退至初期位置。 且，在前述初期位置的搬送桌7上搭載工件W後，使 步進馬達28逆旋轉的話，藉由移送螺桿4逆旋轉而使螺帽 構件5後退，並且，藉由前述搬送桌7也在此螺帽構件5介 -13- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 558619 A7 B7

五、發明説明（U (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由後側的彈簧手段24b卡合而後退，而使工件W朝反方向 被搬送。而且，如第15圖所示，搬送桌7移動至後退方向 的搬送端的話，前述工件W因爲抵接對象物，所以前述搬 送桌7雖停止在其位置，但螺.帽構件5 —邊將後側的彈簧手 段24b彎曲一邊超限動作，隨其，步進馬達28也緩衝地超 限旋轉而停止。這時，前側的彈簧手段24a，因爲藉由導槽 4 1限制彈簧座23a的移動，所以不會伸長初期狀態以上， 因此，後進行程時，不會影響前側的彈簧手段24a。如此對 於後退行程端，也與前述前進行程端的情況同樣，可以防 止因步進馬達28的失步所產生的同期不良，並且，可以藉 由彈簧手段24b的彎曲獲得將該工件W緊壓在對象物所必 要的推力。 然而，即使在前述第3實施例中，對於最少前後任一 方的搬送行程端，與前述第2實施例同樣，係爲：可以藉 由以測量手段測量搬送桌7及螺帽構件5的相對位移，在步 進馬達28因超限負荷失步之前，使此步進馬達28停止的結 構。 且，在前述各實施例中，結合搬送桌7及螺帽構件5的 連結構件8，雖然，對於搬送桌7朝移送螺桿4的軸線方向 具備自由度地卡合，且對於螺帽構件5朝與移送螺桿4的軸 線垂直方向具備自由度地卡合，但相反地，也可以對於螺 帽構件5朝移送螺桿4的軸線方向具備自由度地卡合，且對 於搬送桌7朝與移送螺桿4的軸線垂直方向具備自由度地卡 合 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14- 558619 A7 ___ B7 五、發明説明（4 [發明之效果] 依據如此之本發明，將以步進馬達2 8作爲驅動源來搬 送工件的電動致動器，藉由附設彈簧手段防止前述步進馬 達的失步，並且，可以在停止狀態下將推力作用在工件W [圖面之簡單說明] 第1圖係爲有關本發明的電動致動器的第1實施例之正 視圖。 第2圖係顯示第1圖的平面圖。 第3圖係顯示第2圖的A-A線剖面圖。 第4圖係顯示第3圖的B-B線剖面圖。 第5圖係顯示第3圖的C-C線剖面圖。 第6圖係顯示分解第3圖的要部之部分剖面正視圖。 第7圖係顯示截斷第6圖的各構件之右側面圖。 第8圖係顯示截斷第2圖的要部之平面圖。 第9圖係顯示有關本發明的電動致動器的第2實施例之 正視圖。 第10圖係顯示第9圖的D-D線剖面圖。 第1 1圖係顯示有關本發明的電動致動器的第3實施例 之剖面圖。 第1 2圖係顯示分解第1 1圖的要部之部分剖面正視圖。 第1 3圖係顯示說明第3實施例的動作的初期狀態的要 部剖面圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 558619 A7 B7 五、發明説明（4 第1 4圖係顯示說明第3實施例的動作的在前進側的工 件搬送端的剖面圖。 第1 5圖係顯示說明第3實施例的動作的在後退側的工 件搬送端的剖面圖。

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[圖號說明] W工件 1A、IB、1C電動致動器 2基台 2a溝壁 3a、3b軸承構件 4移送螺桿 5螺帽構件 7搬送桌 7a側壁 8連結構件 10直線導軌機構 13球 22、 22a、22b彈簧支架 23、 23a、23b 彈簧座 24、 24a、24b彈簧手段 28步進馬達 29傳動機構 35測量手段 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16-

Claims (1)

1. 558619

   iftft癸貝明示，本费衫正後是否變更原實賀 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 ^件1 第8 9 0 1 1 3 6 9 6號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國91年11月29旧修正 1. 一種電動致動器，其特徵爲：具有： 一直棒狀的移送螺桿，可旋轉自如地被支撐在基台上 的軸承構件；及 一螺帽構件，被螺結合在前述移送螺桿，且利用該移 送螺桿的正逆旋轉朝其軸線方向往復移動；及 一搬送桌，在前述螺帽構件朝移送螺桿的軸線方向具 備自由度地被結合，且藉由追隨該螺帽構件位移來搬送工 件；及 一步進馬達，可控制相對應驅動脈衝的脈衝數的旋轉 量；及 一傳動機構，將前述步進馬達的旋轉力傳達至前述移 送螺桿；及 一彈簧手段，介設在前述螺帽構件及搬送桌之間，藉 由當利用該搬送桌搬送工件時，將這些搬送桌及螺帽構件 彈力地結合，使前述搬送桌到達工件的搬送端後，使前述 螺帽構件的超限運動成爲可能，而緩衝地超限旋轉前述步 進馬達，並且，使必要的推力作用在該搬送桌。 2. 如申請專利範圍第1項之電動致動器，其中前述 基台，具有上面開放的溝形剖面，且前述移送螺桿通過該 溝的中央部朝軸線方向延伸，且使前述螺帽構件作成短柱 請 先 聞 I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 8 888 ABCD ^ iLt— 558619 六、申請專利範圍 形並使移動於前述基台的溝內地結合在移送螺桿，而且， 前述搬送桌具有溝形剖面，且在前述基台的上面，覆蓋螺 帽構件，並以該基台爲導引而可移動自如地配設，又在該 搬送桌及前述螺帽構件之間使兩者結合的連結構件介設成 在搬送桌及螺帽構件中的一方係朝移送螺桿的軸線方向具 備自由度地卡合，並且，在另一方係朝與移送螺桿垂直方 向具備自由度地卡合。 3. 如申請專利範圍第2項之電動致動器，其中在前 述搬送桌的兩側壁及基台的兩溝壁之間，介設由複數可轉 動自如的球所組成的直線導引機構。 4. 如申請專利範圍第1至3項之任一項之電動致動^ 器，其中前述搬送桌，在軸線方向的最少一端側具有貫通 移送螺桿的彈簧支架，在此彈簧支架及前述螺帽構件之間 介設有前述彈簧手段。 5. 如申請專利範圍第1項之電動致動器，其中在前 述搬送桌，附設供檢測工件搬送端的該搬送桌及螺帽構件 的相對位移用的檢測手段。 -- T· (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 * Hr II ϋ4 · 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -2-