TWI776172B

TWI776172B - 小型龍門天橋式加工機

Info

Publication number: TWI776172B
Application number: TW109121139A
Authority: TW
Inventors: 陳豐田
Original assignee: 陳鵬任
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2022-09-01
Also published as: TW202200305A

Abstract

一種小型龍門天橋式加工機，包含一基座單元、兩線性驅動系統，及一第一旋轉機構。該基座單元包括一基座，該基座一體成型且具有三個壁部，每一該壁部具有一承載面，其中兩該壁部還具有一安裝面。每一該線性驅動系統包括一第一線性驅動機構、一第二線性驅動機構及一第三線性驅動機構。該第一線性驅動機構設置於各自的兩該承載面且具有一第一滑座。該第二線性驅動機構設置於該第一滑座且具有一第二滑座。該第三線性驅動機構設置於該第二滑座且具有一第三滑座。該第一旋轉機構包括兩分別設置於該等安裝面的第一驅動器，及一加工台。

Description

小型龍門天橋式加工機

本發明是有關於一種小型加工機，特別是指一種小型龍門天橋式加工機。

小型龍門加工機具有高速、高精度及更大的加工範圍之特性，而被廣泛使用在精密加工領域。小型龍門加工機除了三軸向的驅動機構外，更具有第四軸旋轉工作台，而能提高加工效率。

為了提高產能，廠房內通常會擺設數個該小型龍門加工機，如圖1所示，而為了方便操作者取放工件、操作設備或維修設備，在每兩個該小型龍門加工機間需要留出一條走道，如此一來，則會降低土地利用率。現今取得廠房土地的價格不斐，在土地取得成本相當高的困境下，要如何縮小設備體積或提高土地利用率以節省廠房空間，並降低成本都是業界極需解決的問題。

因此，本發明的目的，即在提供一種可縮小設備體積並提高土地利用率的小型龍門天橋式加工機。

於是，本發明小型龍門天橋式加工機，包含一基座單元、兩線性驅動系統，及一第一旋轉機構。

該基座單元包括一基座，該基座一體成型且具有一座部及三個壁部，該等壁部在一第一方向上間隔設置且與該座部一體地連接，且每一該壁部沿一第三方向朝遠離該座部的方向延伸，每一該壁部具有一沿一第二方向延伸的承載面，位於最外側的其中兩該壁部還具有一在該第三方向上低於各自的承載面的安裝面，該第一方向、該第二方向與該第三方向互相垂直。

該等線性驅動系統沿該第一方向間隔設置於該基座，每一該線性驅動系統架設於其中兩相鄰的該壁部，每一該線性驅動系統包括一第一線性驅動機構、一第二線性驅動機構，及一第三線性驅動機構。該第一線性驅動機構設置於各自的兩該壁部的承載面，該第一線性驅動機構具有一可沿該第二方向移動的第一滑座、兩條分別固定於各自的兩該壁部之承載面的第一導軌，及一用來驅動該第一滑座在該等第一導軌移動的第一電機。該第二線性驅動機構設置於該第一滑座，該第二線性驅動機構具有一可沿該第一方向移動的第二滑座、兩條間隔設置於該第一滑座的第二導軌，及一用來驅動該第二滑座在該等第二導軌移動的第二電機。該第三線性驅動機構設置於該第二滑座，該第三線性驅動機構具有一可沿該第三方向移動的第三滑座、兩條間隔設置於該第二滑座的第三導軌，及一用來驅動該第三滑座在該等第三導軌移動的第三電機。

該第一旋轉機構設置於該基座單元，該第一旋轉機構包括兩分別設置於該等安裝面的第一驅動器，及一連接於該等第一驅動器的加工台，該加工台可被該等第一驅動器帶動而繞一第一軸線轉動，該第一軸線平行於該第一方向。

本發明之功效在於：本發明的兩個該線性驅動系統共用一個該基座單元及一個該第一旋轉機構，該等線性驅動系統可獨立地運作，本發明相當於習知的兩台加工機，因此，本發明可縮小設備體積，節省走道空間，提高土地利用率。此外，由於本發明的該基座單元只需要三個該壁部，還可節省該基座的鑄造用料，同時還可減少第四軸之驅動器的數量，可大幅降低成本。

在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2至圖4，本發明小型龍門天橋式加工機的一第一實施例，包含一基座單元1、兩線性驅動系統2、一第一旋轉機構3及一雙迴路控制器4。

該基座單元1包括一基座11及四個腳座12，該基座11由鑄造一體成型且具有一座部111、三個壁部112及兩個橋接部113。該等壁部112在一第一方向X上間隔設置且與該座部111一體地連接，且每一該壁部112沿一第三方向Z朝遠離該座部111的方向延伸，每一該壁部112具有一沿一第二方向Y延伸的承載面114，及沿該第一方向X貫穿的至少一通孔115，該第一方向X、該第二方向Y與該第三方向Z互相垂直。如圖4所示，該通孔115的數量為一，且該通孔115的其中一部分延伸至該座部111。藉由該通孔115的設置，能減少該基座11在鑄造時的金屬用料。在其他變化例中，該通孔115的數量也能為二或三以上，只要在不影響該基座11之結構強度的情況下，儘可能地增加該通孔115的數量或總面積，就能更節省金屬用料。而位於最外側的其中兩該壁部112還具有一在該第三方向Z上低於各自的承載面114的安裝面116，該等安裝面116在該第二方向Y上位於該等承載面114的前方。每一該橋接部113沿該第一方向X延伸且一體地連接於相鄰的兩該壁部112。本發明藉由階梯型的該等承載面114與該等安裝面116之設計，能將加工區域集中在該基座11的前端。

該等腳座12彼此在該第一方向X與該第二方向Y間隔設置，該等腳座12分別對應於最外側的兩個該壁部112並設置在該座部111的底側。

該等線性驅動系統2沿該第一方向X間隔設置於該基座11，每一該線性驅動系統2均可獨立地運作而能各別加工不同種類的工件，但也能同時加工相同種類的工件。以下就其中一個該線性驅動系統2進一步詳細說明：

該線性驅動系統2架設於其中兩相鄰的該壁部112，該線性驅動系統2包括一第一線性驅動機構21、一第二線性驅動機構22及一第三線性驅動機構23。該第一線性驅動機構21設置於其中兩該壁部112的承載面114，該第一線性驅動機構21具有一可沿該第二方向Y移動的第一滑座211、兩條分別固定於其中兩該壁部112之承載面114且沿該第二方向Y延伸的第一導軌212、一連接於該第一滑座211且沿該第二方向Y延伸的第一螺桿213，及一固定於所對應的橋接部113的第一電機214，該第一電機214連接於該第一螺桿213，並用來驅動該第一螺桿213轉動以帶動該第一滑座211在該等第一導軌212移動。該第二線性驅動機構22設置於該第一滑座211，該第二線性驅動機構22具有一可沿該第一方向X移動的第二滑座221、兩條間隔設置於該第一滑座211且沿該第一方向X延伸的第二導軌222、一連接於該第二滑座221且沿該第一方向X延伸的第二螺桿223，及一第二電機224，該第二電機224用來驅動該第二螺桿223轉動以帶動該第二滑座221在該等第二導軌222移動。該第三線性驅動機構23設置於該第二滑座221，該第三線性驅動機構23具有一可沿該第三方向Z移動的第三滑座231、兩條間隔設置於該第二滑座221且沿該第三方向Z延伸的第三導軌(圖未示)、一連接於該第三滑座231的第三螺桿233，及一第三電機234，該第三電機234用來驅動該第三螺桿233轉動以帶動該第三滑座231在該等第三導軌移動。上述各線性驅動機構皆利用馬達及螺桿的傳動方式，而能在三軸向進行機械加工。但在其他變化例中，也能採用線性馬達的傳動方式，而能省略螺桿。或者，三軸能分別採用馬達螺桿或線性馬達的組合傳動方式。

該第一旋轉機構3設置於該基座單元1的基座11，該第一旋轉機構3包括兩分別設置於該等安裝面116的第一驅動器31，及一連接於該等第一驅動器31且沿該第一方向X延伸的加工台32，該加工台32可被該等第一驅動器31帶動而繞一第一軸線L1轉動，該第一軸線L1平行於該第一方向X。較佳地，每一該第一驅動器31是一種直驅式馬達(簡稱DD馬達)。詳細來說，該加工台32具有兩個作業區321，該等作業區321分別對應該等線性驅動系統2且供數工件9放置。

參閱圖2與圖5，該雙迴路控制器4電連接於該等線性驅動系統2及該第一旋轉機構3並可獨立控制每一該線性驅動系統2，如圖5所示，使該等線性驅動系統2可分別獨立地移動並在各自的作業區321加工不同種類的工件9。如圖2所示，該等線性驅動系統2當然也能同時加工相同種類的工件9。

本第一實施例藉由將兩個該線性驅動系統2設計在同一該基座單元1，並利用該雙迴路控制器4使該等線性驅動系統2可獨立地運作，本第一實施例的產能相當於習知的兩台加工機。

經由以上的說明，可將本第一實施例的優點歸納如下：

一、本發明的該基座單元1只需要三個該壁部112，相較於習知兩台加工機需要四個側壁，本發明能節省該基座11的鑄造用料，降低成本。

二、本第一實施例只需要一台該雙迴路控制器4，便能控制該等線性驅動系統2，相較於習知需要兩台控制器，更能降低成本。

三、本發明將兩個該線性驅動系統2設計在同一該基座單元1，因此，可縮小設備體積，節省廠房空間，提高土地利用率。

四、本發明的兩個該線性驅動系統2共用一個該第一旋轉機構3，可減少第四軸之驅動器的數量，降低製造成本。

參閱圖5至圖6，為本發明小型龍門天橋式加工機的一第二實施例，該第二實施例是類似於該第一實施例，其主要差異之處在於：

該小型龍門天橋式加工機還包含兩個第二旋轉機構5，該等第二旋轉機構5間隔設置於該第一旋轉機構3的加工台32且分別對應該等線性驅動系統2。每一該第二旋轉機構5具有一繞一第二軸線L2轉動的旋動座51，及一用來驅動該旋動座51轉動的第二驅動器(圖未示)，該第二軸線L1垂直於該第一軸線L1。

本第二實施例除了具有與該第一實施例相同的功效外，還藉由該等第二旋轉機構5的設置，使本第二實施例還能夠進行五軸加工，而具有較廣泛的加工及切削能力，以製造出更複雜的幾何形狀之零件。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:基座單元 11:基座 111:座部 112:壁部 113:橋接部 114:承載面 115:通孔 116:安裝面 12:腳座 2:線性驅動系統 21:第一線性驅動機構 211:第一滑座 212:第一導軌 213:第一螺桿 214:第一電機 22:第二線性驅動機構 221:第二滑座 222:第二導軌 223:第二螺桿 224:第二電機 23:第三線性驅動機構 231:第三滑座 233:第三螺桿 234:第三電機 3:第一旋轉機構 31:第一驅動器 32:加工台 321:作業區 4:雙迴路控制器 5:第二旋轉機構 51:旋動座 9:工件 L1:第一軸線 L2:第二軸線 X:第一方向 Y:第二方向 Z:第三方向

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明現有的兩個小型龍門加工機之間需要留一條走道；圖2是本發明小型龍門天橋式加工機的一第一實施例的一立體圖，該第一實施例的兩個線性驅動系統分別移動，且在一第二方向上互相錯開；圖3是該第一實施例的一前視圖；圖4是一側視圖，說明該等線性驅動系統同時移動；圖5一是類似於圖2的視圖，且該等線性驅動系統同時移動；圖6是本發明小型龍門天橋式加工機的一第二實施例的一立體圖；及圖7是一類似於圖6的視圖，說明該第二實施例的該等線性驅動系統同時移動。

1:基座單元

11:基座

111:座部

112:壁部

113:橋接部

114:承載面

115:通孔

116:安裝面

12:腳座

2:線性驅動系統

21:第一線性驅動機構

211:第一滑座

212:第一導軌

213:第一螺桿

214:第一電機

22:第二線性驅動機構

221:第二滑座

222:第二導軌

223:第二螺桿

224:第二電機

23:第三線性驅動機構

231:第三滑座

233:第三螺桿

234:第三電機

3:第一旋轉機構

31:第一驅動器

32:加工台

321:作業區

4:雙迴路控制器

9:工件

L1:第一軸線

X:第一方向

Y:第二方向

Z:第三方向

Claims

一種小型龍門天橋式加工機，包含：一基座單元，包括一基座，該基座一體成型且具有一座部及三個壁部，該等壁部在一第一方向上間隔設置且與該座部一體地連接，且每一該壁部沿一第三方向朝遠離該座部的方向延伸，每一該壁部具有一沿一第二方向延伸的承載面，位於最外側的其中兩該壁部還具有一在該第三方向上低於各自的承載面的安裝面，該第一方向、該第二方向與該第三方向互相垂直；兩個線性驅動系統，沿該第一方向間隔設置於該基座，每一該線性驅動系統架設於其中兩相鄰的該壁部，每一該線性驅動系統包括：一第一線性驅動機構，設置於各自的兩該壁部的承載面，該第一線性驅動機構具有一可沿該第二方向移動的第一滑座、兩條分別固定於各自的兩該壁部之承載面的第一導軌，及一用來驅動該第一滑座在該等第一導軌移動的第一電機，一第二線性驅動機構，設置於該第一滑座，該第二線性驅動機構具有一可沿該第一方向移動的第二滑座、兩條間隔設置於該第一滑座的第二導軌，及一用來驅動該第二滑座在該等第二導軌移動的第二電機，及一第三線性驅動機構，設置於該第二滑座，該第三線性驅動機構具有一可沿該第三方向移動的第三滑座、兩條間隔設置於該第二滑座的第三導軌，及一用來驅動該第三滑座在該等第三導軌移動的第三電機；及一第一旋轉機構，設置於該基座單元，該第一旋轉機構包括兩分別設置於該等安裝面的第一驅動器，及一連接於該等第一驅動器的加工台，該加工台可被該等第一驅動器帶動而繞一第一軸線轉動，該第一軸線平行於該第一方向，其中，該小型龍門天橋式加工機還包含兩個第二旋轉機構，該等第二旋轉機構間隔設置於該第一旋轉機構的加工台且分別對應該等線性驅動系統，每一該第二旋轉機構具有一繞一第二軸線轉動的旋動座，及一用來驅動該旋動座轉動的第二驅動器，該第二軸線垂直於該第一軸線。
如請求項1所述的小型龍門天橋式加工機，還包含一雙迴路控制器，該雙迴路控制器電連接於該等線性驅動系統及該第一旋轉機構並可獨立控制每一該線性驅動系統，使每一該線性驅動系統可獨立地移動。
如請求項1所述的小型龍門天橋式加工機，其中，該第一線性驅動機構還具有一連接於該第一滑座的第一螺桿，該第一螺桿連接該第一電機且被該第一電機帶動而轉動。
如請求項1所述的小型龍門天橋式加工機，其中，該第二線性驅動機構還具有一連接於該第二滑座的第二螺桿，該第二螺桿連接該第二電機且被該第二電機帶動而轉動。
如請求項4所述的小型龍門天橋式加工機，其中，該第三線性驅動機構還具有一連接於該第三滑座的第三螺桿，該第三螺桿連接該第三電機且被該第三電機帶動而轉動。
如請求項1所述的小型龍門天橋式加工機，其中，該基座還具有兩個橋接部，每一該橋接部一體地連接於相鄰的兩該壁部，該等橋接部分別供該等線性驅動系統的第一電機固定設置。
如請求項1所述的小型龍門天橋式加工機，其中，每一該壁部具有沿該第一方向延伸且貫穿的至少一通孔。
如請求項1所述的小型龍門天橋式加工機，其中，該基座單元還包括四個腳座，該等腳座彼此在該第一方向與該第二方向間隔設置，該等腳座分別對應於最外側的兩個該壁部並設置在該座部的底側。
如請求項1所述的小型龍門天橋式加工機，其中，該基座由鑄造一體成型。