加工機第四軸裝置的製作方法
2023-04-23 12:58:36
專利名稱：加工機第四軸裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種加工機，具體地說，是一種加工時用於夾持工件的加 工機第四軸裝置。
背景技術：
首先請參閱圖1，圖1是已有技術的一種衝子成形研磨器夾持一工件
的側視示意圖。如圖所示， 一種衝子成形研磨器7，包含一基座71、 一設 置於該基座71其中一側且可相對於該基座71原地繞一軸線Y旋轉的夾頭 72，及一設置於該基座71另一側且與該夾頭72連結的把手73。
當欲對一工件8進行研磨加工以獲得所需形狀的衝子時，先利用該夾 頭72夾持該工件8，再利用一加工裝置9 (例如研磨輪)沿該軸線Y方向 往復移動地對該工件8進行研磨。待該工件8被研磨出部分形狀後，由操 作者轉動該把手73使該夾頭72原地繞該軸線Y旋轉一角度，亦即使該工 件8原地繞該軸線Y轉動該角度，再利用該加工裝置9對該工件8進行研 磨，重複進行上述動作後即可將該工件8研磨成所需形狀的衝子。
上述加工過程中是由操作者轉動該把手73使該夾頭72轉動該角度而 到達定位，因此需花費較長時間而提高加工時的時間成本，且該衝子成形 研磨器7無法自動化操作，對於進行大量加工時亦構成一大阻礙。另外， 雖然可利用一馬達(圖中未示出)以驅動該夾頭72,但該馬達僅能驅動該 夾頭72原地繞該軸線Y旋轉，並無法進行角度定位，因此仍需由操作者 調整該夾頭72的轉動角度，同樣會增加加工時的時間成本。 因此已知的加工機存在著上述種種不便和問題
發明內容
本發明的目的，在於提供一種可降低加工時間成本、自動化及保持角 度定位的加工機第四軸裝置。
為實現上述目的，本發明的技術解決方案是
一種加工機第四軸裝置，包括一固定單元， 一軸承單元， 一治具和一 驅動單元，其特徵在於-
所述固定單元，包括一基板；
所述軸承單元，包括一設置在所述基板的中空本體；
所述治具，與所述軸承單元連接，並可相對於所述本體繞一軸線旋轉；
所述驅動單元，包括一與所述固定單元相連接且用以驅動所述治具繞
所述軸線旋轉一角度的驅動馬達。
本發明的加工機第四軸裝置還可以採用以下的技術措施來進一步實現。
前述的加工機第四軸裝置，其中還包括一使所述治具保持定位的煞車 單元，所述煞車單元包括一圍繞所述軸線的固定面，及一與所述固定面相 對設置且可相對於所述固定面沿所述軸線方向做接離移動的旋轉面。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述煞車單元更包括一具有所述固定 面的制動件、 一具有所述旋轉面的煞車件，及一與所述軸承單元及所述煞 車件連結且用以使所述旋轉面遠離所述固定面的彈性件，所述制動件是設 置於所述固定單元且用以提供所述煞車件一呈極性吸引力使所述旋轉面 與所述固定面相頂抵。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述煞車單元進一步包括複數與所述 軸承單元連結且穿設於所述煞車件的導引件、複數穿設於所述彈性件且與 所述煞車件相連接的固定件，所述彈性件具有複數環繞所述軸線的定位 孔，所述煞車件具有複數與部分所述等定位孔相對應設置的導引孔，及復 數與其餘的所述定位孔相對設置的穿孔，每一導引件具有一穿設於其中一 定位孔且與所述軸承單元連結的桿身段，及一與所述彈性件鄰近所述煞車 件的一表面相頂抵且穿設於其中一導引孔的頭部；每一固定件具有一穿設 於其中另一定位孔與其中一穿孔且與所述煞車件相連接的桿身段，及一與 所述彈性件相背於所述煞車件的一表面相頂抵的頭部。前述的加工機第四軸裝置，其中所述治具是選自夾頭、蜂巢板、筒夾 和頂針中的一個。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述軸承單元更包括一與所述治具相 連接的第一面盤、 一沿所述軸線方向與所述治具間隔設置與所述第一面盤 間隔設置的第二面盤，及複數和所述面盤相頂抵的滾動件，所述本體具有 沿所述軸線方向相背設置的一第一端部與一第二端部，及一由一內表面凹 設的凹槽，所述第一、第二面盤是分別設置於所述第一、第二端部，所述 滾動件是設置於所述凹槽內。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述軸承單元更包括一與所述治具相
連接的第一面盤、 一沿所述軸線方向與所述第一面盤間隔設置的第二面
盤、 一夾設於所述面盤間且與所述面盤相連接的間隔盤，及複數滾動件， 所述本體具有沿所述軸線方向相背設置的一第一端部與一第二端部，及一
由所述本體之一內表面凹設的凹槽，所述第一、第二面盤是分別設置於所 述第一、第二端部，所述第一面盤及所述間隔盤各具有一與所述滾動件相 頂抵的滾動面，所述等滾動件是設置於所述凹槽內。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述滾動件是呈球狀。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述驅動馬達是選自步進馬達、伺服 馬達和可分度運轉馬達中的一個。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述固定單元更包括一設置於所述基 板且位於所述軸承單元與所述驅動馬達之間的固定座，所述驅動馬達是與 所述固定座相連接，所述制動件是設置在所述固定座。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述驅動單元更包括一穿設於所述固 定座與所述煞車單元的連軸器，所述驅動馬達具有一轉軸，所述軸承單元 的第二面盤具有一與所述轉軸相對的凸柱，所述連軸器的兩端部是分別與 所述轉軸及所述凸柱相連接。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述煞車單元更包括一套設於所述連 軸器且與所述第二面盤相連接的墊塊，所述導引件的桿身段是與所述墊塊 相連接。
前述的加工機第四軸裝置，其中更包含一容置所述驅動單元及所述煞車單元的殼體，其中所述煞車單元更包括一容置所述制動件、所述煞車件，
及所述墊塊的煞車箱座。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述呈極性的吸引力為磁力。 前述的加工機第四軸裝置，其中所述治具是選自夾頭、蜂巢板、筒夾
和頂針中的一個。
前述的加工機第四軸裝置，其中所述驅動馬達是選自步進馬達、伺服 馬達及可分度運轉馬達中的一個。
採用上述技術方案後，本發明的加工機第四軸裝置具有以下優點
1. 可更迅速地進行角度定位。
2. 減少加工時間。
3. 達到自動化操作。
圖1是已有技術的一種衝子成形研磨器夾持一工件的側視示意圖； 圖2是本發明實施例的組成組件的一立體分解圖； 圖3是本發明實施例的各組件的連結關係的剖面示意圖； 圖4是本發明實施例的煞車件未受一制動件吸引時， 一彈性件未變形 的側視示意圖5是本發明實施例的煞車件受一制動件吸引時， 一彈性件變形的側 視示意圖。
具體實施例方式
以下結合實施例及其附圖對本發明作更進一步說明。 現請參閱圖2和圖3,圖2是本發明實施例的組成組件的一立體分解 圖，圖3是本發明實施例的各組件的連結關係的剖面示意圖。如圖所示， 所述固定單元1包括一基板11，及一設置於所述基板11且位於所述軸承 單元2與所述驅動馬達41之間的固定座12。所述軸承單元2包括一設置 於所述基板ll的中空本體21、 一與所述治具3相連接的第一面盤22、 一 沿一軸線L方向與所述第一面盤22間隔設置的第二面盤23、 一夾設於所述面盤22、 23之間且與所述面盤22、 23相連接的間隔盤24，及複數滾動 件25。所述本體21具有沿所述軸線L方向相背設置的一第一端部211與 一第二端部212，及一由所述本體21的一內表面213凹設的凹槽214，所 述第一、第二面盤22、 23是分別設置於所述第一、第二端部211、 212， 所述第一面盤22及所述間隔盤24各具有一與所述滾動件25相頂抵的滾 動面221、 241，所述第二面盤23具有一凸柱231，所述滾動件25是設置 於所述凹槽214內。在本實施例中，所述滾動件25是呈球狀。
所述治具3是與所述軸承單元2的第一面盤22相連接，並可相對於 所述本體21繞所述軸線L旋轉。所述治具3可為夾頭、蜂巢板、筒夾， 或頂針，在本實施例中，所述治具3為夾頭。
所述驅動單元4還包括一連軸器42，所述驅動馬達41是與所述固定 單元1的固定座12相連接且用以驅動所述治具3繞所述軸線L旋轉一角 度，所述連軸器42是穿設於所述固定座12與所述煞車單元5，所述驅動 馬達41具有一與所述軸承單元2的凸柱231相對的轉軸411，所述連軸器 42的兩端部是分別與所述轉軸411及所述凸柱231相連接。所述驅動馬達 41可為步進馬達、可分度運轉馬達，或伺服馬達。在本實施例中，所述驅 動馬達41為步進馬達。
再請參閱圖4和圖5，圖4是本發明實施例的煞車件未受一制動件吸 引時， 一彈性件未變形的側視示意圖；圖5是本發明實施例的煞車件受一 制動件吸引時， 一彈性件變形的側視示意圖。如圖所示，所述煞車單元5 包括一設置於所述固定單元1的固定座12且具有一圍繞所述軸線L的固 定面511的制動件51、 一具有一與所述固定面511相對設置的旋轉面521 的煞車件52、 一與所述軸承單元2及所述煞車件52連結且具有複數環繞 所述軸線L的定位孔531的彈性件53、複數與所述軸承單元2連結且穿設 於所述煞車件52的導引件54、複數穿設於所述彈性件53且與所述煞車件 52相連接的固定件55、 一套設於所述驅動單元4的連軸器42且與所述軸 承單元2的第二面盤23相連接的墊塊56，及一容置所述制動件51、所述 煞車件52，及所述墊塊56的煞車箱座57。所述制動件51是用以提供所 述煞車件52 —呈極性的吸引力使所述旋轉面521與所述固定面511相頂
9抵。所述呈極性的吸引力可為靜電力或磁力，在本實施例中，所述呈極性
的吸引力為磁力。所述煞車件52具有複數與部分所述定位孔531相對應 設置的導引孔522，及複數與其餘的所述定位孔531相對應設置的穿孔 523。所述彈性件53是用以使所述旋轉面521遠離所述固定面511。所述 彈性件53可為板簧或盤形彈簧，在本實施例中，所述彈性件53為板簧。 每一導引件54具有一穿設於其中一定位孔531且與所述墊塊56相連接之 桿身段541，及一與所述彈性件53鄰近所述煞車件52的一表面532相頂 抵且穿設於其中一導引孔522的頭部542。每一固定件55具有一穿設於其 中另一定位孔531與其中一穿孔523且與所述煞車件52相連接的桿身段 551，及一與所述彈性件53相背於所述煞車件52的一表面533相頂抵的 頭部552。
所述殼體6是用以容置所述驅動單元4及所述煞車單元5。 請參閱圖3 圖5，當對一夾持於所述治具3且欲進行加工的工件(圖 中未示出)進行角度定位時，通過一定位信號使所述驅動馬達41的轉軸 411繞所述軸線L轉動一角度，例如45度或60度，並經由所述連軸器42 及所述軸承單元2的傳動而使所述治具3同步繞所述軸線L旋轉所述角度， 而使所述工件轉至定位。待所述工件轉至定位後，再通過一作動信號使所 述煞車單元5的制動件51作動，並對所述煞車件52提供所述吸引力而使 所述旋轉面521與所述固定面511相頂抵，所述彈性件53亦因受所述煞 車件52的拉動而產生變形，由此，即可使所述治具3及所述轉軸411保 持定位，亦即所述治具3及所述轉軸411不因所述工件的加工影響而產生 偏轉。當欲使所述工件旋轉另一角度再進行加工時，通過另一作動信號使 所述制動件51停止作動，其對所述煞車件52提供的所述吸引力因而消失， 所述煞車件52受所述彈性件53的拉動而恢復至受所述吸引力作用前的位 置，此時，再通過另一定位信號使所述驅動馬達41的轉軸411繞所述軸 線L轉動另一角度以對所述工件進行角度定位。所述信號可由一 CNC加 工機或一信號產生器提供。
綜上所述，軸承單元2的第二面盤23、間隔盤24，及煞車單元5的 墊塊56可整合成一構件，由此可減少組件數量，進而降低本發明的組裝時間。
所述固定單元1的固定座12為非必要構件，所述驅動單元4的驅動 馬達41是與所述基板11相連接，所述煞車單元5的制動件51是設置於 所述驅動馬達41，由此，同樣可使所述治具3保持角度定位。另外，由於 所述煞車單元5的設置，利用該制動件51之固定面511及該煞車件52的 旋轉面521相頂抵的摩擦力，可使所述治具3保持角度定位。
所述驅動單元4的驅動馬達41的設置，除了可更迅速的進行角度定 位而降低加工時間成本外，還可達到自動化的目的。
以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領 域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以作出各種 變換或變化。因此，所有等同的技術方案也應該屬於本發明的範疇，應由 各權利要求限定。
組件符號說明 1固定單元
11基板 12固定座 2 軸承單元 21本體 211第一端部 212第二端部 213內表面 214凹槽 22第一面盤 221滾動面 23第二面盤 231凸柱 24間隔盤 241滾動面
1125滾動件
3 治具
4 驅動單元 41驅動馬達 411轉軸
42連軸器 5煞車單元 51制動件 511固定面 52煞車件 521旋轉面 522導引孔 523穿孔 53彈性件 531定位孔 532表面 533表面 54導引件 541桿身段 542頭部 55固定件 551桿身段 552頭部 56墊塊 57煞車箱座 6殼體 L軸線
權利要求
1.一種加工機第四軸裝置，包括一固定單元，一軸承單元，一治具和一驅動單元，其特徵在於所述固定單元，包括一基板；所述軸承單元，包括一設置在所述基板的中空本體；所述治具，與所述軸承單元連接，並可相對於所述本體繞一軸線旋轉；所述驅動單元，包括一與所述固定單元相連接且用以驅動所述治具繞所述軸線旋轉一角度的驅動馬達。
2. 根據權利要求1所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於還包括一 使所述治具保持定位的煞車單元，所述煞車單元包括一圍繞所述軸線的固 定面，及一與所述固定面相對設置且可相對於所述固定面沿所述軸線方向 做接離移動的旋轉面。
3. 根據權利要求2所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述煞車 單元更包括一具有所述固定面的制動件、 一具有所述旋轉面的煞車件，及 一與所述軸承單元及所述煞車件連結且用以使所述旋轉面遠離所述固定 面的彈性件，所述制動件是設置於所述固定單元且用以提供所述煞車件一 呈極性吸引力使所述旋轉面與所述固定面相頂抵。
4. 根據權利要求3所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述煞車單元進一步包括複數與所述軸承單元連結且穿設於所述煞車件的導引件、 複數穿設於所述彈性件且與所述煞車件相連接的固定件，所述彈性件具有 複數環繞所述軸線的定位孔，所述煞車件具有複數與部分所述等定位孔相 對應設置的導引孔，及複數與其餘的所述定位孔相對設置的穿孔，每一導 引件具有一穿設於其中一定位孔且與所述軸承單元連結的桿身段，及一與 所述彈性件鄰近所述煞車件的一表面相頂抵且穿設於其中一導引孔的頭部；每一固定件具有一穿設於其中另一定位孔與其中一穿孔且與所述煞車 件相連接的桿身段，及一與所述彈性件相背於所述煞車件的一表面相頂抵 的頭部。
5. 根據權利要求1所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述治具 是選自夾頭、蜂巢板、筒夾和頂針中的一個。
6. 根據權利要求1所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述軸承 單元更包括一與所述治具相連接的第一面盤、 一沿所述軸線方向與所述治 具間隔設置與所述第一面盤間隔設置的第二面盤，及複數和所述面盤相頂 抵的滾動件，所述本體具有沿所述軸線方向相背設置的一第一端部與一第 二端部，及一由一內表面凹設的凹槽，所述第一、第二面盤是分別設置於 所述第一、第二端部，所述滾動件是設置於所述凹槽內。
7. 根據權利要求1所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述軸承 單元更包括一與所述治具相連接的第一面盤、 一沿所述軸線方向與所述第 一面盤間隔設置的第二面盤、 一夾設於所述面盤間且與所述面盤相連接的 間隔盤，及複數滾動件，所述本體具有沿所述軸線方向相背設置的一第一 端部與一第二端部，及一由所述本體之一內表面凹設的凹槽，所述第一、第二面盤是分別設置於所述第一、第二端部，所述第一面盤及所述間隔盤 各具有一與所述滾動件相頂抵的滾動面，所述等滾動件是設置於所述凹槽內。 -
8. 根據權利要求6所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述滾動 件是呈球狀。
9. 根據權利要求l所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述驅動 馬達是選自步進馬達、伺服馬達和可分度運轉馬達中的一個。
10. 根據權利要求1所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述固定 單元更包括一設置於所述基板且位於所述軸承單元與所述驅動馬達之間 的固定座，所述驅動馬達是與所述固定座相連接，所述制動件是設置在所 述固定座。
11. 根據權利要求l所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述驅動 單元更包括一穿設於所述固定座與所述煞車單元的連軸器，所述驅動馬達 具有一轉軸，所述軸承單元的第二面盤具有一與所述轉軸相對的凸柱，所 述連軸器的兩端部是分別與所述轉軸及所述凸柱相連接。
12. 根據權利要求2所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述煞車單元更包括一套設於所述連軸器且與所述第二面盤相連接的墊塊，所述導 引件的桿身段是與所述墊塊相連接。
13. 根據權利要求12所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於更包含 一容置所述驅動單元及所述煞車單元的殼體，其中所述煞車單元更包括一 容置所述制動件、所述煞車件，及所述墊塊的煞車箱座。
14. 根據權利要求3所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述呈極 性的吸引力為磁力。
15. 根據權利要求1所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述治具 是選自夾頭、蜂巢板、筒夾和頂針中的一個。
16. 根據權利要求1所述的加工機第四軸裝置，其特徵在於所述驅動 馬達是選自步進馬達、伺服馬達及可分度運轉馬達中的一個。
全文摘要
一種加工機第四軸裝置，包含一固定單元、一軸承單元、一治具，及一驅動單元。該固定單元包括一基板。該軸承單元包括一設置於該基板之中空本體。該治具是與該軸承單元相連接，並可相對於該本體繞一軸線旋轉。該驅動單元包括一與該固定單元相連接且用以驅動該治具繞該軸線旋轉一角度之驅動馬達。藉由該驅動馬達之設置，除了可更迅速的進行角度定位進而降低加工時間成本外，還可經由一CNC加工機或一信號產生器控制而達到自動化之目的。
文檔編號B24B41/06GK101574792SQ20081009676
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月5日 優先權日2008年5月5日
發明者黃瑞銘 申請人:豪力輝工業股份有限公司