TWM524775U - 用於彈簧成型機之全方位機械手 - Google Patents

Description

用於彈簧成型機之全方位機械手

本創作是有關於一種彈簧成型機，且特別是有關於一種用於彈簧成型機之全方位機械手。

彈簧成型機是一種用來製造各式各樣彈簧的機器設備，其製造過程通常是藉由夾持彈簧線材之輸送輪，來將彈簧線材輸送經過其刀具盤的軸心穿孔，再藉由設置於刀具盤上之各種不同刀具，自彈簧線材之側面接近、抵靠，以進行如折角、捲圈圈或切斷等動作，據以完成彈簧之製作。此外，其主要係藉由執行預先配置於彈簧成型機的處理機中之不同程式，來控制彈簧成型機之送線裝置與刀具盤上之刀具，以在不同階段執行所需之如折角、捲圈圈或切斷等動作，進而達成製造各式各樣形狀之彈簧的目的。

前述彈簧成型機雖已可達成製造多種不同彈簧的目的，惟因設置於刀具盤上之刀具數量有限，且每一刀具均只能在刀具盤上線性移動，以致刀具接近彈簧線材的方向受限於一定之角度與方向，而無法完成全方位的折角與捲圈圈等彈簧製作需求，於是，乃有具轉線功能之彈簧成型機的問世。惟此種彈簧成型機之價格高昂，且亦常受限於彈簧線材之線徑太小而無法完成所需工作，致不符現代之多樣化的彈簧製作需求。

有鑑於此，本創作之目的是提供一種用於彈簧成型機之全方位機械手，其可裝置於既有之彈簧成型機上，以藉由刀具的三度空間移動，達成現代之多樣化的彈簧製作需求。

為達上述及其他目的，本創作提供一種用於彈簧成型機之全方位機械手，包括：刀具模塊、第一線性滑軌、第二線性滑軌與第三線性滑軌。其中，第一線性滑軌係用以裝置並帶動刀具模塊沿第一線性軸移動，第二線性滑軌用以裝置並帶動第一線性滑軌沿第二線性軸移動，第三線性滑軌用以裝置並帶動第二線性滑軌沿第三線性軸移動，且前述之第一線性軸、第二線性軸與第三線性軸係相互垂直。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的第一線性滑軌包括：線性底座、螺桿、滑座與伺服馬達。其中，線性底座具有相互平行之兩導軌，螺桿係樞設於線性底座上，並具有多數個公螺紋。滑座係穿設於螺桿上，其具有對應螺桿之那些公螺紋的多數個母螺紋、及分別對應線性底座之兩導軌的多數個導座，導座係分別配置於兩導軌上。伺服馬達則固定於線性底座上，用以耦接並帶動螺桿旋轉，進而驅動滑座沿著線性底座之兩導軌線性移動。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的第一線性滑軌之伺服馬達係經由馬達齒輪與螺桿齒輪，來相互耦接並帶動螺桿旋轉，進而驅動滑座沿著線性底座之兩導軌線性移動。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的第二線性滑軌包括：兩導軌、滑座、螺桿、螺桿座與伺服馬達。其中，兩導軌係配置為相互平行，滑座具有分別對應兩導軌的多數個導座，以分別配置於 兩導軌上。螺桿係樞設於滑座上，並具有多數個公螺紋，螺桿座穿設於螺桿上，其具有對應於螺桿之公螺紋的多數個母螺紋，而伺服馬達則配置於滑座上，用以耦接並帶動螺桿旋轉，進而驅動滑座沿著兩導軌線性移動。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的第二線性滑軌之伺服馬達係經由聯軸器來連接並帶動螺桿旋轉，進而驅動滑座沿著兩導軌線性移動。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的第三線性滑軌包括：線性底座、螺桿、滑座與伺服馬達。其中，線性底座具有相互平行之兩導軌，螺桿係樞設於線性底座上，並具有多數個公螺紋。滑座係穿設於螺桿上，其具有對應螺桿之那些公螺紋的多數個母螺紋、及分別對應線性底座之兩導軌的多數個導座，導座係分別配置於兩導軌上。伺服馬達則用以耦接並帶動螺桿旋轉，進而驅動滑座沿著線性底座之兩導軌線性移動。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的第三線性滑軌之伺服馬達係經由聯軸器來連接並帶動螺桿旋轉，進而驅動滑座沿著線性底座之兩導軌線性移動。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的刀具模塊包括：刀具盤、減速器、第一伺服馬達與第二伺服馬達。其中，刀具盤具有至少一刀具，減速器具有連接刀具盤之刀具傳動軸，第一伺服馬達係耦接減速器，用以驅動減速器之刀具傳動軸，進而帶動刀具盤圍繞第一旋轉軸旋轉。第二伺服馬達則用以驅動減速器及刀具盤一同圍繞第二旋轉軸旋轉，且其中之第一旋轉軸與第二旋轉軸係相互垂直。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的刀具模塊之第一伺服馬達係經由刀具盤傳動齒輪組傳動一旋轉傳動軸，以驅動減速器之刀具傳動軸，進而帶動刀具盤圍繞第一旋轉軸旋轉。其中之減速器可以使用轉角雙出力軸減速器，以同時驅動兩刀具盤圍繞第一旋轉軸旋轉。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手的刀具模塊之第二伺服馬達係經由手臂關節傳動齒輪組傳動配置於旋轉傳動軸外圍、且與旋轉傳動軸同軸心之第二旋轉傳動軸，以驅動減速器及刀具盤一同圍繞第二旋轉軸旋轉。

在一實施例中，此用於彈簧成型機之全方位機械手更設置有由左支撐架與右支撐架所構成之固定架，用以將全方位機械手固定於彈簧成型機上。

綜上所述，由於本創作所提供之一種用於彈簧成型機之全方位機械手，係可裝置於既有彈簧成型機上，並藉由三度空間移動之刀具模塊上的各種刀具，以各種角度接近、抵靠自彈簧成型機之刀具盤的軸心穿孔穿出的彈簧線材，以進行不同角度之如折角、捲圈圈等動作，故可達成現代之多樣化的彈簧製作需求。

此外，本創作所提供之一種用於彈簧成型機之全方位機械手所搭配的電腦，係可支援各軸使用絕對位置電機以簡化近接開關的配置，同時可以設定各軸的任意位置為原點，並可儲存至少一千個檔案。再者，本創作所提供之全方位機械手係可安裝於任何品牌的彈簧成型機上，因此所使用的電腦能控制任一種原彈簧成型機現有的驅動器及電機，不須因為加裝本創作所提供之全方位機械手而更換電機及驅動器。

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特以較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

10‧‧‧機械手

11、12、13‧‧‧線性滑軌

111、131‧‧‧線性底座

1111、1112、1211、1212、1311、1312‧‧‧導軌

1113、1235、1313‧‧‧支撐座

112、122、132‧‧‧螺桿

1121、1221、1321‧‧‧公螺紋

113、123、133‧‧‧滑座

1131、1132、1133、1134、1231、1232、1233、1234、1331、1332、1333、1334‧‧‧導座

1136、1336‧‧‧滑塊

1137‧‧‧模塊座

114、124、134、148、150‧‧‧伺服馬達

115‧‧‧馬達齒輪

116‧‧‧螺桿齒輪

117‧‧‧保護蓋

1237‧‧‧開孔

1236、13373‧‧‧螺孔

125、135‧‧‧聯軸器

126‧‧‧螺桿座

1337‧‧‧導軌座

13371、13372‧‧‧側邊

14‧‧‧刀具模塊

141、142‧‧‧刀具盤

143‧‧‧轉角雙出力軸減速器

1431、1432‧‧‧刀具傳動軸

144、145‧‧‧旋轉傳動軸

146‧‧‧手臂關節傳動齒輪組

147‧‧‧刀具盤傳動齒輪組

149‧‧‧刀具

151‧‧‧左支撐架

152‧‧‧右支撐架

153‧‧‧減速器固定座

154‧‧‧刀具盤軸承座

155‧‧‧模塊殼體

90‧‧‧彈簧成型機

91‧‧‧刀具盤

圖1係顯示根據本創作較佳實施例之一種機械手裝置於彈簧成型機的立體圖。

圖2係顯示圖1之機械手的立體圖。

圖3係顯示圖2之機械手的分解圖。

圖4係顯示圖2之機械手的第三線性滑軌分解立體圖。

圖5係顯示圖2之機械手的第二線性滑軌分解立體圖。

圖6係顯示圖2之機械手的第一線性滑軌分解立體圖。

圖7係顯示圖2之機械手的刀具模塊分解立體圖。

請參圖1~3所示，其分別為根據本創作較佳實施例之一種機械手裝置於彈簧成型機上、與彈簧成型機分離的組合與分解立體圖。如圖所示，此機械手10係以由左支撐架151與右支撐架152所構成之固定架，來將其固定於彈簧成型機90上，以便得以藉由三度空間移動之刀具模塊14上的刀具149，以各種角度接近、抵靠自彈簧成型機90之刀具盤91的軸心穿孔穿出的彈簧線材，以進行不同角度之如折角、捲圈圈等動作。

圖中，此用於彈簧成型機90之機械手10除了前述之刀具模塊14外，還包括有線性滑軌11、12、13。其中，線性滑軌11係用以裝置並帶動刀具模塊14沿例如是Z軸之線性軸移動(亦即，圖中之上、下方向 移動)，線性滑軌12用以裝置並帶動線性滑軌11沿例如是Y軸之線性軸移動(亦即，圖中之前、後方向移動)，線性滑軌13用以裝置並帶動線性滑軌12沿例如是X軸之線性軸移動(亦即，圖中之左、右方向移動)，且前述之X軸、Y軸與Z軸係為相互垂直之三度空間座標軸。

請參圖4所示，其為根據本創作較佳實施例之一種機械手的第三線性滑軌分解立體圖。如圖所示，此機械手10的第三線性滑軌13包括線性底座131、螺桿132、滑座133、伺服馬達134與聯軸器135。

其中，線性底座131具有相互平行之兩導軌1311、1312，螺桿132係樞設於線性底座131兩端之支撐座1313上，並具有多數個公螺紋1321。滑座133係由相互鎖固連接之滑塊1336、導軌座1337與導座1331、1332、1333、1334所構成，滑塊1336具有對應於螺桿132之公螺紋1321的多數個母螺紋，以便螺桿132得以穿過滑塊1336、並藉以帶動包括滑塊1336、導軌座1337與導座1331、1332、1333、1334之滑座133線性移動。

此外，導座1331、1333係配置於導軌1311上，而導座1332、1334則配置於導軌1312上，且各具有分別與導軌1311、1312相互對應之溝槽，而得分別沿著線性底座131之兩導軌1311、1312移動。伺服馬達134則固定於線性底座131上，其旋轉軸係經由聯軸器135連接於螺桿132，用以帶動螺桿132旋轉，進而驅動滑座133沿著線性底座131之兩導軌1311、1312線性移動。

請參圖5所示，其為根據本創作較佳實施例之一種機械手的第二線性滑軌分解立體圖。如圖所示，此機械手10的第二線性滑軌12包括導軌1211、1212、螺桿122、滑座123、螺桿座126、伺服馬達124與聯軸 器125。

其中，導軌1211、1212係相互平行地固定於第三線性滑軌13之導軌座1337兩側邊13371、13372、並與第三線性滑軌13之導軌1311、1312成垂直的位置上。螺桿座126係穿設於螺桿122上，並具有對應於螺桿122之公螺紋1221的多數個母螺紋，其底邊係穿過滑座123之開孔1237而鎖固於第三線性滑軌13之導軌座1337的螺孔13373上。(請合併參閱圖4)

滑座123具有分別對應於導軌1211、1212的多數個導座1231、1232、1233、1234，導座1231、1233係配置於導軌1211上，而導座1232、1234則配置於導軌1212上，且各具有分別與導軌1211、1212相互對應之溝槽，而得分別沿著兩導軌1211、1212移動。

螺桿122係樞設於滑座123兩端之支撐座1235上，並具有多數個公螺紋1221。伺服馬達124則固定於滑座123上，其旋轉軸並經由聯軸器125連接於螺桿122，用以帶動螺桿122旋轉，進而驅動滑座123及固定於其上之伺服馬達124沿著兩導軌1211、1212線性移動。

請參圖6所示，其為根據本創作較佳實施例之一種機械手的第一線性滑軌分解立體圖。如圖所示，此機械手10的第一線性滑軌11包括線性底座111、螺桿112、滑座113、伺服馬達114、馬達齒輪115與螺桿齒輪116。馬達齒輪115與螺桿齒輪116之上方，並另罩覆有防護用之一保護蓋117。

其中，線性底座111係鎖固於第二線性滑軌12之滑座123的螺孔1236上(請合併參閱圖5)，並具有相互平行之兩導軌1111、1112， 螺桿112係樞設於線性底座111兩端之支撐座1113上，並具有多數個公螺紋1121。滑座113係由滑塊1136、模塊座1137與導座1131、1132、1133、1134所構成，滑塊1136具有對應於螺桿112之公螺紋1121的多數個母螺紋，以便螺桿112得以穿過滑塊1136並帶動包括滑塊1136、模塊座1137與導座1131、1132、1133、1134之滑座113線性移動。

此外，導座1131、1133係配置於導軌1111上，而導座1132、1134則配置於導軌1112上，且各具有分別與導軌1111、1112相互對應之溝槽，而得分別沿著線性底座111之兩導軌1111、1112移動。伺服馬達114則固定於線性底座111上，以經由馬達齒輪115與螺桿齒輪116，來相互耦接並帶動螺桿112旋轉，進而驅動滑座113沿著線性底座111之兩導軌1111、1112線性移動。

請參圖7所示，其為根據本創作較佳實施例之一種機械手的刀具模塊分解立體圖。如圖所示，此用於彈簧成型機90之機械手10的刀具模塊14包括：裝置於模塊殼體155內外之刀具盤141、142、轉角雙出力軸減速器143、旋轉傳動軸144、145、手臂關節傳動齒輪組146、刀具盤傳動齒輪組147、伺服馬達150與例如是配置有減速器之伺服馬達148。

其中，刀具盤141或142具有至少一刀具149，圖中之實施例雖於刀具盤141上裝置有橫向與縱向刀具149各2把，然熟習此藝者應知，其係可因應實際製作彈簧之不同需求來變化配置。轉角雙出力軸減速器143具有分別連接刀具盤141、142之刀具傳動軸1431、1432，伺服馬達148、150係固定於模塊殼體155上方，伺服馬達148之旋轉軸經由手臂關節傳動齒輪組146傳動一端樞設於旋轉傳動軸144、另一端樞設於模塊殼體155 之旋轉傳動軸145，以藉由兩側分別連接於旋轉傳動軸145與減速器固定座153之刀具盤軸承座154，來驅動轉角雙出力軸減速器143及刀具盤141、142一同圍繞旋轉軸R2旋轉。

伺服馬達150之旋轉軸係經由刀具盤傳動齒輪組147傳動一端樞設於模塊殼體155、另一端則樞設於中空的旋轉傳動軸145內、且與旋轉傳動軸145同軸心之旋轉傳動軸144，藉以驅動耦接旋轉傳動軸144之轉角雙出力軸減速器143，進而經刀具傳動軸1431、1432來分別帶動刀具盤141、142圍繞旋轉軸R1旋轉，其中之旋轉軸R1與R2係如圖所示地相互垂直。

據此，即可將機械手10裝置於既有之彈簧成型機90上，以藉由三度空間移動之刀具模塊14上的各種刀具149，來操作以各種角度接近、抵靠自彈簧成型機90之刀具盤91的軸心穿孔穿出的彈簧線材，以進行不同角度之如折角、捲圈圈等動作。因此，即可能使用單把刀具149來製造各種不同角度之螺旋彈簧，避免傳統彈簧成型機90在製造小線徑彈簧時的旋轉扭傷，亦可靈活運用相互成九十度之刀具149來完成所需不同之功能需求，且因刀具模塊14的旋轉功能，而可於單把刀具149上開設多種線槽，以適於多種線徑之彈簧的製造。

雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內所作之各種更動與潤飾，亦屬本創作之範圍。因此，本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧機械手

11、12、13‧‧‧線性滑軌

14‧‧‧刀具模塊

149‧‧‧刀具

151‧‧‧左支撐架

152‧‧‧右支撐架

Claims (12)

1. 一種全方位機械手，適用於一彈簧成型機，包括：一刀具模塊；一第一線性滑軌，用以裝置並帶動該刀具模塊沿一第一線性軸移動；一第二線性滑軌，用以裝置並帶動該第一線性滑軌沿一第二線性軸移動；以及一第三線性滑軌，用以裝置並帶動該第二線性滑軌沿一第三線性軸移動；其中該第一線性軸、該第二線性軸與該第三線性軸係相互垂直。
2. 如申請專利範圍第1項所述之全方位機械手，其中該第一線性滑軌包括：一線性底座，具有相互平行之兩導軌；一螺桿，樞設於該線性底座上，並具有多數個公螺紋；一滑座，穿設於該螺桿上，具有對應該螺桿之該些公螺紋的多數個母螺紋、及分別對應該線性底座之該兩導軌的多數個導座，該些導座係分別配置於該兩導軌上；以及一伺服馬達，固定於該線性底座上，用以耦接並帶動該螺桿旋轉，進而驅動該滑座沿著該線性底座之該兩導軌線性移動。
3. 如申請專利範圍第2項所述之全方位機械手，其中該伺服馬達係經由一馬達齒輪與一螺桿齒輪，來相互耦接並帶動該螺桿旋轉，進而驅動該滑座沿著該線性底座之該兩導軌線性移動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之全方位機械手，其中該第二線性滑軌 包括：兩導軌，係配置為相互平行；一滑座，具有分別對應該兩導軌的多數個導座，該些導座係分別配置於該兩導軌上；一螺桿，樞設於該滑座上，並具有多數個公螺紋；一螺桿座，穿設於該螺桿上，具有對應該螺桿之該些公螺紋的多數個母螺紋；以及一伺服馬達，配置於該滑座上，用以耦接並帶動該螺桿旋轉，進而驅動該滑座沿著該兩導軌線性移動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之全方位機械手，其中該伺服馬達係經由一聯軸器來連接並帶動該螺桿旋轉，進而驅動該滑座沿著該兩導軌線性移動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之全方位機械手，其中該第三線性滑軌包括：一線性底座，具有相互平行之兩導軌；一螺桿，樞設於該線性底座上，並具有多數個公螺紋；一滑座，穿設於該螺桿上，具有對應該螺桿之該些公螺紋的多數個母螺紋、及分別對應該線性底座之該兩導軌的多數個導座，該些導座係分別配置於該兩導軌上；以及一伺服馬達，固定於該線性底座上，用以耦接並帶動該螺桿旋轉，進而驅動該滑座沿著該線性底座之該兩導軌線性移動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之全方位機械手，其中該伺服馬達係經 由一聯軸器來連接並帶動該螺桿旋轉，進而驅動該滑座沿著該線性底座之該兩導軌線性移動。
8. 如申請專利範圍第1項所述之全方位機械手，其中該刀具模塊包括：一刀具盤，具有至少一刀具；一減速器，具有連接該刀具盤之一刀具傳動軸；一第一伺服馬達，耦接該減速器，用以驅動該刀具傳動軸，進而帶動該刀具盤圍繞一第一旋轉軸旋轉；以及一第二伺服馬達，用以驅動該減速器及該刀具盤一同圍繞一第二旋轉軸旋轉；其中該第一旋轉軸與該第二旋轉軸係相互垂直。
9. 如申請專利範圍第8項所述之全方位機械手，其中該第一伺服馬達係經由刀具盤傳動齒輪組傳動一旋轉傳動軸，並藉以驅動該刀具傳動軸，進而帶動該刀具盤圍繞該第一旋轉軸旋轉。
10. 如申請專利範圍第9項所述之全方位機械手，其中該減速器係為轉角雙出力軸減速器，用以驅動兩刀具盤圍繞該第一旋轉軸旋轉。
11. 如申請專利範圍第9項所述之全方位機械手，其中該第二伺服馬達係經由手臂關節傳動齒輪組傳動配置於該旋轉傳動軸外圍、且與該旋轉傳動軸同軸心之第二旋轉傳動軸，以驅動該減速器及該刀具盤一同圍繞該第二旋轉軸旋轉。
12. 如申請專利範圍第1項所述之全方位機械手，更包括由一左支撐架與一右支撐架所構成之一固定架，用以將該全方位機械手固定於該彈簧成型機上。