[發(fā)明專利]雙旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310683698.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104607982A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳進(jìn)發(fā);許晉謀;蕭錫鴻;李秋紅
• 申請（專利權(quán)）人: 財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)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(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，尤指一種用于配置轉(zhuǎn)體的雙旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)

由于今日工具機(jī)的計算機(jī)數(shù)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(jī)輔助設(shè)計（computer-aided?design,CAD）及計算機(jī)輔助制造（computer-aided?manufacturing,CAM）的軟件技術(shù)不斷演進(jìn)，因此使得多軸加工技術(shù)蓬勃發(fā)展。

圖1為現(xiàn)有多軸式加工設(shè)備8的立體示意圖。該加工設(shè)備8于一機(jī)臺80上設(shè)置一第一滑軌組81，并于該第一滑軌組81設(shè)置一工作臺82，該工作臺82供設(shè)置欲加工件（圖略）。該機(jī)臺80架立有一架體83，并于該架體83上設(shè)置一第二滑軌組84，再于該第二滑軌組84上設(shè)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(gòu)成一個可以進(jìn)行X、Y、Z三軸向位移的系統(tǒng)。該第三滑軌組85上設(shè)置有一支撐件86，且該支撐件86設(shè)置一可旋轉(zhuǎn)的主軸承載頭1。

現(xiàn)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(jìn)行旋轉(zhuǎn)（如圖中的箭頭方向C），且其左、右側(cè)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(nèi)。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(nèi)并帶動該主軸110的旋轉(zhuǎn)座111，通過該旋轉(zhuǎn)座111于該容置空間100內(nèi)搖擺（如圖中的箭頭方向A）以帶動該刀具9進(jìn)行搖擺運動，并配合該叉式軸座10的旋轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)多軸向加工的功能。

驅(qū)動前述的主軸承載頭1的方式大致可區(qū)分為伺服馬達(dá)搭配減速機(jī)構(gòu)、扭矩馬達(dá)直接驅(qū)動以及扭矩馬達(dá)搭配減速機(jī)構(gòu)三大類。

對于伺服馬達(dá)搭配減速機(jī)構(gòu)的技術(shù)而言，如美國專利US5,257,883、US5,996,329等專利，由于伺服馬達(dá)輸出的扭力值較小，因此其所使用的減速機(jī)構(gòu)必須選用高減速比(數(shù)十倍至百倍)的設(shè)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(xiàn)有技術(shù)有以蝸輪、蝸桿搭配皮帶輪作為減速構(gòu)件，而蝸輪大部分為銅質(zhì)材料，易發(fā)生磨耗現(xiàn)象，導(dǎo)致齒隙超過容許值。因此，遂有扭矩馬達(dá)(Torque?Motor)直接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)主軸承載頭的發(fā)明。

對于扭矩馬達(dá)直接驅(qū)動的技術(shù)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(dá)具有較高扭力輸出的能力，因而具有低動力耗損與高轉(zhuǎn)速等特性，但若從設(shè)計觀點來看，當(dāng)扭矩馬達(dá)規(guī)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(dá)搭配減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計，如美國專利US7,470,095號專利，該扭矩馬達(dá)與該主軸承載頭的旋轉(zhuǎn)軸心并非同軸設(shè)置，其所能選用的扭矩馬達(dá)的規(guī)格與傳動機(jī)構(gòu)的可配置空間受限。又，由于輸入與輸出并非同軸設(shè)計，因此其動態(tài)平衡性仍有再加以改進(jìn)的必要。

因此，鑒于上述技術(shù)的缺失，本領(lǐng)域的人員遂發(fā)展出一種驅(qū)動結(jié)構(gòu)的設(shè)計，即中國臺灣專利公開第201204506號專利，通過扭矩馬達(dá)（圖略）與該行星齒輪式減速機(jī)構(gòu)（圖略）以同軸方式設(shè)于現(xiàn)有主軸承載頭1的叉式軸座10的左側(cè)10a內(nèi)部（或右側(cè)10b內(nèi)部），可提升扭矩密度與分散動力負(fù)載。

然而，現(xiàn)有驅(qū)動結(jié)構(gòu)的設(shè)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(jī)構(gòu)于運作時，因行星齒輪、太陽齒輪及環(huán)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(fù)精度(repeatability?accuracy)。

因此，如何克服前述現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺失，實已成目前亟欲解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明的主要目的為提供一種雙旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，能以較小的馬達(dá)、較小的體積而產(chǎn)生較大的扭力。

本發(fā)明的雙旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括：座體；軸單元，其樞接該座體，以承載工件；第一驅(qū)動單元，其設(shè)置于該座體上，并具有第一馬達(dá)與第一齒輪組，該第一馬達(dá)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(qū)動單元，其設(shè)置于該座體上，并具有第二馬達(dá)與第二齒輪組，該第二馬達(dá)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(zhuǎn)驅(qū)動裝置通過兩馬達(dá)與兩齒輪組，能以較小的馬達(dá)、較小的體積而產(chǎn)生較大的扭力。