[發明專利]雙旋轉驅動裝置

在審

• 申請號: 201310683698.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104607982A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 吳進發;許晉謀;蕭錫鴻;李秋紅
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: B23Q5/00
• 分類號: B23Q5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種可旋轉的機械，尤指一種用于配置轉體的雙旋轉驅動裝置。

背景技術

由于今日工具機的計算機數值控制（computer?numerical?control,CNC）的控制器的運算速度大幅提升，加上計算機輔助設計（computer-aided?design,CAD）及計算機輔助制造（computer-aided?manufacturing,CAM）的軟件技術不斷演進，因此使得多軸加工技術蓬勃發展。

圖1為現有多軸式加工設備8的立體示意圖。該加工設備8于一機臺80上設置一第一滑軌組81，并于該第一滑軌組81設置一工作臺82，該工作臺82供設置欲加工件（圖略）。該機臺80架立有一架體83，并于該架體83上設置一第二滑軌組84，再于該第二滑軌組84上設置一第三滑軌組85，而該第一滑軌組81、第二滑軌組84與該第三滑軌組85三者為相互垂直，而構成一個可以進行X、Y、Z三軸向位移的系統。該第三滑軌組85上設置有一支撐件86，且該支撐件86設置一可旋轉的主軸承載頭1。

現有主軸承載頭1包含一叉式軸座10與一軸單元11。該叉式軸座10可相對于該支撐件86進行旋轉（如圖中的箭頭方向C），且其左、右側10a,10b之間具有容置空間100，以軸接該軸單元11于該容置空間100內。該軸單元11具有一用以夾持刀具9的主軸110及一軸接于該容置空間100內并帶動該主軸110的旋轉座111，通過該旋轉座111于該容置空間100內搖擺（如圖中的箭頭方向A）以帶動該刀具9進行搖擺運動，并配合該叉式軸座10的旋轉，即可實現多軸向加工的功能。

驅動前述的主軸承載頭1的方式大致可區分為伺服馬達搭配減速機構、扭矩馬達直接驅動以及扭矩馬達搭配減速機構三大類。

對于伺服馬達搭配減速機構的技術而言，如美國專利US5,257,883、US5,996,329等專利，由于伺服馬達輸出的扭力值較小，因此其所使用的減速機構必須選用高減速比(數十倍至百倍)的設計，才能將扭力值放大，以符合主軸承載頭1的工作所需。另外，現有技術有以蝸輪、蝸桿搭配皮帶輪作為減速構件，而蝸輪大部分為銅質材料，易發生磨耗現象，導致齒隙超過容許值。因此，遂有扭矩馬達(Torque?Motor)直接驅動旋轉主軸承載頭的發明。

對于扭矩馬達直接驅動的技術而言，以中國臺灣專利公告第I314075號專利(即美國專利US7,293,340)為例，雖然扭矩馬達具有較高扭力輸出的能力，因而具有低動力耗損與高轉速等特性，但若從設計觀點來看，當扭矩馬達規格需要提高時，體積與成本也會隨的增加。

此外，若以扭矩馬達搭配減速機構的設計，如美國專利US7,470,095號專利，該扭矩馬達與該主軸承載頭的旋轉軸心并非同軸設置，其所能選用的扭矩馬達的規格與傳動機構的可配置空間受限。又，由于輸入與輸出并非同軸設計，因此其動態平衡性仍有再加以改進的必要。

因此，鑒于上述技術的缺失，本領域的人員遂發展出一種驅動結構的設計，即中國臺灣專利公開第201204506號專利，通過扭矩馬達（圖略）與該行星齒輪式減速機構（圖略）以同軸方式設于現有主軸承載頭1的叉式軸座10的左側10a內部（或右側10b內部），可提升扭矩密度與分散動力負載。

然而，現有驅動結構的設計（即中國臺灣專利公開第201204506號專利）中，該行星齒輪式減速機構于運作時，因行星齒輪、太陽齒輪及環齒輪之間嚙合齒的齒隙，故將影響該軸單元11(如圖1所示)的定位精度(Positioning?accuracy)與重復精度(repeatability?accuracy)。

因此，如何克服前述現有技術中的種種缺失，實已成目前亟欲解決的課題。

發明內容

鑒于上述現有技術的缺失，本發明的主要目的為提供一種雙旋轉驅動裝置，能以較小的馬達、較小的體積而產生較大的扭力。

本發明的雙旋轉驅動裝置包括：座體；軸單元，其樞接該座體，以承載工件；第一驅動單元，其設置于該座體上，并具有第一馬達與第一齒輪組，該第一馬達與該第一齒輪組同軸連接，該第一齒輪組則連接至該軸單元；以及第二驅動單元，其設置于該座體上，并具有第二馬達與第二齒輪組，該第二馬達與該第二齒輪組同軸連接，該第二齒輪組則連接至該軸單元。

前述的雙旋轉驅動裝置通過兩馬達與兩齒輪組，能以較小的馬達、較小的體積而產生較大的扭力。