TWM538853U - 複合式多軸工具機 - Google Patents

Description

複合式多軸工具機

本新型是有關於一種工具機，特別是指一種可進行多樣化加工的複合式多軸工具機。

WO2015200839及WO2015127271兩專利案已公開了一種複合式多軸加工機，該多軸加工機包含一機台、一可控制一主軸單元相對於待加工件進行多軸運動的控制單元，該主軸單元可耦合一加工刀具或一雷射模組，利用不同的加工特性，可進行切削、雷射雕刻及堆焊等加工。

另外，如圖1所示，DMG MORI公司所產製的LASERTEC 65 3D機種，包含一機身、一對設置於該機身的一立壁1且沿橫向延伸的滑軌2、一跨設於該等滑軌2上的鞍座3及一可驅動該鞍座3沿該等滑軌2滑動的驅動單元4 ，且一雷射模組5以二定位銷501插設於該鞍座3。

當該驅動單元4驅動該鞍座3及該雷射模組5移動，並對應於一主軸單元6下方時，該主軸單元6的一夾持部601與該雷射模組5耦合後可將該雷射模組5向上抓取，使得該等定位銷501與該鞍座3脫離，該雷射模組5就可自該鞍座3上脫離，且利用該雷射模組5可進行雷射切割、雷射雕刻或堆焊等作業。

雖然這種複合式加工機已可達到加工多樣化的目的，但是因為該等滑軌2、該鞍座3、該驅動單元4 及該雷射模組5等部件都是設置於該立壁1上，該等機件的重量承重於該立壁1，容易影響機身的剛性及主軸單元6運行的穩定度，甚至會影響加工的精準度。

因此，本新型之目的，即在提供一種不會影響主機床剛性及主軸單元運行的穩定度之複合式多軸工具機。

於是，本新型複合式多軸工具機，包含一主機床、一工件固持單元、一刀庫、一主軸單元、一固定座、一鞍座、一驅動單元及一雷射模組。該主機床座落於地面，並包括一鎖固部，該工件固持單元設置於該主機床，該刀庫設置於該主機床，並包括多數刀具，該主軸單元連接於該主機床且可相對於該工件夾持單元產生多軸運動，該主軸單元具有一能夾持其中一刀具的夾持部，該固定座座落於地面，並可拆卸地連接於該主機床的鎖固部，該鞍座可滑動地設置於該固定座上方，並具有至少一定位部，該驅動單元安裝於該固定座與該鞍座之間，且可驅動該鞍座相對於該主軸單元產生趨近或遠離，該雷射模組可拆卸地套設於該鞍座，並具有一可被該夾持部夾持的被夾持部、至少一工作部及至少一可與該定位部互相嵌卡的嵌卡部。

本新型之功效在於：利用該固定座座落於地面且可拆卸地連接於該主機床的前底座，且該鞍座可滑動地設置於該固定座上，則整體結構不會影響該主機床的剛性及該主軸單元的運行穩定度，且可適合附掛於既有的五軸工具機。

參閱圖2、圖3與圖4，本新型複合式多軸工具機之一實施例，包含一主機床10、一工件固持單元13、一刀庫14、一主軸單元15、一移動單元20、一固定座30、一鞍座40、一驅動單元50、一雷射模組60，及一圍幕單元70，值得說明的是，圖3中以假想線繪製的雷射模組60，是示意該鞍座40上原以實線繪製的雷射模組60被該主軸單元15夾取，圖2及圖4更以假想線增加繪製該鞍座40及該雷射模組60移動後的位置。

該主機床10座落於地面，包括一前底座11，及一後底座12，該前底座11由一第一軸向Y及一垂直於該第一軸向Y的第二軸向X延伸而成，並具有一設於其中一側面的鎖固部111。該後底座12沿一垂直於該第一軸向Y與該第二軸向X的第三軸向Z延伸，且固設於該前底座11。

該工件固持單元13設置於該前底座11，且可繞該第三軸向Z轉動及相對該第三軸向Z擺動。

該刀庫14設置於該主機床10，並包括多數刀具141。

該主軸單元15連接於該主機床10且可相對於該工件夾持單元13產生多軸運動，該主軸單元15具有一能夾持其中一刀具141的夾持部151。且該主軸單元15連接於該後底座12。

該移動單元20供搭載該主軸單元15，並包括一沿該第一軸向Y設置於該後底座12的第一滑軌21、一設置於該第一滑軌21的第一滑座22、一可驅動該第一滑座22運動的第一驅動件23、一沿該第二軸向X設置於該第一滑座22的第二滑軌24、一設置於該第二滑軌24的第二滑座25、一可驅動該第二滑座25運動的第二驅動件26、一沿該第三軸向Z設置於該第二滑座25的第三滑軌27、一設置於該第三滑軌27的第三滑座28，及一可驅動該第三滑座28運動的第三驅動件29，該主軸單元15安裝於該第三滑座28，使該主軸單元15可相對該工件固持單元13產生五軸運動。

以上該主機床10、該工件固持單元13、該刀庫14、該主軸單元15，及該移動單元20構成既有的五軸工具機。接著說明本新型特別創新之處。

配合參圖5，該固定座30座落於地面，並可拆卸地連接於該主機床10的鎖固部111，該固定座30包括一利用多數螺絲311鎖固於該鎖固部111的橫置部31、一與該橫置部31一體連接呈倒L型的豎直部32及一固設於該豎直部32頂部的支承件33。

該鞍座40呈長樑狀，可沿該第二軸向X滑動地設置於該固定座30的支承件33上方，並具有一對沿該第二軸向X延伸的長側緣41、一對分別對應於該等長側緣41的定位部42，及一沿該第二軸向Y設置於底部的第四滑軌43，該等定位部42沿該第一軸向Y相對設置。本實施例中，該等定位部42呈凹孔狀。

配合參圖6，該驅動單元50安裝於該固定座30與該鞍座之40間，且可驅動該鞍座40相對於該主軸單元15的夾持部151產生趨近或遠離。本實施例的該驅動單元50包括一安裝於該支承件33側邊的馬達51、一受該馬達51驅動的齒輪52及一與該齒輪52嚙合且固設於該鞍座40的齒條53，該齒條53沿該第二軸向X延伸。

該雷射模組60可拆卸地套設於該鞍座40，並具有一設於頂部且可被該夾持部151夾持的被夾持部61、二分別設置於底部及側部的工作部62、62’及一對可分別與該等定位部42互相嵌卡的嵌卡部63(見圖7)，該等嵌卡部63呈插銷狀。該工作部62可進行非接觸式切削、堆焊或雷射測量，該工作部62’可進行接觸式測量。

該圍幕單元70具有一圍設於該主機床10外部的主圍罩71、一設置於該主圍罩71一側的副圍罩72、一設置於該主圍罩71與該副圍罩72之間的通孔73、一對應該通孔73的門板74及一可驅動該門板74且使該通孔73呈封閉或開啟的驅動件75。該固定座30設置於該副圍罩72中，該鞍座40與該雷射模組60可在該主圍罩71與該副圍罩72之間移動。

如圖3與圖7所示，在該雷射模組60未被夾取進行加工之前，該雷射模組60的該等嵌卡部63嵌卡於該鞍座40該等定位部42中，可以使得該等射模組60穩固定位於該鞍座40上。

再如圖2、圖3及6所示，當要利用該雷射模組60進行非接觸式加工作業時，啟動該圍幕單元70的驅動件75且使該通孔73呈開啟，再啟動該驅動單元50的馬達51，且利用該齒輪52與該齒條53嚙合的作用，即可驅動該鞍座40帶動該雷射模組60由該副圍罩72朝該主圍罩71中移動，且使該雷射模組60趨近於該主軸單元15的夾持部151。

接著，操作該移動單元20，且使該主軸單元15的夾持部151與該雷射模組60頂部的被夾持部61產生耦合，即可透過該雷射模組60的工作部62、62’對該工件固持單元13的一工件進行非接觸式切削、堆焊或雷射測量等加工。

因此，本新型利用整體構件的配合，可利用該等刀具141或該雷射模組60達到複合式的多軸加工目的，且利用該固定座30可拆卸地固設於該主機床10的前底座11側面的鎖固部111，該固定座30、該鞍座40、該第四滑軌43以及設置於該鞍座40上的雷射模組60 ...的整體重量承重於地面，相較於現有之機構重量承重於機身，本新型不會影響該主機床10剛性及該主軸單元15運行的穩定度，且利用該橫置部31以該等螺絲311鎖固於該前底座11側面，適合附掛於既有的五軸工具機，或輕易地自既有的五軸工具機拆卸，適用性相當廣泛且方便。

值得一提的是，在不使用該雷射模組60時，該驅動件75可驅動該門板74且使該通孔73呈封閉，藉此，利用該門板74可將該主圍罩71與該副圍罩72互相隔離，且可避免該主軸單元15夾持該等刀具141進行加工時的切屑、切削液等噴落至該雷射模組60，以確保該雷射模組60的潔淨及不會受損。

綜上所述，本新型複合式多軸工具機，不但可依加工需求達到多樣化加工目的，且不會破壞該主機床10的剛性，確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧主機床
11‧‧‧前底座
111‧‧‧鎖固部
12‧‧‧後底座
13‧‧‧工件固持單元
14‧‧‧刀庫
141‧‧‧刀具
15‧‧‧主軸單元
151‧‧‧夾持部
20‧‧‧移動單元
21‧‧‧第一滑軌
22‧‧‧第一滑座
23‧‧‧第一驅動件
24‧‧‧第二滑軌
25‧‧‧第二滑座
26‧‧‧第二驅動件
27‧‧‧第三滑軌
28‧‧‧第三滑座
29‧‧‧第三驅動件
30‧‧‧固定座
31‧‧‧橫置部
311‧‧‧螺絲
32‧‧‧豎直部
33‧‧‧支承件
40‧‧‧鞍座
41‧‧‧長側緣
42‧‧‧定位部
43‧‧‧第四滑軌
50‧‧‧驅動單元
51‧‧‧馬達
52‧‧‧齒輪
53‧‧‧齒條
60‧‧‧雷射模組
61‧‧‧被夾持部
62‧‧‧工作部
62’‧‧‧工作部
63‧‧‧嵌卡部
70‧‧‧圍幕單元
71‧‧‧主圍罩
72‧‧‧副圍罩
73‧‧‧通孔
74‧‧‧門板
75‧‧‧驅動件
Y‧‧‧第一軸向
X‧‧‧第二軸向
Z‧‧‧第三軸向

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是現有一種複合式多軸工具機的一不完整的立體示意圖； 圖2是本新型複合式多軸工具機一實施例的一立體組合示意圖； 圖3是該實施例的一立體組合圖，說明拆掉一圍幕單元； 圖4是該實施例之一前視示意圖； 圖5是該實施例之一不完整的立體分解圖； 圖6是該實施例之一不完整的立體示意圖；及 圖7是沿圖4中之線Ⅶ-Ⅶ的一剖面圖。

10‧‧‧主機床

12‧‧‧後底座

13‧‧‧工件固持單元

15‧‧‧主軸單元

151‧‧‧夾持部

20‧‧‧移動單元

30‧‧‧固定座

60‧‧‧雷射模組

62‧‧‧工作部

62’‧‧‧工作部

70‧‧‧圍幕單元

71‧‧‧主圍罩

72‧‧‧副圍罩

73‧‧‧通孔

74‧‧‧門板

75‧‧‧驅動件

Y‧‧‧第一軸向

X‧‧‧第二軸向

Z‧‧‧第三軸向

Claims (9)

1. 一種複合式多軸工具機，包含： 一主機床，座落於地面，並包括一鎖固部； 一工件固持單元，設置於該主機床； 一刀庫，設置於該主機床，並包括多數刀具； 一主軸單元，連接於該主機床且可相對於該工件夾持單元產生多軸運動，該主軸單元具有一能夾持其中一刀具的夾持部； 一固定座，座落於地面，並可拆卸地連接於該主機床的鎖固部； 一鞍座，可滑動地設置於該固定座上方，並具有至少一定位部； 一驅動單元，安裝於該固定座與該鞍座之間，且可驅動該鞍座相對於該主軸單元產生趨近或遠離；及 一雷射模組，可拆卸地套設於該鞍座，並具有一可被該夾持部夾持的被夾持部、至少一工作部及至少一可與該定位部互相嵌卡的嵌卡部。
2. 如請求項1所述的複合式多軸工具機，其中，該主機床還包括一前底座，及一後底座，該鎖固部設置於該前底座的一側面，該工件固持單元設置於該前底座，該主軸單元連接於該後底座。
3. 如請求項2所述的複合式多軸工具機，還包含一搭載該主軸單元的移動單元，該移動單元包括一沿一第一軸向設置於該後底座的第一滑軌、一設置於該第一滑軌的第一滑座、一可驅動該第一滑座運動的第一驅動件、一沿一垂直於該第一軸向的第二軸向設置於該第一滑座的第二滑軌、一設置於該第二滑軌的第二滑座、一可驅動該第二滑座運動的第二驅動件、一沿一垂直於該第一軸向與該第二軸向的第三軸向設置於該第二滑座的第三滑軌、一設置於該第三滑軌的第三滑座，及一可驅動該第三滑座運動的第三驅動件，該主軸單元安裝於該第三滑座。
4. 如請求項3所述的複合式多軸工具機，其中，該工件固持單元可繞該第三軸向轉動及相對該第三軸向擺動，使該主軸單元可相對該工件固持單元產生五軸運動。
5. 如請求項1或請求項2所述的複合式多軸工具機，其中，該固定座包括一利用多數螺絲鎖固於該鎖固部的橫置部、一與該橫置部一體連接呈倒L型的豎直部及一固設於該豎直部頂部的支承件，該鞍座可沿該第二軸向滑動地設置於該支承件頂部。
6. 如請求項5所述的複合式多軸工具機，其中，該鞍座還具有沿該第二軸向設置於底部的第四滑軌。
7. 如請求項5所述的複合式多軸工具機，其中，該驅動單元包括一安裝於該支承件的馬達、一受該馬達驅動的齒輪及一與該齒輪嚙合且固設於該鞍座的齒條，該齒條沿該第三軸向延伸。
8. 如請求項1所述的複合式多軸工具機，其中，該鞍座的定位部呈凹孔狀且數量為兩個，該雷射模組的嵌卡部呈插銷狀且數量為兩個。
9. 如請求項1所述的複合式多軸工具機，還包括一圍幕單元，該圍幕單元具有一圍設於該主機床外部的主圍罩、一設置於該主圍罩一側的副圍罩、一設置於該主圍罩與該副圍罩之間的通孔、一對應該通孔的門板及一可驅動該門板且使該通孔呈封閉或開啟的驅動件，該固定座設置於該副圍罩中，該鞍座與該雷射模組可在該主圍罩與該副圍罩之間移動。