專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)的制作方法
一種旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是提供一種可控制主動齒輪、從動齒輪與傳動齒輪保持適當(dāng)嚙合齒隙，以提供變換高轉(zhuǎn)速動力傳輸功能及高精密伺服定位功能，并提升使用壽命之旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
按，坊間供進(jìn)行車、銑加工作業(yè)之復(fù)合式工具機(jī)是于機(jī)臺上設(shè)有可驅(qū)動作各軸向位移之主軸，以及架置工件旋轉(zhuǎn)裝置(如旋轉(zhuǎn)工作臺或第四軸裝置等)，而利用主軸與旋轉(zhuǎn)裝置相互搭配之旋轉(zhuǎn)及位移動作，以于工件上進(jìn)行車、銑等加工作業(yè)；其中，該旋轉(zhuǎn)裝置之動力傳輸方式是于旋轉(zhuǎn)裝置之從動齒輪側(cè)方位置設(shè)有可由動力源驅(qū)動之主動齒輪，而可傳動旋轉(zhuǎn)裝置作高速旋轉(zhuǎn)，以配合主軸之刀具進(jìn)行工件之車削加工作業(yè)，而該旋轉(zhuǎn)裝置之伺服定位方式是于旋轉(zhuǎn)裝置之從動齒輪之另側(cè)架置另一主動齒輪與從動齒輪嚙合，而可傳動旋轉(zhuǎn)裝置作低速旋轉(zhuǎn)及精密伺服定位之角度位移，以配合主軸之刀具進(jìn)行工件之銑削加工作業(yè)；惟，該主動齒輪與從動齒輪之嚙合傳動方式，由于該主動齒輪及從動齒輪制作成型之尺寸是會具有些許的容許公差，為使主動齒輪及從動齒輪可于高速旋轉(zhuǎn)車削加工時順利傳動，避免因齒隙不足而造成卡死的現(xiàn)象，該主動齒輪及從動齒輪需保持適當(dāng)之嚙合齒隙 ’另于進(jìn)行銑削加工作業(yè)時，則需切換另一主動齒輪嚙合傳動從動齒輪，為達(dá)到高精密伺服定位精度，該另一主動齒輪與從動齒輪是為零背隙狀態(tài)，此嚙合方式將無法吸收齒輪制作成型之尺寸公差，而易產(chǎn)生卡死的現(xiàn)象，使得主動齒輪及從動齒輪損壞，進(jìn)而影響使用壽命。
另坊間有業(yè)者于該旋轉(zhuǎn)裝置另加裝蝸輪蝸桿組，而于進(jìn)行車削加工作業(yè)時，即利用主動齒輪與從動齒輪作高速之嚙合傳動，另銑削加工作業(yè)時，則利用蝸輪蝸桿組傳動旋轉(zhuǎn)裝置作精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)角度位移；惟，該蝸輪蝸桿組之傳動方式，雖可提升旋轉(zhuǎn)裝置于旋轉(zhuǎn)角度位移之精準(zhǔn)度，卻使得組裝作業(yè)更加麻煩，而大幅提高了組裝成本，且蝸輪蝸桿組之蝸輪蝸桿磨耗極為快速，將無法長期穩(wěn)定的確保旋轉(zhuǎn)裝置之角度定位精度，于使用壽命上亦明顯不足。
綜上所述，坊間業(yè)者均將“高轉(zhuǎn)速動力傳輸功能”與“低轉(zhuǎn)速高精密伺服定位功能” 分開設(shè)計，但仍無法兼顧兩者之實用性與使用壽命，且于進(jìn)行銑削加工作業(yè)時，需切換以另一動力源驅(qū)動另一主動齒輪嚙合帶動從動齒輪，此機(jī)構(gòu)設(shè)計方式無法同時具備“主動齒輪與從動齒輪之間零背隙”與“吸收齒輪制作產(chǎn)生之幾何公差”兩種功能，故兩齒輪極易在零齒隙嚙合的狀態(tài)下，因無法吸收齒輪制造上產(chǎn)生之尺寸公差，造成主動齒輪與從動齒輪卡死的現(xiàn)象，而造成主動齒輪及從動齒輪損壞，進(jìn)而影響使用壽命。
有鑒于此，本發(fā)明人遂以其多年從事相關(guān)行業(yè)的研發(fā)與制作經(jīng)驗，針對目前所面臨之問題深入研究，經(jīng)過長期努力之研究與試作，終究研創(chuàng)出一種旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，并藉以大幅改善習(xí)式之缺弊，此即為本發(fā)明之設(shè)計宗旨。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的之一，是提供一種旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其是于機(jī)架上樞設(shè)有擺臂，且于該擺臂上樞設(shè)與主動齒輪及旋轉(zhuǎn)裝置之從動齒輪相互嚙合傳動之傳動齒輪，一連結(jié)于擺臂之偏擺控制組是設(shè)有推抵?jǐn)[臂之彈性組件，使傳動齒輪與主動齒輪及從動齒輪以零背隙狀態(tài)嚙合傳動，且該傳動齒輪可以機(jī)構(gòu)瞬心作彈性偏擺位移，以補(bǔ)償主動齒輪及從動齒輪之幾何與尺寸公差，使傳動齒輪可順利嚙合傳動主動齒輪及從動齒輪，另于該彈性組件設(shè)有控制結(jié)構(gòu)，以控制該彈性組件脫離推抵?jǐn)[臂，而使傳動齒輪與主動齒輪及從動齒輪以適當(dāng)齒隙嚙合傳動；藉此，可搭配不同加工作業(yè)，以提供高精密伺服定位功能及高轉(zhuǎn)速動力傳輸功能，進(jìn)而達(dá)到復(fù)合功能變換使用之實用目的。
本發(fā)明之目的之二，是提供一種旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其中，該偏擺控制組是設(shè)有推抵?jǐn)[臂之彈性組件，使傳動齒輪與主動齒輪及從動齒輪以零背隙狀態(tài)嚙合傳動，且該傳動齒輪可以機(jī)構(gòu)瞬心作彈性偏擺位移，即可補(bǔ)償主動齒輪及從動齒輪之幾何與尺寸公差，以確保旋轉(zhuǎn)裝置之傳動齒輪于零背隙狀態(tài)下順利嚙合傳動主動齒輪及從動齒輪，進(jìn)而達(dá)到大幅提升使用壽命之實用目的。


圖I :本發(fā)明旋轉(zhuǎn)裝置之結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 :本發(fā)明之局部放大示意圖。
圖3 :本發(fā)明搭配車削作業(yè)之動作示意圖。
圖4 :本發(fā)明搭配銑削作業(yè)之動作示意圖(一)。
圖5 :本發(fā)明搭配銑削作業(yè)之動作示意圖(二)。
圖號說明
I 0…旋轉(zhuǎn)裝置II…從動齒輪I2…主動齒輪I 3…馬達(dá)20…驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)2I…機(jī)架2 I I…軸桿2I 2…容置部22…擺臂2 2 I…軸孔23…傳動齒輪24…連桿2 4 1…階級環(huán)面25…彈性組件26…壓缸2 6 1…伸縮環(huán)具體實施方式
為使貴審查委員對本發(fā)明作更進(jìn)一步之了解，茲舉一較佳實施例，并配合附圖的圖I至圖5進(jìn)行詳述如后
請參閱圖I、圖2所示，本發(fā)明是于旋轉(zhuǎn)裝置10之從動齒輪11側(cè)方位置裝設(shè)有主動齒輪12，該主動齒輪12并連結(jié)一可為馬達(dá)13之動力源，以供驅(qū)動主動齒輪12旋轉(zhuǎn)作動， 于該旋轉(zhuǎn)裝置10之從動齒輪11與主動齒輪12間連結(jié)設(shè)有驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)20，以供傳動旋轉(zhuǎn)裝置10旋轉(zhuǎn)作動，該驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)20主要包含有機(jī)架21、擺臂22、傳動齒輪23及偏擺控制組；其是于該機(jī)架21上以一樞擺結(jié)構(gòu)樞設(shè)擺臂22，以使該擺臂22可于主動齒輪12及從動齒輪11之一側(cè)偏擺位移；于本實施例中，該樞擺結(jié)構(gòu)是于機(jī)架21上是設(shè)有軸桿211,該擺臂22之一端則開設(shè)有軸孔221，以供穿伸于機(jī)架21之軸桿211，且該機(jī)架21之軸桿211 與擺臂22之軸孔221是具有間隙，使該擺臂22之一端可作偏擺位移，以增加擺臂22偏擺之自由度；另于該擺臂22上樞設(shè)傳動齒輪23，并使該傳動齒輪23可隨著擺臂22偏擺位移， 而與該旋轉(zhuǎn)裝置10之從動齒輪11與主動齒輪12相互嚙合傳動；另于機(jī)架21上設(shè)有容置部212，以供裝設(shè)偏擺控制組，并以該偏擺控制組控制變換擺臂22上之傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12之嚙合齒隙，以提供高精密伺服定位及高轉(zhuǎn)速動力傳輸功能；于本實施例中，該偏擺控制組是于機(jī)架21之容置部212內(nèi)穿設(shè)具階級環(huán)面241之連桿24，該連桿 24凸伸出該容置部212之一端連結(jié)擺臂22之另端，且該連桿24之階級環(huán)面241與容置部 212底部間套設(shè)由至少兩個碟形彈簧組成之彈性組件25，并以該彈性組件25之彈力推抵連桿24之階級環(huán)面241，而連動擺臂22作適度偏擺位移，使該擺臂22上之傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12緊密嚙合，而消除該傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12之嚙合齒隙，以供傳動該旋轉(zhuǎn)裝置10作精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)位移，且當(dāng)擺臂22隨著傳動齒輪23以機(jī)構(gòu)瞬心作適度偏擺位移時，該連桿24即隨著擺臂22之另端作彈性伸縮位移，以補(bǔ)償從動齒輪11與主動齒輪12之幾何與尺寸公差，使傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12可保持于零背隙狀態(tài)下嚙合傳動，另于機(jī)架21之容置部212內(nèi)設(shè)有控制結(jié)構(gòu)，以供控制變換擺臂22上之傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12之嚙合齒隙；于本實施例中，該控制結(jié)構(gòu)是于機(jī)架21之容置部212內(nèi)設(shè)有具伸縮環(huán)261之壓缸26，并可控制該壓缸26之伸縮環(huán) 261壓抵彈性組件25，而脫離推抵連桿24之階級環(huán)面241，該連桿24即可隨著擺臂22另端之偏擺位移作自由伸縮位移，使該傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12間是具有適當(dāng)之嚙合齒隙(0. 05mm 0. Imm)，以供傳動該旋轉(zhuǎn)裝置10作高速旋轉(zhuǎn)。
請參閱圖3所示，本發(fā)明是可搭配不同之加工作業(yè)，而以偏擺控制組控制傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12間之嚙合齒隙，使旋轉(zhuǎn)裝置可搭配車削加工作業(yè)作高速旋轉(zhuǎn)，以及搭配銑削加工作業(yè)作精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)位移；以傳動該旋轉(zhuǎn)裝置10作高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行車削加工作業(yè)為例，其是控制壓缸26之伸縮環(huán)261壓抵彈性組件25，而使該彈性組件25脫離推抵連桿24之階級環(huán)面241，該連桿24即可隨著擺臂22另端之偏擺位移作自由伸縮位移，而該擺臂22上之傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12間即可保持適當(dāng)之嚙合齒隙(0. 05mm 0. Imm)，即可以動力源驅(qū)動主動齒輪12旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)由傳動齒輪23傳動從動齒輪11，使旋轉(zhuǎn)裝置10作高速旋轉(zhuǎn)，以供進(jìn)行車削加工作業(yè)，進(jìn)而于進(jìn)行車削加工作業(yè)時，即可提供高轉(zhuǎn)速動力傳輸功能。
請參閱圖4所示，另本發(fā)明于搭配進(jìn)行銑削加工作業(yè)時，其是控制壓缸26之伸縮環(huán)261收縮，而脫離壓抵彈性組件25，而以該彈性組件25之彈力往外推抵連桿24之階級環(huán)面241，當(dāng)該連桿24受彈性組件25之彈力往外推抵時，即連動擺臂22作適度偏擺位移，使該擺臂22上之傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12緊密嚙合，以消除該傳動齒輪23 與從動齒輪11及主動齒輪12之嚙合齒隙,而使該傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪 12可于零背隙狀態(tài)下嚙合傳動，即可以動力源驅(qū)動主動齒輪12旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)由傳動齒輪23傳動從動齒輪11，使旋轉(zhuǎn)裝置10作精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)位移，以供進(jìn)行銑削加工作業(yè)，進(jìn)而于進(jìn)行銑削加工作業(yè)時，即可提供高精密伺服定位功能；請參閱第5圖所示，于傳動該旋轉(zhuǎn)裝置10作精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)位移時，由于該連桿24是作彈性伸縮位移，而使擺臂22可隨著傳動齒輪23作適度偏擺位移，另利用該機(jī)架21之軸桿211與擺臂22之軸孔221間之間隙，以增加擺臂22 偏擺之自由度，即可補(bǔ)償從動齒輪11與主動齒輪12之幾何與尺寸公差，以防止該傳動齒輪 23與從動齒輪11及主動齒輪12產(chǎn)生卡死的現(xiàn)象，使得該擺臂22上之傳動齒輪23與從動齒輪11及主動齒輪12可保持于零背隙狀態(tài)下嚙合傳動，進(jìn)而達(dá)到提升使用壽命之實用效Mo
綜上所述，本發(fā)明實深具實用性及進(jìn)步性，然未見有相同之產(chǎn)品及刊物公開，從而允符發(fā)明專利申請要件，爰依法提出申請。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其是于旋轉(zhuǎn)裝置之從動齒輪側(cè)方位置裝設(shè)以動力源驅(qū)動旋轉(zhuǎn)之主動齒輪，且于該主動齒輪與旋轉(zhuǎn)裝置之從動齒輪間連結(jié)設(shè)有驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)，以供傳動旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)作動，該驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)包含有機(jī)架；擺臂是以樞擺結(jié)構(gòu)樞設(shè)于機(jī)架上，使該擺臂于主動齒輪及從動齒輪之一側(cè)偏擺位移；傳動齒輪是樞設(shè)于擺臂上，且隨著該擺臂偏擺位移，而與主動齒輪及從動齒輪相互嚙合傳動；偏擺控制組是設(shè)有供推抵?jǐn)[臂之彈性組件，使擺臂上之傳動齒輪與主動齒輪及從動齒輪以零背隙狀態(tài)嚙合傳動，且使該傳動齒輪以機(jī)構(gòu)瞬心作彈性偏擺位移，以補(bǔ)償主動齒輪及從動齒輪之幾何與尺寸公差，另設(shè)有控制結(jié)構(gòu)，以控制彈性組件脫離推抵?jǐn)[臂，使該傳動齒輪與從動齒輪及主動齒輪以適當(dāng)齒隙嚙合傳動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其中，該主動齒輪之動力源是為馬達(dá)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述之旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其中，該擺臂之樞擺結(jié)構(gòu)是于機(jī)架上設(shè)有軸桿，該擺臂之一端則開設(shè)有軸孔，以供穿伸于機(jī)架之軸桿，且該機(jī)架之軸桿與擺臂之軸孔具有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述之旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其中，該機(jī)架是設(shè)有容置部，以供裝設(shè)之偏擺控制組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述之旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其中，該偏擺控制組是于機(jī)架之容置部內(nèi)穿設(shè)連桿，該連桿之一端連結(jié)擺臂之另端，且以彈性組件之彈力推抵連桿， 而連動擺臂作適度偏擺位移，使該擺臂上之傳動齒輪與從動齒輪及主動齒輪緊密嚙合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述之旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其中，該偏擺控制組之連桿是設(shè)有階級環(huán)面，且該連桿之階級環(huán)面與機(jī)架之容置部間套設(shè)彈性組件，并以該彈性組件之彈力推抵連桿之階級環(huán)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述之旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其中，該偏擺控制組之控制結(jié)構(gòu)是于機(jī)架之容置部內(nèi)設(shè)有具伸縮環(huán)之壓缸，該壓缸之伸縮環(huán)是供控制壓抵彈性組件，使彈性組件脫離推抵連桿，并使該連桿隨著擺臂之偏擺位移作自由伸縮位移。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述之旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其中，該偏擺控制組之彈性組件是由至少兩個碟形彈簧組成。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)裝置之動力及伺服合成機(jī)構(gòu)，其是于機(jī)架上樞設(shè)有擺臂，且于該擺臂上樞設(shè)與主動齒輪及旋轉(zhuǎn)裝置之從動齒輪相互嚙合傳動之傳動齒輪，一連結(jié)于擺臂之偏擺控制組是設(shè)有推抵?jǐn)[臂之彈性組件，使傳動齒輪與主動齒輪及從動齒輪以零背隙狀態(tài)嚙合傳動，且該傳動齒輪可以機(jī)構(gòu)瞬心作彈性偏擺位移，以補(bǔ)償主動齒輪及從動齒輪之幾何與尺寸公差，使傳動齒輪可順利嚙合傳動主動齒輪及從動齒輪，另于該彈性組件設(shè)有控制結(jié)構(gòu)，以控制該彈性組件脫離推抵?jǐn)[臂，而使傳動齒輪與主動齒輪及從動齒輪以適當(dāng)齒隙嚙合傳動；藉此，可搭配不同加工作業(yè)，以提供高精密伺服定位功能及高轉(zhuǎn)速動力傳輸功能，并可補(bǔ)償主動齒輪及從動齒輪之幾何與尺寸公差，以確保旋轉(zhuǎn)裝置順利傳動，進(jìn)而達(dá)到復(fù)合功能變換使用及提升使用壽命之實用效益。
文檔編號B23Q5/00GK102528515SQ20121003745
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者黎錦源 申請人:崴力機(jī)電股份有限公司