TWM554404U - 加工機之力量感應單元 - Google Patents

Description

加工機之力量感應單元

本創作係有關於一種加工機之力量感應單元，尤指一種可感應力量變化之馬達，其可設於主軸頭、機械手臂等預設位置，當馬達受力且將訊號回饋，以控制各該裝置作動，可提供定位精確、省料，且具節省工時及人力之功效者。

一般加工機具通常以人工或機械手臂夾持工件以進行上、下料作業，以人工方式上料時，容易因為人員的操作誤差，致使加工件超出預設的尺寸要求。另有於一工具機一側設有一機械手臂，以機械手臂夾持工件進行上、下料作業時，係於該機械手臂上設有尋邊器以進行定位，如此可減少人工作業產生的定位誤差，提供工件便利及準確定位之功效者。

按，習知夾持工件上、下料之機械手臂結構，如國內第102200264號新型專利所揭露之「可縮短供料循環時間的加工設備」，係包含：一加工機，該加工機的內部具有一主軸頭，該主軸頭具有一前端及一背端，其中該前端用以夾持或頂置一工件，該背端位在該前端的相對面；一機械臂裝置，係鄰近該主軸頭的背端一側，該機械臂裝置具有一夾料臂，該夾料臂可在該加工機內部產生水平位移量及垂直位移量，並藉該水平位移量及垂直位移量自該主軸頭上取出工件，或將工件擺置在該主軸頭。

上述結構中，該機械臂裝置設於加工機主軸頭之背端一側，該機械臂之夾料臂可在加工機內作水平及垂直位移，以自該主軸頭上取出或置放工件。

惟，一般機械臂作業時，係以接觸式之尋邊器進行定位，其對於在料盤上的工件進行接觸時，容易因接觸而移動工件位置，造成定位誤差，且其通常僅做第一次的定位，例如指定料盤為第一個定位點，其後續僅係以程式來指示機械臂進行夾取作動，卻忽略了料盤與工件置放位置間的誤差，而待加工工件在待加工料盤上所放置的位置雖然有定位孔放置整齊，但因為在孔位與工件能容易取放的情況下，孔位一定大於工件，當機械臂夾取工件時，會因此兩者間的公差產生夾頭無法夾取正確的位置，因而使機械臂移動到加工機上之夾具時產生誤差，而使夾具在夾持位置無法與預設的夾持部位吻合，使工件在加工時無法達到預設的尺寸要求，又通常針對切削刀具之定位方式，係以人工判斷切削刀具與工件之接觸點為原點，人工因素誤差大，定位精確度差，整體結構確有待改良之必要者。

本創作提供一種加工機之力量感應單元，其包含有：一加工機，設有一主軸頭及一切削刀具，該主軸頭夾持定位一工件，該主軸頭與切削刀具間相對作橫向及縱向位移，以對該工件進行切削作業；一機械手臂，設於該加工機之一側，該機械手臂之一端設有一夾爪，該機械手臂藉由一馬達驅動該夾爪作動，藉該夾爪夾持該工件，並將該工件放置或取出於該主軸頭；一力量感應單元，藉由馬達驅動各該裝置受力後，經由各該馬達之伺服驅動器將訊號回饋，以控制各該裝置作動；藉由上述構件，當 進行尋料、餵料、取工件、放工件作業時，該馬達受力且經由伺服驅動器將訊號回饋，並進一步控制進行加工作業，其定位精確、減少定位誤差，且使該工件可以預設的尺寸完成加工，即可省料、降低成本，並可節省工時及人力，故整體確具產業實用性及創新效益者。

本創作之該加工機之力量感應單元，其係藉由各該馬達驅動各該裝置受力後，經各該馬達伺服控制器之訊號回饋，以達控制各該裝置作動之功效者，其配合該工件之放置，該工件抵頂並回饋至馬達直到推力到達預設值後即停止移動，並控制該主軸頭作動，以便利進行尋料、餵料、取工件及放工件等作業，可使該工件之定位精確、減少定位誤差，且使該工件可以預設的尺寸完成加工，即可省料、降低成本，並可節省工時及人力，則達極佳實用性及便利性者；該加工機可為車床，其可藉由該加工機之主軸頭、機械手臂、刀庫或尾座等處之各該馬達之伺服控制器產生訊號回饋，當該工件抵頂，各該馬達轉速降低且經伺服控制器傳遞訊號，直到推力到達預設值後即停止移動，並控制進行加工作業，以達取送料定位精確，及節省工時人力等功效者；該加工機可為銑床，其可藉由該工作軸台與切削刀具之各該馬達之伺服控制器產生訊號回饋，以便利對該切削刀具沿Z軸作上升或下降之高度感應，同樣可達取送料定位精確，及節省工時人力等功效者。

A‧‧‧工件

B‧‧‧工件

10‧‧‧加工機

11‧‧‧主軸頭

12‧‧‧切削刀具

13‧‧‧料台

14‧‧‧頂料裝置

141‧‧‧頂料件

20‧‧‧機械手臂

21‧‧‧夾爪

30‧‧‧力量感應單元

31‧‧‧馬達

32‧‧‧馬達

33‧‧‧馬達

34‧‧‧馬達

35‧‧‧馬達

40‧‧‧工具機

41‧‧‧主軸頭

42‧‧‧工作軸台

43‧‧‧切削刀具

44‧‧‧機械手臂

第一圖為本創作一較佳實施例之立體外觀圖。

第二圖為本創作一較佳實施例之動作示意圖一。

第三圖為本創作一較佳實施例之動作示意圖二。

第四圖為本創作一較佳實施例之動作示意圖三。

第五圖為本創作一較佳實施例之動作示意圖四。

第六圖為本創作一較佳實施例之動作示意圖五。

第七圖為本創作一較佳實施例之動作示意圖六。

第八圖為本創作一較佳實施例之動作示意圖七。

第九圖為本創作第二實施例之局部剖面示意圖。

第十圖為本創作第三實施例之立體外觀圖。

第十一圖為本創作第三實施例之動作示意圖一。

第十二圖為本創作第三實施例之動作示意圖二。

第十三圖為本創作第三實施例之動作示意圖三。

第十四圖為本創作第三實施例之動作示意圖四。

首先請參照第一~八圖，本創作所提供之一種加工機之力量感應單元，其主要包含有：一加工機10、一機械手臂20、及一力量感應單元30。

該加工機10，於本實施例中係為一車床設備，其設有供夾持一工件A定位之一主軸頭11，該主軸頭11可轉動以使工件A旋轉，並以一切削刀具12與主軸頭11間作相對橫向及縱向位移，以對工件A進行切削加工作業；一料台13，設於該加工機之一側，該料台13上方放置有數工件A。

該機械手臂20，設於該加工機10之一側，該機械手臂20可相對於加工機10作水平位移及垂直位移，於該機械手臂20之一端設有一夾爪21。

該力量感應單元30，係藉由馬達驅動各該裝置受力後，經由各該馬達之伺服驅動器將訊號回饋至控制器，以達控制各該裝置作動之功效者；於本實施例中，該機械手臂20藉由二馬達31驅動作水平及垂直位移，且驅動該夾爪21作動，該夾爪21夾持工件A後並進行位移，當該工件A受抵觸且達預設力量時，且回饋至該馬達31，該馬達31受力且轉速會降低，該馬達31之伺服驅動器內之電流即會產生變化，並產生訊號回饋至控制器，以驅動該夾爪21夾緊或鬆開工件A，達到控制該夾爪21作動之功效者；再者，該主軸頭11係藉由一馬達32驅動旋轉，當該工件A觸及主軸頭11時，該馬達31亦受力且轉速降低，該馬達32伺服控制器產生之電流訊號回饋至控制器，以控制該主軸頭11夾緊或 鬆開工件之作動。

其作動時，係控制該機械手臂20位移至料台13處，該夾爪21向下位移，當該工件A位移至預設位置時，該工件A觸及夾爪21且達預設力量時，該馬達31亦受力且轉速降低，該馬達31之伺服驅動器感應電流變化且產生訊號回饋至控制器，以驅動夾爪21夾緊工件A，接著控制該機械手臂20位移至工具機10，且使夾爪21位移至主軸頭11處，並將該工件A放置於主軸頭11中心位置處，當該工件A觸及主軸頭11且達預設力量時，該馬達32即產生訊號回饋並驅動主軸頭11夾緊工件A，以進行加工作業。

藉由上述構件，該加工機10設有力量感應單元30，配合該機械手臂20位移作動，其係藉由各該馬達驅動各該裝置受力後，經各該馬達伺服控制器之訊號回饋，以達控制各該裝置作動之功效者，當各該馬達31、32受力且達預設力量時，即力量會回饋至各該馬達31、32，各該馬達31、32伺服控制器感應電流變化且產生訊號回饋至控制器，以驅動該夾爪21夾緊或放開工件A，或驅動該主軸頭11夾緊或放開工件A以進行加工作業，使該機械手臂20每次夾取工件A以及放入或取出於主軸頭11時都可精確定位，有效減少定位誤差，且使該工件A可以預設的尺寸完成加工，達到省料功效，並可節省工時及人力，故整體結構極具創新及實用便利性者。

為供進一步瞭解本創作構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本創作使用方式加以敘述如下：

本創作之使用，請參照第二至八圖所示，係控制該機械手臂 20位移至料台13上方，接著控制該夾爪21向下位移進行尋料作業，當該工件A抵頂夾爪21並回饋至馬達31之推力到達預設值後即停止移動，該馬達31轉速降低且伺服控制器之電流產生變化並傳遞訊號，以驅動夾爪21夾緊工件A，接著控制該機械手臂20位移至工具機10，且將該夾爪21位移至主軸頭11處，並將該工件A放置於主軸頭11中心位置處，當該工件A抵頂馬達32之推力到達預設值後即停止移動，該馬達32轉速降低且伺服控制器之電流產生變化並傳遞訊號，以驅動該主軸頭11夾緊工件A，即完成餵料作業，隨後控制該夾爪21放開工件A，並控制該機械手臂20位移離開主軸頭11，接著該工具機10即控制主軸頭11旋轉工件A，並與該切削工具12間進行加工作業，待加工完成後，控制該機械手臂20夾爪21位移至主軸頭11工件A處，直到該工件A抵頂馬達31之推力到達預設值後即停止移動，該夾爪21並夾緊工件A，且該自主軸頭11放開工件A，接著該夾爪21夾持工件A向料台13位移，直到該工件A抵頂於料台13之推力到達預設值後即停止移動，接著該夾爪21放開工件A，即作業完成。

請參照第九圖所示，係為本創作之第二實施例圖，該主軸頭11另端相對尾座位置處設有受一馬達33控制驅動之一頂料裝置14，該頂料裝置14軸向設有一頂料件141，當該頂料裝置14相對位移靠近主軸頭11，且使該頂料件141抵頂於工件A，且推力回饋至該馬達33，直到推力到達預設值後即停止移動，以穩固定位該工件A於軸向中心位置，該馬達33轉速降低且伺服控制器之電流產生變化，並傳遞訊號且控制主軸頭11旋轉工件A，以進行切削作業者。

請參照第十至十四圖所示，係為本創作之第三實施例圖，其中該工具機40可為一般銑床設備，該工具機40設有一主軸頭41及一工作軸台42，該工作軸台42設有一切削刀具43及控制切削刀具43旋轉作動之一馬達34，該切削刀具43可相對於工作軸台42沿Z軸作上升或下降位移，該主軸頭41可夾持一工件B定位，該主軸頭41可相對切削刀具43作橫向及縱向位移，且於該工具機40一側設有一機械手臂44，該機械手臂44藉由一馬達35驅動位移，且驅動一夾爪45作動，其可控制該機械手臂44位移且藉夾爪45取放工件B至主軸頭41，該夾爪45夾持工件B後並進行位移，當該工件B受抵觸且達預設力量時，且回饋至該馬達35，該馬達35受力且轉速會降低，該馬達35之伺服驅動器內之電流即會產生變化，並產生訊號回饋至控制器，以驅動該夾爪45夾緊或鬆開工件B，達到控制該夾爪45作動之功效者；當該切削刀具43抵頂於工件B，且該工件B抵頂並回饋力量至馬達34直到推力到達預設值後即停止移動，並控制該工作軸台42使切削刀具43旋轉，以對工件B進行切削作業。

本創作該加工機10之力量感應單元30，其係藉由各該馬達驅動各該裝置受力後，經各該馬達伺服控制器之訊號回饋，以達控制各該裝置作動之功效者，其配合該工件A之放置，該工件A抵頂並回饋至馬達32直到推力到達預設值後即停止移動，並控制該主軸頭11作動，以便利進行尋料、餵料、取工件A及放工件A等作業，可使該工件A之定位精確、減少定位誤差，且使該工件A可以預設的尺寸完成加工，即可省料、降低成本，並可節省工時及人力，則達極佳實用性及便利性者。

該加工機10可為車床，其可藉由該加工機10之主軸頭11、機械手臂20、刀庫或尾座等處之各該馬達之伺服控制器產生訊號回饋，當該工件A抵頂，各該馬達轉速降低且經伺服控制器傳遞訊號，直到推力到達預設值後即停止移動，並控制進行加工作業，以達取送料定位精確，及節省工時人力等功效者；該加工機40可為銑床，其可藉由該工作軸台42與切削刀具43之馬達34之伺服控制器產生訊號回饋，以便利對該切削刀具43沿Z軸作上升或下降之高度感應，及該機械手臂44之馬達35之伺服控制器產生訊號回饋，同樣可達取送料定位精確，及節省工時人力等功效者。

綜合上述，本創作所揭露之「加工機之力量感應單元」，係提供一具力量感應單元30之加工機10，其可藉由該加工機10之主軸頭11或機械手臂20等之各該馬達受力後，經由各該馬達之伺服驅動器將訊號回饋，當進行尋料、餵料、取工件、放工件作業時，直到推力到達預設值後即停止移動，並進一步控制進行加工作業，其定位精確、減少定位誤差，且使該工件A可以預設的尺寸完成加工，即可省料、降低成本，並可節省工時及人力，俾使整體確具產業實用性及創新效益，且其構成結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合新型專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。

需陳明者，以上所述乃是本創作之具體實施例及所運用之技術原理，若依本創作之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本創作之範圍內，合予陳明。

A‧‧‧工件

10‧‧‧加工機

11‧‧‧主軸頭

12‧‧‧切削刀具

13‧‧‧料台

20‧‧‧機械手臂

21‧‧‧夾爪

30‧‧‧力量感應單元

31‧‧‧馬達

32‧‧‧馬達

Claims (5)

1. 一種加工機之力量感應單元，其包含有：一加工機，設有一主軸頭及一切削刀具，該主軸頭夾持定位一工件，並以一馬達驅動旋轉，各該主軸頭與切削刀具間相對作橫向及縱向位移，以對該工件進行切削作業；一機械手臂，設於該加工機之一側，該機械手臂之一端設有一夾爪，該機械手臂藉由一馬達驅動該夾爪作動，藉該夾爪夾持該工件，並將該工件放置或取出於該主軸頭；一力量感應單元，係分別設於各該馬達上，當該工件於移動中分別抵觸各該主軸頭及夾爪時，各該馬達則可在感應到其觸壓之受力後，經由各該馬達之伺服驅動器將訊號回饋，以控制各該主軸頭及夾爪作動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述加工機之力量感應單元，其中該機械手臂藉由一馬達驅動該夾爪作動，當該工件受抵觸且達預設力量時，並回饋至該馬達，該馬達之伺服驅動器內之電流即會產生變化，並產生訊號回饋以驅動該夾爪夾緊或鬆開該工件。
3. 依據申請專利範圍第1項所述加工機之力量感應單元，其中該加工機為車床設備之應用者。
4. 依據申請專利範圍第1項所述加工機之力量感應單元，其中該加工機為車床設備之應用，該主軸頭另端相對尾座位置處設有受一馬達驅動之一頂料裝置，該頂料裝置軸向設有一頂料件，當該頂料件受力且回饋至該頂料裝置之馬達時，該頂料裝置之馬達伺服驅動器之電流產生變化並傳遞訊號，以控制該主軸頭旋轉該工件。
5. 依據申請專利範圍第1項所述加工機之力量感應單元，其中該加工機為銑 床設備之應用，其設有該主軸頭及一工作軸台，該工作軸台設有一切削工具及控制該切削刀具旋轉作動之一馬達，該切削刀具可相對於工作軸台沿Z軸作上升或下降位移。