TWI552828B

TWI552828B - 滑台組件

Info

Publication number: TWI552828B
Application number: TW103117222A
Authority: TW
Inventors: 陳志鑫; 潘忠豪
Original assignee: 高明鐵企業股份有限公司
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2016-10-11
Also published as: TW201542311A

Description

滑台組件

本發明係有關一種滑台組件，尤指一種包括基座、滑軌組件、滑座組件、動力組件及機電控制模組，基座供滑軌組件、動力組件連同電動馬達及機電控制模組固定其上而形成模組化滑台組件，以供裝置於加工、組裝、檢測或生產設備之移載機構的技術。

隨著時代進步、科技發達及人類生活水準大幅提升，各式高質量的優異新產品不斷地被開發製造出來，以滿足所需。為了生產製造高質量及快速量化的產品，製造技術對於加工精度、移載精度及速度的要求也愈趨嚴格，而且需要良好準確的組裝設備、驗測設備及生產設備。加工機具例如鑽、沖、銑等自動化加工母機，組裝設備、檢測設備及各式的生產設備經常需要對加工件或成品做移載的動作，而一般加工、組裝、檢測或生產設備所使用的移載機械主要包括有線性滑台組件。目前常見的線性滑台組件大致上分有短行程線性滑台組件及中長行程線性滑台組件。無論短行程線性滑台組件，或是中長行程線性滑台組件，主要包括設置於一基座上的滑軌及嵌在滑軌上的滑座。以螺桿驅動滑座沿著滑軌之軸向往復移動，進而達到利用滑座移載加工件之目的。然而，目前習知的滑台組件中的基座、滑座等元件，主要是以不銹鋼製成，重量大，不易搬運，增加成本，而且各組件相配組後並無法維持良好的剛性，相對地降低對於加工件的加工精度、移載精度，更甚者是重量大相對降低移載的速度，浪費工時，增加加工成本。再者，目前習知滑台組件因為重量大，增加長度而架設在機台上時並無法維持良好的剛性，因而無法有效地設計成為長行程滑台，若勉強設計為長行程滑台時(500mm以上)，剛性會降低而影響加工精度、移載精度，而且搬運不易增加成本。此外，習知滑台組件也未有較佳的模組化設計，一種滑台組件只有一規格，電動馬達及機電控制模組等不易依需要而任意選配，不僅造成使用者的選擇不便，而且也增加製造者的製造成本。有鑑於習知滑台組件所產生上述各種缺失，本發明人認為習用滑台組件實有再加以改良之必要，因而積極努力進行研發，經不斷地實作及試驗，終有本發明成果產出。

中華民國公告第M431027號同軸式單向滑台加工裝置專利案及中華民國公告第M385431號作動滑台裝置，係屬短行程滑台組件。其基本結構即包括有設置於基座上的滑軌及嵌在滑軌上的滑座。以螺桿驅動滑座沿著滑軌之軸向往復移動，進而利用移動的滑台或滑座移載加工件。該習用滑台組件，主要也是不銹鋼製成，且無較佳的模組化設計，電動馬達及機電控制模組等不易依需要而任意選配，不僅造成使用者的選擇不便，而且也增加製造者的製造成本。再者，短行程滑台機構並無良好的成列滾子等滑順的組件設置，其並無法有效地供設計成為長行程滑台之用。

中華民國公告第M455008號具有緩衝抗震構造的精密定位滑台專利案、中華民國公告第M440838滑台機構專利案及中華民國公告第 M421182滾珠滑台專利案等，係屬中行程滑台組件。其基本結構即包括有設置於基座上的滑軌及嵌在滑軌上的滑座。以螺桿驅動滑座沿著滑軌之軸向往復移動，進而利用移動的滑台或滑座移載加工件。該習用滑台組件，主要也是不銹鋼製成，且無較佳的模組化設計，電動馬達及機電控制模組等不易依需要而任意選配，不僅造成使用者的選擇不便，而且也增加製造者的製造成本。習用中長行程滑台機構，重量大，不易搬運，增加搬運成本，而且增行程設計時，剛性降低，相對地降低加工精度、移載精度及速度，更甚者是重量大相對降低移載的速度，浪費工時，增加加工成本。勉強將習用滑台組件行程加大，則因其重量大，架設在機台上時並無法維持良好的剛性，相對地降低加工精度、移載精度。習用中長行程滑台組件未有較佳的模組化設計，一種滑台組件只有一規格，電動馬達及機電控制模組等不易依需要而任意選配，不僅造成使用者的選擇不便，而且也增加製造者的製造成本。

有鑑於上述各式習用技術所產生之各種缺失，本發明人等乃以累積多年豐富的研發設計經驗，積極投入研發，經不斷設計、試作與試驗，終有本發明之研發成果產出。

本發明之第一目的，在提供一種模組化的滑台組件。達成第一目的之技術手段，係包括基座、滑軌組件、滑座組件、動力組件及機電控制模組。滑座組件包括嵌設在滑軌組件之滑軌上的滑座。機電控制模組控制使動力組件之滾珠螺桿旋轉以驅動滑座沿著滑軌移動。其中，基座供滑軌組件、動力組件連同電動馬達及機電控制模組固定其上而形成模組化滑台組件。

本發明之第二目的，在提供一種模組化及易於客製化選配的滑台組件。達成第二目的之技術手段，係包括前述第一目的之技術手段，且座架設計為可拆式地設置電動馬達。座架可拆式地設置固定座。固定座上可轉動地設置有聯軸器。聯軸器一端連接滾珠螺桿的第一端，另一端連接電動馬達的動力輸出端。滾珠螺桿的第二端樞接於基座的第二端。可依使用者需要選擇而配組不同規格的動力組件及機電控制模組。

本發明之第三目的，在提供一種易於模組化、省空間、縮小材積及易於製造與組配的滑台組件。達成第三目的之技術手段，係包括前述第二目的之技術手段，且基座頂部一體成形有沿著其長度方向並行延伸的兩側壁部，兩側壁部之間形成一凹陷的槽道，槽道容納滾珠螺桿，並供螺套在滾珠螺桿上的滾珠座於其內移動，滑座連接滾珠座，當滾珠螺桿旋轉時，驅使滾珠座連同滑座沿著滾珠螺桿及滑軌移動。基座易於製造，且能縮小材積且穩固地安置動力組件、機電控制模組、滑軌組件及滑座組件。

本發明之第四目的，在提供一種輕量化、高剛性、高精度、高速度、省空間、縮小材積及易於製造組配的滑台組件。達成第四目的之技術手段，係包括前述第二目的之技術手段，且基座為鋁合金一體成型，輕量化，可提供高剛性、加工精度、移載精度及速度。尤其基座、座架及滑座均為鋁合金製成時，整體滑台組件更為輕量化，相對地剛性、加工精度、移載精度及速度均可大幅地獲得提升。

10‧‧‧基座

11‧‧‧第一端

12‧‧‧第二端

13‧‧‧壁部

14‧‧‧槽道

15/16‧‧‧開口

20‧‧‧滑軌組件

21‧‧‧滑軌

22‧‧‧滾子

23‧‧‧導引槽溝

30‧‧‧滑座組件

31‧‧‧滑座

310‧‧‧凸部

32‧‧‧滑台

33‧‧‧狹縫

34‧‧‧長板片

40‧‧‧動力組件

41‧‧‧滾珠螺桿

410‧‧‧第一端

411‧‧‧第二端

42‧‧‧滾珠座

43‧‧‧電動馬達

430‧‧‧動力輸出端

44‧‧‧固定座

45‧‧‧聯軸器

50‧‧‧機電控制模組

60‧‧‧座架

61‧‧‧容室

62‧‧‧板體

620‧‧‧鏤空部

63‧‧‧螺栓

64‧‧‧軸承

65/650‧‧‧端板

66‧‧‧螺栓

67‧‧‧通孔

70‧‧‧端座

71‧‧‧軸承

72‧‧‧緩衝彈性體

80‧‧‧位置感測器

81‧‧‧凹溝

82‧‧‧光發射單元

83‧‧‧光接收單元

84‧‧‧遮板

90‧‧‧支撐架

圖1係本發明之第一種實施例暨第一視角的分解立體圖。

圖2係本發明之第一實施例暨第二視角的分解立體圖。

圖3係本發明之第一實施例局部組合立體圖。

圖4係本發明之第一實施例組合立體圖。

圖5係本發明之第一實施例組合橫斷面圖。

圖6係本發明之第二實施例暨第一視角的分解立體圖。

圖7係本發明之第二實施例暨第二視角的分解立體圖。

圖8係本發明之第二實施例的局部組合立體圖。

圖9係本發明之第二實施例的組合立體圖。

圖10係本發明之第二實施例的第一縱斷面圖。

圖11係本發明之第二實施例的第二縱斷面圖。

圖12係本發明之第二實施例的橫斷面圖。

圖13係本發明之第三實施例暨第一視角分解立體圖。

圖14係本發明之第三實施例暨第二視角分解立體圖。

圖15係本發明之第三實施例的局部組合立體圖。

圖16係本發明之第三實施例的組合立體圖。

圖17係本發明之第三種實施例的第一縱斷面圖。

圖18係本發明之第三種實施例的第二縱斷面圖。

圖19係本發明之第三種實施例的橫斷面圖。

請配合參看圖1至5所示，本發明達成前述第一至第四目的之滑台組件，其一種具體實施例係包括基座10、滑軌組件20、滑座組件30、動力組件40及機電控制模組50。滑座組件30包括有滑座31。滑座31可滑移地嵌設在滑軌組件20之二滑軌21上。滑座31與滑軌21之間有相對應且呈V形直角的導引槽溝23(請配合參看圖5所示)，於導引槽溝23內介置複數個成列的滾子22(滾珠或滾柱)以做為間隔子，使滑座31可順暢地相對滑軌21移動。機電控制模組50控制使該動力組件40之滾珠螺桿41旋轉，以滾珠螺桿41驅動滑座31沿著滑軌21往復移動。其中，基座10係供滑軌組件20、動力組件40及機電控制模組50固定其上，滑座組件30設置在滑軌組件20上，而形成一完整的長行程滑台模組。基座10包括有相反的一第一端11及一第二端12。基座10的第一端可拆式地連接一座架60。座架60可拆式地設置該動力組件40之一電動馬達43。座架60可拆式地設置一固定座44。固定座44上可轉動地設置有一聯軸器45。聯軸器45一端連接滾珠螺桿41的一第一端410，另一端連接動力組件40之電動馬達43的一動力輸出端430。滾珠螺桿41的一第二端411樞接於基座10的第二端12。基座10呈長條軌形。座架60穿鎖螺栓63鎖固於基座10之第一端11。座架60上設有一軸承64，該軸承64供滾珠螺桿41的第一端410穿樞或供聯軸器45與滾珠螺桿41連接的該端穿設(圖示例中，軸承64是供滾珠螺桿41的第一端410穿樞)，使聯軸器45的該端可順暢地相對座架60旋轉。基座10頂部設有沿著該基座10長度方向並行延伸的兩側壁部13，該兩側壁部13之間形成一凹陷的槽道14。該兩側壁部13分別設置一滑軌21，滑軌21位於壁部13外側。滑座31底部有二個下伸的凸部310。二凸部310分別位於二壁部13及滑軌21外側，導引槽溝23位於凸部310與滑軌21的相對面。槽道14容納滾珠螺桿41，並供螺套在滾珠螺桿41上的一滾珠座42於其內移動。滑座31連接固定滾珠座42。當滾珠螺桿41旋轉時，驅使滾珠座42沿著滾珠螺桿41之軸向移動，滾珠座42乃連動滑座31沿著滑軌21移動。槽道14位於基座10之兩端分別形成一開口15/16，其一開口15由座架60封閉，另一開口16由一端座70封閉。端座70設有一軸承71。滾珠螺桿41的第二端411連接於該軸承71。座架60內部有一容室61。容室61容納聯軸器45。座架60兩側各有一板體62，一端為一端板65，二板體62、端板65及固定座44穿鎖螺栓固定而圍組一框形的座架60。座架60之端板65穿鎖螺栓63鎖固於基座10之第一端11，而使座架60與基座10相互固定。基座10、座架60、端座70及滑座31分別為鋁合金製成，尤其基座10為鋁合金一體成型而具有兩側壁部13，滑軌21為不銹鋼製成。本實施例中，基座10上沿著其軸向佈設有複數個位置感測器80，該複數個位置感測器80用以感測滑座31相對滑軌21的位置，具體實施例中，基座10一側固定一支撐架90(為了減輕重量，及配合基座10、座架60及滑座31以鋁合金製成，本實施例中，支撐架90亦為鋁合金製成，以有效減輕重量，及提升剛性、移載精度與速度)，複數個位置感測器80等距依需排列固定在支撐架90上，每一個位置感測器80為遮沒式感測單元，其上設有凹溝81，凹溝81兩側壁分別設一光發射單元82及一光接收單元83，滑座31連接一遮板84，當遮板84移動至凹溝81而遮蔽光發射單元82所發射之光線至光接收單元83的路線，光接收單元83因未接收光線而產生一感測訊號，訊號處理單元便可處理該感測訊號而得知滑座31的位置。本實施例中，其滑座31的移載行程為50mm~200mm，導程為1mm~4mm。電動馬達43為五相步進伺服馬達。

請配合參看圖6至12所示，本發明達成前述第一至第四目的之滑台組件，其另一種具體實施例係包括基座10、滑軌組件20、滑座組件30、動力組件及機電控制模組(動力組件及機電控制模組圖中未再贅示，可參看前段第一種具體實施例之圖示)。滑座組件30包括有滑座31。滑座31可滑移地嵌設在滑軌組件20之二滑軌21上。滑座31與滑軌21之間有相對應且呈哥德式弧形的導引槽溝23(請配合參看圖12所示，為哥德式弧型溝槽)，於導引槽溝23內介置複數個成列的滾子(滾珠或滾柱，圖中未再贅示，可參看前段第一種具體實施例之圖示)以做為間隔子，使滑座31可順暢地相對滑軌21移動。當滾珠螺桿41被驅動旋轉時，滾珠螺桿41可驅動滑座31沿著滑軌21往復移動。其中，基座10係供滑軌組件20、動力組件及機電控制模組固定其上，滑座組件30設置在滑軌組件20上，而形成一完整的長行程滑台模組。基座10包括有相反的一第一端11及一第二端12。基座10的第一端可拆式地連接一座架60。座架60可拆式地設置該動力組件40之一電動馬達43。座架60可拆式地設置一固定座44。固定座44上可轉動地設置有一聯軸器45。聯軸器45一端連接滾珠螺桿41的一第一端410，另一端連接動力組件40之電動馬達43的一動力輸出端430。滾珠螺桿41的一第二端411樞接於基座10的第二端12(第二端12固定有一端座70，端座70上設有一軸承71，滾珠螺桿41的第二端411穿樞在軸承71)。基座10呈長條軌形。座架60穿鎖螺栓63鎖固於基座10之第一端11。座架60的端板65穿螺栓以定位固定座44，聯軸器45相對固定座44及座架60呈可轉動的，滾珠螺桿41的第一端410直接連接於聯軸器45形成支撐。基座10頂部設有沿著該基座10長度方向並行延伸的兩側壁部13，該兩側壁部13之間形成一凹陷的槽道14。該兩側壁部13分別設置一滑軌21，滑軌21位於壁部13內側。滑座31底部有二個下伸的凸部310。二凸部310分別位於二壁部13及滑軌21內側，導引槽溝23位於凸部310與滑軌21的相對面。槽道14容納滾珠螺桿41，並供螺套在滾珠螺桿41上的一滾珠座42於其內移動，滾珠螺桿41低於兩側壁部13的頂邊。滑座31連接固定滾珠座42。當滾珠螺桿41旋轉時，驅使滾珠座42沿著滾珠螺桿41之軸向移動，滾珠座42乃連動滑座31沿著滑軌21移動。槽道14位於基座10之兩端分別形成一開口15/16，其一開口15由座架60封閉，另一開口16由一端座70封閉。端座70設有一軸承71。滾珠螺桿41的第二端411連接於該軸承71。座架60內部有一容室61。容室61容納聯軸器45。座架60兩側各有一板體62，兩端分別為一端板65/650，二板體62及二端板65一體成型為一框形的座架60。該兩側板體62分別與該兩側壁部13逐一相對。該兩側板體62與該兩側壁部13穿鎖螺栓66相互固定，而使座架60與基座10相互固定，本實施例之圖示例中，板體62具鏤空部620以減輕座架60重量，螺栓66自鏤空部620的一壁面穿鎖至壁部13。基座10、座架60、滑座31及端座70分別為鋁合金製成，尤其基座10為鋁合金一體成型而具有兩側壁部13，滑軌21為不銹鋼製成。本實施例中，座架60之端板65與端座70之相對面分別穿鎖螺栓而固設有緩衝彈性體72(拆鎖螺栓，即可更換不同規格的緩衝彈性體72或是更換新品，而具有調整緩衝效能及維護上的便利性)，以對滾珠座42做緩衝。本實施例中，其滑座31的移載行程為150mm~940mm，導程為2mm~20mm。電動馬達43為二相步進伺服馬達。

請配合參看圖13至19所示，本發明達成前述第一至第三目的之滑台組件，其一種具體實施例係包括基座10、滑軌組件20、滑座組件30、動力組件40及機電控制模組50。滑座組件30包括有滑座31。滑座31可滑移地嵌設在滑軌組件20之二滑軌21上。滑座31與滑軌21之間有相對應且呈哥德式弧形的導引槽溝23(請配合參看圖19所示，為哥德式弧型溝槽)，於導引槽溝23內介置複數個成列的滾子22(滾珠或滾柱)以做為間隔子，使滑座31可順暢地相對滑軌21移動。機電控制模組50控制使該動力組件40之滾珠螺桿41旋轉，以滾珠螺桿41驅動滑座31沿著滑軌21往復移動。其中，基座10係供滑軌組件20、動力組件40及機電控制模組50固定其上，滑座組件30設置在滑軌組件20上，而形成一完整的長行程滑台模組。基座10包括有相反的一第一端11及一第二端12。基座10的第一端可拆式地連接一座架60。座架60可拆式地設置該動力組件40之一電動馬達43。座架60之端板65可拆式地設置一固定座44。端板65中央設有一圓形通孔67，固定座44上可轉動地設置有一聯軸器45。聯軸器45一端穿入通孔67以供連接滾珠螺桿41的一第一端410，另一端連接動力組件40之電動馬達43的一動力輸出端430。滾珠螺桿41的一第二端411樞接於基座10的第二端12(第二端12固定有一端座70，端座70上設有一軸承71，滾珠螺桿41的第二端411穿樞在軸承71)。基座10呈長條軌形。座架60穿鎖螺栓63鎖固於基座10之第一端11。座架60的端板65穿螺栓以鎖固固定座44，聯軸器45相對固定座44及座架60呈可轉動的，滾珠螺桿41的第一端410直接連接於聯軸器45而形成支撐。基座10頂部設有沿著該基座10長度方向並行延伸的兩側壁部13，該兩側壁部13之間形成一凹陷的槽道14。該兩側壁部13分別設置一滑軌21，滑軌21位於壁部13外側。滑座31底部有二個下伸的凸部310。二凸部310分別位於二壁部13及滑軌21外側，導引槽溝23位於凸部310與滑軌21的相對面。槽道14容納滾珠螺桿41，並供螺套在滾珠螺桿41上的一滾珠座42於其內移動。滑座31連接固定滾珠座42。當滾珠螺桿41旋轉時，驅使滾珠座42沿著滾珠螺桿41之軸向移動，滾珠座42乃連動滑座31沿著滑軌21移動。槽道14位於基座10之兩端分別形成一開口15/16，其一開口15由座架60之端板65封閉，另一開口16由一端座70封閉。端座70設有一軸承71。滾珠螺桿41的第二端411連接於該軸承71。座架60內部有一容室61。容室61容納聯軸器45。座架60兩側各有一板體62，兩端分別為一端板65/650，二板體62與一端板650為一體，兩板體62與另一端板65穿鎖螺栓相互固定而圍組一框形的座架60。座架60之端板65穿鎖螺栓63鎖固於基座10之第一端11，而使座架60與基座10相互固定。基座10及滑座31分別為不銹鋼製成，座架60及支撐架90分別為鋁合金製成，尤其基座10為不銹鋼一體成型而具有兩側壁部13，滑軌21亦為不銹鋼製成。本實施例中，基座10上沿著其軸向佈設有複數個位置感測器80，該複數個位置感測器80用以感測滑座31相對滑軌21的位置，具體實施例中，基座10一側固定一支撐架90(為了減輕重量，支撐架90是以鋁合金製成)，複數個位置感測器80等距依需排列固定在支撐架90上，每一個位置感測器80為遮沒式感測單元，其上設有凹溝81，凹溝81兩側壁分別設一光發射單元82及一光接收單元83，滑座31連接一遮板84，當遮板84移動至凹溝81而遮蔽光發射單元82所發射之光線至光接收單元83的路線，光接收單元83因未接收光線而產生一感測訊號，訊號處理單元便可處理該感測訊號而得知滑座31的位置。滑座組件30包括一滑台32。滑台32固定於滑座31頂部。滑台32與滑座31 之間有一狹縫33。基座10沿著其軸向固定有一長板片34。長板片34覆於槽道14的頂部開口處。長板片34穿越狹縫33。本實施例中，其滑座31的移載行程為100mm~500mm，導程為5mm~10mm。電動馬達43為二相或五相步進伺服馬達。

以上所述，僅為本發明之一可行實施例，並非用以限定本發明之專利範圍，凡舉依據下列請求項所述之內容、特徵以及其精神而為之其他變化的等效實施，皆應包含於本發明之專利範圍內。本發明所具體界定於請求項之結構特徵，未見於同類物品，且具實用性與進步性，已符合創作專利要件，爰依法具文提出申請，謹請鈞局依法核予專利，以維護本申請人合法之權益。