[发明专利]双旋转驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可旋转的机械，尤指一种用于配置转体的双旋转驱动装置。

背景技术

由于今日工具机的计算机数值控制（computer numerical control,CNC）的控制器的运算速度大幅提升，加上计算机辅助设计（computer-aided design,CAD）及计算机辅助制造（computer-aided manufacturing,CAM）的软件技术不断演进，因此使得多轴加工技术蓬勃发展。

图1为现有多轴式加工设备8的立体示意图。该加工设备8于一机台80上设置一第一滑轨组81，并于该第一滑轨组81设置一工作台82，该工作台82供设置欲加工件（图略）。该机台80架立有一架体83，并于该架体83上设置一第二滑轨组84，再于该第二滑轨组84上设置一第三滑轨组85，而该第一滑轨组81、第二滑轨组84与该第三滑轨组85三者为相互垂直，而构成一个可以进行X、Y、Z三轴向位移的系统。该第三滑轨组85上设置有一支撑件86，且该支撑件86设置一可旋转的主轴承载头1。

现有主轴承载头1包含一叉式轴座10与一轴单元11。该叉式轴座10可相对于该支撑件86进行旋转（如图中的箭头方向C），且其左、右侧10a,10b之间具有容置空间100，以轴接该轴单元11于该容置空间100内。该轴单元11具有一用以夹持刀具9的主轴110及一轴接于该容置空间100内并带动该主轴110的旋转座111，通过该旋转座111于该容置空间100内摇摆（如图中的箭头方向A）以带动该刀具9进行摇摆运动，并配合该叉式轴座10的旋转，即可实现多轴向加工的功能。

驱动前述的主轴承载头1的方式大致可区分为伺服马达搭配减速机构、扭矩马达直接驱动以及扭矩马达搭配减速机构三大类。

对于伺服马达搭配减速机构的技术而言，如美国专利US5,257,883、US5,996,329等专利，由于伺服马达输出的扭力值较小，因此其所使用的减速机构必须选用高减速比(数十倍至百倍)的设计，才能将扭力值放大，以符合主轴承载头1的工作所需。另外，现有技术有以蜗轮、蜗杆搭配皮带轮作为减速构件，而蜗轮大部分为铜质材料，易发生磨耗现象，导致齿隙超过容许值。因此，遂有扭矩马达(Torque Motor)直接驱动旋转主轴承载头的发明。

对于扭矩马达直接驱动的技术而言，以中国台湾专利公告第I314075号专利(即美国专利US7,293,340)为例，虽然扭矩马达具有较高扭力输出的能力，因而具有低动力耗损与高转速等特性，但若从设计观点来看，当扭矩马达规格需要提高时，体积与成本也会随的增加。

此外，若以扭矩马达搭配减速机构的设计，如美国专利US7,470,095号专利，该扭矩马达与该主轴承载头的旋转轴心并非同轴设置，其所能选用的扭矩马达的规格与传动机构的可配置空间受限。又，由于输入与输出并非同轴设计，因此其动态平衡性仍有再加以改进的必要。

因此，鉴于上述技术的缺失，本领域的人员遂发展出一种驱动结构的设计，即中国台湾专利公开第201204506号专利，通过扭矩马达（图略）与该行星齿轮式减速机构（图略）以同轴方式设于现有主轴承载头1的叉式轴座10的左侧10a内部（或右侧10b内部），可提升扭矩密度与分散动力负载。

然而，现有驱动结构的设计（即中国台湾专利公开第201204506号专利）中，该行星齿轮式减速机构于运作时，因行星齿轮、太阳齿轮及环齿轮之间啮合齿的齿隙，故将影响该轴单元11(如图1所示)的定位精度(Positioning accuracy)与重复精度(repeatability accuracy)。

因此，如何克服前述现有技术中的种种缺失，实已成目前亟欲解决的课题。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺失，本发明的主要目的为提供一种双旋转驱动装置，能以较小的马达、较小的体积而产生较大的扭力。

本发明的双旋转驱动装置包括：座体；轴单元，其枢接该座体，以承载工件；第一驱动单元，其设置于该座体上，并具有第一马达与第一齿轮组，该第一马达与该第一齿轮组同轴连接，该第一齿轮组则连接至该轴单元；以及第二驱动单元，其设置于该座体上，并具有第二马达与第二齿轮组，该第二马达与该第二齿轮组同轴连接，该第二齿轮组则连接至该轴单元。

前述的双旋转驱动装置通过两马达与两齿轮组，能以较小的马达、较小的体积而产生较大的扭力。