TWI496637B - 微細鑽頭的插置方法、插置及取置裝置 - Google Patents

Description

微細鑽頭的插置方法、插置及取置裝置

本發明涉及插置及取置微細鑽頭的技術，特別是有關於一種微細鑽頭的插置方法、插置及取置裝置。

目前在檢測及研磨微細鑽頭的自動加工機具中，普遍地是透過夾鑽器夾取微細鑽頭，使微細鑽頭插置於置鑽槽上接受檢測、研磨。在此過程中，通常是透過氣壓缸來驅動夾鑽器移動，使微細鑽頭能快速的接受夾持並插置於所需的置鑽位置。其間，為了使微細鑽頭能精確地被插置於置鑽槽上，氣壓缸驅動夾鑽器朝置鑽槽移動的距離必須刻意的略大於夾鑽器與置鑽槽間的距離，且利用所述的略大距離，使得微細鑽頭能精確且確實地被插置於置鑽槽的準位上。但是，當夾鑽器將微細鑽頭精確且確實地插置於置鑽槽的瞬間，由於氣壓缸驅動夾鑽器移動的行程尚未結束，使得夾鑽器在每次置鑽過程中都會碰撞置鑽槽，如此一來，一旦碰撞次數多了，對夾鑽器、微細鑽頭及置鑽槽都會造成損害。

為克服上述問題，較先進的夾鑽器已經能透過二段式移動，來改善其與置鑽槽之間發生碰撞的現象。其中包含使夾鑽器的第一段移動，採用氣壓缸為動力，而夾鑽器的第二段移動，則仰賴以馬達為動力驅動滾珠導螺桿所組成的微調模組來帶動，使夾鑽器能緩慢且精確的將微細鑽頭插置於置鑽槽上，改善夾鑽器與置鑽槽之間發生碰撞的現象。

然而，為了使微細鑽頭能精確且確實地被插置於置鑽槽上，使用二段式移動的夾鑽器朝著置鑽槽移動的距離 仍須刻意的略大於夾鑽器與置鑽槽間的距離，因此夾鑽器在將微細鑽頭插置於置鑽槽的接觸過程中，會透過微細鑽頭傳導第二段移動時所產生的正向作用力至置鑽槽上，相對的，置鑽槽會生成反力透過微細鑽頭傳導至夾鑽器上，此一反力雖可透過第二段緩慢且精確的移動來減小對夾鑽器及置鑽槽造成的衝擊，但是，在自動機具高頻率的操作使用下，仍易於夾鑽器、微細鑽頭及置鑽槽等相關聯動組件之間造成應力集中的迫害，甚而影響置鑽精度。

因此，如何減少夾鑽器將微細鑽頭插置於置鑽槽上之過程中所生成的反力，已成為熟悉本技術領域人士所應面對的待以改善的重要課題。

有鑑於此，本發明之目的旨在改善夾鑽器插置微細鑽頭於置鑽槽上之過程中所生成之反力的問題。因此，本發明之一具體實施例，在於提供一種微細鑽頭的插置方法，其技術手段包括：移動一夾持有微細鑽頭的夾鑽器朝一置鑽槽方向執行一第一行程位移並接續一第二行程位移，所述夾鑽器於第二行程位移終了前插置微細鑽頭接觸置鑽槽；其中，所述置鑽槽於微細鑽頭插置接觸時生成一反力作用夾鑽器，所述夾鑽器透過一彈性元件吸收該反力後釋放微細鑽頭於置鑽槽上定位。

上述方法可以透過一種裝置技術而獲得實現，為此，本發明之一具體實施例在於提供一種微細鑽頭的插置裝置，包括：一滑座，滑設於一基座上，並經由配置於基座上的一滑座驅動器帶動滑座位移；以及一置鑽夾爪，設置於所述滑座上；其中，所述置鑽夾爪經由一彈性元件而連接一置鑽夾爪 驅動器，所述置鑽夾爪驅動器帶動置鑽夾爪位移。

在進一步實施中，所述滑座驅動器包含一馬達連接一滾珠導螺桿轉動而帶動螺組於該滾珠導螺桿上的滑座移動一第二行程。

在進一步實施中，所述置鑽夾爪驅動器是一氣壓缸，經由氣壓來驅動所述置鑽夾爪移動一第一行程。

在進一步實施中，所述第二行程小於第一行程。

此外，本發明之另一具體實施例在於提供一種微細鑽頭的插置及取置裝置，包括：一滑座，滑設於一基座上，並經由配置於基座上的一滑座驅動器帶動滑座位移；一置鑽夾爪，設置於所述滑座之一側；以及一取鑽夾爪，設置於所述滑座之另一側；其中，所述置鑽夾爪經由一彈性元件而連接一置鑽夾爪驅動器，所述置鑽夾爪驅動器帶動置鑽夾爪位移，而所述取鑽夾爪連接一取鑽夾爪驅動器，所述取鑽夾爪驅動器帶動取鑽夾爪位移。

在進一步實施中，所述滑座驅動器包含一馬達連接一滾珠導螺桿轉動而帶動螺組於該滾珠導螺桿上的滑座移動一第二行程。

在進一步實施中，所述置鑽夾爪驅動器及取鑽夾爪驅動器分別是一氣壓缸，經由氣壓來驅動所述置鑽夾爪及取鑽夾爪分別移動一第一行程。

在進一步實施中，所述第二行程小於第一行程。

綜上所述，相較於傳統直接、或二段式間接移動鑽頭來插置於置鑽槽上的方式而言，本發明所提供的二段式微細鑽頭的插置方法，可維持第一段移動鑽頭的操作速率，並可於第二段移動鑽頭時透過彈性元件來吸收鑽頭接觸置鑽槽過程中所生成的反力，避免夾鑽器、微細鑽頭及置鑽槽等 連動組件之間遭受應力集中的迫害，進而延長耐久使用的壽命。相對的，本發明提供的微細鑽頭插置裝置，是為了實施上述方法所必須的結構配置，且本發明提供的微細鑽頭插置及取置裝置，也是所述插置裝置的延伸設計，同應具備解決相同問題的同等功效，並且兼具模組整合插置及取置鑽頭所需組件成一體的小型化優勢。

以上所述之方法與裝置之技術手段及其產生效能的具體實施細節，請參照下列實施例及圖式加以說明。

10‧‧‧鑽頭

11a、11b、11c‧‧‧底部位置

12‧‧‧置鑽盒

20‧‧‧夾鑽器

20a‧‧‧置鑽夾爪

20b‧‧‧取鑽夾爪

21‧‧‧線性路徑

22‧‧‧彈性元件

23‧‧‧驅動器

231‧‧‧滑座驅動器

232‧‧‧置鑽夾爪驅動器

233‧‧‧取鑽夾爪驅動器

30‧‧‧置鑽槽

40‧‧‧滑座

41‧‧‧隔牆

50‧‧‧基座

h1‧‧‧第一行程

h2‧‧‧第二行程

S1至S4‧‧‧主實施例之步驟說明

圖1是本發明插置方法的配置示意圖。

圖2是本發明插置方法的流程圖。

圖3a至圖3e分別是執行圖2方法的動作示意圖。

圖4是本發明插置裝置的構造示意圖。

圖5是圖4的俯視圖。

圖6a至圖6e分別是圖4的動作示意圖。

圖7是本發明插置及取置裝置的構造示意圖。

圖8是圖7的俯視圖。

圖9a至圖9g分別是圖7的動作示意圖。

實施本發明之微細鑽頭的插置方法、插置及取置裝置的目的，是夾鑽器透過二段式位移來改善與置鑽槽發生碰撞的現象，並吸收夾鑽器夾取鑽頭插置於置鑽槽上之過程中生成的反力，進而增加夾鑽器與置鑽槽的使用壽命。請合併參閱圖1、圖2及圖3a至圖3e，說明本發明之一實施例，是在提供一種微細鑽頭的插置方法。其中，圖1揭示出本發明插置方法的配置示意圖，圖2揭示出本發明插置方法的流程圖，圖3a至圖3e分別揭示出執行圖2方法的動作示意圖。

請參閱圖1，說明一夾鑽器20連結有一驅動器 23，夾鑽器20在夾取鑽頭10後，能透過驅動器23沿一線性路徑21朝一置鑽槽30方向進行位移並插置鑽頭10接觸於置鑽槽30上，以及透過設置於夾鑽器20與驅動器23之間的一彈性元件22來吸收鑽頭10於插置置鑽槽30上之過程中所生成之反力。

依據上述，請配合著圖2，說明本發明之插置方法包括執行步驟S1至步驟S4的程序，其中：

步驟S1：夾鑽器執行第一行程位移。

請分別參閱圖3a及圖3b，說明夾鑽器20在夾取鑽頭10後沿置鑽槽30方向之一線性路徑21位移，夾鑽器20移動鑽頭10的底部位置11a到底部位置11b，而夾鑽器20夾持鑽頭10移動的這段距離為一第一行程h1。在實施上，夾鑽器20是透過一氣壓缸來執行第一行程h1位移，因為夾鑽器20能透過氣壓缸產生的氣壓推動朝置鑽槽30方向執行快速的位移。

步驟S2：夾鑽器執行第二行程位移。

請參閱圖3c，說明夾鑽器20在夾取鑽頭10執行第一行程h1位移後，接著夾鑽器20移動鑽頭10的底部位置11b到底部位置11c，而夾鑽器20夾持鑽頭10移動的這段距離為一第二行程h2。在實施上，夾鑽器20是透過一馬達帶動一滾珠導螺桿的方式來執行第二行程h2位移，因為夾鑽器20能透過馬達帶動滾珠導螺桿，以緩慢且精確的位移方式插置鑽頭10於置鑽槽30上。由於夾鑽器20夾持鑽頭10移動到置鑽槽30上的過程中，同時要兼顧到速率與精度，因此在夾鑽器20移動到置鑽槽30的這段距離之中，夾鑽器20由開始移動到鄰近置鑽槽30之間的位移(也就是第一行程h1)是經由氣壓缸來驅動，以進行快速的位移，而夾鑽器20鄰近置鑽槽30到插置鑽頭10於置鑽槽30之間的位移(也就是第二行程h2)則是使用馬達帶動滾珠導螺桿來進行精確的位移，因此， 以移動的距離來說第二行程h2是小於第一行程h1。

步驟S3：吸收夾鑽器與置鑽槽接觸時生成的反力。

請參閱圖3d，說明當夾鑽器20插置鑽頭10於置鑽槽30上時，為使鑽頭10為能確實地被插置於置鑽槽30上，夾鑽器20朝置鑽槽30移動的距離(第一行程h1與第二行程h2之距離總和)須刻意的略大於夾鑽器20與置鑽槽30間的距離，因此夾鑽器20夾持鑽頭10移動並接觸到置鑽槽30後會繼續朝置鑽槽30方向位移，藉由夾鑽器20的施壓而使鑽頭10能確實地被插置於置鑽槽30上，然而，在這個施壓的過程中會生成反力，長期下來對夾鑽器20與置鑽槽30都會造成損害而影響其精度，所以夾鑽器20透過設置於其上之彈性元件22的饋縮來吸收鑽頭10與置鑽槽30間所生成之反力。

步驟S4：夾鑽器釋放鑽頭於置鑽槽。

請參閱圖3e，說明當夾鑽器20插置鑽頭10於置鑽槽30上時，並且置鑽槽30也固定住鑽頭10後，夾鑽器20就釋放鑽頭10而移動回到原來位置以執行下次的鑽頭10插置作業。

在本發明中，夾鑽器20透過氣壓缸與馬達帶動滾珠導螺桿的方式來執行二段式位移，並透過彈性元件22來吸收夾鑽器20夾取鑽頭10插置於置鑽槽30上之過程中生成的反力，藉此減少夾鑽器20插置鑽頭10於置鑽槽上30的過程中所發生的損傷，進而延長夾鑽器20、鑽頭10及置鑽槽30耐久使用的壽命。

另一方面，請合併參閱圖4、圖5及圖6a至圖6e；其中，圖4揭示出本發明插置裝置的構造示意圖，圖5揭示出圖4的俯視圖，圖6a至圖6e分別揭示出圖4的動作示意圖，說明本發明還提供一種微細鑽頭的插置裝置，驅使上述插置方法可以容易地被實施。該插置裝置包括一滑座40 及一置鑽夾爪20a。其中：滑座40是滑設於一基座50上，並透過配置於基座50上的一滑座驅動器231的帶動下而沿一線性方向進行位移，在實施上，本發明的插置裝置能藉由基座50設置於具有水平雙軸向位移能力的載具上，使插置裝置能於自動加工機具上進行夾取鑽頭10位移進而接受檢測、研磨的動作。置鑽夾爪20a是滑設於滑座40上，並透過一彈性元件22連結配置於滑座40上的一置鑽夾爪驅動器232，在實施上，彈性元件22在實施上可為一壓縮彈簧。置鑽夾爪20a能分別透過置鑽夾爪驅動器232與滑座驅動器231的驅動而沿同一線性方向進行位移，並透過彈性元件22來吸收置鑽夾爪20a插置鑽頭10於置鑽槽30上所生成的反力，藉以避免置鑽夾爪20a、鑽頭10及置鑽槽30因反力而造成損害。

更進一步的說，置鑽夾爪驅動器232是一氣壓缸，透過氣壓來驅動所述置鑽夾爪20a移動一第一行程h1，而第一行程h1是指置鑽夾爪20a將鑽頭10的底部位置11a移動到底部位置11b。而滑座驅動器231是一馬達，透過一滾珠導螺桿帶動螺組於滾珠導螺桿上的滑座40移動一第二行程h2，而第二行程h1是指置鑽夾爪20a透過滑座40之位移將鑽頭10的底部位置11b移動到底部位置11c。由於置鑽夾爪20a夾持鑽頭10移動到置鑽槽30上的過程中，同時要兼顧到速率與精度，因此在置鑽夾爪20a移動到置鑽槽30的這段距離，置鑽夾爪20a由開始移動到鄰近置鑽槽30之間的位移(也就是第一行程h1)是經由氣壓缸來進行快速的位移，而置鑽夾爪20a鄰近置鑽槽30到插置鑽頭10於置鑽槽30之間的位移(也就是第二行程h2)則是使用馬達帶動滾珠導螺桿來進行精確的位移，因此，以移動的距離來說第二行程h2是小於第一行程h1。

透過上述構件之組成，置鑽夾爪20a夾持鑽頭10 並透過置鑽夾爪驅動器232的帶動朝置鑽槽30移動(如圖6a所示)。置鑽夾爪20a移動鑽頭10的底部位置11a到底部位置11b(如圖6b所示)，鑽頭10移動的這段距離為第一行程h1。接著，透過滑座驅動器231帶動滑座40位移而連帶置鑽夾爪20a跟著移動，使得置鑽夾爪20a移動鑽頭10的底部位置11b到底部位置11c(如圖6c所示)，鑽頭10移動的這段距離為第二行程h2。當置鑽夾爪20a插置鑽頭10於置鑽槽30上的過程中，置鑽夾爪20a會透過第二行程h2的位移所產生的正向作用力對鑽頭10施壓而使鑽頭10能確實的插置於置鑽槽30上，當置鑽夾爪20a對鑽頭10施壓時，置鑽槽30會生成反力透過鑽頭10傳導至夾鑽器10上，因此透過設置於置鑽夾爪20a與置鑽夾爪驅動器232的彈性元件來吸收鑽頭10與置鑽槽30間生成的反力(如圖6d所示)。當鑽頭10確實插置於置鑽槽30上後，置鑽夾爪20a即釋放鑽頭10回到原來位置(如圖6e所示)，完成置鑽夾爪20a插置鑽頭10於置鑽槽30上的作業流程。

另一方面，請合併參閱圖7、圖8及圖9a至圖9g；其中，圖7揭示出本發明插置及取置裝置的構造示意圖，圖8揭示出圖7的俯視圖，圖9a至圖9g分別揭示出圖7的動作示意圖，說明本發明還提供一種微細鑽頭的插置及取置裝置，驅使微細鑽頭在應用插置裝置實施插置方法之後，可以利用取置裝置將已經插置定位完妥的微細鑽頭自動的取出。該插置及取置裝置包括一滑座40、一置鑽夾爪20a及一取鑽夾爪20b。其中：滑座40是滑設於一基座50上，並透過配置於基座50上的一滑座驅動器231的帶動下而沿一線性方向進行位移，在實施上，本發明的插置裝置能藉由基座50設置於具有水平雙軸向位移能力的載具上，使插置裝置能於自動加工機具上進行夾取微細鑽頭位移進而接受檢測、研磨的動作。

滑座40上延伸形成有一隔牆41，置鑽夾爪20a與取鑽夾爪20b是分別滑設於隔牆41上之相對側，置鑽夾爪20a透過一彈性元件22連結置鑽夾爪驅動器232，該置鑽夾爪驅動器232是配置於和置鑽夾爪20a同一側的隔牆41上；其中，彈性元件22在實施上可為一壓縮彈簧。置鑽夾爪20a能分別透過置鑽夾爪驅動器232與滑座驅動器231的驅動而沿同一線性方向進行位移，並透過彈性元件22來吸收置鑽夾爪20a插置鑽頭10於置鑽槽30上所生成的反力，藉以避免置鑽夾爪20a、鑽頭10及置鑽槽30因反力而造成損害。而取鑽夾爪20b連結有配置於隔牆41上與取鑽夾爪20b同一側的一取鑽夾爪驅動器233。取鑽夾爪20b能分別透過取鑽夾爪驅動器233與滑座驅動器231的驅動而沿同一線性方向進行位移。取鑽夾爪20b與置鑽夾爪20a的區別在於置鑽夾爪20a設置有彈性元件22來吸收插置鑽頭10於置鑽槽30上之過程中所生成的反力，而取鑽夾爪20b的用途在於夾取插置於置鑽槽30上的鑽頭10，所以可以不設置彈性元件22。

更進一步的說，置鑽夾爪驅動器232及取鑽夾爪驅動器233分別是一氣壓缸，透過氣壓來驅動置鑽夾爪20a及取鑽夾爪20b分別移動一第一行程h1，而第一行程h1是指置鑽夾爪20a及取鑽夾爪20b將鑽頭10的底部位置11a移動到底部位置11b。而滑座驅動器231是一馬達，透過一滾珠導螺桿帶動螺組於滾珠導螺桿上的滑座40移動一第二行程h2，而第二行程h1是指置鑽夾爪20a及取鑽夾爪20b透過滑座40之位移將鑽頭10的底部位置11b移動到底部位置11c。由於置鑽夾爪20a夾持鑽頭10移動到置鑽槽30上的過程中，同時要兼顧到速率與精度，因此在置鑽夾爪20a移動到置鑽槽30的這段距離，置鑽夾爪20a由開始移動到鄰近置鑽槽30之間的位移(也就是第一行程h1)是經由氣壓缸來進行快速的位移，而置鑽夾爪20a鄰近置鑽槽30到插置鑽頭10於置鑽 槽30之間的位移(也就是第二行程h2)則是使用馬達帶動滾珠導螺桿來進行精確的位移，因此，以移動的距離來說第二行程h2是小於第一行程h1。

透過上述構件之組成，將置鑽夾爪20a移動至容置有待研磨之鑽頭10的置鑽盒12上方，置鑽夾爪20a向下移動並夾取待研磨之鑽頭10(如圖9a所示)。接著，置鑽夾爪20a夾持待研磨之鑽頭10移動至置鑽槽30上方，然後，置鑽夾爪20a向下移動將待研磨之鑽頭10插置於置鑽槽30上(如圖9b所示)，而待研磨之鑽頭10插置於置鑽槽30後接受一砂輪機(未繪示)研磨以恢復鑽頭10的精度。置鑽夾爪20a重新移動至置鑽盒12上以夾取待研磨之鑽頭10(如圖9c所示)。再來換取鑽夾爪20b移動至置鑽槽30上方夾取已研磨完成之鑽頭10(如圖9d所示)。接著，置鑽夾爪20a再插置待研磨之鑽頭10於置鑽槽30上(如圖9e所示)。取鑽夾爪20b釋放已研磨完成之鑽頭10於置鑽盒12中(如圖9f所示)，置鑽夾爪20a再夾取置鑽盒12中待研磨之鑽頭10(如圖9g所示)。如此，置鑽夾爪20a負責將待研磨之鑽頭10由置鑽盒12中取出並插置於置鑽槽30上，而取鑽夾爪20b負責將已研磨完成之鑽頭10由置鑽槽30上取出並釋放於置鑽盒12中。藉此，減少為夾取鑽頭10而來回移動於置鑽盒12與置鑽槽30之間的時間。

基於上述，本發明所提供的微細鑽頭的插置方法、插置及取置裝置，透過將鑽頭以二段式移動的方式，來避免鑽頭以快速且直接的與置鑽槽接觸而造成碰撞的情況，並透過彈性元件的來吸收夾鑽器為使鑽頭能確實地被插置於置鑽槽的準位上所生成的反力，藉以維持夾鑽器與置鑽槽的精度進而增加其使用壽命。

以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當 指出的是，對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出複數變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。

S1至S4‧‧‧主實施例之步驟說明

Claims (5)

1. 一種微細鑽頭的插置方法，包括：移動一夾持有微細鑽頭的夾鑽器朝一置鑽槽方向的線性路徑執行一第一行程位移並接續一第二行程位移，所述夾鑽器於第二行程位移終了前插置微細鑽頭接觸置鑽槽；其中，所述第二行程小於所述第一行程，且所述夾鑽器至置鑽槽之間的距離小於第一行程及第二行程的距離總和，所述置鑽槽於微細鑽頭插置接觸時於該線性路徑生成一反力作用夾鑽器，所述夾鑽器透過一彈性元件吸收該反力後釋放微細鑽頭於置鑽槽上定位。
2. 如申請專利範圍第1項所述微細鑽頭的插置方法，其中所述夾鑽器是透過一氣壓缸的驅動而執行第一行程位移。
3. 如申請專利範圍第1項所述微細鑽頭的插置方法，其中所述夾鑽器是透過一滾珠導螺桿的帶動而執行第二行程位移。
4. 一種微細鑽頭的插置裝置，包括：一滑座，滑設於一基座上，並經由配置於基座上的一馬達連接驅動一滾珠導螺桿而帶動滑座位移；以及一置鑽夾爪，設置於所述滑座上；其中，所述置鑽夾爪經由一彈性元件而連接一置鑽氣壓缸，所述置鑽氣壓缸帶動置鑽夾爪位移一第一行程，所述滾珠導螺桿帶動滑座上的置鑽夾爪接續移動一第二行程，其中所述第一行程與第二行程位在同一置鑽槽方向的線性路徑上，且第二行程小於第一行程，所述置鑽夾爪至置鑽槽之間的距離小於第一行程及第二行程的距離總和。
5. 一種微細鑽頭的插置及取置裝置，包括：一滑座，滑設於一基座上，並經由配置於基座上的一馬達連接驅動一滾珠導螺桿而帶動滑座位移；一置鑽夾爪，設置於所述滑座之一側；以及一取鑽夾爪，設置於所述滑座之另一側； 其中，所述置鑽夾爪經由一彈性元件而連接一置鑽氣壓缸，所述置鑽氣壓缸帶動置鑽夾爪位移一第一行程，所述滾珠導螺桿帶動滑座上的置鑽夾爪接續移動一第二行程，其中所述第一行程與第二行程位在同一置鑽槽方向的線性路徑上，且第二行程小於第一行程，所述置鑽夾爪至置鑽槽之間的距離小於第一行程及第二行程的距離總和，而所述取鑽夾爪連接一取鑽氣壓缸，所述取鑽氣壓缸帶動取鑽夾爪位移。