TWI623374B - Power type indexing chuck for multi-axis machine - Google Patents

Abstract

一種用於多軸加工機之動力式分度夾頭，包含一基座、一固持組件、一活塞，與一擋止件，基座可直接設置於多軸加工機，固持組件具有一傳動件與至少一定位部，固持組件可旋轉地設於基座，活塞設有一帶動部，活塞受油壓驅使而可往復移動地設於基座，帶動部與固持組件的傳動件相互結合，帶動部隨著活塞移動，進而透過傳動件帶動固持組件相對於基座旋轉，擋止件可依據固持組件的轉動狀態而結合於固持組件的至少一定位部，使得固持組件固定於基座。

Description

用於多軸加工機之動力式分度夾頭

本創作與多軸加工機有關，特別是指一種用於多軸加工機之動力式分度夾頭。

隨著機械加工不斷地提升其精密度與準確度，目前的機械加工成品已經可以接近達到奈米等級，而且產品設計與製造技術也持續朝向更為複雜與細緻的方向邁進。

當結構更為複雜的產品要進行機械加工，最常面臨的問題就是傳統3軸加工已無法順利切削出待加工件，必須以多軸向加工才能完成整個切削加工作業，因此如何利用夾持治具搭配自動化加工機產生出有效率的多軸向加工，已經成為業界最需克服的技術問題。

因此，本發明之主要目的乃在於提供一種用於多軸加工機之動力式分度夾頭，其可自動精準地定位待加工件於特定角度，同時整體機構較為精簡與不占體積，減少旋轉分度的作業時間，提升加工效率。

為了達成前述發明目的，本發明所提供用於多軸加工機之動力式分度夾頭，包含一基座、一固持組件、一活塞，與一擋止件；該基座設置於該多軸加工機；該固持組件具有一傳動件與至少一定位部，該固持組件可旋轉地 設於該基座；該活塞設有一帶動部，該活塞受油壓驅使而可往復移動地設於該基座，該帶動部與該固持組件的傳動件相互結合，該帶動部隨著該活塞移動，進而透過該傳動件帶動該固持組件相對於該基座旋轉；該擋止件可依據該固持組件的轉動狀態而結合於該固持組件的至少一定位部，使得該固持組件固定於該基座；藉以達成可自動精準地定位待加工件於特定角度，同時整體機構較為精簡與不占體積，減少旋轉分度的作業時間與提升加工效率等技術功效。

10、60、80、90‧‧‧多軸加工機之動力式分度夾頭

20‧‧‧基座

21‧‧‧板體

22‧‧‧第一側部

23‧‧‧第二側部

25‧‧‧固持組件

26‧‧‧承載板

27‧‧‧第一轉軸

28‧‧‧第二轉軸

30‧‧‧傳動件

32‧‧‧棘輪機構

33‧‧‧定位件

34‧‧‧內齒部

36‧‧‧定位部

37‧‧‧斜面

40‧‧‧活塞

41‧‧‧帶動部

42‧‧‧油室

45‧‧‧感測器

50‧‧‧擋止件

61‧‧‧基座

62‧‧‧固持組件

63‧‧‧夾爪

64‧‧‧傳動件

65‧‧‧定位部

66‧‧‧棘輪機構

67‧‧‧油室

68‧‧‧第一活塞

69‧‧‧帶動部

70‧‧‧油室

71‧‧‧第二活塞

72‧‧‧擋止件

81‧‧‧活塞

82‧‧‧帶動部

83‧‧‧擋止件

84‧‧‧傳動件

85‧‧‧固持組件

86‧‧‧定位部

91‧‧‧活塞

92‧‧‧帶動部

93‧‧‧擋止件

94‧‧‧固持組件

95‧‧‧傳動件

96‧‧‧定位部

以下，茲舉一較佳之實施例並配合下列圖示詳細說明本發明；而在下列圖示中：第1圖為本發明第1較佳實施例之立體組合圖；第2圖類同於第1圖，其中省略顯示第一側部與第二側部；第3圖為本發明第1較佳實施例之立體分解圖，其中省略顯示第一側部與第二側部；第4圖為本發明第1較佳實施例之俯視圖，其中省略顯示第一側部與第二側部；第5圖為第4圖中5-5剖線之剖視圖；第5A圖類同於第5圖，主要顯示活塞的移動狀態；第6圖為第4圖中6-6剖線之剖視圖；第7圖為第4圖中7-7剖線之剖視圖；第7A圖類同於第7圖，主要顯示固持組件的偏轉狀態；第8圖為第4圖中8-8剖線之剖視圖；第8A圖類同於第8圖，主要顯示擋止件的作動狀態；第9圖為本發明第2較佳實施例的立體組合圖； 第10圖為本發明第2較佳實施例的立體分解圖；第11圖為本發明第2較佳實施例的部分立體組合圖；第12圖為本發明第2較佳實施例的部分立體分解圖；第13圖類同於第12圖，主要顯示另一角度的狀態；第14圖為本發明第2較佳實施例的部分立體分解圖；第15圖類同於第14圖，主要顯示另一角度的狀態；第16圖至第19圖為本發明第2較佳實施例的剖視圖，主要顯示作動狀態；第20圖為本發明第3較佳實施例的立體分解圖；第21圖至第24圖為本發明第3較佳實施例的剖視圖，主要顯示作動狀態；第25圖為本發明第4較佳實施例的立體組合圖；第26圖為本發明第4較佳實施例的部分立體組合圖；第27圖為本發明第4較佳實施例的部分立體分解圖；第28圖至第29圖為本發明第4較佳實施例的剖視圖，主要顯示作動狀態。

首先要說明的是，本發明主要是為了實現機械加工的多軸旋轉分度加工需要，因此不同種類的自動加工機皆為本發明可涵蓋的範圍，例如自動化三軸、四軸、五軸加工機、或是車床、銑床、磨床等都可應用本發明，本發明可至少增加一個以上的加工軸向。

請參閱第1圖至第3圖所示，本發明第1較佳實施例所提供用於多軸加工機之動力式分度夾頭10，包含一基座20、一固持組件25、一活塞40，以及一擋止件50。基座20包括一板體21、一第一側部22與一第二側部23，基座20可直接設置於多軸加工機的工作台。

固持組件25包含一承載板26，承載板26的相對兩側分別設有一第一轉軸27與一第二轉軸28，固持組件25的第一轉軸27設有一傳動件30，於本較佳實施例的傳動件30為套設於第一轉軸27之環形齒輪。

如第3圖至第5圖所示，第一轉軸27與傳動件30之間具有一棘輪機構32，第1較佳實施例的棘輪機構32包括在第一轉軸27設有沿其徑向受彈力持續往外凸伸出外周面的定位件33，以及設於傳動件30內周的多數內齒部34對應著定位件33，如第5圖至第7圖所示，當定位件33卡住內齒部34，且傳動件30沿逆時針方向旋轉的時候，傳動件30利用內齒部34卡住定位件33而帶動第一轉軸27同步旋轉，當傳動件30沿順時針方向旋轉時，定位件33可沿著傳動件30的弧狀內周面脫離於內齒部34，傳動件30就不會帶動第一轉軸27旋轉，達成讓第一轉軸27只能保持朝單一方向轉動的作用。固持組件25的第二轉軸28具有一定位部36，於本較佳實施例的定位部36為凹設於第二轉軸28外周面的多個斜面37，各斜面37沿著第二轉軸28外周面呈間隔且交錯地排列。

固持組件25的第一轉軸27與第二轉軸28分別可旋轉地設於基座20的第一側部22與第二側部23，使得固持組件25可相對於基座20旋轉，承載板26用以設置各式夾治具固定待加工物，進而讓待加工件隨固持組件25偏轉而增加新的加工軸向

本發明的動力式分度夾頭主要利用液壓組件做為驅動源，液壓組件特別可為油壓式，液壓組件帶動透過可往復移動方式設置於第一側部22的活塞40，於本較佳實施例的第一側部22具有一油室42，活塞40設於油室42內部被液壓油帶動而來回移動，活塞40表面具有一帶動部41，於本較佳實施例的帶動部41為沿直線排列於活塞40表面的齒排，活塞40受油壓驅使而可往復移動於基座20，帶動部41與固持組件25的傳動件30相互結合，帶動部41隨著活塞40移動，並且嵌卡著傳動件30帶動固持組件25的第一轉軸27相對於基座20旋轉，再搭配 第一轉軸27與傳動件30之間的棘輪機構32，可以使活塞40的往復運動轉換成讓固持組件25始終朝著單一方向的旋轉運動。

為了讓固持組件25旋轉之後能有充分的定位效果，固持組件25的第一轉軸27設有一感測器45，如第8圖及第8A圖所示，擋止件50可移動地設於基座20的第二側部23，當感測器45接收到第一轉軸27旋轉至預定角度的時候，即可驅動液壓組件推動擋止件50嵌卡於第二轉軸28的定位部36，使第二轉軸28不會再轉動，固持組件25即可固定於基座20。

依據本發明的技術特徵，本案亦可應用於不同形式的夾持結構，如第9圖至第16圖所示，本發明第2較佳實施例所提供用於多軸加工機之動力式分度夾頭60，主要為自動化車床夾頭，其包括一可配置於車床主體的基座61，固持組件62具有夾爪63且可轉動地設於基座61，固持組件62亦具有一傳動件64與一定位部65，傳動件64為環形齒輪套設於固持組件62，如第16圖至第17圖所示，傳動件64與固持組件62之間同樣設有一棘輪機構66可使固持組件62朝單一方向旋轉，定位部65為多個鄰近於傳動件64的斜面。

如第12圖至第16圖所示，基座61的油室67內部設有可受油壓而往復移動的第一活塞68，第一活塞68設有為齒排的帶動部69嵌卡於傳動件64，帶動部69與固持組件62的傳動件64相互結合，帶動部69隨著第一活塞68移動，進而透過傳動件64帶動固持組件62相對於基座61旋轉產生分度作用，再搭配固持組件62與傳動件64之間的棘輪機構66，可以使第一活塞68的往復運動轉換成讓固持組件62始終朝著單一方向的旋轉運動。

同樣是為了定位住可轉動的固持組件62，如第12圖至第15圖、第18圖及第19圖所示，基座61內部設有另一油室70與可往復移動的第二活塞71，第二活塞71具有一楔形擋止件72，如第16圖及第18圖所示，當第一活塞68移動而旋轉固持組件62至預定角度之後，第二活塞71會同步受油壓驅使而移動，並且 將擋止件72抵接於定位部65，使固持組件62不會轉動，如第17圖及第19圖所示，當第一活塞68只帶動傳動件64而不帶動固持組件62轉動的時候，第二活塞71也同步受油壓驅使而移動至擋止件72分離於定位部65，固持組件62即可不被定位住。

再如第20圖所示，本發明第3較佳實施例所提供用於多軸加工機之動力式分度夾頭80也可改為內置式自動分度夾頭，其特點在於活塞81同時設有帶動部82與擋止件83，如第21圖至第24圖所示，當帶動部82隨著活塞81移動且透過傳動件84轉動固持組件85，活塞81也同步將擋止件83抵接於固持組件85的定位部86，讓固持組件85被定位住而不會轉動。

另如第25圖至29圖所示係為本發明第4較佳實施例所提供用於多軸加工機之動力式分度夾頭90，其特點在於活塞91同時具有帶動部92與二相對設置的楔形擋止件93，固持組件94與傳動件95之間不具有棘輪機構，換言之，隨著往復移動的活塞91，帶動部92可藉由傳動件95直接轉動固持組件94，直到同步移動的各擋止件93卡抵住固持組件94的定位部96為止，即可使固持組件94不再轉動，也達成使固持組件94分度旋轉及固定的技術功效。

Claims (6)

1. 一種用於多軸加工機之動力式分度夾頭，包含：一基座，設置於該多軸加工機；一固持組件，具有一傳動件與至少一定位部，該固持組件可旋轉地設於該基座；一活塞，設有一帶動部，該活塞受油壓驅使而可往復移動地設於該基座，該帶動部與該固持組件的傳動件相互結合，該帶動部隨著該活塞移動，進而透過該傳動件帶動該固持組件相對於該基座旋轉；以及至少一可移動的擋止件，該至少一擋止件的移動狀態關聯於該活塞的移動狀態，讓該至少一擋止件可依據該固持組件的轉動狀態而結合於該固持組件的至少一定位部，使得該固持組件固定於該基座。
2. 如請求項1所述用於多軸加工機之動力式分度夾頭，其中該固持組件與該傳動件之間設有一棘輪機構，使該活塞的往復運動轉換成讓該固持組件朝著單一方向的旋轉運動。
3. 如請求項1所述用於多軸加工機之動力式分度夾頭，其中該至少一擋止件設於該活塞，當該帶動部隨著該活塞移動且透過該傳動件轉動該固持組件，該活塞也同步將該擋止件抵接於該固持組件的定位部，讓該固持組件被定位住而不會轉動。
4. 如請求項1所述用於多軸加工機之動力式分度夾頭，其中該至少一擋止件的數量為二，該活塞具有該二擋止件，隨著往復移動的該活塞，該帶動部可藉由該傳動件直接轉動該固持組件，直到同步移動的其中一該擋止件卡抵住該固持組件的定位部，即可使該固持組件不再轉動。
5. 如請求項1所述用於多軸加工機之動力式分度夾頭，其中另設有一感測器，該感測器偵測該固持組件的旋轉角度，並對應驅動液壓組件推動該至少一擋止件定位於該定位部，使該固持組件固定於該基座。
6. 如請求項1所述用於多軸加工機之動力式分度夾頭，其中另設有一第二活塞，該至少一擋止件設於該第二活塞，當該活塞移動而旋轉該固持組件，該第二活塞會對應同步受油壓驅使而移動，並且將該至少一擋止件抵接於該定位部，進而固定住該固持組件。