[实用新型]无背隙五轴头

说明书

本实用新型提供一种无背隙五轴头，其包含：壳体、主轴、第一传动装置及第二传动装置，壳体具有相互垂直正交的第一轴线及第二轴线，主轴设于壳体，其中，第一传动装置具有第一驱动源及第一滚齿凸轮组，第一驱动源驱使第一滚齿凸轮组，以带动主轴相对第一轴线作动；第二传动装置具有第二驱动源及第二滚齿凸轮组，第二驱动源驱使第二滚齿凸轮组，以带动主轴相对第二轴线作动。据此，通过第一滚齿凸轮组或第二滚齿凸轮组作动时以滚动接触方式减少机械上的背隙及间隙问题，达到精准控制主轴作动方向及角度。

技术领域

本实用新型关于一种加工机的轴头，尤指一种以滚齿凸轮组带动主轴作动，以消除背隙问题的五轴头。

背景技术

加工机为满足不同加工需求，以控制加工主轴作多轴向加工，其中，就五轴向加工而言，加工机的驱动源带动加工主轴对于X、Y、Z、A及C轴作线性或旋转运动，而驱动A及C轴的驱动源能够是一般伺服马达或是直驱马达。

就一般伺服马达而言，能够控制加工主轴转速及转动角度，但是一般伺服马达的扭力不足，通常会采用齿轮减速机构降低转速以换取较大扭力输出，例如蜗杆与蜗轮组成的齿轮箱；然而，减速机构在长期使用后会产生背隙(back lash)问题，而间隙会造成传动误差，导致加工主轴转动位置不确实的问题。

为改善一般伺服马达所产生的缺点，驱动A及C轴的驱动源大多采用直驱马达，其无须经过皮带、齿轮等变速机构，因此，无扭力耗损，其扭力会比相同功率的马达要高，以满足复杂形状加工件的加工作业需求，而且直驱马达无背隙问题，更能够精准控制转动角度。

然而，直驱马达的输出扭力受限于输入电流，内部磁通量密度与马达尺寸等因素影响，直驱马达尺寸愈大，输出的扭力愈大，所需的功率愈高，造成加工过程的能源损耗，以及高价格导致成本相较于同功率的伺服马达高出数倍。

实用新型内容

为解决上述课题，本实用新型提供一种无背隙五轴头，通过滚齿凸轮组搭配驱动源取代直驱马达，以降低能源损耗及成本过高的问题，并且改善以一般伺服马达搭配减速机构所产生机械上的背隙及间隙问题；据此，通过第一滚齿凸轮组或第二滚齿凸轮组作动时以滚动接触方式，以达到无背隙精准控制主轴相对于第一轴线或第二轴线作动的效果。

本实用新型的一项实施例提供一种无背隙五轴头，其包含：壳体，其具有相互垂直正交的第一轴线及第二轴线；主轴，其设于壳体；第一传动装置，其设于壳体且于第一轴线的一端且连结主轴，第一传动装置具有第一驱动源及第一滚齿凸轮组，第一滚齿凸轮组连结主轴，第一驱动源驱使第一滚齿凸轮组，以带动主轴相对第一轴线作动；以及第二传动装置，其设于壳体且于第二轴线的一端且连结主轴，第二传动装置具有第二驱动源及第二滚齿凸轮组，第二滚齿凸轮组连结主轴，第二驱动源驱使第二滚齿凸轮组，以带动主轴相对第二轴线作动。

在其中一项实施例中，第二传动装置的数量为二个，两个所述第二传动装置分别设于壳体朝向第二轴线两端的外侧面。

在其中一项实施例中，主轴的轴线与第一轴线为共线。

在其中一项实施例中，主轴的轴线平行于第一轴线。

在其中一项实施例中，第一驱动源为伺服马达或伺服马达搭配皮带传动。

在其中一项实施例中，第二驱动源为伺服马达或伺服马达搭配皮带传动。

在其中一项实施例中，第一滚齿凸轮组带动壳体及主轴绕第一轴线旋转。

在其中一项实施例中，第二滚齿凸轮组带动主轴以第二轴线为摆动中心摆动。

通过上述，本实用新型能够达成的功效，当第一驱动源驱使第一滚齿凸轮组，以带动主轴相对第一轴线作动，或是当第二驱动源驱使第二滚齿凸轮组，以带动主轴相对第二轴线作动，因此，通过第一滚齿凸轮组搭配第一驱动源，以及第二滚齿凸轮组搭配第二驱动源取代习知直驱马达，以降低能源损耗及成本过高的问题。