TWI602638B - 具角度調整功能之精密滑台 - Google Patents

Description

具角度調整功能之精密滑台

本發明係涉及一種精密滑台；特別是指一種可微幅精確調整精密滑台一動作相對於底座角度之創新結構設計者。

按，隨著高科技時代的來臨，多種製造加工的處理模式已進入奈米等級，眾多精密產品於製程中有更高更嚴苛的精度要求，例如手機鏡頭的生產線，其精密定位技術成為必備條件。

精密加工製程中，對位平台(或稱對位滑台)係為產業界普遍採用的設備；目前習知對位平台的典型結構型態，主要是在一活動平台與一基座間設置螺桿導動裝置，藉此，其運作時係能夠透過控制該等螺桿導動裝置的其中單組作動或整體同動等方式，達到驅使活動平台位移或轉動以調校加工精準度之目的。

習之對位平台之驅動方式，大致上可區為兩種形態：單側推動以及直接帶動。一般而言，單側推動方式通常都是利用拉簧的恢復力，帶動對位平台回復到原來位置，其優點就是造價便宜。然而，分秒必爭的作業過程必須不斷地快速移位復位，單靠拉簧根本無法跟上機台的速度。再者，拉簧有彈性疲乏的問題，很容易產生復位的誤差。其次是直接帶動方式，這樣的驅動方式雖然可克服前述單側推動方式，復位速度慢、精密度不佳等問題，然而，卻無法有效消除各部件之間所產生的游隙，因此，其對位的精密度仍有改善的空間。

是以，針對上述習知技術所存在之問題點，如何研發出一種能夠更具理想實用性之創新構造，實有待相關業界再加以思索突破之目標及方向者。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明之主要目的，係在提供一種精密滑台，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式具角度調整功能之精密滑台為目標加以思索創新突破。

本發明解決問題之技術特點，主要在於該具角度調整功能之精密滑台，其係包含有一供裝設於一支撐面之底座、一以可移動方式裝設於底座上之移動座以及一裝設於底座上之線性驅動裝置；其中該移動座上係設置為一基準面，且該線性驅動裝置係連設於該移動座；當該線性驅動裝置往復式地牽引該移動座時，係可帶動該移動座相對於底座作往復式移動，而改變移動座相對於底座之角度；該移動座係伸設有一軸桿，該軸桿之端部係由內而外依序套設定位有一第一軸承以及一第二軸承；該線性驅動裝置之自由端部係裝設有一驅動座；該驅動座係形成有一凹槽，而該第一軸承與第二軸承係同時容置於該凹槽中；該凹槽之兩側係分別固設有一第一頂塊以及一第二頂塊；該第一頂塊與第二頂塊係分別反向恆頂抵於該第一軸承與第二軸承。

本發明之主要效果與優點，係能夠藉由所述軸承與頂塊間特殊的連動關係，而能夠在作動之前利用頂塊以及相對應軸承間的恆頂推作用，將軸承的游隙移到非作用之一側，進而軸承之內環與外環能夠依序恆頂抵於相對應之頂塊，達到提高加工精密度之實用性與進步性。

本發明所揭之較佳實施例主要有二：其一為第1至6 圖所示之第一較佳實施例以及第7至12圖所示之第二較佳實施例；其中，該第一較佳實施例之實施態樣，係在改變移動座20相對於底座10之仰角；該第二較佳實施例之實施態樣，係在改變移動座20A相對於底座10A之旋轉角，有關於本發明所揭之兩較佳實施例，茲分別詳述如下。

請參閱如第1、5、6圖所示，係本發明具角度調整功能之精密滑台之第一較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述具角度調整功能之精密滑台係包含有一供裝設於一支撐面之底座10、一以可移動方式裝設於底座10上之移動座20以及一裝設於底座10上之線性驅動裝置30；其中該移動座20上係設置為一基準面21，且該線性驅動裝置30係連設於該移動座20。當該線性驅動裝置30往復式地牽引該移動座20時，係可帶動該移動座20相對於底座10作往復式移動而改變移動座20相對於底座10之水平仰角。

請參閱如第1至5圖所示，該底座10上係形成有一圓弧狀的滑槽11；該移動座20之底面兩側係分別延伸有一滑軌22，該兩滑軌22係分別以互補的方式滑設於該滑槽11之兩側。該移動座20係側向水平伸設有一軸桿23，該軸桿23之端部係由內而外依序套設定位有一第一軸承24及一第二軸承25。

該線性驅動裝置30係包含有一軸向往復式移動之驅動桿31以及一裝設於驅動桿31自由端部之驅動座32，其中該驅動桿31之軸線係垂直於該軸桿23之軸線。該驅動座32對應於移動座20之一側係形成有一凹槽33，該第一軸承24與第二軸承25係同時容置於該凹槽33中。該凹槽33之兩側係分別固設有一第一頂塊34以及一第二頂塊35，該第一頂塊34、第二頂塊35與該軸桿23之軸線係位於同一平面上，且該平面係平行於該驅動桿31之作動軸線。該第一頂塊34與第二頂塊35之端部係分別形成有一第一軸承滾動面342以及一第二軸承滾動面351。該第一軸承滾動面342以及該第二軸承滾動面351係分別反向恆頂抵於該第一軸承24與第二軸承25，其中該第一頂塊34之自由端端部係設有一頂抵於第一軸承24之凸塊341，該凸塊341係可避免該第一頂塊34與第二軸承25接觸。

本第一較佳實施例主要係用於精密加工時改變置於移動座20基準面21上之工件(圖中未示)的水平加工角度。請進一步參閱如第6圖所示，當線性驅動裝置30之驅動桿31往前延伸時(如第6圖中箭頭A所示方向)，該第一頂塊34之凸塊341會向外頂撐該第一軸承24，令該移動座20之滑軌22沿著滑槽11之底面順式滑移(如第6圖中箭頭B所示方向)，而在滑移的過程中，該移動座20之前端係逐漸上揚，相對地該移動座20之後端係逐漸下降，進而改變移動座20基準面21與底座10間之水平仰角。而在此過程中，該軸桿23之水平高度亦逐漸升高，同時該第一軸承24係緊貼於第一軸承滾動面342滾動。換言之，動作前、後該軸桿23軸線的水平高度變化即等於第一軸承24沿凸塊341端面滾動的弧長。而當驅動桿31往內縮時，即換成第二頂塊35反向頂推該第二軸承25，令該移動座20復位或是改變移動座20基準面21與底座10間水平仰角之方向；同樣地，在此過程中該第二軸承25係沿著第二軸承滾動面351滾動。

請參閱如第7至10圖所示，係為本發明之第二較佳實施例，於本較佳實施例中，該具角度調整功能之精密滑台係於底座10A與移動座20A之間進一步裝設有一X軸移動裝置40以及一Y軸移動裝置50，該移動座20A係旋設於該Y軸移動裝置50上，該線性驅動裝置30A則側向裝設於該Y軸移動裝置50上。該移動座20A上係徑向伸設有一軸桿23A，該軸桿23A上係依序裝設有一第一軸承24A及一第二軸承25A；本較佳實施例中，該軸桿23A係為一L形之結構體，並包含有一水平部231及一垂直部232，其中該水平部231係固接於該移動座20A之基準面21A上，該第一軸承24A與第二軸承25A係依序裝設於該垂直部232上。

該線性驅動裝置30A係包含有一驅動桿31A以及一裝設於驅動桿31A自由端部之驅動座32A，其中該驅動桿31Ａ之軸線係垂直於該垂直部232之軸線。該驅動座32A係形成有一凹槽33A，該第一軸承24A與第二軸承25A係同時容置於該凹槽33A中。該凹槽33A之兩側係分別固設有一第一頂塊34A及一第二頂塊35A。該第一頂塊34A與第二頂塊35A之端部係分別形成有一第一軸承滾動面342A以及一第二軸承滾動面351A。該第一軸承滾動面342A以及該第二軸承滾動面351A係分別反向恆頂抵於該第一軸承24A與第二軸承25A。

請參閱如第8、10、11圖所示，當線性驅動裝置30A之驅動桿31A往前延伸時(如第11圖中箭頭C所示方向)，該第一頂塊34A會向外頂推該第一軸承24A，進而利用軸桿23A帶動移動座20A相對於底座10A旋轉(如第11圖中箭頭D所示方向)，調整移動座20A相對於底座10A之旋轉角度。在移動座20A旋轉的過程中，該第一軸承24A係緊貼於第一頂塊34A之第一軸承滾動面342A滾動。又如第8、10、12圖所示，當驅動桿31A往內縮時，即換成第二頂塊35A反向頂撐該第二軸承25A，令該移動座20A復位或是改變移動座20A基準面21A與底座10A間旋轉角度之方向；同樣地，在此過程中該第二軸承25A係沿著第二頂塊35A之第二軸承滾動面351A滾動。當驅動桿31A往內縮時(如第12圖中箭頭E所示方向)，即換成該第二頂塊35A反向頂推該第二軸承25A，令該移動座20A復位或是改變移動座20A基準面21A與底座10A間之旋轉方向(如第12圖中箭頭F所示方向)；同樣地，在此過程中該第二軸承25A係沿著第二頂塊35A之第二軸承滾動面351A滾動。

本發明用以分別頂推該第一軸承24 / 24A與第二軸承25 / 25A之第一頂塊34 / 34A與第二頂塊35 / 35A，其主要功效係在提供消除軸承內、外環間游隙的作用。傳統上軸承皆具有一套設定位之內環以及一相對於內圈滾動之外環，而外環與內環間則設有一裝設滾珠或滾柱之保持架，用以提高外環與內環之同心度並降低外環與內環間的摩擦力。軸承係屬相當精密之組裝配件，其本身的尺寸誤差通常都被要求在1μm以下，然而當運用在分秒必爭(高產能)且精密度要求極高的手機鏡頭生產線上，只要軸承本身的誤差因組裝過程而被放大時，恐怕即無法勝任。本發明消隙(消除軸承內環與外環間的徑向游隙)的原理如下：首先，本發明第一軸承滾動面342 / 342A至第一軸承24 / 24A軸線之距離，係小於該第一軸承24 / 24A的半徑；且該第二軸承滾動面351 / 351A至第二軸承25 / 25A軸線之距離，係小於該第二軸承25 / 25A的半徑。承前所述，該第一頂塊34 / 34A之第一軸承滾動面342 / 342A恆頂推於該第一軸承24 / 24A，因此在驅動桿31 / 31A作動前，該第一頂塊34 / 34A即預先將第一軸承24 / 24A本身的徑向游隙集中於未被頂堆之一側，因此，當驅動桿31 / 31A作動且第一軸承24 / 24A沿著第一頂塊34 / 34A之端面滾動時，該第一軸承24 / 24A之內環、外環以及第一頂塊34 / 34A係依序互相緊貼，因此可在驅動桿31 / 31A作動的瞬間，立即透過軸桿23 / 23A驅動移動座20 / 20A，而達消除第一軸承24 / 24A徑向游隙，提高加工機密度之目的。第二軸承25 / 25A消隙之原理同第一軸承24 / 24A消隙之原理。

由於本發明係雙向反復驅動移動座20 / 20A，因此若僅設單一軸承將無法達到消隙之目的，其原因就在於：當兩頂塊同時頂抵於軸承任一直徑之兩點時，兩邊的作用力將互相抵消，軸承內的游隙反而在兩端游移，完全失去消隙的功用，且反方向頂抵之非作動方向之頂塊將會給滾動中的軸承提供不必要的摩擦力，不僅喪失了消隙的功效，更有可能令軸承與作動的頂塊間產生打滑現象，不僅未提高精度，反而擴大了移動座20/20A的角度調整誤差。

本發明之優點： 本發明所揭「具角度調整功能之精密滑台」主要藉由所述軸承與頂塊等創新獨特結構配何型態與連動關係，使本發明對照[先前技術]所提習知結構而言，能夠在作動之前利用頂塊以及相對應軸承間的恆頂推作用，將軸承的游隙移到非作用之一側，進而軸承之內環與外環能夠依序恆頂抵於相對應之頂塊，達到提高加工精密度之實用性與進步性。

１０、１０Ａ‧‧‧底座
１１‧‧‧滑槽
２０、２０Ａ‧‧‧移動座
２１、２１Ａ‧‧‧基準面
２２‧‧‧滑軌
２３、２３Ａ‧‧‧軸桿
２３１‧‧‧水平部
２３２‧‧‧垂直部
２４、２４Ａ‧‧‧第一軸承
２５、２５Ａ‧‧‧第二軸承
３０、３０Ａ‧‧‧線性驅動裝置
３１、３１Ａ‧‧‧驅動桿
３２、３２Ａ‧‧‧驅動座
３３、３３Ａ‧‧‧凹槽
３４、３４Ａ‧‧‧第一頂塊
３４１‧‧‧凸塊
３４２、３４２Ａ‧‧‧第一軸承滾動面
３５、３５Ａ‧‧‧第二頂塊
３５１、３５１Ａ‧‧‧第二軸承滾動面
４０‧‧‧X軸移動裝置
５０‧‧‧Y軸移動裝置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ‧‧‧箭頭

第1圖係本發明第一較佳實施例之立體外觀圖。 第2圖係本發明第1圖之局部放大圖。 第3圖係本發明第一較佳實施例之俯視圖。 第4圖係本發明第3圖之局部放大圖。 第5圖係本發明第一較佳實施例之局部立體分解圖。 第6圖係本發明第一較佳實施例之動作示意圖。 第7圖係本發明第二較佳實施例之立體外觀圖。 第8圖係本發明第7圖之局部放大圖。 第9圖係本發明第二較佳實施例之側視圖。 第10圖係本發明第9圖之局部放大圖。 第11-12圖係本發明第二較佳實施例之動作示意圖。

10A‧‧‧底座

20A‧‧‧移動座

21A‧‧‧基準面

23A‧‧‧軸桿

24A‧‧‧第一軸承

25A‧‧‧第二軸承

30A‧‧‧線性驅動裝置

31A‧‧‧驅動桿

32A‧‧‧驅動座

40‧‧‧X軸移動裝置

50‧‧‧Y軸移動裝置

Claims (6)

1. 一種具角度調整功能之精密滑台，係包含有一供裝設於一支撐面之底座、一以可移動方式裝設於底座上之移動座以及一裝設於底座上之線性驅動裝置；其中該移動座上係設置為一基準面，且該線性驅動裝置係連設於該移動座；當該線性驅動裝置往復式地牽引該移動座時，係可帶動該移動座相對於底座作往復式移動，而改變移動座相對於底座之角度；其中：該移動座係伸設有一軸桿，該軸桿之端部係由內而外依序套設定位有一第一軸承以及一第二軸承；該線性驅動裝置之自由端部係裝設有一驅動座；該驅動座係形成有一凹槽，而該第一軸承與第二軸承係同時容置於該凹槽中；該凹槽之兩側係分別固設有一第一頂塊以及一第二頂塊；該第一頂塊與第二頂塊係分別反向恆頂抵於該第一軸承與第二軸承；其中該第一頂塊與第二頂塊上係分別形成有一第一軸承滾動面以及一第二軸承滾動面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具角度調整功能之精密滑台，其中該第一軸承滾動面至第一軸承軸線之距離，係小於該第一軸承之半徑；且該第二軸承滾動面至第二軸承軸線之距離，係小於該第二軸承之半徑。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之具角度調整功能之精密滑台，其中該第一頂塊之自由端端部係設有一頂抵於第一軸承之凸塊，該凸 塊係可避免該第一頂塊與第二軸承接觸；該第一軸承滾動面係形成於該凸塊之端面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具角度調整功能之精密滑台，其中該第一頂塊、第二頂塊與該軸桿之軸線係位於同一平面上，且該平面係平行於該驅動桿之作動軸線。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之具角度調整功能之精密滑台，其中該軸桿係為一L形之結構體，並包含有一水平部以及一垂直部；該水平部係固接於該移動座之基準面上，而該第一軸承與第二軸承係依序裝設於該垂直部上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具角度調整功能之精密滑台，其中該底座與移動座之間進一步裝設有一X軸移動裝置以及一Y軸移動裝置，而該移動座係旋設於該Y軸移動裝置上，而該線性驅動裝置則側向裝設於該Y軸移動裝置上。