TWI593505B - 進給模組 - Google Patents

Description

進給模組

本發明係關於一種進給模組，特別是一種靜液壓進給模組。

傳統的加工設備，例如係指車床、銑床或磨床等設備，通常包含一加工機具、一導軌、一軸柱及一動力模組。導軌可活動地設置於軸柱上。加工機具例如係指刀具或磨具等工具，係設置於導軌或軸柱上。動力模組可驅動導軌與軸柱相對移動，以令加工機具得以沿著軸柱的延伸線方向作一線性移動，以對一被加工物進行加工。

但上述的加工設備係採用單一導軌搭配單一軸柱的設計，導軌對於軸柱的拘束力有限，若軸柱本身的剛性不足，容易於加工作業的過程中因受力而彎曲變形，降低加工機具線性運動的精準度，進而影響了被加工物的完工度。

此外，於上述的加工設備中，為了降低導軌與軸柱之間產生的摩擦力，有業者在導軌與軸柱之間設置了液靜壓滑塊。但液靜壓滑塊的運作上需要對液靜壓滑塊持續地提供工作流體，例如油。為了重複使用工作流體以節省成本，通常需額外的配置一流體回收設備來收集使用過的工作流體，反而增加了整體設備的體積，不僅占空間，也造成使用上的不便。

本發明在於提供一種進給模組，藉以解決傳統上加工裝置的精度不足的問題，並可有效地回收工作流體。

本發明所揭露的進給模組，包含有二導引構件、一第二連接件、二軸柱及一第一連接件。每一導引構件包含有一滑動樑及二液靜壓滑塊。滑動樑具有一穿孔、圍繞出穿孔形成的一第一內壁面、連通於穿孔的二入油孔及至少一出油孔。入油孔連通於出油孔。二液靜壓滑塊固設於穿孔內而分別對應二入油孔。二液靜壓滑塊彼此相距一間距。每一液靜壓滑塊具有一軸孔。軸柱分別穿設二導引構件之液靜壓滑塊的軸孔。第一連接件連接於二軸柱，以使二軸柱得以相對於二導引構件移動。第二連接件連接於二導引構件之滑動樑，以使二導引構件得以一併相對於二軸柱移動。

本發明所揭露的進給模組，藉由單一軸柱穿設二個液靜壓滑塊的設計，有助於增加對軸柱的拘束力，以提升軸柱的抗彎曲能力，避免軸柱於裝置運作的過程中容易因受力而彎曲變形的疑慮。

此外，藉由對應於液靜壓滑塊之入油孔連通於出油孔的設計，工作流體可被持續的循環利用，可解決傳統的加工設備需額外設置流體回收設備所帶來的不便。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，係根據本發明之一實施例之進給模組應用於加工設備的示意圖。如圖所示，本發明提出一種應用於一加工設備9的進給模組1。這裡所述之加工設備9可以但不限於係指一種車床、銑床或磨床等設備，係可用以切屑或研磨被加工物，但加工設備9的種類並非用以限制本發明。

進一步來說，於本實施例中，加工設備9可裝設有三個進給模組1a、1b、1c，且進給模組1a、1b、1c各可提供單一軸向的進給。藉此，組裝於加工設備9上之一加工機具91可藉由這些進給模組1a、1b、1c進行多軸向的運動，如以圖1之視角來看，加工機具91至少可進行Y軸及Z軸方向的軸向移動。但加工設備9中進給模組的數量並非用以限制本發明。例如，在其他實施例中，加工設備9中配置的進給模組的數量也可以僅為一個、二個或四個以上。而關於進給模組的詳細結構及進給模組與加工機具91之間的連動關係，請容後續詳述之。此外，這裡所述之加工機具91可以但不限於係指刀具或磨具等工具，但非用以限制本發明。

接著，為求簡潔明瞭之目的，以下將以進給模組1a為例來說明本發明。請參閱圖2A~2C，圖2A係根據本發明之圖1之其中一個進給模組的立體剖切示意圖，圖2B係根據本發明之圖2A的剖視圖，而圖2C係根據本發明之圖2B的分解圖。

於本實施例中，進給模組1a包含二導引構件10、一第一連接件20、二軸柱30、一第二連接件40及一動力模組92。

二導引構件10彼此並排且保持一距離，且每一導引構件10包含一滑動樑110及二液靜壓滑塊130。

具體來說，每一滑動樑110具有一穿孔110s1、圍繞出穿孔110s1的一第一內壁面110a、形成於第一內壁面110a上的二入油孔110s2及一出油孔110s3。

二液靜壓滑塊130的形狀略呈圓柱形。二液靜壓滑塊130彼此相對地固設於滑動樑110之穿孔110s1，且分別對應於滑動樑110之二入油孔110s2。進一步來說，每一液靜壓滑塊130具有一軸孔130s1貫穿液靜壓滑塊130及圍繞出軸孔130s1的一第二內壁面130a1。

第二連接件40係連接於二滑動樑110，第二連接件40係指連接於二導引構件10之滑動樑110之間的橋梁。於本實施例中，第二連接件40與滑動樑110係為一體成型的結構，但並非用以限制本發明。例如，於其他實施例中，第二連接件40與二滑動樑110也可以為三個獨立的物件，並藉由額外的加工程序相固定。而二軸柱30係固設於第一連接件20上，且二軸柱30分別穿設於二導引構件10之二液靜壓滑塊130的軸孔130s1。由此可知，每一軸柱30係匹配於二個液靜壓滑塊130，故本實施例的進給模組1a係為二個軸柱30匹配於四個液靜壓滑塊130。

動力模組92包含一動力模組殼體920與裝設於動力模組殼體920上的一馬達921、一聯動器922及一導螺桿923。詳細來說，動力模組殼體920係設置於第一連接件20上，馬達921可驅動聯動器922來轉動導螺桿923，而導螺桿923係可活動地穿設於第二連接件40，因此，第二連接件40可隨著導螺桿923的轉動而上下移動，換句話說，動力模組92可經由帶動第二連接件40的方式來驅動導引構件10相對於第一連接件20移動。

接著，將針對滑動樑110、液靜壓滑塊130與軸柱30的匹配關係做更詳細的說明。請閱圖3~4B，圖3係根據本發明之圖2B之局部放大平面圖，圖4A係根據本發明之圖2A中沿4A-4A割面線所繪示的剖視圖，而圖4B係根據本發明之一實施例之液靜壓滑塊的立體圖。但需聲明的是，為求簡潔明瞭之目的，圖3僅繪示其中一個軸柱30搭配一個滑動樑110與二個液靜壓滑塊130為例來說明本發明。

在本實施例中，二液靜壓滑塊130與介於二液靜壓滑塊130之間的第一內壁面110a共同圍繞出一儲液空間S1。滑動樑110之出油孔110s3係連通於儲液空間S1。此外，於本實施例中，每一導引構件10中每一液靜壓滑塊130上背向於另一液靜壓滑塊130的一側上具有一油封131，也可以說，液靜壓滑塊130上背向於儲液空間S1的一側上設置有油封131。

另外，每一液靜壓滑塊130更具有背對於前述第二內壁面130a1的一外壁面130a2及形成於第二內壁面130a1上的四個油腔S2。並且，至少部分的外壁面130a2與滑動樑110之第一內壁面110a之間形成一油溝130s2。

再者，於本實施例中，每一液靜壓滑塊130上設置有四個節流器50，係分別對應於油腔S2而設置，且連通於油腔S2與油溝130s2之間。這裡所述之節流器50，可用來補償或調整液靜壓滑塊130中工作流體的壓力，其種類可以但不限於係指薄膜式節流器、滑伐式節流器、毛細結流器或孔式節流器等，並非用以限制本發明。

接著，於本實施例中，進給模組1a可藉由連接於一供油模組（未繪示）以提供液靜壓滑塊130所需的工作流體，而工作流體可以但不限於油。詳細來說，在實際進給運動時，供油模組會自液靜壓滑塊130之入油孔110s2注入工作流體，以讓工作流體自入油孔110s2依序流經油溝130s2、節流器50至油腔S2，此時，液靜壓滑塊130之油腔S2與軸柱30之間會形成一層油膜，但可理解的是，由於油封131的設置，工作流體僅能接著向儲液空間S1宣洩後再通往出油孔110s3。因此，供油模組所提供之工作流體係自入油孔110s2進入進給模組1a，而依序經由油溝130s2、節流器50、油腔S2、儲液空間S1至出油孔110s3回到供油模組，以完成一封閉循環。藉此，工作流體得以與外界隔絕而被控制在進給模組1a內循環流動，以避免工作流體流出於外界而干擾被加工件。因此，加工設備9並不需要額外的設置回收流體裝置來回收工作流體，使得加工設備9具有小體積的優勢。

由各圖式所示可知，在上述工作流體的循環中，儲液空間S1係具有較寬闊的空間以供工作流體流通，具有緩衝工作流體之功效。因此，在加工設備9運轉進給的過程中，液靜壓滑塊130與軸柱30之間因摩擦所產生的磨屑，可隨著工作流體的流動而暫時的集中於儲液空間S1，再統一經由出油孔110s3排出。藉此，磨屑較不易堵塞以使得工作流體的循環更為順暢。

且可理解的是，由於液靜壓滑塊130之油腔S2與軸柱30之間會形成油膜層，能夠顯著的降低液靜壓滑塊130與軸柱30之間的摩擦力。進一步來說，於本實施例中，由於每一液靜壓滑塊130的形狀為圓柱形，可較完整的包覆軸柱30，以在進給運動時提供360度徑向方向的均勻液靜壓力。但本發明並非受限於液靜壓滑塊130的形狀，只要係可包覆軸柱30的設計均屬於本發明之範疇，例如，於其他實施例中，液靜壓滑塊130的形狀也可以是多邊形管體。

此外，相較於傳統的加工設備係以多個液靜壓滑塊圍繞軸柱之設計，而本案係以單一圓柱形的液靜壓滑塊130完整的包覆軸柱30，故本案所提出之液靜壓滑塊130除了有助於定位軸柱30外，更因圓柱形的液靜壓滑塊130具有較佳的結構強度，而有助於提升進給模組1a的整體剛性。

另外，在圓柱形液靜壓滑塊130的製造過程中，液靜壓滑塊可一次性地加工形成軸孔130s1後，再依據所需的尺寸來裁切液靜壓滑塊，即為本實施例前述的液靜壓滑塊130。因此，可理解的是，各液靜壓滑塊130之間的公差量小，可藉以提升進給模組1的精度，降低加工機具91的晃動幅度，進而避免被加工物的完上度不佳或縮短刀具使用壽命等情形發生。

再者，供單一軸柱30穿設的二液靜壓滑塊130係彼此相間隔的方式配置。藉此，有助於提高液靜壓滑塊130對軸柱30的拘束力以及定位軸柱30的效果，除了可提升進給模組1a在線性運動時的精度，亦能穩固軸柱30並減少軸柱30於受力時所產生的變形量，即提升軸柱30的抗彎曲能力。

由此可知，藉由將上述的進給模組1a裝設於加工設備9，可將加工設備9組裝成一具高精度的小型加工設備，可藉以解決傳統的加工設備在精度不足的技術問題。

接著，請復參圖3，於本實施例中，每一液靜壓滑塊130還可具有一環形凸緣133，且環形凸緣133的一外徑d2大於滑動樑110之穿孔110s1的一內徑d1。液靜壓滑塊130可經由環形凸緣133來鎖固於滑動樑110，以避免鎖孔影響液靜壓滑塊130上之油腔的配置。

此外，雖然前述本實施例中每一液靜壓滑塊130中油腔S2的數量為四個，但並非用以限制本發明，熟知技藝人士係可視需求來增減每一液靜壓滑塊130中油腔S2的數量。例如，於其他實施例中，每一液靜壓滑塊130中油腔S2的數量也可以為三個或五個以上。

另外，雖然前述實施例中動力模組92係以驅動第二連接件40的方式來移動滑動樑110，在此情況下，滑動樑110為移動件，而軸柱30為不動件，但本發明並非以此為限。例如，請復參圖1，在另一組進給模組1b的作動方式中，滑動樑也可以為固定件，而軸柱也可以為移動件。

且可理解的是，本發明的進給模組1a的驅動方式並不受限於前述的動力模組92，只要係可帶動導引構件10相對軸柱30位移的設計，均屬於本發明之範疇。

綜上所述，本發明所揭露的進給模組，藉由單一軸柱分別穿 設二個液靜壓滑塊的設計，有助於增加對軸柱的拘束力，以提升軸柱的剛性，避免軸柱於裝置運作的過程中容易因受力而彎曲變形的疑慮。

此外，藉由對應於液靜壓滑塊之入油孔連通於出油孔的設計，工作流體可被持續的循環利用，除了可有效地收集工作流體，更能避免參雜於工作流體的磨屑掉落至被加工物而影響加工作業的進行。

另外，在上述工作流體的循環中，液靜壓滑塊中的儲液空間係具有較寬闊的空間以供工作流體流通，具有緩衝工作流體之功效。因此，在加工設備運轉進給的過程中，液靜壓滑塊與軸柱之間因摩擦所產生的磨屑，可隨著工作流體的流動而暫時的集中於儲液空間，再統一經由出油孔排出。藉此，磨屑較不易堵塞以使得工作流體的循環更為順暢。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧進給模組

9‧‧‧加工設備

10‧‧‧導引構件

20‧‧‧第一連接件

30‧‧‧軸柱

40‧‧‧第二連接件

50‧‧‧節流器

91‧‧‧加工機具

92‧‧‧動力模組

110‧‧‧滑動樑

110a‧‧‧第一內壁面
110s1‧‧‧穿孔
110s2‧‧‧入油孔
110s3‧‧‧出油孔
130‧‧‧液靜壓滑塊
130a1‧‧‧第二內壁面
130a2‧‧‧外壁面
130s1‧‧‧軸孔
130s2‧‧‧油溝
131‧‧‧油封
133‧‧‧環形凸緣
920‧‧‧進給模組殼體
921‧‧‧馬達
922‧‧‧聯動器
923‧‧‧導螺桿
d1‧‧‧內徑
d2‧‧‧外徑
S1‧‧‧儲液空間
S2‧‧‧油腔

圖1係根據本發明之一實施例之進給模組應用於加工設備的示意圖。 圖2A係根據本發明之圖1之其中一個進給模組的立體剖切示意圖。 圖2B係根據本發明之圖2A的剖視圖。 圖2C係根據本發明之圖2B的分解圖。 圖3係根據本發明之圖2B之局部放大平面圖。 圖4A係根據本發明之圖2A中沿4A-4A割面線所繪示的剖視圖。 圖4B係根據本發明之一實施例之液靜壓滑塊的立體圖。

1a‧‧‧進給模組

10‧‧‧導引構件

20‧‧‧第一連接件

30‧‧‧軸柱

40‧‧‧第二連接件

92‧‧‧動力模組

110‧‧‧滑動樑

130‧‧‧液靜壓滑塊

Claims (10)

1. 一種進給模組，其包含有：二導引構件，各包含有：一滑動樑，具有一穿孔、圍繞該穿孔形成的一第一內壁面、連通於該穿孔的二入油孔及至少一出油孔，該二入油孔連通於該至少一出油孔；以及二液靜壓滑塊，固設於該穿孔內而分別對應該二入油孔，該二液靜壓滑塊彼此相距一間距，每一液靜壓滑塊具有一軸孔；二軸柱，分別穿設該二導引構件之該些液靜壓滑塊的該些軸孔；一第一連接件，連接於該二軸柱；以及一第二連接件，連接於該二導引構件之該些滑動樑，以使該二導引構件得以一併相對於該二軸柱移動。
2. 如請求項1所述之進給模組，其中該二液靜壓滑塊與介於該二液靜壓滑塊之間的該第一內壁面形成一儲液空間，該至少一出油孔連通於該儲液空間。
3. 如請求項1所述之進給模組，其中每一該導引構件中每一該液靜壓滑塊上背向於另一該液靜壓滑塊的一側上具有一油封。
4. 如請求項1所述之進給模組，其中每一該導引構件之每一該液靜壓滑塊具有圍繞出該軸孔的一第二內壁面及形成於該第二內壁面上的多個油腔，該些油腔連通於該些入油孔。
5. 如請求項4所述之進給模組，其中每一該液靜壓滑塊具有背對該第二內壁面的一外壁面，且部分的該外壁面與該滑動樑之該第一內壁面之間形成一油溝，該油溝連通於該入油孔及該些油腔。
6. 如請求項5所述之進給模組，更包含多個節流器，該些節流器設置於該些液靜壓滑塊上，並連接於該些油溝與該些油腔。
7. 如請求項6所述之進給模組，其中每一該液靜壓滑塊之該些油腔的數量為四個，且設置於每一該液靜壓滑塊上之該些節流器的數量為四個。
8. 如請求項1所述之進給模組，更包含一動力模組，該動力模組連接於該第二連接件與該第一連接件，以帶動該第二連接件與該第一連接件相對位移，該第一連接件係用以連接於一加工機具。
9. 如請求項1所述之進給模組，更包含一動力模組，該動力模組連接於該第二連接件與該第一連接件，以帶動該第二連接件與該第一連接件相對位移，該第二連接件係用以連接於一加工機具。
10. 如請求項1所述之進給模組，其中每一該液靜壓滑塊具有一環形凸緣，該環形凸緣之一外徑大於該穿孔之一內徑。