TWI574777B

TWI574777B - Rotary working device for processing machine

Info

Publication number: TWI574777B
Application number: TW104100768A
Authority: TW
Inventors: da-wen Qiu; Jian-Chang Wu
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2017-03-21
Also published as: TW201625377A

Description

加工機之旋轉工作裝置

本發明尤指其提供一種利用解鎖機構的氣浮解鎖方式，即可維持轉軸及座板之動態平衡及組裝精度，使轉軸及座板可精準的作分度旋轉，並可避免干涉轉軸及座板的分度旋轉動作，而達到確保加工精度及防止動力損失之加工精度之加工機之旋轉工作裝置。

在現今，加工機係由三軸加工演進至五軸加工，以因應各種不同加工需求；請參閱第1圖所示，其係台灣公告第M456246號「加工機旋轉工作裝置之分度旋轉定位機構」新型專利案，其係於機座10內設有軸孔101，並於該軸孔101之後端處設有擋止部102，於該機座10之軸孔101內架設一轉軸11，並於該轉軸11之前端固設有座板12，另以一為蝸桿蝸輪組13之旋轉驅動結構驅動該轉軸11作分度旋轉，該蝸桿蝸輪組13係於該轉軸11之外部固設有蝸輪131，以及一可由動力源驅動作分度旋轉之蝸桿132，而以該蝸桿132嚙合傳動該蝸輪131作分度旋轉，進而可驅動轉軸11、座板12作分度旋轉，於該蝸桿蝸輪組13之蝸輪131側邊裝設一為彈性圓形片體之定位片14，該定位片14係設有對應該機座10之擋止部102的抵掣部141，另於該機座10之後端設有抵推組15，於該抵推組15上設有可驅動往該定位片14位移之推移件151，並於該推移件151設有對應該定位片14之抵掣部141的壓掣部152；於作為加工機之第四軸旋轉工作裝置時，其係以該蝸桿蝸輪組13驅動該轉軸11及座板12作分度旋轉；請參閱第2圖所示，於該轉軸11及座板12旋轉一預定角度後，驅動該抵推組15之推移件151位移，而以該推移件151之壓掣部152抵推該定位片14之抵掣部141，使該定位片14彈性變形，並以該定位片14之抵掣部141壓抵接觸該機座10之擋止部102，而利用該機座10之擋止部102與該推移件151之壓掣部152夾掣該定位片14之抵掣部141，即可使該轉軸11及座板12定位；惟，該旋轉工作裝置於組裝及使用上仍有如下之缺弊：

1．該機座10、轉軸11，以及蝸桿蝸輪組13之蝸輪131及蝸桿132係作高精度的組裝，以使該轉軸11可精準的分度旋轉，然而，於該轉軸11外部的蝸輪131上加裝的定位片14後，該定位片14將直接影響轉軸11旋轉的動態平衡，且該定位片14及抵推組15等零組件的累積公差亦會影響整體組裝精度，而易造成分度旋轉角度位置的誤差，進而影響加工精度。

2．其係以該抵推組15之推移件151的壓掣部152抵推該定位片14之抵掣部141，使該定位片14之抵掣部141彈性變形，而壓抵接觸該機座10之擋止部102，以定位該轉軸11及座板12，然而，於長期使用後，該定位片14極易產生彈性疲乏現象，當該抵推組15之推移件151脫離該定位片14後，該定位片14將無法回覆原狀，於該定位片1 4隨著轉軸11旋轉時，該定位片14之抵掣部141將會摩擦機座10之擋止部102，而干涉轉軸11的旋轉動作，進而造成旋轉動力的損失。

3．當定位片14之抵掣部141與機座10之擋止部102相互摩擦後，該定位片14之抵掣部141及機座10之擋止部102將產生磨損的情況，而於夾掣該定位片14之抵掣部141時，極易造成旋轉角度位置定位的偏差，而影響加工精度。

為了改善前述實際使用上所產生的問題，本發明人遂以其多年從事相關行業的研發與製作經驗，針對目前所面臨之問題深入研究，經過長期努力之研究與試作，終究研創出一種加工機之旋轉工作裝置，並藉以改善習知之缺弊，此即為本發明之設計宗旨。

本發明之目的一，係提供一種加工機之旋轉工作裝置，其係於基座內穿置架設一轉軸，該轉軸之一端固設有座板，並以動力源連結驅動該轉軸作分度旋轉，一閉鎖機構係於該基座與該轉軸間設有抵壓件，以推移該轉軸，並使該座板壓抵接觸該基座，以閉鎖該轉軸及該座板，另於該基座上設有解鎖機構，其係於基座上以氣壓推移該座板，使該座板與該基座以氣浮方式分離，以解除該轉軸及該座板的閉鎖狀態，並得以該動力源驅動該轉軸作分度旋轉；藉此，利用解鎖機構的氣浮解鎖方式，而無須於轉軸及座板加裝其他零組件，以維持轉軸及座板之動態平衡及組裝精度，使轉軸及座板可精準的作分度旋轉，而達到確保加工精度之實用目的。

本發明之目的二，係提供一種加工機之旋轉工作裝置，其係利用解鎖機構的氣浮解鎖方式，使該座板與該基座以氣浮方式分離，以解除該轉軸及該座板的閉鎖狀態，而無須於轉軸及座板加裝其他零組件，以避免零組件因長期使用所產生的變形干涉到轉軸的分度旋轉動作，而達到防止動力損失之實用目的。

本發明之目的三，係提供一種加工機之旋轉工作裝置，其中，該閉鎖機構係以抵壓件推移該轉軸，使該座板壓抵接觸該基座，以閉鎖該轉軸及該座板，而利用該座板與基座直接壓抵接觸的閉鎖方式，即可避免因零組件磨損而造成旋轉角度位置定位的偏差，以精準的閉鎖定位該轉軸及該座板之分度旋轉角度位置，而達到確保加工精度之實用目的。

習知部分：

10‧‧‧機座

101‧‧‧軸孔

102‧‧‧擋止部

11‧‧‧轉軸

12‧‧‧座板

13‧‧‧蝸桿蝸輪組

131‧‧‧蝸輪

132‧‧‧蝸桿

14‧‧‧定位片

141‧‧‧抵掣部

15‧‧‧抵推組

151‧‧‧推移件

152‧‧‧壓掣部

本發明部份：

20‧‧‧基座

201‧‧‧容置部

202‧‧‧第一容槽

203‧‧‧第二容槽

204‧‧‧第三容槽

205‧‧‧第四容槽

206‧‧‧通道

207‧‧‧第一間隔槽

208‧‧‧第二間隔槽

209‧‧‧排氣管路

21‧‧‧轉軸

211‧‧‧第一軸承

212‧‧‧第二軸承

213‧‧‧感測件

214‧‧‧讀取頭

22‧‧‧座板

23‧‧‧直驅式馬達

231‧‧‧定子

232‧‧‧轉子

24‧‧‧抵壓件

25‧‧‧環圈

26‧‧‧供氣環

261‧‧‧氣孔

第1圖：係台灣公告第M456246號之動作示意圖(一)。

第2圖：係台灣公告第M456246號之動作示意圖(二)。

第3圖：本發明之結構示意圖。

第4圖：係第3圖之A部份放大示意圖。

第5圖：係第3圖之B部份放大示意圖。

第6圖：本發明於驅動作分度旋轉時之動作示意圖(一)。

第7圖：係第6圖之C部份放大示意圖。

第8圖：本發明於驅動作分度旋轉時之動作示意圖(二)。

第9圖：本發明於定位分度旋轉角度位置時之動作示意圖。

第10圖：係第9圖之D部份放大示意圖。

請參閱第3、4、5圖所示，本發明之旋轉工作裝置係於一基座20內係設有容置部201，於該基座20之容置部201內穿置架設一轉軸21，並於該轉軸21之一端固設一座板22；於本實施例中，該轉軸21之一端外部係設有第一軸承211，另端外部則有第二軸承212，於該基座20之容置部201一端設有第一容槽202，以容置該轉軸21之第一軸承211，該基座20之容置部201另端則設有第二容槽203，以容置該轉軸21之第二軸承212，而使該轉軸21穿置架設於該基座20之容置部201內；於該轉軸21連結一動力源，以驅動該轉軸21作分度旋轉；本實施例中，該動力源係為一直驅式馬達23，該直驅式馬達23於該基座20之容置部201內設有定子231，該轉軸21之外環面上則環設有對應該定子231之轉子232，並以一控制結構進行控制該直驅式馬達23之驅動轉速及驅動該轉軸21作分度旋轉之角度位置，其中，該控制結構係於該轉軸21之另端固設一具外環齒之感測件213，並於該感測件213之一側處設有一讀取頭214，該讀取頭214並將讀取的訊號傳輸至一編碼器(圖式中未顯示)，而以該編碼器控制該直驅式馬達23之驅動轉速及驅動該轉軸21作分度旋轉之角度位置；一閉鎖機構係於該基座20與該轉軸21間設有至少一抵壓件，以推移該轉軸21，並使該座板22壓抵接觸該基座20之一端，以閉鎖該轉軸21及該座板22；於本實施例中，該基座20之第二容槽203一側設有第三容槽204，該閉鎖機構則於該基座20之第三容槽204內環佈裝設有複數個可為彈簧之抵壓件24，並於各抵壓件24與該轉軸21之第二軸承212間設有一環圈25，而以各抵壓件24之彈力推抵該環圈25，再以該環圈25推移該轉軸21之第二軸承212，使該轉軸21下移，而帶動該座板22之內側端面壓抵接觸該基座20一端之端面；另於該基座20上設有解鎖機構，該解鎖機構係於該基座20上設有輸出氣體之供氣結構，而以氣壓推移該座板22，使該座板22與該基座20之一端以氣浮方式分離，以解除該轉軸21及該座板22的閉鎖狀態，並得以該動力源驅動該轉軸21作分度旋轉，另使氣壓停止推移該座板22時，則以該閉鎖機構之各抵壓件24推抵該環圈25，並以該環圈25推移該轉軸21，使該座板22之內側端面壓抵接觸該基座20一端之端面，以閉鎖該轉軸21及該座板22，進而定位該轉軸21及該座板22之分度旋轉角度位置；於本實施例中，該解鎖機構之供氣結構係於該基座20一端之端面上開設有第四容槽205，以供裝設一具複數個氣孔261之供氣環26，並於該基座20設有通道206，該通道206之一端係連通該第四容槽205，另端則連接一氣壓源(圖式中未顯示)，以於該基座20之通道206輸入高壓氣體，並流通至該第四容槽205內，再經由該供氣環26之氣孔261輸出高壓氣體，並使由該供氣環26之氣孔261輸出高壓氣體的壓力大於各抵壓件24推移該轉軸21之力量，而以該供氣環26之氣孔261輸出的高壓氣體推移該座板22上移，使該座板22之內側端面與該基座20之端面以氣浮方式分離，以解除該轉軸21及該座板22的閉鎖狀態，而使得該動力源可驅動該轉軸21作分度旋轉；另該基座20之第四容槽205內側處係設有第一間隔槽207，並於該第一間隔槽207以一排氣管路209連通基座20外部，以導引由該供氣環26之氣孔261輸出的高壓氣體排入該排氣管路209，而由該排氣管路20 9排出基座20外部，以防止氣體噴入該基座20之容置部201內，於該基座20之第四容槽205外側處又設有與該排氣管路209連通之第二間隔槽208，以導引氣體由該排氣管路209排出基座20外部。

請參閱第6、7圖所示，本發明係可搭配於加工機上，以作為加工機之第四軸或第五軸之旋轉工作裝置，而利用轉軸21一端之座板22帶動工件作各種角度位置的分度旋轉，以因應各種不同加工需求；於驅動轉軸21及座板22作分度旋轉時，其係以氣壓源於該基座20之通道206輸入高壓氣體，並流通至該第四容槽205內，再經由該供氣環26之氣孔261輸出高壓氣體，而以該供氣環26之氣孔261輸出的高壓氣體推移該座板22上移約30~50μm，使該座板22之內側端面與該基座20之端面以氣浮方式分離，而可解除該轉軸21及該座板22的閉鎖狀態，另當氣壓推移該座板22上移同時，該座板22係帶動該轉軸21位移，使該轉軸21之第二軸承212推移該環圈25，而壓縮各抵壓件24；請參閱第8圖所示，該座板22之內側端面與該基座20一端之端面以氣浮方式分離後，即可以該直驅式馬達23驅動該轉軸22及該座板22作預定角度位置的分度旋轉作動；藉此，本發明係利用該解鎖機構的氣浮解鎖方式，使該座板22之內側端面與該基座20以氣浮方式分離，以解除該轉軸21及該座板22的閉鎖狀態，並得以該動力源驅動該轉軸21作分度旋轉，由於無須於作分度旋轉之轉軸21及座板22上加裝其他零組件，且僅於固定的基座20上增設供氣結構，而可維持該轉軸21及該座板22之動態平衡及組裝精度，使該轉軸21及該座板22可精準的作分度旋轉，並可避免零組件因長期使用所產生的變形干涉到轉軸21的分度旋轉動作，而達到確保加工精度及防止動力損失之實用目的。

請參閱第9、10圖所示，當該直驅式馬達23驅動該轉軸22及該座板22作分度旋轉後，使該氣壓源停止輸出高壓氣體，而停止推移該座板22，即以該閉鎖機構之各抵壓件24推抵該環圈25，再以該環圈25推移該轉軸21之第二軸承212，使該轉軸21下移，而帶動該座板22之內側端面壓抵接觸該基座20之端面，以閉鎖該轉軸21及該座板22，進而定位該轉軸21及該座板22之分度旋轉角度位置；藉此，利用該閉鎖機構之各抵壓件24穩定的推抵環圈25，再以該環圈25推移該轉軸21，使得該座板22之內側端面壓抵接觸該基座20之端面，而利用該座板22與基座20直接壓抵接觸的閉鎖方式，即可避免因零組件磨損而造成旋轉角度位置定位的偏差，以精準的閉鎖定位該轉軸21及該座板22之分度旋轉角度位置，而達到確保加工精度之實用目的。

綜上所述，本發明實為一深具實用性及進步性之設計，然未見有相同之產品及刊物公開，從而允符發明專利申請要件，爰依法提出申請。