TWI642512B - 主軸傳動固定裝置 - Google Patents

Abstract

一種主軸傳動固定裝置，包含一主軸單元、一固定單元，及一驅動單元。該主軸單元包括一主軸頭、一滑動筒、一套設於該滑動筒中之旋轉軸，及一設置於該滑動筒上之固定座，該固定單元包括一與該滑動筒之一端連接的固定環，及一間隔套設於該滑動筒上之帶動塊，該驅動單元包括一驅動馬達、一與該驅動馬達連接之滾珠螺桿，及一線性滑軌組，該驅動馬達作動以驅動該滾珠螺桿朝直線運動方向移動，使與該滾珠螺桿連接之線性滑軌組向該主軸頭方向滑動，同時連動該帶動塊使該滑動筒受該線性滑軌組帶動朝該主軸頭方向滑動，令該主軸頭朝Z軸方向移動。

Description

主軸傳動固定裝置

本發明是有關一種固定裝置，特別是指一種主軸傳動固定裝置。

隨著製造業的發展，加工工件越來越複雜，且對加工精度要求越來越高，而加工機之主軸的穩定性是關乎工件加工精度和完工度的關鍵之一，因此，主軸移動快速且精確為主軸頭設計的主要方向。

參閱圖1為習知的主軸頭1，包含一主軸11、一與該主軸11連接之推進筒12、一套置於該推進筒12中之旋轉軸13、一套設於該推進筒12表面之固定件14，及一與該固定件14連接之進給裝置15，其中，該進給裝置15包括一驅動馬達151、一受該驅動馬達151帶動之滾珠螺桿152，及一平行設置於該推進筒12上之導柱153，該導柱153用以提升該推進筒12移動之穩定度，該主軸11可連接加工用之刀具，該主軸頭1的作動是利用該驅動馬達151帶動該滾珠螺桿152驅動該推進筒12，進而使該推進筒12帶動該主軸11前進到加工位置，而該導柱153是用以提升該推進筒12移動之穩定度。

惟，加工的過程中，刀具所受到的反作用 力會經由該主軸11、該推進筒12傳遞至該導柱153，且由於該導柱153之精度與摩擦係數均不佳，一旦該導柱153偏移更將影響該推進筒12移動的精確性，而降低該主軸頭1之加工精度，此外，更需人員進行額外校正，因此習知加工主軸結構於組裝過程中更有耗時之缺失。

再者，習知主軸頭1的推進筒12僅與該固定件14藉由單面式相互鎖固結合，為了提升加工精度，只得以高精度的加工方式來製作該推進筒12與該固定件14外，且為了提升剛性更需增加該固定件14的厚度，如此反而增加了無意義之空間浪費。

上述缺點都顯現習知加工主軸結構在加工過程所衍生的種種問題，長久下來，將導致物件的不良率與成本效率無法提升等缺失，因此，現有技術確實有待提出更佳解決方案之必要性。

有鑑於此，本發明之目的，是提供一種主軸傳動固定裝置，包含一主軸單元、一固定單元，及一驅動單元。

該主軸單元包括一主軸頭、一與該主軸頭連接之滑動筒、一套設於該滑動筒中之旋轉軸，及一設置於該滑動筒上之固定座，該固定單元包括一與該滑動筒之一端連接的固定環，及一間隔套設於該滑動筒上且位於該 固定環一側之帶動塊，該驅動單元包括一位於該固定座上之驅動馬達、一與該驅動馬達連接並受該驅動馬達帶動之滾珠螺桿，及一設置於該固定座上並與該帶動塊及該滾珠螺桿連接之線性滑軌組，該驅動馬達作動以驅動該滾珠螺桿朝直線運動方向移動，使與該滾珠螺桿連接之線性滑軌組向該主軸頭方向滑動，同時連動該帶動塊使該滑動筒受該線性滑軌組帶動朝該主軸頭方向滑動，以令該主軸頭朝Z軸方向移動。

本發明的另一技術手段，是在於上述之固定單元更包括一套設於該滑動筒上且位於該帶動塊一側之鎖附環，其具有複數第四連接孔，且該鎖附環是靠近該主軸頭方向設置。

本發明的又一技術手段，是在於上述之線性滑軌組具有二平行分設於該固定座上之滑軌、二相對分設於該二滑軌上之滑塊，及一連接該二滑塊與該滾珠螺桿之連接塊，該滾珠螺桿與該二滑軌為平行設置，且該滾珠螺桿位於該二滑塊間。

本發明的再一技術手段，是在於上述之滑動筒具有一遠離該主軸頭之第一端、一靠近該主軸頭之第二端，及複數環設於該第一端上之穿設孔，該固定環是與該滑動筒之第一端連接。

本發明的另一技術手段，是在於上述之帶 動塊具有一本體、複數設置於該本體上之第三連接孔，及一自該本體向上凸伸之連接片，該連接片與該線性滑軌組之連接塊底部連接。

本發明的又一技術手段，是在於上述之固定環具有複數環設於靠近該固定環中心之第一連接孔，及複數環設於靠近該固定環外緣之第二連接孔，該固定單元更包括複數第一固定件，及複數第二固定件，該第一固定件可自該固定環之第一連接孔穿設至該滑動筒之穿設孔，以將該固定環與該滑動筒鎖固在一起，而該第二固定件則可自該固定環之第二連接孔先穿設至該帶動塊之第三連接孔，再穿設至該鎖附環之第四連接孔中，以將該固定環、該帶動塊與該鎖附環鎖固在一起。

本發明的再一技術手段，是在於上述之帶動塊是受該固定環與該鎖附環之夾合以間隔套設於該滑動筒之表面，且該帶動塊與該滑動筒間有1~3mm的空隙。

本發明的另一技術手段，是在於上述之固定座圍繞界定出一滑動空間，該滑動筒會由該滑動空間中朝該主軸頭方向滑動，以令該主軸頭朝該Z軸方向移動。

本發明之有益功效在於，藉由將該鎖附環、該帶動塊，及該固定環之三片式結構設計套設於該滑動筒上，利用該鎖附環與該固定環兩個面夾合於該帶動塊的左右兩側，取代習知推進筒與該固定件僅依靠單面式結 合，不需藉由單一構件的精度來提升整體之穩定性，除了可簡化構件之製作精度要求，更可增加平行度之移動穩定性，再透過該帶動塊之連接片與該線性滑軌組之連接塊底部相連接，則可提升垂直度之移動穩定性，進而達到位移量精準之功效。

3‧‧‧主軸單元

31‧‧‧主軸頭

32‧‧‧滑動筒

321‧‧‧第一端

322‧‧‧第二端

323‧‧‧穿設孔

33‧‧‧旋轉軸

34‧‧‧固定座

340‧‧‧滑動空間

4‧‧‧固定單元

41‧‧‧固定環

411‧‧‧第一連接孔

412‧‧‧第二連接孔

42‧‧‧帶動塊

421‧‧‧本體

422‧‧‧第三連接孔

423‧‧‧連接片

43‧‧‧鎖附環

431‧‧‧第四連接孔

44‧‧‧第一固定件

45‧‧‧第二固定件

5‧‧‧驅動單元

51‧‧‧驅動馬達

52‧‧‧滾珠螺桿

53‧‧‧線性滑軌組

531‧‧‧滑軌

532‧‧‧滑塊

533‧‧‧連接塊

A‧‧‧Z軸方向

圖1是一立體示意圖，說明習知一種主軸頭的態樣；圖2是一立體示意圖，說明本發明主軸傳動固定裝置的較佳實施例；圖3是一剖面示意圖，說明本較佳實施例中一鎖附環、一帶動塊，及一固定環依序套設於一滑動筒上之連接態樣；圖4是一立體示意圖，說明本較佳實施例之另一視角態樣；圖5是一側視示意圖，說明本較佳實施例中該帶動塊與一連接塊之底部連接的態樣；及圖6是一立體示意圖，說明本較佳實施例之作動態樣。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖2、3，為本發明主軸傳動固定裝置 的較佳實施例，其包含一主軸單元3、一固定單元4，及一驅動單元5。

該主軸單元3包括一主軸頭31、一與該主軸頭31連接之滑動筒32、一套設於該滑動筒32中之旋轉軸33，及一設置於該滑動筒32上之固定座34。

於此先說明的是，本發明之主軸頭31可裝設工具機上，作為攻牙、銑床、鑽孔等用途之加工，因此該主軸頭31可夾設不同用途之刀具於其上，以對工件進行前後之Z軸位移加工，而套設於該滑動筒32中之旋轉軸33則透過一馬達帶動(圖未示出)作為旋轉與前後之Z軸加工作動。

再者，該滑動筒32具有一遠離該主軸頭31之第一端321、一靠近該主軸頭31之第二端322，及複數環設於該第一端321上之穿設孔323，於此該第二端322與該主軸頭31連接。

此外，該固定座34圍繞界定出一滑動空間340，該滑動筒32會由位於該滑動空間340中該滑動筒32之第一端321朝該主軸頭31方向滑動，以令該主軸頭31朝Z軸方向A移動，使夾設於該主軸頭31上之刀具對工件進行加工作業。

該固定單元4包括一與該滑動筒32之一端連接的固定環41、一間隔套設於該滑動筒32上且位於該 固定環41一側之帶動塊42、一套設於該滑動筒32上且位於該帶動塊42一側之鎖附環43、複數第一固定件44，及複數第二固定件45。

其中，該固定環41是與該滑動筒32之第一端321連接，該鎖附環43是靠近該主軸頭31方向設置，也就是靠近該滑動筒32之第二端322。

配合參閱圖4、5，該固定環41具有複數環設於靠近該固定環41中心之第一連接孔411，及複數環設於靠近該固定環41外緣之第二連接孔412，該帶動塊42具有一本體421、複數設置於該本體421上之第三連接孔422，及一自該本體421向上凸伸之連接片423，而該鎖附環43則具有複數第四連接孔431。

該第一固定件44可自該固定環41之第一連接孔411穿設至該滑動筒32之穿設孔323中，以將該固定環41與該滑動筒32鎖固在一起，而該第二固定件45則可自該固定環41之第二連接孔412先穿設至該帶動塊42之第三連接孔422，再穿設至該鎖附環43之第四連接孔431中，以將該固定環41、該帶動塊42與該鎖附環43鎖固在一起。

實際實施時，是將該鎖附環43、該帶動塊42，及該固定環41依序套設於該滑動筒32上，且三者更透過該第一、二固定件44、45將該固定環41與該滑動筒 32，以及該固定環41、該帶動塊42與該鎖附環43鎖固在一起，因此位於中間之帶動塊42，即可受該固定環41與該鎖附環43之夾合以間隔套設於該滑動筒32之表面，於此，該帶動塊42與該滑動筒32間有1~3mm的空隙。

藉由將該鎖附環43、該帶動塊42，及該固定環41之三片式結構設計套設於該滑動筒32上，利用該鎖附環43與該固定環41的兩個面夾合於該帶動塊42的左右兩側，取代習知推進筒與該固定件僅依靠單面式結合，不需藉由單一構件的精度來提升整體之穩定性，除了可簡化構件之製作精度要求，更可增加整體平行移動之穩定性，進而達到位移量精準之功效。

進一步地，鎖固在一起之三片式結構設計，其厚度遠大於單片式，不僅可提升整體之剛性，更可降低力量不同步之缺失。此外，鎖固三片式結構之複數第一、二固定件44、45則可增加整體鎖固結合之穩定性與剛性。

較佳地，該鎖附環43除了作為與該固定環41一起夾合該帶動塊42之固定夾用途，以及增加三片式之整體厚度以達到剛性高而變形量小之目的外，由於其設置位置是靠近該滑動筒32之第二端322，不需因該鎖附環43之設置而改變整體厚度，反而是利用該滑動筒32剩餘之現有空間向內補強，實為有效利用空間之巧思。

該驅動單元5包括一位於該固定座34上之驅動馬達51、一與該驅動馬達51連接並受該驅動馬達51帶動之滾珠螺桿52，及一設置於該固定座34上並與該帶動塊42及該滾珠螺桿52連接之線性滑軌組53。

其中，該線性滑軌組53具有二平行分設於該固定座34上之滑軌531、二相對分設於該二滑軌531上之滑塊532，及一連接該二滑塊532與該滾珠螺桿52之連接塊533，該滾珠螺桿52與該二滑軌531為平行設置，且該滾珠螺桿52位於該二滑塊532間，而該連接片423則與該線性滑軌組53之連接塊533底部連接。

配合參閱圖6，實際實施時，該驅動馬達51作動以驅動該滾珠螺桿52朝直線運動方向前後移動，於此直線運動指該滾珠螺桿52與該主軸頭31朝同方向移動，使與該滾珠螺桿52連接之線性滑軌組53向該主軸頭31方向滑動，同時連動該帶動塊52使該滑動筒32受該線性滑軌組53帶動朝該主軸頭31方向滑動，以令該主軸頭31朝該Z軸方向A移動。

值得一提的是，該旋轉軸33之向上延伸位置是位於該二滑軌531的中間，使該二滑軌531與該旋轉軸33呈一倒三角形的位置，因此，左右之二滑軌531與該旋轉軸33的距離相等，再者，該滾珠螺桿52、該二滑軌531與該旋轉軸33呈一菱形，因此，該滾珠螺桿52至左 右之二滑軌531的距離相等，而左右之二滑軌531至該旋轉軸33的距離相等，當該驅動馬達51作動以驅動該滾珠螺桿52沿直線運動方向平移時，藉由該滾珠螺桿52、該二滑軌531與該旋轉軸33之對等平行位置，更增強整體來回滑移之穩定性，以達到位移量精準之最終目的。

綜上所述，本發明主軸傳動固定裝置，藉以該主軸單元3、該固定單元4，及該驅動單元5間相互設置，將該固定環41、該帶動塊42與該鎖附環43之三片式結構套設於該滑動筒32上，再利用該第一、二固定件44、45將三者鎖固在一起，以提升平行度之穩定需求，再透過該帶動塊42之連接片423與該線性滑軌組53之連接塊533底部相連接，以提升垂直度之穩定需求，且鎖固在一起之三片式結構設計厚度遠大於單片式，不僅可增加整體厚度以達到剛性高而變形量小之目的，更可降低力量不同步之缺失，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (8)

1. 一種主軸傳動固定裝置，包含：一主軸單元，包括一主軸頭、一與該主軸頭連接之滑動筒、一套設於該滑動筒中之旋轉軸，及一設置於該滑動筒上之固定座；一固定單元，包括一與該滑動筒之一端連接的固定環，及一間隔套設於該滑動筒上且位於該固定環一側之帶動塊；及一驅動單元，包括一位於該固定座上之驅動馬達、一與該驅動馬達連接並受該驅動馬達帶動之滾珠螺桿，及一設置於該固定座上並與該帶動塊及該滾珠螺桿連接之線性滑軌組；該驅動馬達作動以驅動該滾珠螺桿朝直線運動方向移動，使與該滾珠螺桿連接之線性滑軌組向該主軸頭方向滑動，同時連動該帶動塊使該滑動筒受該線性滑軌組帶動朝該主軸頭方向滑動，以令該主軸頭朝Z軸方向移動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之主軸傳動固定裝置，其中，該固定單元更包括一套設於該滑動筒上且位於該帶動塊一側之鎖附環，其具有複數第四連接孔，且該鎖附環是靠近該主軸頭方向設置。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之主軸傳動固定裝置，其中，該線性滑軌組具有二平行分設於該固定座上之滑軌、二相對分設於該二滑軌上之滑塊，及一連接該二滑塊與該滾珠螺桿之連接塊，該滾珠螺桿與該二滑軌為平行設置，且該滾珠螺桿位於該二滑塊間。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之主軸傳動固定裝置，其中，該滑動筒具有一遠離該主軸頭之第一端、一靠近該主軸頭之第二端，及複數環設於該第一端上之穿設孔，該固定環是與該滑動筒之第一端連接。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之主軸傳動固定裝置，其中，該帶動塊具有一本體、複數設置於該本體上之第三連接孔，及一自該本體向上凸伸之連接片，該連接片與該線性滑軌組之連接塊底部連接。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之主軸傳動固定裝置，其中，該固定環具有複數環設於靠近該固定環中心之第一連接孔，及複數環設於靠近該固定環外緣之第二連接孔，該固定單元更包括複數第一固定件，及複數第二固定件，該第一固定件可自該固定環之第一連接孔穿設至該滑動筒之穿設孔，以將該固定環與該滑動筒鎖固在一起，而該第二固定件則可自該固定環之第二連接孔先穿設至該帶動塊之第三連接孔，再穿設至該鎖附環之第四連接孔中，以將該固定環、該帶動塊與該鎖附環鎖固在一起。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之主軸傳動固定裝置，其中，該帶動塊是受該固定環與該鎖附環之夾合以間隔套設於該滑動筒之表面，且該帶動塊與該滑動筒間有1~3mm的空隙。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之主軸傳動固定裝置，其中，該固定座圍繞界定出一滑動空間，該滑動筒會由該滑動空間中朝該主軸頭方向滑動，以令該主軸頭朝該Z軸方向移動。