雙軸倍速線性馬達機構的製作方法

2023-04-29 21:16:56

專利名稱：雙軸倍速線性馬達機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙軸倍速線性馬達機構，特別是對於需要工件及刀具間相對快速移動的機械，例如模具高速雕刻機、PCB鑽孔機、快速原型(RP，Rapid Proto-typing)機器或其它的電子生產設備等。
但是機構運動速度的提升有其瓶頸。一般提高速速及加速度的解決方案包含使用高轉速伺服馬達、使用皮帶輪變速機構加速轉速、使用高導程螺杆、或直接改用高速線性馬達來驅動機構等。然而，在常用技術中，用以加快速度方案仍有待加強空間首先，為了以高速度來節省作業時間，不只最高速度要加快，而且加速度也要大，否則工件和刀具間相對移動速度尚未達到其最高速度，機構即需開始減速，即使已達最高速度，但保持在最高速度下的行程很短，則機構雖達到最高速度，但因為在最高速度下運轉所佔的時間不多，故所節省時間也並不多，對提高機構作業效率的貢獻也並不大。
因此，不只是機構的最高速度要高，而加速度大也是十分重要的。就目前採用的高速度解決方案中，使用線性馬達最高速度最快，而加速度也最大，高速線性馬達本身最大加速度約可達到4G(″G″代表重力加速度)，但由於機構的移動座具有相當大質量，而加速度約和移動體的質量成反比，導致線性馬達所驅動機構加速度並無法達到4G，而一般只有1G而已。由於機構的加速度不夠大，當移動距離不夠長時，機臺進給速度尚未達到最高速度，即需要開始減速停止，實際達最高速移動行程並不多。
故常用的高速加工機構實仍需再加以改良，以加強高速進給需求。
為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下—種雙軸倍速線性馬達機構，包含—機臺底座；—工件置放臺總成，設置於前述機臺底座上；工件置放臺總成上設有一承載工件工件承載臺，且工件承載臺可沿一平行於機臺底座表面的第一軸移動；其中工件置放臺由線性馬達驅動；—刀具固定座總成，設置於機臺底座上；刀具固定座總成上設有刀具，且刀具可沿前述第一軸方向移動；其中刀具固定座由線性馬達驅動；其特徵在於，前述工件承載臺向第一軸的一向移動時，刀具向第一軸的另一向移動，以達到刀具和工件承載臺間高速相對運動目的。
使用本發明的有益效果在於對於本發明，一般人可能會以為驅動機構移動的運動軸由原本一個動力源變成兩個動力源，故將增加兩倍成本；然而目前動力源成本佔機臺總成本的比率並非很高，因此動力源成本小幅提升是值得的，且當由一個動力軸驅動改為兩個反方向的動力軸驅動時，由於動力軸所需移動的行程只剩下原來的一半，故每一軸行程都比原來短，而成本及難度也降低，故實際上機構總成本增加比率並不是很大，而在效率上則有相當大提升，故十分合算。
11刀具固定座 12刀具驅動軸21工件承載臺 22工件驅動軸23工件固定座 3機臺底座4工件 5刀具軸6刀具為使本發明的雙軸倍速線性馬達機構可得到理想的速度及加速度條件，本發明的雙軸倍速線性馬達機構的工件驅動軸22和刀具驅動軸12採用線性馬達驅動；而由於驅動工件承載臺21及驅動刀具固定座11的動力源是相互獨立的，而本發明所設計的被驅動對象也沒有大於現有技術所設計的機構質量之考慮因素，故其驅動速度及加速度都可達到現有設計的水準，因此本發明的雙軸倍速線性馬達機構的工件承載臺21及刀具固定座11間的速度及加速度可達現有技術的兩倍。
圖2為本發明的一種雙軸倍速線性馬達機構的右側視示意圖，此圖說明本發明的一個實施例。在此實施例中，工件固定座23置放於工件承載臺21上，而工件4則置放於工件固定座23上；另外，刀具固定座11上設有刀具軸5，刀具軸5可帶動刀具6進行接近工件及離開工件的加工動作(圖2中的左右方向移動)。此為

圖1的雙軸倍速線性馬達機構的一個應用實施例，此實施例適用於加工速度稍慢而需快速定位的機構，例如PCB鑽孔機等設備，此實施例的刀具6和工件4可相對快速移動，而加工軸則維持一般現有的進給速度。由於此實施例在工件驅動軸22方向可具有雙軸倍速的效果，使機構可達到更高的作業效率。
因此，本發明所提供雙軸倍速線性馬達機構，與其它現有結構相互比較時，具有下列的優點1.本發明的工件驅動軸及刀具驅動軸可同時相對於機臺底座移動，並且移動方向相反，使工件驅動軸上的工件相對於刀具驅動軸上的刀具可達到刀具驅動軸相對於機臺底座移動速度之兩倍，也就是工件相對於刀具之速度可達到現有移動速度的兩倍。
2.由於工件驅動軸及刀具驅動軸為個自獨立，因此工件驅動軸及刀具驅動軸間的加速度也並不會相互幹涉，故工件驅動軸及刀具驅動軸間反向移動而同時加減速時，其相對加速度為工件驅動軸的加速度及刀具驅動軸的加速度之和，故工件驅動軸及刀具驅動軸間的加速度可達現有速度的兩倍，因此可提高工件及刀具間的相對加速度。
3.本發明的工件承載臺和刀具採用線性馬達驅動，由於線性馬達具有良好的速度及加速度特性，故本發明的雙軸倍速線性馬達機構可得到理想的速度及加速度條件。
權利要求
1.一種雙軸倍速線性馬達機構，其特徵在於，包含一機臺底座；一工件置放臺總成，設置於前述機臺底座上；工件置放臺總成上設有一承載工件之工件承載臺，且工件承載臺可沿一平行於機臺底座表面的第一軸移動；其中工件置放臺由線性馬達驅動；一刀具固定座總成，設置於機臺底座上；刀具固定座總成上設有刀具，且刀具可沿前述第一軸方向移動；其中刀具固定座由線性馬達驅動；其特徵在於，前述工件承載臺向第一軸的一向移動時，刀具向第一軸的另一向移動，以達到刀具和工件承載臺間高速相對運動目的。
2.根據權利要求1所述的雙軸倍速線性馬達機構，其特徵在於，驅動工件置放臺及驅動刀具固定座的線性馬達為獨立的兩軸。
3.根據權利要求2所述的雙軸倍速線性馬達機構，其特徵在於，刀具的加工方向平行於機臺底座而和前述的第一軸垂直。
全文摘要
本發明關於一種雙軸倍速線性馬達機構，為達到工件承載臺和刀具高速相對運動的目的，本發明工件承載臺在向第一軸移動時，刀具向另一向移動，如此則工件承載臺和刀具間相對速度，等於工件承載臺相對於機臺底座速度加上刀具相對於機臺底座速度的總和。因此，不只工件承載臺和刀具間的相對速度可達到現有速度的兩倍，且工件承載臺和刀具間的相對加速度也可達到現有速度的兩倍，對機構的縮短加速時間，及減少移動時間的幫助很大。
文檔編號B23Q5/22GK1471223SQ0212565
公開日2004年1月28日 申請日期2002年7月25日 優先權日2002年7月25日
發明者卓永財 申請人:大銀微系統股份有限公司