TWI753725B - 伺服驅動式研磨設備及伺服驅動式研磨方法 - Google Patents

Abstract

一種伺服驅動式研磨設備，包含一機台本體、一上活塞組件、一第一伺服驅動裝置、一下活塞組件及一第二伺服驅動裝置。機台本體包含一下治具固定板、一上治具固定板以及一夾合驅動機構。上治具固定板與下治具固定板圍構形成一治具固定空間。上活塞組件與下活塞組件係分別固定於上治具固定板與下治具固定板，而第一伺服驅動裝置與第二伺服驅動裝置是分別固定於上活塞組件與下活塞組件，用以帶動上活塞組件之上活塞桿體與下活塞組件之下活塞桿體沿動力傳輸軸向往復移動。

Description

伺服驅動式研磨設備及伺服驅動式研磨方法

本發明係關於一種伺服驅動式研磨設備及伺服驅動式研磨方法，尤其是指一種具有減速傳動機構之伺服驅動式研磨設備及伺服驅動式研磨方法。

一般來說，在液壓研磨設備的領域中，由於液壓的壓力很大，單純的使用馬達進行控制會讓馬達很容易出現過熱毀損的問題，因此通常是利用油壓幫浦與油壓缸之配合來帶動活塞作往復運動，進而推動研磨液不斷的沖刷待研磨件，例如輪胎內框或馬達矽鋼片等零件。然而，由於油壓缸是透過油壓幫浦與油壓控制閥進行控制，因此所能控制的程度也有限，僅能單純的控制是否輸出壓力，無法做到精準的控制，進而導致研磨的效果受到了限制。

有鑒於在先前技術中，現有的液壓研磨設備通常是利用油壓幫浦與油壓缸來控制活塞作往復運動，因此無法針對往復行程做精準的控制，僅能單純的控制活塞作往復運動，導致研磨的效果受到限制；緣此，本發明的主要目的在於提供一種伺服驅動式研磨設備及伺服驅動式研磨方法，可以利用伺服馬達的驅動來達到精準控制活塞行程，以及利用減速傳動機構來增加活塞的力道，進而達到可精準控制的高扭力輸出。

本發明為解決先前技術之問題，所採用的必要技術手段是提供一種伺服驅動式研磨設備，包含一機台本體、一上活塞組件、一第一伺服驅動裝置、一下活塞組件以及一第二伺服驅動裝置。

機台本體包含一下治具固定板、一上治具固定板以及至少一夾合驅動機構。上治具固定板係間隔地設置於下治具固定板之上方，且上治具固定板與下治具固定板圍構形成一治具固定空間。至少一夾合驅動機構係用以驅使下治具固定板與上治具固定板相向移動。

上活塞組件包含一上活塞筒體以及一上活塞桿體。上活塞筒體係固定於上治具固定板，並具有一連通於治具固定空間之上活塞通道，且上活塞通道係沿一動力傳輸軸向延伸。上活塞桿體係沿動力傳輸軸向可移動地穿設於上活塞通道。

第一伺服驅動裝置係固定於上活塞組件，用以帶動上活塞桿體沿動力傳輸軸向往復移動。

下活塞組件包含一下活塞筒體以及一下活塞桿體。下活塞筒體係固定於下治具固定板，並具有一連通於治具固定空間之下活塞通道，且下活塞通道係沿動力傳輸軸向延伸。下活塞桿體係沿動力傳輸軸向可移動地穿設於下活塞通道。

第二伺服驅動裝置係固定於下活塞組件，用以帶動下活塞桿體沿動力傳輸軸向往復移動。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，第一伺服驅動裝置包含一減速傳動機構以及一伺服馬達。減速傳動機構係固定於上活塞組件，並傳動連結於上活塞桿體。伺服馬達係具有一馬達輸出軸，馬達輸出軸係傳動連結於減速傳動機構，用以驅動減速傳動機構帶動上活塞桿體沿動力傳輸軸向往復移動。

減速傳動機構具有一與馬達輸出軸共軸心之傳動中心軸，並沿一平行於傳動中心軸之動力傳輸軸向傳輸動力，且減速傳動機構包含一第一減速行星齒輪組件、一固定式齒輪嚙合筒、一第二減速行星齒輪組件以及一減速輸出軸。

第一減速行星齒輪組件包含一第一軸齒輪、複數個第一行星齒輪以及一第一旋轉架。第一軸齒輪係軸接於馬達輸出軸，並受馬達輸出軸驅動而以傳動中心軸為中心而自轉。

複數個第一行星齒輪係圍繞傳動中心軸設置，嚙合於第一軸齒輪，藉以受第一軸齒輪帶動而自轉，並圍繞傳動中心軸而公轉。第一旋轉架係供第一行星齒輪樞接，藉以在第一行星齒輪圍繞傳動中心軸公轉時，以傳動中心軸為中心而自轉。

固定式齒輪嚙合筒包含一第一內齒輪壁以及一第二內齒輪壁。第一內齒輪壁係嚙合於第一行星齒輪。第二內齒輪壁係在動力傳輸軸向與第一內齒輪壁相間隔。

第二減速行星齒輪組件包含一第二軸齒輪、複數個第二行星齒輪以及一第二旋轉架。第二軸齒輪係固接於第一旋轉架，具有一沿動力傳輸軸向延伸之第二支撐軸與一位於第二支撐軸之末端之第二圓角型支撐端，並用以在第一旋轉架以傳動中心軸為中心而自轉時，伴隨著以傳動中心軸為中心而自轉。

複數個第二行星齒輪係圍繞傳動中心軸設置，嚙合於第二軸齒輪與第二內齒輪壁，並受第二軸齒輪帶動而自轉，並圍繞傳動中心軸而公轉。第二旋轉架係供第二行星齒輪樞接，藉以在第二行星齒輪圍繞傳動中心軸公轉時，以傳動中心軸為中心而自轉。

減速輸出軸係連結於第二旋轉架，用以在第二旋轉架以傳動中心軸為中心而自轉時，伴隨著第二旋轉架以傳動中心軸為中心而自轉。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，第一旋轉架包含一第一旋轉架底座以及一第一旋轉架蓋板。第一旋轉架底座係固接於第二軸齒輪。第一旋轉架蓋板係與第一旋轉架底座間隔設置，且第一行星齒輪係分別可轉動地設置於第一旋轉架底座與第一旋轉架蓋板之間。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，第二旋轉架包含一第二旋轉架底座以及一第二旋轉架蓋板。第二旋轉架底座係一體成型地固接於減速輸出軸。第二旋轉架蓋板係與第二旋轉架底座間隔設置，且第二行星齒輪係分別可轉動地設置於第二旋轉架底座與第二旋轉架蓋板之間。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，第二旋轉架更具有一供第二圓角型支撐端所抵頂之第二硬度強化部。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，第一軸齒輪具有一沿動力傳輸軸向延伸之第一支撐軸與一位於第一支撐軸之末端之第一圓角型支撐端，第二軸齒輪具有一供第一圓角型支撐端所抵頂之第一硬度強化部。較佳者，第一軸齒輪更包含一第一軸齒輪本體與一第一止付螺絲，第一軸齒輪本體係開設有一沿動力傳輸軸向延伸之第一軸心螺孔，第一支撐軸係固設於第一軸心螺孔中，第一止付螺絲係固設於第一軸心螺孔中，並抵接於第一支撐軸之頂端。

本發明所採用之另一必要技術手段是提供一種伺服驅動式研磨方法，係利用上述之伺服驅動式研磨設備加以實施，包含以下步驟（A）至（E）。

步驟（A）是利用上治具與下治具將待研磨件固定於治具固定空間，並使下活塞通道連通於待研磨件之孔洞。步驟（B）是將一研磨劑填滿待研磨件之孔洞中。步驟（C）是利用夾合驅動機構驅動上治具固定板沿動力傳輸軸向下壓，並使上活塞通道連通於待研磨件之孔洞。步驟（D）是利用第一伺服驅動裝置驅動上活塞桿體沿動力傳輸軸向下壓而對研磨劑進行加壓。步驟（E）是利用第一伺服驅動裝置驅動與第二伺服驅動裝置分別控制上活塞桿體與下活塞桿體沿動力傳輸軸向往復移動。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，步驟（A）之前更包含一步驟（A0），係利用第二伺服驅動裝置驅動下活塞桿體沿動力傳輸軸向移動而使下活塞通道空出一充填空間，並將研磨劑充填於充填空間。

在上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段中，步驟（A）更包含步驟（A1）至步驟（A3），步驟（A1）是利用上治具與下治具夾持固定住待研磨件。步驟（A2）是利用一上治具固定座與一下治具固定座夾持固定住上治具與下治具。步驟（A3）是將上治具固定座、下治具固定座、上治具、下治具與待研磨件一起放置於治具固定空間，並使下活塞通道透過下治具固定座與下治具連通於待研磨件之孔洞。

如上所述，本發明主要是將第一伺服驅動裝置之減速傳動機構設置在伺服馬達與上活塞組件之間，藉以有效的將伺服馬達高轉速的輸出轉變成高扭力的輸出，並透過上活塞組件之驅動螺桿將轉動扭力轉換成線性的推動力，進而增加上活塞桿體推動研磨液的力道，且當第二伺服驅動裝置同樣設有減壓傳動機構時，更可使下活塞組件的推動力增加。

此外，由於本發明所使用之減速傳動機構是利用固定式齒輪嚙合筒來嚙合第一減速行星齒輪組件與第二減速行星齒輪組件，藉此使第一減速行星齒輪組件與第二減速行星齒輪組件可以重疊的設置於固定式齒輪嚙合筒內，藉以有效的達到使用多個行星齒輪組件還能有效的減少所需空間的功效，進而使本發明之伺服驅動式研磨設備可以節省更多的安裝空間，進而增進使用上的便利性。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

請參閱第一圖至第三圖，第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之立體示意圖；第二圖係為第一圖之A-A剖面示意圖；第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備部分分解之立體分解示意圖。如第一圖至第三圖所示，一種伺服驅動式研磨設備100包含一機台本體1、一上活塞組件2、一第一伺服驅動裝置3、一下活塞組件4、一第二伺服驅動裝置5以及一控制器6。

機台本體1包含一基座11、一承置平台12、一下治具固定板13、一上治具固定板14以及二夾合驅動機構15（圖中僅標示一個）。

基座11為一四邊形座架。承置平台12是固定於基座11。下治具固定板13是固定於承置平台12。上治具固定板14是間隔地設置於下治具固定板13之上方，且上治具固定板14與下治具固定板13係圍構形成一治具固定空間S1。

夾合驅動機構15各包含一油壓缸本體151以及一連結柱152，油壓缸本體151是固定於下治具固定板13之下方，而連結柱152是自油壓缸本體151伸出並穿過下治具固定板13與上治具固定板14，且連結柱152更固接於上治具固定板14，藉此，透過油壓缸本體151之運作，可以帶動連結柱152沿一動力傳輸軸向D1移動，進而帶動連結於連結柱152之上治具固定板14朝下治具固定板13相向移動。

上活塞組件2包含一上活塞筒固定架21，一上活塞筒體22、一上活塞桿體23以及一驅動螺桿24。上活塞筒固定架21是固接於上治具固定板14。上活塞筒體22是固接於上活塞筒固定架21，藉以固定在上治具固定板14上，且上活塞筒體22開設有一上活塞通道221，且上活塞通道221係沿動力傳輸軸向D1延伸。

上活塞桿體23包含一活塞桿本體231、一活塞端蓋232以及一螺合結構233。活塞桿本體231是沿動力傳輸軸向D1可移動地穿設於上活塞通道221。活塞端蓋232是蓋合於活塞桿本體231鄰近於治具固定空間S1之一端，且在本實施例中，活塞端蓋232與活塞桿本體231是緊密貼合於上活塞通道221之內壁。螺合結構233是固定於活塞桿本體231相對於活塞端蓋232之另一端，且螺合結構233具有一內螺紋溝槽（圖未標示）。驅動螺桿24是配合地螺接於螺合結構233之內螺紋溝槽，藉以透過轉動來帶動螺合結構233沿動力傳輸軸向D1往復移動。

請繼續參閱第四圖至第八圖，第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之減速傳動機構之立體示意圖；第五圖係為第四圖之B-B剖面立體示意圖；第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之減速傳動機構於剖面狀態下之立體分解示意圖；第七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之減速傳動機構於剖面狀態下之另一立體分解示意圖；第八圖係為第四圖之B-B剖面示意圖。如第一圖至第八圖所示，第一伺服驅動裝置3包含一減速傳動機構31以及一伺服馬達32。

減速傳動機構31包含一傳動機構本體311、一第一減速行星齒輪組件312、一固定式齒輪嚙合筒313、一第二減速行星齒輪組件314以及一減速輸出軸315。傳動機構本體311是固接於上活塞筒固定架21，並且具有一設置空間S2。

第一減速行星齒輪組件312包含一第一軸齒輪3121、三個第一行星齒輪3122（圖中僅標示一個）以及一第一旋轉架3123。第一軸齒輪3121包含一第一軸齒輪本體31211、一第一支撐軸31212、一第一圓角型支撐端31213以及一第一止付螺絲31214。

第一軸齒輪本體31211係開設有一沿動力傳輸軸向D1延伸之第一軸心螺孔（圖未標示）。第一支撐軸31212係沿動力傳輸軸向D1延伸，並螺接鎖固於第一軸心螺孔中。

第一圓角型支撐端31213是一體成形地連結於第一支撐軸31212，且在其他實施例中，第一圓角型支撐端31213更可包含一第一圓錐本體（圖未示）與一第一滾珠（圖未示），第一圓錐本體是位於第一支撐軸31212之底部末端，並露出第一軸心螺孔，且第一圓錐本體之錐尖開設有一用以容置第一滾珠之第一滾珠容置槽（圖未示）。

第一止付螺絲31214係螺接鎖固於第一軸心螺孔中，並抵接於第一支撐軸31212之頂端。

三個第一行星齒輪3122係圍繞傳動中心軸X設置，並分別嚙合於第一軸齒輪本體31211，藉以受第一軸齒輪3121之帶動而自轉。

第一旋轉架3123包含一第一旋轉架底座31231、一第一旋轉架蓋板31232以及三個第一定位柱31233（圖中僅標示一個）。

第一旋轉架蓋板31232係與第一旋轉架底座31231間隔設置，且第一行星齒輪3122是透過三個第一定位柱31233鎖固於第一旋轉架底座31231與第一旋轉架蓋板31232之間，藉以使三個第一行星齒輪3122分別可轉動地設置於第一旋轉架底座31231與第一旋轉架蓋板31232之間。

固定式齒輪嚙合筒313包含一第一內齒輪壁3131以及一第二內齒輪壁3132。第一內齒輪壁3131係嚙合於三個第一行星齒輪3122；其中，由於三個第一行星齒輪3122分別同時嚙合於第一內齒輪壁3131與第一軸齒輪本體31211，因此，當三個第一行星齒輪3122受第一軸齒輪3121之帶動而自轉時，更會因為同時嚙合於第一內齒輪壁3131而產生公轉。第二內齒輪壁3132係在動力傳輸軸向D1與第一內齒輪壁3131相間隔，且在本實施例中，第二內齒輪壁3132是相對地位於第一內齒輪壁3131之下方。

第二減速行星齒輪組件314包含一第二軸齒輪3141、四個第二行星齒輪3142（圖中僅標示一個）以及一第二旋轉架3143。第二軸齒輪3141包含一第二軸齒輪本體31411、一第二支撐軸31412、一第二圓角型支撐端31413、一第二止付螺絲31414以及一第一硬度強化部31415。

第二軸齒輪本體31411之頂端是穿設並卡固連接於第一旋轉架底座31231之中心處，且第二軸齒輪本體31411係開設有一沿動力傳輸軸向D1延伸之第二軸心螺孔（圖未標示）。第二支撐軸31412係沿動力傳輸軸向D1延伸，並螺接鎖固於第二軸心螺孔中。藉此，當第一旋轉架3123以傳動中心軸X為中心而自轉時，第二軸齒輪本體31411會伴隨著第一旋轉架3123以傳動中心軸X為中心而自轉。

在其他實施例中，第二圓角型支撐端31413還可包含一第二圓錐本體（圖未示）與一第二滾珠（圖未示），第二圓錐本體是位於第二支撐軸31412之底部末端，並露出第二軸心螺孔，且第二圓錐本體之錐尖還可開設有一用以容置第二滾珠之第二滾珠容置槽（圖未示）。

第二止付螺絲31414係螺接鎖固於第二軸心螺孔中，並抵接於第二支撐軸31412之頂端。第一硬度強化部31415是設置於第二止付螺絲31414之內六角槽（圖未標示）中。

四個第二行星齒輪3142係圍繞傳動中心軸X設置，並分別嚙合於第二軸齒輪本體31411，藉以受第二軸齒輪3141之帶動而自轉，且由於四個第二行星齒輪3142更分別嚙合於第二內齒輪壁3132，因此，當四個第二行星齒輪3142受第二軸齒輪3141之帶動而自轉時，更會因為同時嚙合於第二內齒輪壁3132而產生公轉。

第二旋轉架3143包含一第二旋轉架底座31431、一第二旋轉架蓋板31432、四個第二定位柱31433（圖中僅標示一個）以及一第二硬度強化部31434。

第二旋轉架蓋板31432係與第二旋轉架底座31431間隔設置，且第二行星齒輪3142是透過四個第二定位柱31433鎖固於第二旋轉架底座31431與第二旋轉架蓋板31432之間，藉以使四個第二行星齒輪3142分別可轉動地設置於第二旋轉架底座31431與第二旋轉架蓋板31432之間，藉此，當第二行星齒輪3142圍繞傳動中心軸X公轉時，第二旋轉架3143會以傳動中心軸X為中心而自轉。

第二硬度強化部31434是設置於第二旋轉架底座31431之中心槽（圖未標示），用以供第二圓角型支撐端31413所抵頂。

減速輸出軸315係連結於第二旋轉架3143之第二旋轉架底座31431；其中，當第二旋轉架3143以傳動中心軸X為中心而自轉時，減速輸出軸315會伴隨著第二旋轉架3143以傳動中心軸X為中心而自轉。此外，在本實施例中，減速輸出軸315是一體成型地連結於第二旋轉架底座31431，但不限於此，在其他實施例中，減速輸出軸315亦可是螺接等方式鎖固連接於第二旋轉架底座31431，且若減速輸出軸315是以第二軸齒輪本體31411穿設並卡固連接於第一旋轉架底座31231的方式穿設固接於第二旋轉架底座31431之中心處時，則原本設置於第二旋轉架底座31431之第二硬度強化部31434便改為設置於減速輸出軸315之中心處。

伺服馬達32包含一馬達本體321、一馬達輸出軸322以及一連結件323。馬達輸出軸322是自馬達本體321朝動力傳輸軸向D1延伸出，且連結件323是用於連結馬達輸出軸322與第一軸齒輪3121，藉以使伺服馬達32傳動連結於減速傳動機構31。其中，由於伺服馬達32可以利用程式進行控制，因此可以透過伺服馬達32與減速傳動機構31之配合來精準的輸出扭力。

此外，由於減速傳動機構31是以減速輸出軸315連結於驅動螺桿24，因此當減速輸出軸315帶動驅動螺桿24轉動時，藉由驅動螺桿24與螺合結構233之內螺紋溝槽的配合，減速輸出軸315之轉動會轉變成活塞桿本體231在動力傳輸軸向D1上的線性運動，且藉由減速輸出軸315之正轉與反轉，活塞桿本體231會沿著動力傳輸軸向D1進行往復移動。

如上所述，藉由第一減速行星齒輪組件312、固定式齒輪嚙合筒313與第二減速行星齒輪組件314之配合，當馬達本體321運作而使馬達輸出軸322轉動時，會先帶動連結於馬達輸出軸322之第一軸齒輪3121轉動，然後第一軸齒輪3121之轉動則會帶動相嚙合的三個第一行星齒輪3122轉動，此時由於三個第一行星齒輪3122是同時嚙合於第一軸齒輪3121與第一內齒輪壁3131，因此三個第一行星齒輪3122會以傳動中心軸X為中心而公轉，進而帶動整個第一旋轉架3123以傳動中心軸X為中心而自轉。

承上所述，當第一旋轉架3123自轉時，則會帶動相連結之第二軸齒輪3141以傳動中心軸X為中心而自轉，然後第二軸齒輪3141又會帶動相嚙合之第二行星齒輪3142轉動，此時由於四個第二行星齒輪3142是同時嚙合於第二軸齒輪3141與第二內齒輪壁3132，因此四個第二行星齒輪3142會以傳動中心軸X為中心而公轉，進而帶動整個第二旋轉架3143以傳動中心軸X為中心而自轉，並進一步帶動相連結之減速輸出軸315轉動。

由以上敘述可知，透過第一減速行星齒輪組件312與第二減速行星齒輪組件314之配合，可以有效的將馬達輸出軸322之轉速進行兩段式變速；其中，在第一減速行星齒輪組件312的變速運作過程中，由於第一軸齒輪3121之自轉速度與第一行星齒輪3122之公轉速度會因為齒輪比的不同而產生速差，因此整個第一減速行星齒輪組件312的重量會集中在中心的第一軸齒輪3121，而由於本發明是利用第二軸齒輪3141支撐住第一軸齒輪3121之第一圓角型支撐端31213，因此可以有效的達到點支撐的靜點支撐狀態，進而將第一軸齒輪3121與第二軸齒輪3141之間的轉動摩擦力減至趨近於零。

相似的，由於第二軸齒輪3141之自轉速度與第二行星齒輪3142之公轉速度也會因為齒輪比的不同而產生速差，因此整個第二減速行星齒輪組件314的重量會集中在中心的第二軸齒輪3141，而由於本發明是利用第二旋轉架底座31431支撐住第二軸齒輪3141之第二圓角型支撐端31413，因此可以有效的達到點支撐的靜點支撐狀態，進而將第二軸齒輪3141與第二旋轉架底座31431之間的轉動摩擦力減至趨近於零。

此外，由於第一軸齒輪3121與第二軸齒輪3141所承受的重量較重，因此本實施例更將以高碳鋼之材質作成的第一滾珠312132與第一硬度強化部31415分別設置於第一圓錐本體312131與第二軸齒輪本體31411之頂端，以及將以高碳鋼之材質作成的第二滾珠314132與第二硬度強化部31434分別設置於第二圓錐本體314131與第二旋轉架底座31431之中心處，藉此，可以有效的強化整體的耐用程度，且由於用來承受重量的第一滾珠312132、第一硬度強化部31415、第二滾珠314132與第二硬度強化部31434都是獨立的結構，因此若發生毀損的情況時，可以個別的進行替換來減少整體更換所耗費的成本。

下活塞組件4是固定於下治具固定板13，並且包含一下活塞筒固定架41，一下活塞筒體42、一下活塞桿體43以及一驅動螺桿44，且下活塞桿體43包含一活塞桿本體431、一活塞端蓋432以及一螺合結構433。其中，由於下活塞組件4與上活塞組件2為僅為上下相反的相似構造，故在此不多加贅述。

第二伺服驅動裝置5包含一固定架51與一伺服馬達52，固定架51是固定於下活塞組件4，而伺服馬達52是固定於固定架51，並傳動連結於下活塞組件4之下活塞桿體43，同樣是透過轉動來帶動下活塞桿體43沿動力傳輸軸向D1往復移動。其中，第二伺服驅動裝置5與第一伺服驅動裝置3之差異僅在於第一伺服驅動裝置3多了減速傳動機構31來將伺服馬達32之轉速降低而增加轉動的扭力，而第二伺服驅動裝置5只能靠伺服馬達52本身的扭力來帶動下活塞組件4之下活塞桿體43移動。

控制器6是電性連結於夾合驅動機構15之油壓缸本體151、第一伺服驅動裝置3之伺服馬達32以及第二伺服驅動裝置5之伺服馬達52，用以透過油壓缸本體151控制上治具固定板14在動力傳輸軸向D1上之移動，或透過伺服馬達32（伺服馬達52）控制上活塞桿體23（下活塞桿體43）沿動力傳輸軸向D1往復移動。

請繼續參閱第九圖與第十圖，第九圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，伺服驅動式研磨設備之下活塞桿體沿動力傳輸軸向移動而在下活塞通道中形成充填空間之剖面示意圖；第十圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，將研磨劑充填於充填空間之剖面示意圖。

如第一圖至第十圖所示，在上述之伺服驅動式研磨設備100之基礎下，本發明之伺服驅動式研磨方法是先係利用第二伺服驅動裝置5驅動下活塞桿體43沿動力傳輸軸向D1移動而使下活塞通道421空出一充填空間（圖未標示），並將研磨劑PM充填於充填空間。在本實施例中，研磨劑PM為一種半固態研磨劑，例如是包含碳化矽、氧化矽或氧化鋁等研磨粒子的高黏度（10000cps以上）研磨漿料。

請繼續參閱第十一圖，第十一圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，將上治具固定座、下治具固定座、上治具、下治具與待研磨件放置於治具固定空間，並將研磨劑充填入待研磨件之孔洞之剖面示意圖。

如第一圖至第十一圖所示，在上述將研磨劑PM充填於下活塞通道421之充填空間後，使用者便可利用上治具201與下治具202夾持固定住待研磨件300；然後，再利用上治具固定座401與下治具固定座402夾持固定住上治具201與下治具202；接著再將上治具固定座401、下治具固定座402、上治具201、下治具202與待研磨件300一起放置於治具固定空間S1中。其中，上治具固定座401、下治具固定座402、上治具201與下治具202皆開設有連通孔，藉此，當上治具固定座401、下治具固定座402、上治具201與下治具202連同待研磨件300設置於治具固定空間S1後，待研磨件300之孔洞可以透過下治具202與下治具固定座402連通至下活塞通道421。

承上所述，在上治具固定座401、下治具固定座402、上治具201與下治具202連同待研磨件300設置於治具固定空間S1後，使用者更可從上治具固定板14與上治具固定座401之間的空隙再次灌入研磨劑PM，使研磨劑PM充滿於整個上治具固定座401、下治具固定座402、上治具201、下治具202與待研磨件300中。

請繼續參閱第十二圖，第十二圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，將研磨劑充填於上治具固定座、下治具固定座、上治具、下治具與待研磨件中之後，更將上治具固定板向下壓住上治具固定座之剖面示意圖。

如第一圖至第十二圖所示，在將研磨劑PM充填於上治具固定座401、下治具固定座402、上治具201、下治具202與待研磨件300中之後，更透過油壓缸本體151控制上治具固定板14沿動力傳輸軸向D1下壓而抵接住上治具固定板401，使上活塞通道221密合地連通於上治具固定板14之穿孔，進而連通至待沿磨件300與下活塞通道421；此時，由於上活塞桿體23並未佔據整個上活塞通道221，因此上活塞桿體23在上活塞通道221內仍與充填於上治具固定座401內之研磨劑PM相間隔。

請繼續參閱第十三圖，第十三圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，在將上治具固定板向下壓住上治具固定座之後，更控制下活塞桿體沿動力傳輸軸上升而對研磨劑加壓之剖面示意圖。

如第一圖至第十三圖所示，在上述將上治具固定板14向下壓住上治具固定座401之後，更透過第二伺服驅動裝置5控制下活塞桿體43沿動力傳輸軸向D1向上移動，進而使研磨劑PM上升至接觸到上活塞桿體23，此時因為上活塞通道221、上治具固定座401、上治具201、待研磨件300、下治具202、下治具固定座402與下活塞通道421彼此連通且形成密閉空間，因此研磨劑PM會受到加壓。在本實施例中，下活塞桿體43上升的高度是大於上活塞桿體23與研磨劑PM在第十二圖中的間距，藉以在下活塞桿體43上升之後，會讓研磨劑PM呈現加壓狀態。

請繼續參閱第十四圖，第十四圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，在上活塞桿體下壓而使研磨劑受到加壓之後，更利用第一伺服驅動裝置與第二伺服驅動裝置分別控制上活塞桿體與下活塞桿體沿動力傳輸軸向同步往復移動之剖面示意圖。

如第一圖至第十四圖所示，當研磨劑PM受到上活塞桿體23之加壓後，使用者便可透過第一伺服驅動裝置3與第二伺服驅動裝置5分別控制上活塞桿體23與下活塞桿體43沿動力傳輸軸向D1同步往復移動，使得受到加壓之研磨劑PM會上下沖刷待研磨件300之孔洞，進而使待研磨件300之孔洞的表面受到強力的拋光研磨。

請繼續參閱第十五圖至第十七圖，第十五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之控制器的操作畫面首頁示意圖；第十六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之控制器的原點復歸操作畫面示意圖；第十七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之控制器的自動執行操作畫面示意圖。

如第一圖至第十七圖所示，本發明之伺服驅動式研磨設備100在實際操作時，控制器6可以呈現出如第十五圖的操作畫面，包含了主畫面、回原點、手動操作、自動執行、程式編輯、參數設定、IO診斷與故障訊息等操作選項。

承上所述，當使用者點選了控制器6所顯示之回原點之選項後，會顯示如第十六圖之原點復歸操作畫面，此時使用者更可以透過鬆模與鎖模來控制上治具固定板14的移動，並在上治具固定板14下壓住上治具固定座401後，利用鎖模保持之選項來控制上治具固定板14與下治具固定板13保持在固定的間距；此外，控制器6所顯示之X home選項與Y home選項是分別用來控制上活塞桿體23與下活塞桿體43回歸至原點，而控制器6所顯示之啟動X跟隨Y之選項是用來控制上活塞桿體23與下活塞桿體43沿動力傳輸軸向D1同步往復移動。

此外，當使用者點選了控制器6所顯示之自動執行之選項後，控制器6會顯示如第十七圖所示之自動執行操作畫面，在本實施例中，上X是對應到上活塞桿體23，而下Y是對應到下活塞桿體43，且上X於0之座標點是對應到上活塞桿體23的下始點，下Y於0之座標點是對應到下活塞桿體43的上始點，而XY研磨行程為上活塞桿體23與下活塞桿體43沿動力傳輸軸向D1往復移動的行程距離。此外，控制器6更可以個別控制三段研磨行程的次數與速度。在本實施例中，速度之單位為mm/min，而其他距離的單位則為mm。

請繼續參閱第十八圖，第十八圖係顯示本發明另一較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之剖面示意圖。如第一圖至第十八圖所示，本發明之另一較佳實施例更提供一種伺服驅動式研磨設備100a，而伺服驅動式研磨設備100a與上述之伺服驅動式研磨設備100相似，其差異僅在於伺服驅動式研磨設備100a是以一第二伺服驅動裝置5a取代上述之第二伺服驅動裝置5，而第二伺服驅動裝置5a包含一減速傳動機構51a以及一伺服馬達52a；其中，減速傳動機構51a與前述之減速傳動機構31為相似之結構，而伺服馬達52a同樣與前述之伺服馬達52為相似之結構，意即當伺服馬達52a運作時，同樣可以透過減速傳動機構51a來增加下活塞組件4之下活塞桿體43沿動力傳輸軸向D1往復移動的力道。

綜上所述，相較於現有的液壓研磨設備因為使用馬達作為動力來源，導致馬達很容易出現過熱毀損的問題；本發明之伺服驅動式研磨設備透過減速傳動機構來將馬達的轉速有效的轉為扭力的輸出，進而增加活塞推動的力道，藉此不僅可以有效的減緩馬達的耗損，還能增加研磨劑沖刷待研磨件的能力；另一方面，本發明之伺服驅動式研磨方法是透過夾合驅動機構控制上治具固定板與下治具固定板固定上治具、下治具與被夾於其中的待研磨件，然後利用上活塞桿體與下活塞桿體之同步移動，可以有效的使高黏度的研磨劑上下沖刷待研磨件，進而增加對待研磨件進行研磨拋光的效率。

此外，由於本發明所使用之減速傳動機構是利用固定式齒輪嚙合筒來嚙合第一減速行星齒輪組件與第二減速行星齒輪組件，藉此使第一減速行星齒輪組件與第二減速行星齒輪組件可以重疊的設置於固定式齒輪嚙合筒內，藉以有效的達到使用多個行星齒輪組件還能有效的減少所需空間的功效，進而使本發明之伺服驅動式研磨設備可以節省更多的安裝空間，進而增進使用上的便利性。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

100:伺服驅動式研磨設備 1:機台本體 11:基座 12:承置平台 13:下治具固定板 14:上治具固定板 15:夾合驅動機構 151:油壓缸本體 152:連結柱 2:上活塞組件 21:上活塞筒固定架 22:上活塞筒體 221:上活塞通道 23:上活塞桿體 231:活塞桿本體 232:活塞端蓋 233:螺合結構 24:驅動螺桿 3:第一伺服驅動裝置 31:減速傳動機構 311:傳動機構本體 312:第一減速行星齒輪組件 3121:第一軸齒輪 31211:第一軸齒輪本體 31212:第一支撐軸 31213:第一圓角型支撐端 31214:第一止付螺絲 3122:第一行星齒輪 3123:第一旋轉架 31231:第一旋轉架底座 31232:第一旋轉架蓋板 31233:第一定位柱 313:固定式齒輪嚙合筒 3131:第一內齒輪壁 3132:第二內齒輪壁 314:第二減速行星齒輪組件 3141:第二軸齒輪 31411:第二軸齒輪本體 31412:第二支撐軸 31413:第二圓角型支撐端 31414:第二止付螺絲 31415:第一硬度強化部 3142:第二行星齒輪 3143:第二旋轉架 31431:第二旋轉架底座 31432:第二旋轉架蓋板 31433:第二定位柱 31434:第二硬度強化部 315:減速輸出軸 32:伺服馬達 321:馬達本體 322:馬達輸出軸 323:連結件 4:下活塞組件 41:下活塞筒固定架 42:下活塞筒體 421:下活塞通道 43:下活塞桿體 431:活塞桿本體 432:活塞端蓋 433:螺合結構 44:驅動螺桿 5:第二伺服驅動裝置 51:固定架 52:伺服馬達 6:控制器 201:上治具 202:下治具 300:待研磨件 401:上治具固定座 402:下治具固定座 100a:伺服驅動式研磨設備 5a:第二伺服驅動裝置 51a:減速傳動機構 52a:伺服馬達 S1:治具固定空間 S2:設置空間 D1:動力傳輸軸向 X:傳動中心軸 PM:研磨劑

第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之立體示意圖； 第二圖係為第一圖之A-A剖面示意圖； 第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備部分分解之立體分解示意圖； 第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之減速傳動機構之立體示意圖； 第五圖係為第四圖之B-B剖面立體示意圖； 第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之減速傳動機構於剖面狀態下之立體分解示意圖； 第七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之減速傳動機構於剖面狀態下之另一立體分解示意圖； 第八圖係為第四圖之B-B剖面示意圖； 第九圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，伺服驅動式研磨設備之下活塞桿體沿動力傳輸軸向移動而在下活塞通道中形成充填空間之剖面示意圖； 第十圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，將研磨劑充填於充填空間之剖面示意圖； 第十一圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，將上治具固定座、下治具固定座、上治具、下治具與待研磨件放置於治具固定空間，並將研磨劑充填入待研磨件之孔洞之剖面示意圖； 第十二圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，將研磨劑充填於上治具固定座、下治具固定座、上治具、下治具與待研磨件中之後，更將上治具固定板向下壓住上治具固定座之剖面示意圖； 第十三圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，在將上治具固定板向下壓住上治具固定座之後，更控制下活塞桿體沿動力傳輸軸上升而對研磨劑加壓之剖面示意圖； 第十四圖係顯示在本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨方法中，在上活塞桿體下壓而使研磨劑受到加壓之後，更利用第一伺服驅動裝置與第二伺服驅動裝置分別控制上活塞桿體與下活塞桿體沿動力傳輸軸向同步往復移動之剖面示意圖； 第十五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之控制器的操作畫面首頁示意圖； 第十六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之控制器的原點復歸操作畫面示意圖； 第十七圖係顯示本發明較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之控制器的自動執行操作畫面示意圖；以及 第十八圖係顯示本發明另一較佳實施例所提供之伺服驅動式研磨設備之剖面示意圖。

100:伺服驅動式研磨設備

13:下治具固定板

14:上治具固定板

15:夾合驅動機構

151:油壓缸本體

152:連結柱

2:上活塞組件

21:上活塞筒固定架

22:上活塞筒體

221:上活塞通道

23:上活塞桿體

231:活塞桿本體

232:活塞端蓋

233:螺合結構

24:驅動螺桿

3:第一伺服驅動裝置

31:減速傳動機構

32:伺服馬達

4:下活塞組件

41:下活塞筒固定架

42:下活塞筒體

421:下活塞通道

43:下活塞桿體

431:活塞桿本體

432:活塞端蓋

433:螺合結構

44:驅動螺桿

5:第二伺服驅動裝置

51:固定架

6:控制器

S1:治具固定空間

D1:動力傳輸軸向

Claims (12)

1. 一種伺服驅動式研磨設備，包含： 一機台本體，包含： 一下治具固定板； 一上治具固定板，係間隔地設置於該下治具固定板之上方，並與該下治具固定板圍構形成一治具固定空間；以及 至少一夾合驅動機構，係用以驅使該下治具固定板與該上治具固定板相向移動； 一上活塞組件，包含： 一上活塞筒體，係穿設地固定於該上治具固定板，並具有一沿一動力傳輸軸向延伸之上活塞通道，且該上活塞通道係連通於該治具固定空間；以及 一上活塞桿體，係沿該動力傳輸軸向可移動地穿設於該上活塞通道； 一第一伺服驅動裝置，係固定於該上活塞組件，用以帶動該上活塞桿體沿該動力傳輸軸向往復移動； 一下活塞組件，包含： 一下活塞筒體，係穿設地固定於該下治具固定板，並具有一沿該動力傳輸軸向延伸之下活塞通道，且該下活塞通道係連通於該治具固定空間；以及 一下活塞桿體，係沿該動力傳輸軸向可移動地穿設於該下活塞通道；以及 一第二伺服驅動裝置，係固定於該下活塞組件，用以帶動該下活塞桿體沿該動力傳輸軸向往復移動； 其中，當一待研磨件透過一上治具與一下治具設置於該治具固定空間且充填有一研磨劑時，係透過該至少一夾合驅動機構控制該下治具固定板與該上治具固定板夾合固定住該上治具與該下治具，使該待研磨件固定於該治具固定空間，並使該待研磨件之孔洞連通於該上活塞通道與該下活塞通道，且該第一伺服驅動裝置與該第二伺服驅動裝置更用以分別驅動該上活塞桿體與該下活塞桿體沿該動力傳輸軸向同步往復移動。
2. 如請求項1所述之伺服驅動式研磨設備，其中，該第一伺服驅動裝置包含： 一減速傳動機構，係固定於該上活塞組件，並傳動連結於該上活塞桿體；以及 一伺服馬達，係具有一馬達輸出軸，該馬達輸出軸係傳動連結於該減速傳動機構，用以驅動該減速傳動機構帶動該上活塞桿體沿該動力傳輸軸向往復移動。
3. 如請求項2所述之伺服驅動式研磨設備，其中，該減速傳動機構包含： 一第一減速行星齒輪組件，包含： 一第一軸齒輪，係軸接於該馬達輸出軸，並受該馬達輸出軸驅動而以一平行於該動力傳輸軸向之傳動中心軸為中心而自轉； 複數個第一行星齒輪，係圍繞該傳動中心軸設置，嚙合於該第一軸齒輪，藉以受該第一軸齒輪帶動而自轉，並圍繞該傳動中心軸而公轉；以及 一第一旋轉架，係供該些第一行星齒輪樞接，藉以在該些第一行星齒輪圍繞該傳動中心軸公轉時，以該傳動中心軸為中心而自轉； 一固定式齒輪嚙合筒，包含： 一第一內齒輪壁，係嚙合於該些第一行星齒輪；以及 一第二內齒輪壁，係在該動力傳輸軸向與該第一內齒輪壁相間隔；以及 一第二減速行星齒輪組件，包含： 一第二軸齒輪，係固接於該第一旋轉架，具有一沿該動力傳輸軸向延伸之第二支撐軸與一位於該第二支撐軸之末端之第二圓角型支撐端，並用以在該第一旋轉架以該傳動中心軸為中心而自轉時，伴隨著以該傳動中心軸為中心而自轉； 複數個第二行星齒輪，係圍繞該傳動中心軸設置，嚙合於該第二軸齒輪與該第二內齒輪壁，並受該第二軸齒輪帶動而自轉，並圍繞該傳動中心軸而公轉；以及 一第二旋轉架，係供該些第二行星齒輪樞接，藉以在該些第二行星齒輪圍繞該傳動中心軸公轉時，以該傳動中心軸為中心而自轉；以及 一減速輸出軸，係連結於該第二旋轉架，用以在該第二旋轉架以該傳動中心軸為中心而自轉時，伴隨著該第二旋轉架以該傳動中心軸為中心而自轉。
4. 如請求項3所述之伺服驅動式研磨設備，其中，該第一旋轉架包含：一第一旋轉架底座，係固接於該第二軸齒輪；以及一第一旋轉架蓋板，係與該第一旋轉架底座間隔設置，且該些第一行星齒輪係分別可轉動地設置於該第一旋轉架底座與該第一旋轉架蓋板之間。
5. 如請求項3所述之伺服驅動式研磨設備，其中，該第二旋轉架包含：一第二旋轉架底座，係一體成型地固接於該減速輸出軸；以及一第二旋轉架蓋板，係與該第二旋轉架底座間隔設置，且該些第二行星齒輪係分別可轉動地設置於該第二旋轉架底座與該第二旋轉架蓋板之間。
6. 如請求項3所述之伺服驅動式研磨設備，其中，該第二旋轉架更具有一供該第二圓角型支撐端所抵頂之第二硬度強化部。
7. 如請求項3所述之伺服驅動式研磨設備，其中，該第一軸齒輪具有一沿該動力傳輸軸向延伸之第一支撐軸與一位於該第一支撐軸之末端之第一圓角型支撐端，該第二軸齒輪具有一供該第一圓角型支撐端所抵頂之第一硬度強化部。
8. 如請求項7所述之伺服驅動式研磨設備，其中，該第一軸齒輪更包含一第一軸齒輪本體與一第一止付螺絲，該第一軸齒輪本體係開設有一沿該動力傳輸軸向延伸之第一軸心螺孔，該第一支撐軸係固設於該第一軸心螺孔中，該第一止付螺絲係固設於該第一軸心螺孔中，並抵接於該第一支撐軸之頂端。
9. 如請求項7所述之伺服驅動式研磨設備，其中，該第一軸齒輪更包含一第一軸齒輪本體與一第一止付螺絲，該第一軸齒輪本體係開設有一沿該動力傳輸軸向延伸之第一軸心螺孔，該第一支撐軸係固設於該第一軸心螺孔中，該第一止付螺絲係固設於該第一軸心螺孔中，並抵接於該第一支撐軸之頂端。
10. 一種伺服驅動式研磨方法，係利用如請求項1所述之伺服驅動式研磨設備加以實施，包含以下步驟：(A)利用該上治具與該下治具將該待研磨件固定於該治具固定空間，並使該下活塞通道連通於該待研磨件之孔洞；(B)將一研磨劑填滿該待研磨件之孔洞中；(C)利用該至少一夾合驅動機構驅動該上治具固定板沿該動力傳輸軸向下壓，並使該上活塞通道連通於該待研磨件之孔洞； (D)利用該第一伺服驅動裝置驅動該上活塞桿體沿該動力傳輸軸向下壓而對該研磨劑進行加壓；以及(E)利用該第一伺服驅動裝置驅動與該第二伺服驅動裝置分別控制該上活塞桿體與該下活塞桿體沿該動力傳輸軸向往復移動。
11. 如請求項10所述之伺服驅動式研磨方法，其中，在步驟(A)之前更包含一步驟(A0)，係利用該第二伺服驅動裝置驅動該下活塞桿體沿該動力傳輸軸向移動而使該下活塞通道空出一充填空間，並將該研磨劑充填於該充填空間。
12. 如請求項11所述之伺服驅動式研磨方法，其中，步驟(A)更包含：(A1)利用該上治具與該下治具夾持固定住該待研磨件；(A2)利用一上治具固定座與一下治具固定座夾持固定住該上治具與該下治具；以及(A3)將該上治具固定座、該下治具固定座、該上治具、該下治具與該待研磨件一起放置於該治具固定空間，並使該下活塞通道透過該下治具固定座與該下治具連通於該待研磨件之孔洞。

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