发明名称 混合机构式多轴工具机
摘要 一种混合机构式多轴工具机,系由一直角座标式进给轴机构与一并联式空间连杆机构所组成。该直角座标式进给轴机构系由两相互垂直之平台所构成且具有二维移动向量。该并联式空间连杆机构系由三组直线进给模组以可枢转的方式并联连结一基座所构成,藉由直线进给模组可驱动基座进行一维线性及两维旋转的运动。藉由一控制器来运算并控制使并联式空间连杆机构及直角座标式进给轴机构可相互配合动作,不仅可降低传统直角座标式多轴工具机所具有之惯性与误差的累加作用及刚性的不足,且又可避免用六杆并联式空间连杆机构所具有的调校定位困难、工作空间狭小、控制系统复杂且成本高等缺失者。
申请公布号 TW363480 申请公布日期 1999.07.01
申请号 TW087212408 申请日期 1998.07.31
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 古有彬;张灿辉;陈响亮
分类号 B23Q1/25 主分类号 B23Q1/25
代理机构 代理人
主权项 1.一种混合机构式多轴工具机,包括有:一直角座标式进给轴机构,其系由至少两个相互垂直设置之平台所组构成之至少具有二维移动向量之进给轴机构;一工件承台,该工件承台系结合于该直角座标式进给轴机构之平台上,且可受该进给轴机构所驱动而进行至少二维方向的移动;一并联式空间连杆机构,其系由复数个直线进给模组以并联的方式连结一基座所构成,其中每一组直线进给模组均以一可枢转的方式与该基座合,且复数个直线进给模组结合于基座的位置并不在同一点上,藉由复数个直线进给模组可驱动基座进行至少两维旋转的运动;一加工模组,设置于基座朝向工件承台之一侧面上;以及控制器,用于控制并协调该并联式空间连杆机构及直角座标式进给轴机构的动作,以进而控制加工模组与工作承台之间的相对位置。2.如申请专利范围第1项所述的混合机构式多轴工具机,其中,每一组直线进给模组均包括有:一线性滑轨、一滑座可沿着该线性滑轨进行线性运动、以及一连杆其一端枢设于该滑座上且至少可进行一维方向的枢转运动,该复数个直线进给模组的各连杆的另一端均以一可枢转的方式结合于该基座,且复数连杆结合于基座的位置系不位在同一点上,藉由滑座于线性滑轨上的线性移动可驱动使基座进行至少一维平移及两维旋转的三维运动。3. 如申请专利范围第2项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该复数个直线进给模组的各个线性滑轨之间系呈相互分开且平行延伸设置,于线性滑轨较远离基座的一端系固设于一底座上,该底座可用于支撑并定位复数个线性滑轨的位置。4. 如申请专利范围第2项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该连杆与滑座枢接的方式,系藉由在连杆与滑座连接的一端设置有一轴,并于滑座上设有一可与该轴对应配合的轴承,藉由轴与轴承的滚动配合可达到使连杆之一端可据以该滑座为支点进行至少一维方向之枢转运动的目的。5.如申请专利范围第2项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该连杆与基座结合的方式,系在连杆与基座连接的处设置有一万向轴节,且该万向轴节系由两组轴心相交之轴与轴承所构成,藉由万向轴节可达到使基座可据以该连杆为支点进行至少二维方向之旋转运动的目的。6.如申请专利范围第2项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该连杆与基座结合的方式,系在连杆与基座连接的处设置有一球形关节。7.如申请专利范围第2项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该并联式空间连杆机构之直线进给模组的数量为三组,该三组直线进给模组的线性滑轨系相互等距且平行设置而构成一类似正三角形之结构,并且,该并联式空间连杆机构之三组连杆系结合于基座的周缘且相互等距分开,而构成一并联式连杆机构。8.如申请专利范围第1项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该加工模组系为一切削主轴,其一端设有一刀具,可对一夹设于工作承台上之工件进行切削加工。9.如申请专利范围第1项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该直角座标式进给轴机构之平台的数量为两个,包括有一第一平台及一第二平台,于第一、第二平台上均设有线性轨道,工作承台系叠置于第一平台上且可顺着第一平台上之轨道的方向移动,第一平台系叠置于第二平台上且可顺着第二平台上之轨道的方向移动,且第一平台与第二平台的轨道方向系互相垂直。10.如申请专利范围第3项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该并联式空间连杆机构系藉由一机架所支撑固定,该机架系由复数根支撑杆所构成之一类似三角锥体之框架结构,且该三角锥体之机架的一顶点恰抵顶并固定于该底座之一近中心点位置处。11.一种混合机构式多轴工具机,包括有:一组二维工作平台,其包括有一工作承台、一第一平台及一第二平台,于第一、第二平台上均设有线性轨道,工件承台系叠置于第一平台上且可顺着第一平台上之轨道的方向移动,第一平台系叠置于第二平台上且可顺着第二平台上之轨道的方向移动,且第一平台与第二平台的轨道方向系互相垂直,使该工作承台可进行至少二维方向的移动;一组三维运动机构,其包括有三组相互平行且等距设置的线性滑轨以及一切削主轴基座,每一个线性滑轨上均设置有一可沿着该线性滑轨移动的滑座,于每一个滑座上均以一可枢转的方式连接设有一连杆,每一连杆的一末端均以一可枢转的方式结合于该基座,且三个连杆与基座结合的位置并不在同一点上,藉由滑座于线性滑轨上的线性移动可驱动使基座进行至少一维平移及两维旋转的三维运动;以及一控制器,用于控制并协调该二维工作平台及三维运动机构的动作,以进而形成一至少具有五维运动方向的多轴工具机。12.如申请专利范围第11项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该连杆与滑座枢接的方式,系藉由在连杆与滑座连接的一端设置有一轴,并于滑座上设有一可与该轴对应配合的轴承,藉由轴与轴承的滚动配合可达到使连杆之一端可据以该滑座为支点进行至少一维方向之枢转运动的目的。13.如申请专利范围第11项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该连杆与基座结合的方式系以球形关节连接。14.如申请专利范围第11项所述的混合机构式多轴工具机,其中,三个线性滑轨之间系呈相互分开且平行延伸设置,于线性滑轨较远离基座的一端系固设于一底座上,该底座可用于支撑并定位线性滑轨的位置。15.如申请专利范围第14项所述的混合机构式多轴工具机,其中,该三维运动机构系藉由一机架所支撑而固定于二维工作平台的上方,使切削主轴基座恰可对应朝向该工件承台。16.如申请专利范围第15项所述的混合机构式多轴工具机,其中该机架系由复数根支撑杆所构成之一类似三角锥体之框架结构,且该三角锥体之机架的一顶点恰抵顶并固定于该底座之一近中心点位置处。图式简单说明:第一图系传统习用之三轴线性进给式工具机。第二图系本创作之混合机构式多轴工具机的一较佳实施例示意图。第三图系本创作之混合机构式多轴工具机的并联式空间连杆机构之实施例图。第四图系第二图中之混合机构式多轴工具机的侧视图。第五图系本创作之混合机构式多轴工具机的直角座标式进给轴机构之另一实施例示意图。
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