TWI751916B

TWI751916B - 異點往復構造

Info

Publication number: TWI751916B
Application number: TW110106323A
Authority: TW
Inventors: 江宏偉
Original assignee: 達奈美克股份有限公司
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2022-01-01
Also published as: TW202233346A

Abstract

一種異點往復構造，包含：一迴轉缸、一心軸、一動力單元及一定位組件，該心軸上有一循環通道，該循環通道包括一第一U型槽及一第二U型槽，該定位組件包括一定位銷；透過該動力單元作動，控制該定位銷沿著該第一U型槽自一第一端部進入一第二端部，或是沿著該第二U型槽自該第二端部進入該第一端部，使該心軸的一工作部在一第一往復點及一第二往復點之間往復移動。藉此，該工作部可以轉到該第一往復點對應一工件，或是轉到該第二往復點而避開與該工件的碰撞，進而確保加工作業持續而不中斷，並減少每次放該工件所需的時間。

Description

異點往復構造

本發明係關於一種加工機中的異點往復構造，特別係指一種可以在第一往復點及第二往復點之間來回移動的異點往復構造。

在自動化的廠房之中，為了可以快速的連續加工，有些加工機台上會有複數個加工站，並藉由送料機台協助將工件從一個工作站搬到相鄰的另一個工作站。

如第十六圖及第十七圖所示，工件1’抵達加工站之後，為了避免工件1’在加工時偏移造成誤差或瑕疵，通常會有夾具2’與工作台3’共同夾持工件1’以輔助工件1’的定位，而工件1’加工完畢要離開加工站時，夾具2’會與工作台3’分開，以讓工件1’得以被從夾具2’與工作台3’之間的開口搬到另一個工作站。

然而，由於夾具2’只能垂直工作台3’向上移動，當工件1’要進入下一個工作站的開口時，必須要繞過夾具2’才能到達開口，如第十七圖中箭頭的示意，十分不便。尤其是當工件1’為較軟的長形物體，例如為軟水管時，工件1’受到自身重力而彎曲的部分容易與夾具2’碰撞，可能損傷工件1’，甚至當工件1’因撞擊而從送料機台上脫落時，仍需要工作人員去撿起掉落的工件1’，還可能造成加工作業的中斷。

爰此，本發明人提出一種異點往復構造，包含：一迴轉缸，該迴轉缸中有一活塞槽，該活塞槽沿一位移方向延伸；一心軸，沿該位移方向延伸，該心軸一端有一活塞位於該活塞槽中，該心軸另一端凸伸有一工作部，該心軸上有一循環通道，該循環通道包括相鄰的一第一U型槽及一第二U型槽；該第一U型槽有一第一段及一第二段，該第一段與該第二段在一第一低點連接，該第一段有一第一端部相對該第一低點，該第二段有一第二端部相對該第一低點，有一第一段差位在該第一U型槽中並靠近該第一低點；該第二U型槽有一第三段及一第四段，該第三段與該第四段在一第二低點連接，有一第二段差位在該第二U型槽中並靠近該第二低點；在該循環通道中有一第三段差相鄰該第一段及該第三段，在該循環通道中有一第四段差相鄰該第二段及該第四段；一動力單元，固定於該迴轉缸並連通該活塞槽；一定位組件，固定於該迴轉缸，該定位組件有一定位銷伸入該循環通道中並抵於該心軸；當該定位銷位於該第一端部時，該心軸的該工作部位於一第一往復點，透過該動力單元作動，使該心軸在該位移方向上移動，並透過該第三段差、該第一段差及該第四段差控制該定位銷沿著該第一U型槽自該第一端部進入該第二端部，當該定位銷位於該第二端部時，該心軸的該工作部轉至與該第一往復點相異的一第二往復點；當該定位銷位於該第二端部時，透過該動力單元作動，使該心軸在該位移方向上移動，並透過該第四段差、該第二段差及該第三段差控制該定位銷沿著該第二U型槽自該第二端部進入該第一端部，當該定位銷位於該第一端部時，該心軸的該工作部轉回至該第一往復點。

進一步，該位移方向係一高度方向，該工作部為一壓緊件，且該壓緊件垂直於該高度方向。

進一步，該壓緊件上有一限位槽朝向下方。

進一步，該第一U型槽的槽壁上有一第一上尖點及一第一下尖點形成該第一低點，該第二U型槽的槽壁上有一第二上尖點及一第二下尖點形成該第二低點，且該第一上尖點及該第一下尖點的連線，以及該第二上尖點及該第二下尖點的連線，皆不沿著該位移方向。

其中，該第一上尖點接近該第二端部，該第一下尖點接近該第一端部，該第二上尖點接近該第三端部，該第二下尖點接近該第四端部。

進一步，該定位組件有一套筒固設於該迴轉缸，該套筒中有相鄰的該定位銷及一彈性件，該彈性件一端抵於該定位銷，該彈性件另一端抵於該套筒；當該定位銷抵於該心軸時，該彈性件儲存一彈力位能，當該定位銷跨越該第一段差、該第二段差、該第三段差及該第四段差之一而未抵於該心軸時，該彈性件釋放該彈力位能而使該定位銷持續抵於該心軸。

進一步，該迴轉缸有一外管套設於該心軸，且該循環通道位於該外管內。

進一步，該動力單元包含在該位移方向上下相鄰的一第一動力件及一第二動力件，該第一動力件及該第二動力件皆固設於該迴轉缸，該活塞將該活塞槽分為上下相鄰的一第一活塞槽及一第二活塞槽，該第一動力件連通該第一活塞槽，該第二動力件連通該第二活塞槽；當該第一動力件作動而對該第一活塞槽提供動力時，使該心軸在該位移方向上向下移動；當該第二動力件作動而對該第二活塞槽提供動力時，使該心軸在該位移方向上向上移動。

其中，該第一往復點與該心軸的連線，以及該第二往復點與該心軸的連線，夾角介於135度至225度之間。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.藉由在第一往復點及第二往復點之間的往復運動，工作部可以轉到第一往復點對應工件，或是轉到第二往復點而避開與工件的碰撞，進而確保加工作業持續而不中斷，並減少每次放工件所需的時間。

2.無論是在第一低點、第二低點，還是要從第一U型槽進入第二U型槽，或是要從第二U型槽進入第一U型槽，都有段差的結構，確保心軸正確的旋轉，使定位銷順著循環通道正確移動。

3.工作部為壓緊件，可以與工作台一起壓緊工件，避免工件在加工過程中移位而造成加工誤差。

4.壓緊件上設置有限位槽，在壓緊件與工作台一起壓緊工件時，工件可以被限制在限位槽中，避免工件受壓後往側邊彈開。

5.定位銷一端伸入循環通道中抵於心軸，另一端則抵於彈性件，確保定位銷在跨越段差後，可以持續抵於心軸，避免定位銷與心軸分離而使心軸不被定位銷定位。

6.第一上尖點及第一下尖點的連線，以及第二上尖點及第二下尖點的連線，皆不沿著位移方向，當定位銷通過第一上尖點或第二上尖點後，心軸往上移動時，第一上尖點及第二上尖點都可以確保定位銷順著循環通道正確移動。

7.迴轉缸有外管套設在心軸上，可以保護循環通道，避免灰塵或異物落入循環通道中。

8.動力單元包含上下相鄰的第一動力件及第二動力件，可以根據是以第一動力件或第二動力件對活塞槽提供動力，控制心軸要往上還是要往下移動。

本發明：

1:迴轉缸

11:活塞槽

12:外管

2:心軸

21:活塞

22:壓緊件

221:限位槽

23:第一U型槽

231:第一段

2311:第一端部

232:第二段

2321:第二端部

233:第一低點

2331:第一上尖點

2332:第一下尖點

24:第二U型槽

241:第三段

242:第四段

243:第二低點

2431:第二上尖點

2432:第二下尖點

25:第一段差

26:第二段差

27:第三段差

28:第四段差

3:動力單元

31:第一動力件

32:第二動力件

4:定位組件

41:套筒

42:彈性件

43:定位銷

A:工作台

B:工件

先前技術：

1’:工件

2’:夾具

3’:工作台

[第一圖]係本發明實施例之立體外觀示意圖。

[第二圖]係本發明實施例之立體分解示意圖。

[第三圖]係本發明實施例之剖視圖。

[第四圖]係本發明實施例之心軸的立體外觀圖。

[第五圖]係心軸另一方向的立體外觀圖。

[第六圖]係本發明實施例之作動圖一，示意壓緊件位於第一往復點。

[第七圖]係本發明實施例於作動狀態下之部分放大圖一，示意定位銷位於第一U型槽的第一端部。

[第八圖]係本發明實施例之作動圖二，示意壓緊件位於第一往復點及第二往復點之間。

[第九圖]係本發明實施例於作動狀態下之部分放大圖二，示意定位銷位於第一低點。

[第十圖]係本發明實施例之作動圖三，示意壓緊件位於第二往復點而能放上工件。

[第十一圖]係本發明實施例於作動狀態下之部分放大圖三，示意定位銷位於第二端部。

[第十二圖]係本發明實施例於作動狀態下之部分放大圖四，示意定位銷從第二段進入第四段。

[第十三圖]係本發明實施例於作動狀態下之部分放大圖五，示意定位銷位於第二低點。

[第十四圖]係本發明實施例於作動狀態下之部分放大圖六，示意定位銷從第三段進入第一段。

[第十五圖]係本發明實施例之作動圖四，示意壓緊件與工作台夾住工件。

[第十六圖]係習知技術之作動圖一，示意夾具與工作台夾住工件。

[第十七圖]係習知技術之作動圖二，示意夾具與工作台分離而能放上工件。

綜合上述技術特徵，本發明異點往復構造的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

請參閱第一圖至第三圖，係揭示本發明實施例異點往復構造，包含：

一迴轉缸1，該迴轉缸1中有一活塞槽11，該活塞槽11沿一位移方向延伸，該迴轉缸1上還有一外管12。在本發明之較佳實施例中，該位移方向即為一高度方向。

一心軸2，沿該高度方向延伸，該心軸2一端有一活塞21位於該活塞槽11中，該心軸2另一端凸伸有一工作部，在本發明之較佳實施例中，該工作部為一壓緊件22，且該壓緊件22垂直於該高度方向，在該壓緊件22上還有一限位槽221朝向下方。該心軸2上還有一循環通道介於該活塞21及該壓緊件22之間，該外管12套設於該心軸2，且該循環通道位於該外管12內。藉由該外管12，可以保護該循環通道，避免灰塵或異物落入該循環通道中。

一動力單元3，本實施例以氣壓為動力，該動力單元3固定於該迴轉缸1並連通該活塞槽11。更詳細的說，該活塞21將該活塞槽11分為上下相鄰的一第一活塞槽及一第二活塞槽，該動力單元3包含一第一動力件31連通該第一活塞槽，以及一第二動力件32連通該第二活塞槽，上述第一動力件31與第二動力件32在本實施例為一氣壓閥，圖式中以管件示意該第一動力件31及該第二動力件32連通該活塞槽11。當要使該心軸2向下移動時，可以藉由該第一動力件31對該第一活塞槽提供動力，亦即提供一氣壓；當要使該心軸2向上移動時，可以藉由該第二動力件32對該第二活塞槽提供動力，也是提供該氣壓，根據是以該第一動力件31還是以該第二動力件32對該活塞槽11提供動力，就可以控制該心軸2的移動方向。

一定位組件4，固定於該迴轉缸1，該定位組件4包含一套筒41、一彈性件42及一定位銷43。該套筒41固設於該迴轉缸1，該套筒41中有相鄰的該彈性件42及該定位銷43，該彈性件42一端抵於該定位銷43，該彈性件42另一端抵於該套筒41，該定位銷43伸入該循環通道中並抵於該心軸2。藉由該彈性件42，在該定位銷43抵於該心軸2時儲存一彈力位能，後續當該定位銷43因跨越段差而暫時未抵於該心軸2時，該彈性件42就會釋放該彈力位能，進而使該定位銷43可以持續抵於該心軸2，確保該心軸2持續受該定位銷43定位。

請參閱第四圖及第五圖，該循環通道包括相鄰的一第一U型槽23及一第二U型槽24。

該第一U型槽23有一第一段231及一第二段232，該第一段231與該第二段232在一第一低點233連接，該第一U型槽23的槽壁上有一第一上尖點2331及一第一下尖點2332形成該第一低點233。該第一段231有一第一端部2311相對該第一低點233，該第二段232有一第二端部2321相對該第一低點233，有一第一段差25位在該第一U型槽23中並靠近該第一低點233。在本發明之較佳實施例中，該第一段差25位在該第一段231中並靠近該第一低點233，且該第一段差25接近該第一端部2311的一側，深度淺於該第一段差25接近該第二端部2321的一側。

該第二U型槽24有一第三段241及一第四段242，該第三段241與該第四段242在一第二低點243連接，該第二U型槽24的槽壁上有一第二上尖點2431及一第二下尖點2432形成該第二低點243。有一第二段差26位在該第二U型槽24中並靠近該第二低點243。在本發明之較佳實施例中，該第二段差26位在該第四段242中並靠近該第二低點243，且該第二段差26接近該第一端部2311的一側，深度深於該第二段差26接近該第二端部2321的一側。

在該循環通道中還有一第三段差27相鄰該第一段231及該第三段241，以及有一第四段差28相鄰該第二段232及該第四段242。在本發明之較佳實施例中，該第三段差27位於該第一段231及該第三段241之間，且該第三段差27從該第三段241往該第一低點233的一側，深度淺於該第三段差27從該第三段241往該第一端部2311的一側。該第四段差28位於該第二段232及該第四段242 之間，且該第四段差28從該第四段242往該第一低點233的一側，深度淺於該第四段差28從該第四段242往該第二端部2321的一側。

該第一上尖點2331接近該第二端部2321，該第一下尖點2332接近該第一端部2311，該第二上尖點2431接近該第三端部，該第二下尖點2432接近該第四段242部，使得該第一上尖點2331及該第一下尖點2332的連線，以及該第二上尖點2431及該第二下尖點2432的連線，皆不沿著該位移方向。

請參閱第六圖及第七圖，當該定位銷43位於該第一端部2311時，該心軸2的該壓緊件22的所在位置定為一第一往復點。此時，該活塞21會位於該活塞槽11的底部。於圖式中為了更好的說明，僅以圓圈示意該定位銷43。

請參閱第七圖至第九圖，透過該第一動力件31作動而對該第一活塞槽提供動力，會使該心軸2在該高度方向上向上移動。該心軸2向上移動後，相當於該定位銷43相對該心軸2向下移動，要先特別說明的是，以下敘述到該定位銷43移動的狀態，僅是相對該心軸2而言以方便說明，實際上該定位銷43受到該套筒41的限制，並不會在該高度方向上或在該心軸2的周向上移動。

該心軸2在該高度方向上向上移動之後，該定位銷43從該第一端部2311沿著該第一段231出發，在該第一段231與該第三段241的交界處，該定位銷43不跨越該第三段差27而維持在該第一段231，該定位銷43並在該第一段231中接觸該第一U型槽23的槽壁而給予該心軸2一轉矩，進而使該心軸2轉動，該定位銷43因而抵達該第一低點233。

當該定位銷43跨越該第一段差25後，該定位銷43會抵達該第一低點233而準備進入該第二段232。該定位銷43抵達該第一低點233時，該定位銷43的上方會先碰觸到該第一上尖點2331，該定位銷43並順著該第一U型槽23的槽壁，而由該第一端部2311往該第二端部2321的方向通過該第一上尖點2331。此時，該心軸2的該壓緊件22轉至與該第一往復點相異的一中繼點。較佳地，該中繼點與該心軸2的連線，以及該第一往復點與該心軸2的連線，夾角介於45度至135度之間。

當該第二動力件32作動而對該第二活塞槽提供動力時，會使該心軸2在該高度方向上向下移動，也就是使該定位銷43向上移動。由於該定位銷43的軸心已經通過該第一上尖點2331，該定位銷43向上移動時，該定位銷43不會再由該第二端部2321往該第一端部2311的方向再次通過該第一上尖點2331，且由於該定位銷43持續抵頂該心軸2，該定位銷43無法再反向跨越該第一段差25，只能順著該第一下尖點2332進入該第二段232。

請參閱第十圖及第十一圖，該第二動力件32繼續對該第二活塞槽提供動力，該定位銷43會持續沿著該第二段232往該第二端部2321移動，該定位銷43並在該第二段232中接觸該第一U型槽23的槽壁而給予該心軸2該轉矩，進而使該心軸2轉動。在該第二段232與該第四段242的交界處，該定位銷43不跨越該第四段差28而維持在該第二段232，繼續往該第二端部2321移動。

該定位銷43到達該第二端部2321時，該心軸2的該壓緊件22轉至與該第一往復點與該中繼點都相異的一第二往復點。較佳地，該第一往復點與該心軸2的連線，以及該第二往復點與該心軸2的連線，夾角介於135度至225度之間。

此時，可以在一工作台A上放上待加工的一工件B，且由於該壓緊件22轉至該第二往復點，即使直接垂直放上該工件B，該工件B也不會跟該壓緊件22發生碰撞。該工作台A可以固設於該迴轉缸1，也可以是獨立的機台、桌子，本發明不加以限制。

請參閱第十圖、第十二圖及第十三圖，接著，透過該第一動力件31作動而對該第一活塞槽提供動力，而使該心軸2在該高度方向上向上移動，該定位銷43則往下移動。該定位銷43移動到該第二段232與該第四段242的交界處時，由於該第四段差28從該第四段242往該第一低點233的一側深度淺於該第四段差28從該第四段242往該第二端部2321的一側，該定位銷43又持續抵頂該心軸2，該定位銷43受到該第四段差28的阻擋，無法回到該第一低點233，只能進入該第二U型槽24的該第四段242。

該定位銷43進入該第二U型槽24的該第四段242後，沿著該第四段242往該第二低點243移動，並在該第四段242中接觸該第二U型槽24的槽壁而給予該心軸2該轉矩，進而使該心軸2轉動，該定位銷43抵達該第二低點243。

請參閱第九圖、第十三圖及第十四圖，與該第一低點233相似，當該定位銷43跨越該第二段差26後，該定位銷43會抵達該第二低點243而準備進入該第三段241。該定位銷43抵達該第二低點243時，該定位銷43的上方會先碰觸到該第二上尖點2431，該定位銷43並順著該第二U型槽24的槽壁，而由該第二端部2321往該第一端部2311的方向通過該第二上尖點2431。此時，該心軸2的該壓緊件22轉回至與該中繼點[該壓緊件22請搭配第十圖]。

請參閱第十圖、第十三圖及第十四圖，再由該第二動力件32作動而對該第二活塞槽提供動力，使該定位銷43向上移動。由於該定位銷43的軸心已經通過該第二上尖點2431，該定位銷43向上移動時，該定位銷43不會再由該第一端部2311往該第二端部2321的方向再次通過該第二上尖點2431，且由於該定位銷43持續抵頂該心軸2，該定位銷43無法再反向跨越該第二段差26[該第二段差26請搭配第九圖]，只能順著該第二下尖點2432進入該第三段241。

請參閱第七圖、第十四圖及第十五圖，該第二動力件32繼續對該第二活塞槽提供動力，該定位銷43持續順著該第三段241往該第一端部2311移動，並在該第三段241中接觸該第二U型槽24的槽壁而給予該心軸2該轉矩，進而使該心軸2轉動。該定位銷43移動到該第一段231與該第三段241的交界處時，由於該第三段差27從該第三段241往該第一低點233的一側深度淺於該第三段差27從該第三段241往該第一端部2311的一側，該定位銷43又持續抵頂該心軸2，該定位銷43受到該第三段差27的阻擋，無法回到該第一低點233，只能進入該第一U型槽23的該第一段231。

該定位銷43進入該第一U型槽23的該第一段231後，沿著該第一段231往該第一端部2311移動。當該定位銷43抵達該第一端部2311後，該心軸2的該壓緊件22轉回至該第一往復點。此時，該工件B就會被夾緊在該壓緊件22及該工作台A之間，可以避免該工件B在加工過程中移位而造成加工誤差。同時，由於該壓緊件22上設置有該限位槽221，該工件B可以被限制在該限位槽221中，避免該工件B受到該壓緊件22與該工作台A的壓力後從側邊彈開。

復請參閱第十圖及第十五圖，藉由該異點往復構造在該第一往復點及該第二往復點之間的往復運動，該壓緊件22可以在轉到該第二往復點時與該工作台A共同夾緊該工件B，或是在轉到該第一往復點時方便上下該工件B，並避開與該工件B的碰撞，進而確保加工作業持續而不中斷，並減少每次取放該工件B所需的時間。

復請參閱第四圖及第五圖，除此之外，藉由該第一段差25、該第二段差26、該第三段差27與該第四段差28，以及該第一上尖點2331、第一下尖點2332、該第二上尖點2431與該第二下尖點2432，可以輔助該定位銷43在該循環通道中沿著正確的方向移動，避免該心軸2旋轉方向錯誤造成加工作業的中斷。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。