TWI461254B

TWI461254B - 工作台驅動裝置

Info

Publication number: TWI461254B
Application number: TW099144538A
Authority: TW
Inventors: Yung Hsiang Lu; Chung Lung Lin
Original assignee: Factory Automation Technology
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2014-11-21
Also published as: TW201226105A

Description

工作台驅動裝置

本發明係有關於一種工作台驅動裝置，尤其是指一種利用迴轉主軸可作軸向移動及徑向轉動的設計，來達到工作台齒輪間背隙消除之功效為發明應用者。

按，一般迴轉式的工作台，於工作台大螺旋齒輪與相嚙合之小螺旋齒輪需有齒隙(backlash)存在，以避免運轉時發熱產生干涉，但齒隙的存在會影響銑削加工時工作台定位之角度精度，所以要解決上述問題，即如第九圖所示，於工作台車削加工時之動力驅動、及銑削加工時工作台之角度定位機能，係為個別分開控制，其係由一主動力馬達(6)帶動變速機構(61)，以讓變速機構(61)驅動工作台(62)傳動，於另一側再對應設有一伺服馬達(7)驅動工作台角度定位，同時進行背隙消除；而上述之設計，因需設計有2組動力驅動的馬達，導致成本高，同時也讓整體結構複雜化。

而上述成本高、結構複雜的問題，係可由日本專利特許第3729519號(P3729519)獲得解決的方案，而其內容所揭露的是背隙消除機構設計，主要利用單一動力源驅動工作台，透過背隙消除機構裝置之切換，使工作台做迴轉車削加工時容許有背隙存在，於銑削加工時可消除背隙，其係利用於一軸件上設有兩個齒數、模數相同、但齒厚不同之正齒輪，再配合切換裝置，達到背隙消除之功能；另外，由於其背隙消除量為固定，無法自動補償調整、消除各傳動齒輪間因節距誤差產生之背隙，車削時無平衡驅動之功能。

有鑑於此，本發明人秉持多年該相關行業之豐富設計開發及實際製作經驗，特別提供一種工作台驅動裝置，來改善先前技術的缺失，以期具有更佳實用價值性之目的者。

本發明之主要目的即是為提供一種工作台驅動裝置，主要於迴轉主軸或工作台上進行迴轉車削、高低速變速控制的變換，其高速、低轉速可應用於車削、於低轉速時兩組傳動齒輪可傳遞雙倍扭矩輸出，可做背隙消除及精密位置控制，而高、低速迴轉車削時，不做背隙消除，可避免各傳動齒輪間因摩擦發熱產生干涉，低速時可做背隙消除，而達到精密位置控制及加工之需求。

為達上述目的，本發明提供一種工作台驅動裝置，其特徵與功效如下：其主要以一主動力源驅動一迴轉主軸，於迴轉主軸上分別形成有左、右螺旋栓，以分別對應組裝第一、第二傳動齒輪，且迴轉主軸下方設有一大動力齒輪，以兩傳動齒輪與大動力齒輪分別對應經變速機構而驅動工作台呈高、低速檔運轉，續，於迴轉主軸的外部係對應設有活塞組件，且由迴轉主軸中心設有管路來對應推動活塞組件作正常運轉與背隙消除的動作，藉此，讓兩傳動齒輪可作軸向移動及徑向轉動，且經各齒輪間嚙合傳遞，達到工作台大小螺旋齒輪間背隙的控制，使工作台迴轉車削加工時有背隙存在，銑削加工及精密位置控制時背隙消除者。

<本發明>

(1)‧‧‧主動力源

(11)‧‧‧傳動帶

(2)‧‧‧迴轉主軸

(21)‧‧‧左螺旋栓

(22)‧‧‧右螺旋栓

(23)‧‧‧大動力齒輪

(24)‧‧‧第一傳動齒輪

(241)‧‧‧弧形孔

(25)‧‧‧第二傳動齒輪

(26)‧‧‧活塞組件

(27)‧‧‧軸套

(271)‧‧‧穿孔

(28)‧‧‧環槽溝

(281)‧‧‧貫孔

(282)‧‧‧管路

(29)‧‧‧回轉接頭

(3)‧‧‧變速機構

(30)‧‧‧撥片

(31)‧‧‧旋動齒盤

(32)‧‧‧小齒盤

(33)‧‧‧驅動組

(4)‧‧‧工作台

(5)‧‧‧螺栓

<現有>

(6)‧‧‧主動力馬達

(61)‧‧‧變速機構

(62)‧‧‧工作台

(7)‧‧‧伺服馬達

第一圖：本發明高速傳動之動作示意圖

第二圖：本發明高速傳動局部放大示意圖

第三圖：本發明低速傳動之動作示意圖

第四圖：本發明低速傳動局部放大示意圖

第五圖：本發明高、低速俯視傳動示意圖

第六圖：本發明背隙消除俯視傳動示意圖

第七圖：本發明背隙消除示意圖

第八圖：本發明背隙消除之螺栓結合俯視示意圖

第九圖：現有技術示意圖

為令本發明之技術手段、發明目的及達成功效有更完整及清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱揭示之圖式及元件符號。

首先，請參閱第一~八圖所示，為本發明提供一種工作台驅動裝置整體架構示意圖，其主要係設有一主動力源(1)對應以一傳動帶(11)來帶動一迴轉主軸(2)，且藉以迴轉主軸(2)經由變速機構(3)而驅動工作台(4)者，其中：於該迴轉主軸(2)上分別設有左、右螺旋栓(21)、(22)及一大動力齒輪(23)，而左、右螺旋栓(21)、(22)上分別對應組裝第一、第二傳動齒輪(24)、(25)，且第一傳動齒輪(24)設有弧形孔(241)可對應穿設螺栓(5)而與第二傳動齒輪(25)固定，續於迴轉主軸(2)外部對應第一、第二傳動齒輪(24)、(25)的下方設有活塞組件(26)，且活塞組件(26)與迴轉主軸(2)之間設有一軸套(27)，軸套(27)上設有穿孔(271)，穿孔(271)對應迴轉主軸(2)處形成一環槽溝(28)，環槽溝(28)上設有一貫穿迴轉主軸(2)的貫孔(281)，再由迴轉主軸(2)中心設有管路(282)連通至貫孔(281)，再於管路(282)上方設有回轉接頭(29)來對應輸入壓力〔可為油壓或氣壓〕以令活塞組件(26)作動；該變速機構(3)由A、B、C軸所構成，以藉由A軸上之撥片(30)帶動B、C軸上設有與迴轉主軸(2)之第一、第二傳動齒輪(24)、(25)嚙合的旋動齒盤(31)及與大動力齒輪(23)的小齒盤(32)，且經由A軸上所設之驅動組(33)來選擇嚙合狀態；藉此，以利用活塞組件(26)作動而讓第一、第二傳動齒輪(24)、(25)可作軸向移動消除背隙及改變變速機構(3)嚙合狀態來達徑向的高、低速轉動者。

請一併參閱第一~八圖所示，本發明之工作台使用時，其係分別有高速檔、低速檔傳動的狀態及低速檔傳動配合背隙消除的機能，以下分別說明敘述：首先，請一併參閱第一~二、五圖所示，當高速檔傳動時，其迴轉主軸(2)呈順時針轉動，而其藉由變速機構(3)中之B軸之小齒盤(32)經由A軸上所設之驅動組(33)動力下降而與迴轉主軸(2)下方之大動力齒輪(23)相對嚙合，而此時，迴轉主軸(2)上之第一、第二傳動齒輪(24)、(25)與C、B軸件相對應的齒輪完全脫離，以讓工作台(4)呈順時針方向的高速檔轉動。且此時，在迴轉主軸(2)中心所設之回轉接頭(29)的壓力是釋放狀態，因此第一、第二傳動齒輪(24)、(25)與活塞組件(26)間因自重關係，而沒有X間距，而第一、第二傳動齒輪(24)、(25)呈現無壓力狀態，同時配合大動力齒輪(23)與變速機構(3)B軸之小齒盤(32)的嚙合，以大帶動小而可讓工作台呈高速轉動者。

請一併參閱第三~五圖所示，當低速檔傳動時，其迴轉主軸(2)呈順(反)時針轉動，而其藉由變速機構(3)中B軸之小齒盤(32)經由A軸上所設之驅動組(33)動力上升而脫離與迴轉主軸(2)下方之大動力齒盤(23)的嚙合狀態，以讓B、C軸之旋動齒盤(31)與迴轉主軸(2)上之第一、第二傳動齒輪(24)、(25)嚙合，而迴轉主軸(2)對應傳動B、C軸來驅動工作台(4)呈低速轉動者；此時，在迴轉主軸(2)中心所設之回轉接頭(29)的壓力是釋放狀態，因此第一、第二傳動齒輪(24)、(25)與活塞組件(26)間具有X間距，而第一、第二傳動齒輪(24)、(25)呈現浮動狀態，同時配合較小徑的第一、第二傳動齒輪(24)、(25)與變速機構(3)B、C軸較大之旋動齒盤(31)的嚙合，以小帶動大而可讓工作台呈低速轉動，使其在低速檔傳動下，藉由C、B軸件而具有平衡驅動功能且可傳遞雙倍扭矩輸出、減少傳動機構尺寸，降低加減速時間。

請一併參閱第三、六~八圖所示，當低速檔傳動配合背隙消除的機能時，先讓迴轉主軸(2)在不動的狀態下，讓迴轉主軸(2)中心所設之回轉接頭(29)經管路(282)導入壓力，其壓力來源可為油壓或氣壓的輸入，藉由壓力經由管路(282)至迴轉主軸(2)的貫孔(281)，由貫孔(281)導入環槽溝(28)，再由環槽溝(28)經軸套(27)上的穿孔(271)而輸入至活塞組件(26)處，以令其推動活塞組件(26)作動往上移動消除X間距，而此時第一、第二傳動齒輪(24)、(25)呈現頂緊狀態，而在頂緊狀態下配合迴轉主軸(2)呈低速檔轉動，讓迴轉主軸(2)第一、第二傳動齒輪(24)、(25)藉由迴轉主軸(2)上之左、右螺旋栓(21)、(22)，作軸向位移及徑向轉動，而原本與變速機構(3)中的C、B軸上的齒輪具有每齒間保持有間隙的狀態消除，形成以低速傳動進行自動補償調整、消除各傳動齒輪間因節距誤差產生之背隙；而在背隙消除進行中與低速傳動時，其迴轉主軸(2)之第一、第二傳動齒輪(24)、(25)具有順(逆)轉的現象，因此，頂緊狀態的第一、第二傳動齒輪(24)、(25)在轉動時，藉著螺栓(5)對應鎖固在第一傳動齒輪(24)上的弧形孔(241)內，以弧形空間讓第一、第二傳動齒輪(24)、(25)間可相對的轉動及軸向移動，該第一、第二傳動齒輪(24)、(25)不會脫離；再者，當低速檔轉高速檔時，係將活塞組件(26)與第一、第二傳動齒輪(24)、(25)間的壓力釋放，而在釋壓的當時，其第一、第二傳動齒輪(24)、(25)會呈浮動狀態，可自由移動易於切換速度，讓浮動狀態下的第一、第二傳動齒輪(24)、(25)與變速機構(3)中的C、B軸件上的齒輪回復而囓合進行低速轉高速傳動，而傳動時該第一、第二傳動齒輪(24)、(25)上的螺栓(5)也會於弧形孔(241)內承受一扭動的拉力者。

綜合上述，該迴轉主軸可應用於具有高、低檔變速切換功能，同時需要背隙消除以達精密位置控制目的之工具機工作台；應用的機械如落地式搪銑床工作台、立式車床工作台、銑車複合加工機工作台等〔如第九圖所示〕。

以上所舉者僅係本發明之部份實施例，並非用以限制本發明，致依本發明之創意精神及特徵，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本專利範圍之內。

藉由以上所述，該元件之組成與使用實施說明可知，本發明與現有技術相較下，係具有諸多優點，敘述如下：

1、本發明工作台驅動裝置，其工作台驅動、角度定位控制均為同一主軸馬達，如此可降低構件成本者。

2、本發明工作台驅動裝置，可自動補償調整、消除各傳動齒輪間因節距誤差產生之背隙。

3、本發明工作台驅動裝置，背隙消除的設計結合於迴轉主軸上，係可減少中間軸配置，達到簡化整體機構的設置與組裝。

4、本發明工作台驅動裝置，只有高、低檔位切換，可適用於較寬廣的加工速度範圍。

5、本發明工作台驅動裝置，可做預壓力的調整與設定。

6、本發明工作台驅動裝置，單一變速機構可應用於高、低轉速車削高扭力輸出及低速搪銑削的精密位置控制需求。

7、本發明工作台驅動裝置，平衡驅動功能可雙倍扭矩輸出、減少傳動機構尺寸，降低加減速時間。

綜上所述，本發明實施例確能達到所預期之使用功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。